Mendel Kimdir? Kanunları, Çalışmaları, Bezelyeleri

M.Ö 400’lü yıllarına, Hipocrates’a kadar uzanan eski bir inanışa göre kalıtım faktörleri , ebeveynin vücut yapısından herhangi bir şekilde oluşan bir madde olarak açıklanmıştır. Charles Darwin çeşitli vücut organlarının küçük embriyolar meydana getirdiklerini ve bunların bir araya gelmesinden kalıtım maddelerinin oluştuğu görüşünü ileri sürmüştür. Bu nedenle melezin iki ebeveynin ortasında bir özellik taşıması ve döllerinin homojen olması gerekmektedir. Böyle bir inanışın doğruluğu üzerinde ilk kuşku 19. yüzyılın ikinci yarısında yapılan deneysel araştırmaların sonuçları ile doğmuştur.

Bu araştırmacıların başında Gregor Mendel gelmektedir. Mendel kendine döllenen (Autogam) bitkilerin melez dölleri üzerinde yaptığı olağanüstü çalışma sonucunda esas bakımından çok önemli olan kuralları keşfetmiştir. Mendel, ortaya attığı kuram ile özelliklerin bir generasyondan diğerine, günümüzde gen olarak tanımladığımız kalıtım faktörleriyle geçtiğini ortaya koymuştur. Genlerin varlığını kanıtlayan en önemli olay ,birbirinden farklı özellikler taşıyan çeşitlerin melezleri de bu özellikler bakımından açılmaların ortaya çıkmasıdır. Bu açılımların kurallarını Mendel 1865 yılında ortaya koymuş olmasına rağmen bunun bilimsel anlamı ancak 35 sene sonra, yani1900 yılında anlaşılmıştır.

Mendel Kimdir?

Johann Gregor Mendel, 22 Temmuz 1822 tarihinde Heinzendorf’ta doğdu. (Bugünkü Hynčice, Vražné, Çek Cumhuriyeti) 6 Ocak 1884 Brünn’ de öldü. (Bugünkü Brno, Çek Cumhuriyeti) Genetik biliminin kurucusu, Avustralyalı botanik bilgini ve rahiptir.

Küçük yaşlarda bahçe işleriyle uğraşmaya başlayan Mendel, üniversite öğreniminden sonra bir din adamı olarak Moravya’da yaşamını sürdürdü. Bu arada bitkiler üzerinde pek başarıya ulaşamayan bazı incelemelerde bulundu.

1854′te Brünn’e dönerek bir teknik lisede öğretmenlik yapmaya başladı. Daha öncede öğretmenlik sınavlarına girmiş ancak başarılı olamamıştı. 19. yüzyılın ortalarında Darwin’in doğal ayıklanma kuramının yayıldığı sıralarda canlı bir türün özelliklerinin kendisini izleyen döllere nasıl aktarabildiği sorunu yeni bir yoğunlukla ortaya çıkmıştı.

Biyoloji bilginleri özellikle bitki bilimciler harcadıkları çabalara karşın bu sorunu aydınlatamıyorlardı. Daha sonraları genetiğin babası olarak kabul edilecek Mendel, aynı sorunla ilgili deneylere 1858’de başladı ve araştırmalarının ancak 8 yıl sonra sonuca ulaştırabildi. Başarısı, incelediği konuya elverişli olan yönteminden kaynaklandı. Mendel bir yandan farkların az ve son derece belirgin olduğu bitki çeşitlerini (dev ya da cüce, düz yada kırışık bezelyeler) ayırmayı öte yandan aktarılan özelliklere göre sayısal ilişkileri araştırmada istatistiğin henüz yerleşmiş bir bilim dalı olmadığı bir dönemde istatistik yöntemini benimsemeyi bildi.

Bezelyelerle yaptığı deneylerde bitkinin uzun boylu yada cüce, çiçeklerin ve yaprak koltuklarının renkli ya da renksiz, tohumlarının sarı ya da yeşil, düzgün ya da buruşuk olması gibi karşıt özelliklerden birini kuşaklar boyu taşıyan saf soylar elde etmeyi başardı. Ardından bunları kendi aralarında çaprazladı. Sonuçta gözle görülür ölçüde belirgin olan bu iki seçenekli özelliklerin saf soylar ile melez döllerde temel kalıtım birimleri aracılığıyla ortaya çıktığını ve her özellik için bir çift genin bulunduğunu öne sürdü.

Mendel, tüm bunları basit istatistiklerle değerlendirdi. Mendel yasaların temel ilkesi melez döllerin üreme hücrelerinde yarısı anadan yarısı babadan alınmış kalıtım birimlerinin bulunmasıdır.

İlginizi Çekebilir:  Gizli Maya Uygarlığı Guatemala

Mendel, bu kuramı 1865′de sundu. Fakat hayattayken bu kuramı kabul edilmedi. 35 yıl sonra kuramın özü Devries ve Wiessmann gibi bilim adamlarının çalışmaları sayesinde Mendel’in bu çalışması kabul edildi.

“Genetik” terimi, 1905’de Mendel’in çalışmasının önemli savunucularından William Bateson tarafından Adam Sedgwick’e gönderilen bir mektupta ortaya atılmıştır.

Mendel’in Kalıtım / Genetik Üzerine Deneyleri ve Çalışmaları

Mendel, 30.000’e yakın bitki üzerinde ayrıntılı çalışmalar yapmıştı. Bu çalışmalarında çıkış noktası, saf soy bezelye türleri elde etmekti. Bu amaçla 1854-1856 yılları arasında bir dizi denemeler yaptı. Yapay yollardan kendi içinde üretildiğinde her zaman aynı özellikleri gösteren bezelye türlerini ayrıştırmayı başardı. Örneğin, kendi içinde her kuşağı yeşil ya da sarı taneli bezelye veren bitkiler elde etti. Bu saf soyları birbiriyle çaprazlama yöntemiyle çiftleştirerek melezleme çalışmalarına başladı ve saf soy bitkilerin özelliklerinin melez döllerde nasıl ve hangi oranda ortaya çıktığını izledi. Önce, tek basit özelliğin dölden döle nasıl aktarıldığını araştırdı.

Bu amaçla, yetiştirdiği yaklaşık 14.000 bitkide uzunluk, cücelik gibi bitki boyu; yuvarlaklık, kırışıklık gibi tanenin biçimi; yeşil, sarı gibi renk; çiçeklerde ve yaprak koltuklarında rengin varlığı ya da yokluğu; çiçeğin bitki gövdesindeki konumu ve tohum kılıfının biçimi gibi yalnızca ikili olasılıkları inceledi. Örneğin, saf soy yeşil ve saf soy sarı bezelyeleri birbiriyle çaprazladığında, birinci melez dölde, ister dişiden ister erkekten gelsin, sarı rengin egemen olduğunu; yeşil taneli bitkilere ilk dölde rastlanmadığını belirledi.

Mendel, önemli bir adım olarak, bu kuşakta yeşil rengin yitirilişini ısrarla araştırdı. Bugün Fı denilen bu dölü, kendi içinde çaprazladığında oldukça düzenli bir olguyla karşılaştı. F2 denilen ikinci melez dölde, birinci dölde ortadan kalkan yeşil rengin yeniden görüldüğünü saptadı. Yeni kuşaktaki bitkilerde sarı yeşil oranı yaklaşık 3:1 değerinde beliriyordu (3 sarı, 1 yeşil). Sürdürdüğü araştırmalarda Mendel, Fı dölünde görülen özelliğin, bu kuşakta ortaya çıkmayan özelliğe, F2 kuşağında 3:1 oranında üstünlük sağladığını gözlemledi.

Bu düzenli bulgulardan yola çıkarak kalıtıma ilişkin iki temel sonuca vardı:

  1. İlk melez döldeki tüm bitkilerin aynı özelliği taşımasının nedeni, bu kuşaktaki bitkilerin, o özellik bakımından eşit ya da tekdüze oluşudur.

 

  1. Özyapıların (karakterlerin) ayrılığı yasası adıyla anılan ikinci temel bulguya göre, özellikler dölden döle, bütünlüklerini koruyan, ayrışık özyapılar olarak aktarılıyor.

Böylece Mendel, bir kuşaktan ötekine geçen özelliklerin, o güne dek yaygın olarak sanıldığı gibi, anne ve babaların özelliklerinin karışımı biçiminde ortaya çıktığını ileri süren bileşim kuramına köklü bir biçimde karşı çıkmış oldu. Mendel’in buluşu gibi, hep ya da hiç kuralına göre değil de ara değerlerle dölden döle iletilebilen özelliklerin, genelde birden fazla gen tarafından belirlendiği ise, daha sonra ortaya çıkarıldı. Mendel, iki melez döldeki farklılıkları, baskın özellikler ve çekinik özellikler arasındaki etkileşimlerle açıkladı.

Örneğin, saf soy yeşil ve saf soy sarı bezelyelerin melezlerinde baskın olarak tanımladığı sarı renk, yeşile baskın çıkıyor. Böylece bu özellik, erkek ya da dişi eşey organınca aktarılışından bağımsız olarak ilk melez döldeki tüm bezelye tanelerinin sarı olmasını sağlıyor. Bu kuşak, kendi içinde çaprazlandığında, iki taraftan da ya da yalnızca bir taraftan sarı renk özelliğini alan tüm bitkiler sarı oluyor. Buna karşılık, ancak, iki taraftan da çekinik özelliği alan bitki (deneydeki her dört bitkiden biri) bu çekinik özelliği göstererek yeşil tane verebiliyor.

İlginizi Çekebilir:  Hücre Ölüm Tipleri - Hücre Döngüsü

Mendel Yıllarca Deney Yaptı

Mendel bu evrede, birden çok özelliğin çaprazlanmasına yöneldi; iki ayrı baskın özelliği taşıyan bitkiler ile iki çekinik özelliği taşıyanların melezlenmesinden ortaya çıkan sonuçları inceledi. Örneğin, sarı ve yuvarlak tane gibi iki baskın özelliği olan bitkiler ile yeşil ve karışık tane gibi iki çekinik özelliği taşıyan bitkileri çaprazlayarak, melezlerin özelliklerini ve oranlarını araştırdı. Sonuçta, ilk melez döldeki (F1’deki) tüm bitkilerin, daha önceki gibi baskın özellikleri taşıdığını gördü.

Çekinik özelliklerin yine ortaya çıkmadığı bu dölde elde edilen yuvarlak ve sarı taneli bitkileri birbiriyle çaprazladığında, ikinci melez kuşakta değişkenlikler, bu kez iki özelliğin de birbirinden bağımsız olarak aktarıldığını gösterecek biçimde ortaya çıktı. Örneğin Mendel, çok sayıda bitkiyle yaptığı inceleme sonucu, iki özelliğin birbirinden bağımsız olarak aktarılmaları durumunda, beklenildiği gibi, ikinci melez kuşakta 9 sarı-yuvarlak; 3 sarı-karışık; 3 yeşil-yuvarlak ve 1 yeşil-karışık taneli bitki oranı elde etti. Mendel’in iki ayrı özelliğin çaprazlanmasını bu biçimde incelediği başka durumlarda da yaklaşık 9:3:3:1 oranını elde etmesi; bu arada daha çok sayıda ikili özelliği içeren bitkiler üstüne yaptığı araştırmalarda bu özelliklerin melezleme nedeniyle etkileşmeden birbirinden bağımsız olarak kuşaktan kuşağa aktarıldığını saptaması, yeni bir adım daha atmasını sağladı.

Onun bu bulgusu, özyapıların bağımsız ayrılığı yasası adıyla genelleştirildi. Mendel, araştırmalarının sonuçlarını ve geliştirdiği kuramı, 1865 yılı Şubat ve Martında Brünn Doğa Bilimleri Derneği’nin iki aylık toplantısında özetledi.

Anne babalarda birer çift olarak yer alan öğelerin, dişi ve erkek eşey organında (yumurta ve çiçek tozunda) teke indiğini; döllenme sonucu bu ikisinin birleşimiyle yeniden bir çift oluşturduğunu düşündü. Böylece her dölde bitkinin belirli bir özelliği, anne babasından aldığı öğelerin niteliğine bağlı olarak belirleniyordu. Mendel’in buluşunu açıklayan Bitki Melezleri Üstüne Denemeler adlı makalesine de toplantıdaki açıklamalarına olduğu gibi, herhangi bir tepki gelmedi.

Mendel ve Darwin

Mendel, araştırmalarını benzer amaçla mısır, fasulye ve gecesefası başta olmak üzere birçok bitki üzerinde de yürüttü ve kalıtımbilimde, biyolojide bir devrim gerçekleştirdi. 1900’lere dek, bilim insanlarının dikkatinden kaçan bu gerçekler, ancak 1900’lerde bu konudaki araştırmalarla başka bilim insanlarınca ortaya konulduğunda, bunları çok önceden Mendel’in belirlediği anlaşıldı. Mendelci yaklaşım, insanı da kapsamak üzere, bütün canlılar üzerindeki kalıtım araştırmalarının çıkış noktası oldu. Mendelcilik, Darwin’in evrim kuramında yer alan doğal ayıklanma ile seçilen değişkenliklere de somut bir mekanizma kazandırdı.

Darwin ve Mendel

1920’lerde Çetverikov’un; 1930’larda da R. A. Fisher, S.Wright ve J. B. S. Haldane’in katkılarıyla Darwincilikle Mendelciliğin bireşimi gerçekleştirildi. Başta T. H. Morgan olmak üzere, 20. yüzyıl bilim insanlarının kromozom kuramının ışığında yaptıkları araştırmalar sonucu, Mendelin bulgularının biyokimyasal ve yapısal temeli belirlendi. Crick ve Watson’un DNA’nın yapısını çözmeleriyle moleküler genetikte başlayan yeni dönem, Mendel yasalarının temelinde yer alan biyokimyasal mekanizmayı ortaya çıkardı. Bu da yasaların genler düzeyinde geçerli olduğunu gösterdi.

İlginizi Çekebilir:  Yaklaşık 5000 Yıl Önce İnsanlar Bu İnek Üzerinde Beyin Cerrahisi Yaptı

Ele aldığı yedi özelliğin, bezelyede yedi ayrı kromozomda bulunması, Mendel’in incelemelerini kolaylaştırmış; buna karşılık, ikinci yasasında belirttiği özelliklerin ayrı ayrı iletildiklerine ilişkin olguyu ise aşırı biçimde genellemesine yol açmıştı. Morgan’ın da eleştirdiği bu yasanın, ancak, ayrı kromozomlardaki özellikler (genler) için geçerli olduğu, daha sonra anlaşıldı; aynı kromozomlardaki genlerin birbiriyle ilintili oldukları ölçüde birlikte aktarılma olasılıklarının arttığı, Morgan ve başka birçok araştırmacının incelemeleriyle ortaya konuldu. Kromozomlara ilişkin hiçbir şey bilmemesine karşın, bu konuda iki ayrıntı dışında en temel olguları gün ışığına çıkarıp sağlam istatistiksel yöntemlerle yorumlamayı başaran Mendel’in çalışması, bilim tarihinin en anlamlı başarılarından biri olarak nitelendiriliyor.

Mendel’in Bezelyeleri

1858 yılında çalışmalarına başlayan Mendel, sonuçlarını 8 yıl sonrasında almaya başlamıştır. Deneylerinde kullandığı hiçbir canlıdan umut bulamayan Mendel, çalışmalarında bezelye kullanmaya başladığında istediği sonuçlara ulaşmaya başlamıştır.  Bezelyeler Mendel’in çalışmalarında incelemek istediği konuda olumlu sonuçlar vermiştir. Bitkinin uzun boylu, kısa, çiçek ve yaprak koltuklarının renkli ve renksiz, düzgün ve buruşuk, tohumları sarı ve yeşil olacak şekilde özelliklere sahip olduğunu başarmıştır. Bütün bu sonuçlara saf ve melez türler üzerinde kalıtım birimlerine kullanarak ulaşmıştır.

İki cinsiyetin birleşmesi sonucunda “Mendel’in Bağımsız Çeşitleri” kanunu oluşturmuştur. Farklı bitki türleri üzerinde yapılan araştırmalarda da aynı sonuçlara ulaşılmıştır. Araştırmacıların hayvanlar üzerinde yaptıkları deneylerde bu teoriyi kanıtlamıştır

Mendel bezelyelerle yaptığı çalışmalarda bazı genetik özelliklerin hiç değişmediğini fark etti. Kullanılan bezelyelerin bazıları kısa ve çalı tipi bazıları ise uzun ve tırmanıcı özelliklere sahipti. Aynı şekilde bir kısmı sarı tohum üretirken bir kısmı yeşil tohum üretirken, bir kısmı renkli çiçeklere sahip iken bir kısmı beyaz çiçek sahipti. Mendel çalışmalarında sadece yedi genetik özelliğin değişmediğini fark etti. Aynı zamanda bezelye çeşitlerinde genetik özelliklerin nesilden nesile tozlaşma yolu ile aktarıldığı tespit etti.

Mendel iki farklı genetik malzemeye sahip bitkileri tozlaştırdığında ne olacağını görmek için deneylerine devam etti. Bunun için bir uzun ve bir kısa bitki seçti.  Uzun karakterli bezelyeden aldığı polenler ile kısa karaktere sahip bezelyenin döllenmesini sağladı. Döllenmenin sonucunda yeni türün hangi ebeveyne benzeyeceğini görebilecekti. Yeni nesillerin hepsi uzun türde olmuştu. Mendel bir sonraki deneyinde işlemi tersten tekrar ederek bir kez daha yaptı. Tekrar ettiği deneyde yeni nesillerin yine uzun olduğunu gördü.

Sonuç olarak deneylerde bezelye kullanılmasının nedenleri; bezelyenin kolay yetiştirilebiliyor olması, çok fazla çeşide sahip olması, çabuk çoğalmaları, yılda 3-4 kere üreme yapılabilmesi, kendi kendini dölleyebilmesi özelliği ile saf olarak kalabilmesi, bezelyelerdeki değişimler gözle görülebiliyordu.

KAYNAKÇA

  • http://www.beybut.com/mendel/
  • http://www.yardimcikaynaklar.com

Esra Ceylan

Moleküler biyoloji ve genetik öğrencisi.

Yorum Yap