Dönem I: Cross Over ve Rekombinasyon

Sunum Konusu

• Sunum, "Cross over ve rekombinasyon" konularını ele alıyor.
• Dr. Fatma Zehra Hapil tarafından, "Dönem I dersi" kapsamında veriliyor.
• Öğrenim hedefleri arasında, cross over ve rekombinasyon tanımları, bu süreçlerin moleküler mekanizmaları, homolog rekombinasyonun avantajları ve dezavantajları, mayozda crossing over'ın sonuçları bulunuyor.
• Hastalık bağlantıları arasında meme hastalıkları, tümörler, infertilite ve abortus yer alıyor.

Tanımlar

• Cross over: Parça değiş-tokuşu (Mayoz 1'de)
• Rekombinasyon: Yeniden birleştirme, cross over dahil daha fazlasını kapsar.

Cross Over (Crossing Over)

• İki teori:
  • Mayoz, bir DNA onarım mekanizması olarak evrimleşmiştir. Cross over, hasarlı DNA'yı ortadan kaldırmaya yöneliktir.
  • Mayoz, bakteriyel transformasyonun bir evrimsel uzantısıdır. Cross over, çeşitliliği (diversity) sağlamak amacıyla gelişmiştir.

Prophase I (Mayoz I) Evreleri

• Leptotene: Kromozomlar yoğunlaşmaya başlar.
• Zygotene: Homolog kromozomlar eşleşir ve sinaptonemal kompleks oluşur.
• Pachytene: Kromozomlar daha yoğunlaşır, crossing over gerçekleşir ve chiasma görülür.
• Diplotene: Sinaptonemal kompleks çözülür, chiasma (çaprazlama noktaları) görünür.
• Diakinesis: Kromozomlar maksimum yoğunlaşmış haldedirler, çekirdek zarı parçalanır.

Kiyazma

• Homolog kromozomların karşılıklı olarak parçalarını takas ettikleri yer.

Crossing Over Süreci

• DNA çift zincir kırıklarıyla başlar.
• DNA kırıklarından sorumlu protein: Spo11
• Topoizomeraz 6, kırılan DNA dizilerine bağlanıp, kırığı oluşturur.

Homolog Rekombinasyon

• Homolog dizilerden birinde bir kırık oluşur.
• DNA dizisi reseksiyon (kısaltma) işlemiyle kırık uçlardan bir kısmı uzaklaştırılır.
• Çıkarılan DNA ucu, ilgili homolog dizideki DNA dizilimine doğru hareket eder.
• Homolog sekans işgali gerçekleşir, bu da kırık olmayan DNA sekansı işgal eder
• DNA tekrar sentezlenir ve eski halini alır.

Crossing Over'ın Sonuçları

• Mayozda genetik çeşitliliğin oluşmasında önemli bir rol oynar.
• İki kromozom arasındaki karşılıklı parça değiş-tokuşu olursa, crossing over gerçekleşir.

Homolog Rekombinasyon Süreci

• Çift zincir kırıklarının tamirinde önemli bir yöntemdir.
• Tamir bölgesinde nükleotid kaybı veya değişimi olmadan çift zincir kırıklarının onarılmasında görev alır.
• DNA çift zincir kırıklarında kullanılabilir.
• Tamir için kalıp görevi görecek bir homolog, kırılmamış bir DNA gereklidir.

Çift Zincir DNA Kırıklarının Tamir Mekanizmaları

• Homolog olmayan uç eklemesi (Nonhomologous end joining): Çok fazla hasarın tamirinde kullanılır.
• Homolog rekombinasyon: İki benzer kromozom dizisi arasında iplik değişimi yoluyla tamir gerçekleşir.

Mayoz ve Gen Konversiyonu

• Ayrılan kromozomlarda gen konversiyonu gözlenebilir.
• Karşılıklı parça alışverişi yerine, genin bir kromozomdan diğerine geçmesi.

Crossing Over Kontrolü

• Homologların bir arada tutulması;
• Gametlerin genetik çeşitliliği sağlanması.

Crossing Over ve Hastalık İlişkisi

• Infertilite: PRDM9 mutasyonları, mayozda pakiten'de duruma yol açarak infertiliteye yol açabilir. Mayoz rekombinasyonunda bozukluklar, spontan düşük veya konjenital bozukluklara yol açabilir.
• Abortus: Mayotik rekombinasyonda bozukluklar, spontan düşüğe yol açabilir. Sperm ve yumurta hücrelerindeki homolog rekombinasyon hızı değişkenlik gösterir.
• Meme Kanseri: BRCA1 ve BRCA2, tümör baskılayıcı genlerdir. Bu genlerdeki mutasyonlar kansere yol açabilir.

Homolog Rekombinasyonda Moleküler Olaylar

• Çift zincir kırığına (örneğin IR maruziyeti) bağlı olarak MRN kompleksi (Mre11, Rad50, Nbs1) gelir.
• MRN, nükleaz aktivitesine sahiptir, ATM'yi bölgeye çeker.
• ATM, hedeflerini fosforile eder.
• Çift zincir kırığı tamirinde BRCA1 ve BRCA2 görev alır.
• Rad51, RPA'yı uzaklaştırır.
• Homoloji aranır. Rad51, homolog dizilerde zincir işgalini başlatır.
• Çift zincir kırığı tamirinde D-loop kurulur.

Bu quiz, 'Cross over ve rekombinasyon' konularını ele alıyor ve bu süreçlerin moleküler mekanizmalarını açıklıyor. Ayrıca, homolog rekombinasyonun avantajları, dezavantajları ve mayozda crossing over'ın sonuçlarına dair bilgileri içeriyor. Özellikle genetik hastalık bağlantılarına da değinilmektedir.