BİYOTEKNOLOJİ

BİYOTEKNOLOJİ

    Teknolojinin biyoloji üzerindeki uygulamaları  biyoteknoloji olarak adlandırılır.

   Genetik mühendisliği: genlerle ilgili detaylı çalışmalar yapan bilim dalına genetik mühendisliği denir. Bu alanda çalışma yapan kişilere genetik mühendisi denir.

Gen tedavisi

 Hücredeki eksik ya da hatalı genlerin işlevini üstlenecek yeni genlerin hücreye aktarılmasına gen tedavisi denir.

Örneğin: akciğer kanseri oluşmasını engellediği düşünülen bir gen bulundu ve bu genin kansere neden olan proteinin parçalanmasında daha hızlı ve etkili olduğu saptandı.

Islah

   İnsanlar tarafından daha verimli bitki ve hayvan türlerinin elde edilmesi ıslah çalışmasıdır. Islah çalışmaları atalarına göre daha üstün birey elde edilmesini sağlar.

ıslah çalışmaları zor ve olumsuz koşullara dayanıklı, kaliteli besinler ıslah çalışmaları sayesinde

üretilebilmektedir.

örneğin: 

sıcak ortamda yetişen bir çilek bitkisine soğuğa direnç gösteren bir canlının bazı genleri aktarılarak soğuğa dirençli çilekler elde edilebilmiştir.

Klonlama

Bir tek bireyden alınan hücrenin çoğaltılarak ana bireyle tamamen aynı genetik yapıda yeni birey

oluşturulması işlemine klonlama denir.

*Klonlama sayesinde yapay organlar üretilerek organ nakli bekleyen hastalar için için umut olmaktadır.

Aşılama

Hastalık etkeni olan bir mikrobun zayıflatılarak veya öldürülerek vücuda verilmesi işlemidir. Bu sayede vücut, verilen mikrobu tanır ve ona karşı savunma elemanı oluşturur.

  

Aşılama yönteminin gelişmesiyle mikroorganizmanın tamamı değil sadece genleri aşıya katılabilmektedir.

Biyoteknolojinin Olumlu Yönleri

A-Çevre ile İlgili Yararları

1. Biyoteknoloji ile üretilen bitki ve hayvanlar zararlılara ve çevre şartlarına daha dayanıklı olur.Bu sayede gübre ve ilaç kullanımını azaltabilir. Gübre ve ilaç kullanımının azaltılması çevre kirliliğini azaltacaktır. 
2. Çevre dostu ve sürdürülebilir çözümler sunmaktadır.
3. Kirli suların arıtılmasında bakterilerin kullanılmaktadır.
4. Temizlik malzemelerinde kullanılan bitkilerin daha az maliyetle elde edilmiştir.
5. Nesli tükenme tehlikesiyle karşı karşıya olan canlılar klonlanarak çoğalması sağlanabilir.

B-Sağlık ile İlgili Yararları

1. Biyoteknolojik yollarla tıp alanında birçok aşı, antikor ve ilaçlar geliştirilmiştir.
2. İnsanlarda genetik hastalıkların tespit ve tedavisi yapılmaktadır.
3. Temizlik ürünlerine katılan enzimlerin mikroorganizmalar üretilmiştir.
4. Bakteriler sayesinde hormon üretilmesi (insülin gibi)
5. Bulaşıcı hastalıklara karşı koyacak protein üretilmesi
6. Bulaşıcı hastalıkların tedavisi için gerekli olan ilaçların üretilmesi
7. Çeşitli hastalıkların tedavisinde genetik ürünlerin elde edilmesi (Kanser, AIDS, Akdeniz anemisi, Lösemi)
8. Organ nakinde sıra bekleyen insanlar için yapay doku ve organlar yapılması
9. Kanser hastalığının tedavisinde gen tedavisi yapılması
10. Genetik hastalıklarda kök hücrelerin kullanılması

C-Tarım ve Hayvancılıkla İlgili Yararları

1. Daha çok ürün veren canlılar üretilmiştir.
2. Canlıların olgunlaşma süreleri kısalmıştır.  (Tavuk 45 günde kesilecek olgunluğa gelmektedir.)
3. Soğuktan ve kuraklıktan etkilenmeyen bitkiler üretilmektedir.
4. Ürün kalitesi artırılmıştır. 
5. Türler ıslah edilmiştir.
6. Sebze ve meyvelerin raf ömürleri uzatılmıştır.
7. Tarımsal alanlarda daha fazla ürün elde edilmesi sonucu, doğal alanlar korunacaktır.
8. Bitkisel ve hayvansal hastalıkların tanınması
9. Nitelikli tohum ve fideler üretilmektedir.
10. Nesli tükenme tehlikesinde olan ırkların genomları belirlenerek koruma altına alınmaktadır.

D-Gıda ile İlgili Yararları

1. Meyveli yoğurt üretilmesi
2. Vitamin tabletleri üretilmesi
3. Yüksek proteinli besinlerin üretimi (Proteini artırılmış soya)
4. Vitamini artırılmış besinler (A vitamini artırılmış çeltik)
5. Gıda içerisinde zararlı maddelerin tespit edilecek yöntemler geliştirilmektedir.

Biyoteknolojinin Olumsuz Yönleri

A-Çevresel Riskler

1. Ekolojik denge bozulmaktadır.
2. Biyo-çeşitlilik azalmaktadır.
3. Biyoteknoloji insan ve çevre sağlığını olumsuz etkilemektedir.
4. GDO'lu ürün yetiştiren işletmeler, organik tarım yapan işletmelerin DNA kirliliğine  neden olması. DNA kirliliği polenlerin rüzgar, su, böcekler tarafından taşınması ile gerçekleşmektedir.
5. Tohumların kısırlaşması, artık sadece GDO'lu tohumların kullanılabilir olması.

B-Sağlık Riskleri

1. Genetiği değiştirilmiş organizmalar (GDO) insan sağlığı açısından en büyük tehdittir.
2. Biyoteknoloji ürünleri alerjik ve toksik (zehir) reaksiyonlara neden olabilir.
3. Kanser hastalığına neden olabilmektedir.
4. Bir canlıya ait olan bir özelliğin diğer bir canlıya aktarılması sırasında bilmediğimiz özelliklerinde aktarılması mümkündür.
5. Biyolojik silah üretilebilmektedir.
6. Tarımsal ilaçlara dirençli hale gelen böceklere karşı daha fazla ilaçlama yapılacaktır.
7. Canlıların mutasyona uğraması

C-Sosyo-Ekonomik Riskler

1. Biyoteknoloji çalışmaları sayesinde şirketler veya ülkeler, dünyadaki gıda tüketiminde daha fazla söz sahibi olacaktır.
2. Tarımda kullanılacak tohum ve ilaçlar biyoteknoloji gücüne elinde tutan şirketlerde olacaktır.
3. Dünya üzerinde gelir dengesizliğine neden olacaktır. Yüksek verimli tohumlar çok pahalıya satılmaktadır.
4. Canlıların klonlanmasından sonra insanın da klonlanması yapılabilecek buda etik, ahlaki ve dini değerlere zarar verecektir.

ADAPTASYON

ADAPTASYON

Canlıların bulundukları ortama uyum sağlamalarına adaptasyon denir.Adaptasyonlar yaşama ve üreme şansını artırır.

 *  Adaptasyonlar yıllar içinde gelişen ve kalıtsal bir olaydır.

Adaptasyonun nedenleri:

-beslenme 

-barınma

-avlanma

-düşmanlarına karşı korunma

-iklim şartları

Adaptasyon örnekleri:

-Kaktüsler çöl ortamında su kaybını önlemek için kalın ve dar yüzeyli yapraklara sahip olmaları

-fokların kalın deriye sahip olmaları.

-kutup ayılarının beyaz renkli olmaları.

-bukalemunun bulunduğu ortama göre renk değiştirmesi.

-Kurbağların avlarını yakalamada dillerinin uzun olması.

-Nülifer bitkisinin nemli ortamlardan dolayı geniş yapraklı olması.

not:

* Aynı ekosistemdeki canlılar bezer adaptasyonlar gösterirken 

*farklı ekosistemdeki aynı türe ait canlılar farklı adaptasyonlar gösterir.

Doğal seçilim:

     Canlılar hayatta kalabilmek için çevre şartları ve birbiriyle sürekli mücadele içindedirler.mücadele sonunda uyum sağlayabilen canlılar hayatta kalırken uyum sağlayamayanlar yaşamını devam ettiremezler bu olaya doğal seçilim denir. 

    *Doğal seçilimin sonunda uyum yeteneği gelişmiş bireyler uyum yeteneği daha gelişmiş bireyleri oluştururlar.

     * Doğal seçilimde hayatta kalmış bireyler taşıdıkları özellikleri yeni nesillere aktarırlar.

Örnek:Aslanlar ceylanları avlarken hızlı koşan sağlıklı bireyler hayatta kalır iken yavaş ve hastalıklı bireyler av olur.

Varyasyon:

Bir türün farklı bölgelerindeki farklı özelliklere sahip bireyleridir.

-kutup ayıları beyaz renkli iken ormanda yaşayan ayıları boz renkte olması.

MODİFİKASYON

  MODİFİKASYON

   Canlıları besin,nem,sıcaklık ve ışık (çevre şartları) faktörlerin etkisiyle  oluşan kalıtsal olmayan değişikliklere modifikasyon denir.Modifikasyonlar genlerde değişiklik oluşturmazken sadece işlenişinde değişiklik olur.

Modifikasyon örnekleri:

*Güneşlendiğimiz de ten rengimizin koyulaşması 

*Spor yapan bir kişinin kaslarının gelişmesi

*Çuha çiçeğinin 30-35 C beyaz renkli olması 15-20 C kırmızı renk alması.

* 16 C de sıcaklıkta sirke sineğinin kanatlarını düz 25 C de kanatların kıvrık olması

*Kovan arılarının sütle beslenen kraliçe arı polen ile beslenen arının işçi arı olması

*Eğrelti otunu deniz seviyesinde 2 metre olması kurak bölgede 30-40 cm olması

mutasyon ve modifikasyon arasındaki farklar

MUTASYON

MUTASYON

       DNA nın kendini eşlemesi sırasında meydana gelen hatalar kalıcı değişiklikler oluştur DNA da yanlış eşleşmelere ve DNA nın çift taraflı kopmasına neden olabilir.

  Çevre şartlarının bazıları hem dış görünüşü hemde genetik yapıyı değiştire bilir.Çevresel etkilerle beraber canlının DNA sında meydana gelen değişimlere mutasyon denir.Mutasyonlar genlerde değişimlere neden olur.

- Üreme hücrelerinde görülen mutasyonlar kalıcıdır.

-Vücud hücrelerinde görülen mutasyonlar kalıcı değildir ve bireyin kendisini etkiler.

Mutasyonun nedenleri:

* Radyasyon

*Güneşin zararlı ışınları

*Hazır besinlerdeki katkı maddeleri

*Bazı kimyasalllar.

*Hava ve su kirliliği mutasyona neden olabilir.

* Kapanmayan yaralar

 mutasyon örnekleri:

Van kedilerinin farklı göz renginde olmaları

Dört boynuzlu keçi doğması

Bir elde 6 parmak oluşması

Down sendromu

Kanser hastalığı

Albinoluk

Renk körlüğü

Orak anemi 

Hemofili

ÖNEMLİ NOT:

Mutasyonlar bazen olumlu olabilir.Örnek:

Van kedisinin göz renginin farklılığı kedilere yeni bir tür eklemiştir.

Bazı bitkilerde tohum sayısının artmasına 

Normalde kırmızı gözlü meyve sineğinin beyaz gözlü olarak ortama uyum sağlaması olumlu adaptasyonlardır. 

AKRABA EVLİLİĞİ

AKRABA EVLİLİĞİ

Genlerimiz bizim sadece saç rengi ,boy uzunluğu ten rengi gibi özelliklerimizi taşımaz bunun yanı sıra bazı kalıtsal hastalıkları da taşır. Genlerle taşınan ve dölden döle aktarılan hastalıklara kalıtsal hastalıklar denir .

Hastalık genini taşımasına rağmen bazı insanlar hasta olmaya bilir.Bu şekilde hastalık taşıyan kişilere taşıyıcı denir.

 hastalık kalıtsal olarak taşınıyorsa ve akraba evliliğinde bireyler taşıyıcı durumunda ise yavrularında görülme olasılığı yüksektir.

            Akrabalık derecesi artıkça hastalığın aktarılma ihtimali yüksektir.

            Akrabalar arasındaki gen benzerliği ve kalıtım benzerliği oranı çok yüksektir. Gen havuzundaki farklılıklar sağlıklı bireylerin hayata gelmesinde daha kalıcı etkiler ortaya koymaktadır. .Gen havuzundaki aynılıklar ise kalıtım açısından hastalıkların daha fazla meydana gelmesine neden olmaktadır.

        Akraba evliliğinin genetik sonuçları arasında konuşma zorluğu, görme bozukluğu, kalp ya da çoklu organ yetmezliği, güdüklük, cücelik, kamburluk, eksik organ sorunu gibi genetik sorunlar yaşanmaktadır.

            Akraba evliliğinde önemli olan gen havuzundaki farklılıkların oldukça az olmasıdır.Genetik farklılıklarının çok olması durumunda bu sorunlar yine yaşanabilir olsa da genetik sorun riski oldukça düşük olarak meydana gelmektedir. Bu nedenle akraba evlilikleri tavsiye edilmez.

KALITIM

KALITIM

Mendel'in bezelye bitkisini seçme nedeni:

-Bezelye bitkisini çabuk büyümesi

-Bezelye bitkisinin çabuk yetiştirilmesi

-bezelye bitkisinde birden çok faktörün (çiçek rengi,tohum yapısı,tohum rengi,boy uzunluğu) incelene bilmesi.

kalıtımla ilgili kavramlar:

Saf döl: Genotip olarak homozigot olup kendi aralarında çaprazlandıklarında her zaman aynı genotip ve fenotipe sahip bireyler oluşturan canlıdır. AA,aa, veya BB,bb

melez döl: Yavru bireylerde 2 farklı karakterin olması durumudur.Aa,Bb

Baskın gen: fenotipde daima kendi özelliğini gösteren gene denir.     A

Çekinik Gen:Genotipte olup kendi özelliğini gösteremeyen gene denir.    a

Genotip: Canlıların sahip olduğu gen yapısına genotip denir.

Fenotip: Genotipin çevre şartlarıyla beraber dış görünüşte ortaya çıkmasıdır.

genetik:Genlerle ilgili araştırma ve açıklama yapan bilim dalına denir.

ÇAPRAZLAMA

Örnek: Homozigot sarı renkli bir bezelye ile yeşil renkli bir bezelye çaprazlanıyor.

              Fenotip ve genotip oranları ve olur.   ( Sarı renk: baskın (A), yeşil renk: çekinik (a) )

Homozigot sarı renkli: AA

Yeşil renkli: aa

  

Fenotip oranı: % 100 sarı renklibezelye

Genotip oranı: %100 Aa

Örnek: Heterozigot sarı renkli bir bezelye ile yeşil renkli bir bezelye çaprazlanıyor.

              Fenotip ve genotip oranları ne olur? ( Sarı renk: baskın (A), yeşilrenk: çekinik (a) )

            

Heterozigot sarı renkli: Aa

Yeşil renkli: aa

Fenotip oranı: % 50 sarı renklibezelye,   %50 yeşil renkli bezelye

Genotip oranı: %50 Aa,  %50 aa

Örnek: Heterozigot uzun boylu bir anne ile heterozigot uzun boylu bir babanın, oluşacak çocuklarının;

              fenotip ve genotip oranları ne olur? (Uzun boy: baskın (A), kısa boy: çekinik (a))

Anne heterozigot uzun boylu: Aa

Baba heterozigot uzun boylu: Aa

Fenotip oranı: % 75 uzun boylu,  % 25 kısa boylu

  

Genotip oranı:  %25 AA,  %50 Aa,  %25 aa

Örnek: Heterozigot kıvırcık saçlı bir anne ile homozigot kıvırcık şaçlı bir babanın, oluşacak çocuklarının  fenotip ve genotip oranları ne olur?(Kıvırcık saç: baskın (A), düz saç: çekinik (a))

Anne heterozigot kıvırcık saçlı: Aa

Baba homozigot kıvırcık: AA

Fenotip oranı: %100 kıvırcık saçlı

  

Genotip oranı: %50 AA, %50 Aa

DNA VE GENETİK KOD

DNA ve GENETİK KOD

İnsanlara anne ve babalarından sadece ev, toprak ve para miras olarak kalmaz.Anne babalarımızdan kalan mirasların başında saç geni,boy uzunluğu,kan grubu,ten rengi gibi özellikleri de miras olarak kalır.Bu miras anne babalarımızdan bizlere DNA üzerinde bulunan genler ile aktarılır.

Kalıtsal yapı hücrenin içinde çekirdekte bulunur.

Kromozom:  

DNA ve özel proteinlerin bir araya gelerek oluşturdukları kalıtsal yapıya kromozom denir.

*DNA kısalıp kalınlaşarak kromozomları meydana getirir.

                                 

Canlıların kromozom sayıları bir birinden farklı olduğu gibi bir birine eşit olabilir.

                                    

kromozom sayısı:

* Canlının vücut büyüklüğü hakkında bilgi vermez.

* Canlının gelişmişliği hakkında bilgi vermez.

*Farklı canlıların kromozom sayıları aynı olabilir.

DNA

Canlıların yaşamsal olaylarını (büyüme, gelişme, solunum ve sindirim gibi) yöneten yönetici moleküle DNA denir. 

     

*Yangın merdivenine benzer ve sarmal yapıdadır.

* Çift zincirlidir.

*Hücre bölünmesi önce kendini eşler.

Gen

DNA üzerinde yer alan görev birimlerine gen denir.

* Genler nükleotitlerin bir araya gelmesiyle oluşur.

* DNA zinciri üzerinde yaklaşık 30.000 ne yakın gen olduğu tahmin edilmektedir.

*Her bir özellikle ilgili genlerin yapısı birbirinden farklıdır.(saç,göz,ten rengi ve kan grubu geni gibi)

                                           

Yukarıda X ile gösterilen kısım DNA üzerinde yer alan geni gösterir.

Nükleotit

DNA yı oluşturan yapı birimlerine nükleotit denir.

* Bir nükleotit bir fosfat, bir deoksiriboz şekeri ve bir nükleotitin bir araya gelmesiyle oluşur.

Bir nükletoit adını yapısındaki organik bazdan alır.

                                    

* DNA zincirinde Adenin(A) bazının karşısına daima Timin(T) bazı gelir.

* DNA zincirinde Guanin(G) bazının karşısına daima Sitozin(C) bazı gelir.

Yukarıdaki DNA parçasında :

* 6 Tane Fosfat(F) bulunur.

*6 Tane şeker bulunur.

* 1 tane Adenin bazı(A) ve 1 tane Timin bazı(T) bulunur.

*2 tane guanin bazı(G) ve 2 tane Sitozin bazı(C) bulunur.

Not:

-Bir DNA zincirinde Adenin sayısı=Timin sayısı

-Bir DNA zincirinde Guanin sayısı=Sitozin sayısına

-Bir DNA zincirinde Nükletit sayısı=Fosfat sayısına=Şeker sayısına

-Nükleotit sayısı=A+T+G+C toplamına 

-A+G=T+C  ya da A+C=T+G  olur.

*Yukarıda verdiğimiz kavramları büyükten küçüğe sıralar isek

Hücre> Çekirdek> Kromozom> DNA> GEN> Nükleotit> Organik Baz 

                                  

*Test sorularında ençok karşımıza çıkan sıralama

Kromozom> DNA> GEN> Nükleotit

Canlıları birbirinden farklı kılan DNA larındaki nükleotit sayısı ve nükleotit dizilişlerinin farklı olmasıdır.

HÜCRE BÖLÜNMESİ

Bir hücre neden bölünür sorusuna verilecek cevap

* Hücrenin hacimce artması sonucu çekirdeğin hücreyi yönetemez hale gelir ve çekirdek hücreye bölün emri verir.


*  Hücre bölünmesinden önce DNA kendini eşler.Bu eşleme sonunda kalıtsal yapıyı diğer hücrelere aktarılmasını sağlar. 

DNA eşlemesi sırasında 

                    



1. Organik bazlar arsındaki zayıf hidrojen bağları kopar.

2.DNA zinciri bir fermuar gibi ikiye ayrılır.

3.Sitoplazmada serbest halde bulunan organik bazalar çekirdeğe gelir.

4.Adeninin karşısına Timin bazı , guaninin karşısına sitozin bazı gelir.

5. İlk DNA nın aynısı iki yeni DNA oluşur.


 Eşleme sonunda  DNA miktarı iki katına çıkar ve hücre bölünmesi başlar.

MİTOZ VE MAYOZ BÖLÜNME

MİTOZ BÖLÜNME

*Mitoz  bölünme gelişmiş yapılı canlılarda büyüme,gelişme ve onarımı (yaraların iyileşmeyi) sağlar.

*Eşeysiz üreme görülen canlılarda çoğalmayı sağlar.

Mitoz Bölünme ve evreleri

İnterfaz evresi(hazırlık evresi):

* DNA kendini eşleyerek iki katına çıkar.

*Çekirdek bölün emrini verir.

Profaz evresi:

* Çekirdek ve çekirdekcik zarı kaybolur.

*Kromozomlar belirgin hale gelir.

*Sentroiller iğ ipliklerini oluşturmaya başlar.

Metefaz Evresi:

*Kromozomlar belirgin hale gelmeye başlar.

*Kromozomlar iğ iplikleri tarafından tutulmaya başlanır.

Anafaz Evresi:

Kardeş kromozomlar iğ iplikleri tarafından zıt kutuplara çekilir.

Telofaz Evresi:

*Çekirdek ve çekirdekcik zarı yeniden oluşur.

*Sitoplazma boğumlanması görülür.

*İlk hücrenin aynısı iki yeni hücre oluşur.

                

   Mitoz Bölünme

Mitoz Bölünmenin Canlılar için Önemi:

*Gelişmiş yapılı canlılarda büyümeyi,gelişimi ve onarımı sağlar.

*Eşeysiz üreyen canlılarda üremeyi sağlar.(oluşan hücreler ilk hücrenin aynısıdır.)

*Genetik yapı değişmeden kalır.(genetik kod korunur.)

MAYOZ BÖLÜNME

Mayoz bölünme üreme ana hücrelerinde görülür.(eşeyli üreyen canlılarda)

İki aşamada gerçekleşir.

Homolog kromozom: Biri anneden diğeri babadan gelen kromozom çiftine homolog kromozom denir.MAYOZ

Mayoz I

Profaz Evresi:

*Çekirdek ve çekirdekcik zarı kaybolur.

*İğ iplikleri oluşmaya başlar.

*Homolog kromozomlar belirgin hale gelir.

*Homolog kromozomlar arasında parça değişimi (krosing-over) görülür.

not: Parça değişimi tür içi çeşitliliği sağlar.

profaz

Metefaz Evresi:

Homolog kromozom çiftleri  hücrenin ortasına dizilir.

Homolog kromozomlar iğ ipliklerine tutunur.

metefaz

Anafaz Evresi:

Homolog kromozomlar iğ iplikleri tarafından zıt kutuplara doğru çekilir.

anafaz

Telefaz Evresi:

Stoplazma boğumlanması görülür.

Çekirdek ve çekirdekcik zarı tekrardan oluşur.

n kromozomlu 2 yeni hücre oluşur.

       n  kromozom                        n kromozom

telefaz evresi

Mayoz II

* Hazırlık evresi görülmez.

*Mitoz bölünmesinin aynısıdır. 

*n kromozomlu 4 yeni hücre oluşur.

  

mayoz 2

Mayoz Bölünmenin Canlılar Önemi:

* Parça değişimi ile tür içi çeşitliliği sağlar.

* Kromozom sayısı yarıya inerek nesiller boyu kromozom sayısının sabit kalmasını sağlar.

Mitoz ve mayoz bölünme arasındaki farklar

Mitoz Bölünme	Mayoz Bölünme
2 yeni hücre oluşur.	4 yeni hücre oluşur.
Genetik kod değişmez.	Parça değişimi ile tür içi çeşitlilik görülür.
Kromozom sayısı sabit kalır.	Kromozom sayısı yarı iner.
Tüm vücut hücrelerinde görülür.	Üreme ana hücrelerinde görülür.(sperm ana hücresi,yumurta ana hücresi ve polen ana hücresinde görülür.)
1 aşamada gerçekleşir.	2 aşamada görülür.