Kromozon Nedir? Yapısı ve Görevleri Nelerdir?

Canlı hücrenin çekirdeğinde, bölünme sırasında belirginleşen ve kromatin ipliklerinin parçalara ayrılmasından oluşan küçük kıvrık çubuk biçiminde­ki cisim.

Protein bireşiminde ve genetik bilgi desteği olarak kromozomların temel görevleri vardır.

Kromozonların Kökeni

Optik mikroskop sayesinde, kromo­zomların varlığı uzun yıllar önce sap­tandı ve en azından hücre bölünmesi sırasında yapıları betimlendi. 1888’de VValdeyer bu çekirdek cisimciklerinin farklı yapıda olduklarım kabul etti; aynı tarihlere doğru Müller linin ola­rak adlandırdığı az boyanan bir mad­deyi ve bunun üstündeki kroma tin ola­rak adlandırılan çok iyi boyanan ta­necikleri ayırt etti, VVilson da 1896’da bunları kromomer olarak adlandırdı. 1900’deEisen daha küçük parçacık­lara bölünebileceklerini düşündü. Ay­rıca Barentsky’den (1880) beri, kro­mozomların sarmal biçimli lifçiklerden oluştuğu (Çiz. 1) çok iyi bilinmek­teydi. Bu görüşler günümüzdeki kavramlardan,en azından betimleyici ana­tomiden pek uzakta sayılmazdı. Kro­mozomların görevlerine gelince, bun­ların her zaman hücre bölünmesi olaylarına etkin bir biçimde katıldık­larına mutlak gözüyle bakıldı, ancak kromozomlarda Mendel’in genetik ku­ramlarındaki hücresel destekleri gör­mek için gene de T.H. Morgan’m ça­lışmalarım beklemek gerekti. 1932’ye doğru G. Beadle tek başma geiı ile hücresel metabolizma etkinli­ği arasındaki geniş ilgiyi göstererek bu organitlerin önemli rolünü vurgu­ladı ve her bir gene bir enzim denk dü­şeceğini gösterdi. Daha sonra 1944’te O. Avery, kromozomun kimyacılar ta­rafından daha önceden bilinen bir kimyasal maddeye D.N.A. (dezoksiribonükleik asit) uyacağını söyledi. D.N.A’nm yapısı ancak 1953’te, j.VVatson ve F. Crick tarafından aydın­la tılabildi. Daha yakın dönemlerde j. Monod. F. jacob ve A. Lwoff (1965’te bu çalışmalarıyla tıp ve fizyoloji dal­larında Nobel Ödülü kazanmışlardır), protein bireşimi ve bu olayın düzen­lemesini derinlemesine araştırdılar.

Çubukçular

Optik mikroskopta hücre bölünmesi sırasında çekirdekte oluşan önemli yapı değişiklikleri görülebilmektedir. Bu olay sırasında kolaylıkla boyanabilen çubukçuklar ortaya çıkar; bun­lar, hücre bölünmesini (mitoz ya da meyoz) belirleyecek bir yönteme göre düzenlenirler. Gözlemin bu evresinde kromozomlar (her çekirdekte çok sa­yıda, ama her cins için belli sayıda) kıvrık ya da düz çubukçuklar, tanecik­ler ya da lifçikler biçimindedirler; kromatin için kullanılan boyalarla bo­yanmayan ve santromer olarak adlan­dırılan bir bölgeleri vardır.
Bazen ikinci bir boğumlanma, kro­mozomu tek ya da iki parçaya ayırır, bunlar büyük ölçüde ayrılmış ve yal­nızca çok ince bir noktadan bağlantı­lıysa uydu olarak adlandırılırlar (Çiz. 2 ). Kromozomların boyutları çok çe­şitlidir. Uzunlukları sözgelimi insanda 2 ile 6 n m’yken (mikrometre), barsak solucanında 20 n m’ye kadar varabi­lir; insanda çap 0,1 ile 2 t» m arasın­dadır; böceklerde, özellikle de çiftkanatkların tükürük bezlerindeki hücre­lerde, uzunluğu 480 n m’ye varan kromozomlar vardır (sözgelimi,titreksinek) [Çiz. 3]. Kromozom sayısı,belli bir cins için belirlidir ve karyogram olarak adlandırılan bir formülle gös­terilir. Bu formülde aynı olan çiftler (otozom) ve cinsiyete göre çift olma­yan kromozomlar (alozom ya da heterokromozomlar) vardır. Sözgelimi,er­kek karyogramında, 22 çift otozoma ek olarak, 1 X ve 1 Y kromozomu, kadındaysa 22 çift otozom ile benzer 2 X kromozomu vardır:

Erkek: 22 + X + Y;

Dişi: 22 + X + Y.

Ama bu genel bir kural değildir; bir­çok böcekte, özellikle dişi cinste X ve

Yalozomlan görülür. Karyogramın bütünü diploit sayıdadır (2 n kromo­zom) ve bütün normal beden hücrele­rinde bulunur; yalnızca basit kromo­zomlar içeren gametler ve poliploitlik durumlarında haploit sayıdadır (n kromozom).

Kromozomların sayısı genellikle bircinsten öbürüne değişir; sözgelimi,in­sanda 46 kromozom varken, bu sayı şempanzede 48, sirkesineğinde (Drosophila melanogaster) 8’dir (Çiz. 4). Kromozom sayısı gene de cinsin tek başına belirgin bir özelliği değildir; birbirinden farklı iki ya da daha çok cinsin aynı sayıda kromozomları ola­bilir. Sonuç olarak, doğal ya da yapay koşullar altmda kromozom sayısında, bir ya da birçok kromozomun artma­sı (organizma için ciddi sonuçlara ne­den olabilen trizomi ya da tetrazomi) ya da haploit sayısının artmasıyla (bit­ki cinsleri arasında bu tür değişimle­re sık raslanır [triploit, tetraploit, heksaploit, hatta oktoploitler]) değişiklik olabilir.

Kromozonların Yapısı

Bir kromozomu incelemek için, mitozun sonucunu beklemek gerekir (söz­gelimi,ağan evre). Bu durumda az bir büyültmeyle bile kromozomun yapısı seçilebilir; içte birbirine koşut ve sar­mal biçimde duran lifçikler kromonema olarak adlandırılır (Çiz. 5 ). Bu lif­çikler boyunca çok iyi boyanan kromofil taneciklerse kromomerlerdir. Kromonemalar, yapısı henüz tam aydın­latılmamış olan protein kökenli bir kı­lıfın içinde gibidirler. Elektron mikros­kobuysa kromozomların ince yapışı­rım aydınla trlmasma olanak sağlamrştır. Taylor’a göre (1963) her kromonema, kromozom eksenine dikey ola­rak yerleşmiş, birbirine koşut sıralar oluşturan iki dezoksiribonükleik asit molekülünden meydana gelir. Bu sıra­lar kendi aralarında köprülerle birleş­mektedir, yapılarıysa molekülü oluş­turan öğelerin konumuna bağlıdır (Çiz. 6). j. Watson ve F. Crick (1953) D.N.A. molekülünün art arda dizilen nükleotitlerden oluşmuş bir dizi polinükleotitten meydana geldiğini ve çift helis biçiminde görüldüğünü daha ön­ceden açıklamışlardı.

Kromomerler, kromonemanın sıkıca sarmallaştığı bölgeleri belirtmekte ve bir küçük yumak oluşturmaktadır. Sa­yılan kromonema boyunca sabittir ve burada her zaman aynı biçimde du­rurlar; bu nedenle kromomerleri, te­mel genetik öğe,yani “gen” olarak ka­bul etme düşüncesi günümüzde de geçerlidir. Santromer, kromonemadaki en az sarmallı bölgeye denk düşer. Bu öğenin, asıl görevi kromozomu mitozun üst bölümüne bağlamak olan bir cins kromomer olduğu düşünülmekte­dir.

Kromozonların Görevi

D.N.A. molekülü, tümüyle birbirini ta­mamlayıcı iki saptan oluşur. Bu iki sa­pın aynı biyolojik görevi mi var­dır?

Kromozomlar kalıtım özelliklerinin ta­nınmasını sağlamakta ve genetik kod, hücre kimyası tepkimelerinde gerek­li enzimlerin bireşimini sağlayacak hücre metabolizmasına komuta et­mektedir. Bu iki işlev yerine getirilir­ken, D.N.A. molekülü aynı biçimde kullanılmaz. D.N.A. molekülündeki iki sap ayrıştırılabilmiş ve böylece bu D.N.A ’ya denk düşen haberci ya delçi R.N.A ’nın (ribonükleik asit) lifçik- lerden yalnızca biriyle birleştiği gösterilebümiştir. Haberci R.N.A. saplar­dan birini, kendisinin oluşmuş olduğu sapı bütünler. Böylece saplardan yal­nızca biri hücrenin fizyolojik mekanizmalarını yönetir. Buna karşılık iki saptan biri öbürünün modeli olduğu­na göre, kalıtımsal özelliklerin akta­rılmasında her iki sap da aynı görevi üstlenir.