Page 6 - BİOMEDYA SAYI 45

06 BİYOTEKNOLOJİ VE YAŞAM BİLİMLERİ GAZETESİ TEMMUZ - AĞUSTOS 2023 www.biomedya.com

HOMEOBOX GENLER

Fatma Nur MUTLU

Evrim, bir popülasyonda bulunan birey- oranda korunmuşlardır ve embriyonik nu zaman ve ifade yerine bağlı olarak dır. Fakat bu tandem çoğaltmalar kesin
lerin taşıdığı genlerin toplamının (gen gelişimin ana düzenleyicilerdir . 3 fenotipik ve gelişimsel anormalliklere filogenetik kalıntıları tehlikeye atacak
1,4
havuzu) zaman içerisinde değişmesine neden olabilir. Bu nedenle türler arası şekilde kimerik genler üretebilir .
verilen addır. Evrim sadece tek bir bi- Evrimsel süreçte, nesiller boyunca gen- Homeobox genlerinin ekspresyonun-
reyin genlerinde meydana gelmez, bu- ler değişim geçirmek zorundadırlar. Ev- daki farklılıklar fenotipik farklılıklar ile ANTP ve PRD sınıfları zaman zaman bir
lunduğu popülasyon içerisindeki her rim süreci mutasyonlardan, gen akışın- ilişkilidir. Aynı şekilde kabuklu canlıların bölüm duplikasyon ile birlikte tandem
bireyde görülmelidir. Gen ve gen popü- dan (göçler) ve genetik sürüklenme gibi çeşitliliği arasında Hox gen ekspresyonu gen replikasyonları tarafından gen sı-
3
lasyonları var oldukça değişim olmak faktörlerden etkilenebilir. Bu faktörler ile sıkı bir ilişki vardır . nıfları genişler. ANTP sınıfının geniş-
zorundadır. Nesiller boyunca, genler popülasyonlarda çeşitlilik sağlar. Bunlar lemesi homeobox genlerinin hayvan
değişim geçirir ve genler birbirlerinden dışında yaşadığımız popülasyonda seçi- Homeobox genlerinin sayısının artma- evriminde erken gen replikasyonu ile
uzaklaşarak farklı molekülleri kodlar lim mekanizmaları da evrim sürecinde sı evrim süresince genlerin sıralı şekil- NK genlerini, Hox genlerini ve ParaHox
hale gelirler. Bu raporda ele aldığımız etki gösterirler. Öncelikle doğal seçilim de ard arda çoğaltılması (tandem) ve genlerini üretir. Farklı Hox, ParaHox ve
homeobox genlerinden ve genel evrim çevrede bulunan canlılardan koşullara genom çoğaltılması sonucunda oldu. NK kümeleri yeni dokular ve yapıların
mekanizmalarından bahsedeceğiz. Ek en iyi ayak uyduran bireylerin hayat- Bunun yanı sıra homeobox genlerin evrimi süresince yeni dokular ve vü-
olarak PAX gene ailesinde bulunan gen- ta kalma sürecine verilen addır. Doğal kaybı da bu süreçte yaşanmış olması cut yapılarına alınmışlardır. Genlerin
lerden, işlevlerinden ve genel evrim me- seçilim direkt olarak genlere etki et- göz önünde bulundurulmalı. Bununla fonksiyonları evrimde değiştirilebilir.
kanizmalarına değineceğiz. mez. Doğal seçilim öncelikle fenotipe birlikte genomumuzun stabil değil di- Dokularda farklı amaç ile ekspresyonları
etki eder. Gen çoğalması ile üretilen namik olduğu akıldan çıkartılmamalıdır. meydana gelebilir . 4
HOMEOBOX GENLERI VE GENEL homeobox genleri doğal seçilim için Bu genlerin çoğaltılması ve sayıca art-
EVRIM MEKANIZMALARI yeni durumlara uyum sağlamak adına tırılmasının temel sebebi yeni dokula- Hox gen kümesine ve kromozomal
fırsatlar sağlayabilir. Fakat gen kaybı ra ve yapılara ihtiyaç duyulmasından komşularına yol açan öncü homeobox
1,2
Homeobox genleri, hemen hemen tüm evrimde güçlü bir taraf olarak gösterile- kaynaklı olabilir . genleri kümesine “Superhox” gen küme-
ökaryotlarda bulunan birçoğu embri- bilir. Koşullara en uygun fenotipe sahip si denilmektedir. Hox ve NK bağlantılı
yonik gelişimde rol oynayan transkrip- olan bireyler hayatta kalarak yaşama- Sarmal-dönüş-sarmal proteinleri, diziler dahil ANTP sınıfı genlerin varsa-
siyon faktörlerinin düzenleyici rollerle ya ve üremeye devam ederler. Genetik transkripsiyon faktörleri için ortak bir yımsal öncü dizisi “Mega Küme” olarak
kodlayan 11 gen sınıfına, hayvan evri- değişim evrimdeki fenotipik değişimle payda oluşturmaktadır. Homeobox gen- adlandırılır . 4
minde 100’den fazla gen ailesine ve bit- ilişkilendirilebilir. Genin inaktivasyonu, lerinin keşfi sonrası kodlanmış home-
kilerde 10 ila 14 gen sınıfına ayrılmıştır. genetik bir yol veya süreci değiştirme- domain peptit motiflerinin bakteriyel Hox genleri, tartışmalı bir konu olsa da
En çok hayvan genomunda bulunurlar. de neden veya ikincil sonuç olabilir. Bu sarmal-dönüş-sarmal proteinlerine hayvan çeşitlendirilmesi süresince ol-
Homeobox genleri homeodomain pep- şekilde sahip olduğu özellikleri gelecek benzer bir katına sahip olduğu ortaya dukça erken ortaya çıktığı düşünülmek-
tidlerini kodlayan 180 baz çiftinin bir nesillere aktararak ortama uyumlu bi- çıkarılmıştır. Homeobox genlerinden ev- tedir. Omurgalı Hox genlerinin temel
veya daha fazla homeobox sekansına reyler meydana getirmiş olurlar. Başka rimleşmiş olması muhtemel olarak gö- rolleri ektoderm ve mezodermdir. Fakat
1,2
sahip olmaları ile karakterize edilir . bir seçilim türü olarak Cinsel seçilim de rülebilir. Burada vardığımız sonuç hiçbir diğer canlılarda yeni dokulara ihtiyaç
çiftleşmenin rastgele şekilde gerçekleş- gen ailesinin ya da genin bir anda ortaya duyulması sebebi ile evrim süresince
Homeobox genleri üst sınıflara, sınıf- memesi, belirli özelliklere dikkat edile- çıkmadığı, bir proteinden veya genden çeşitli değişikliklere uğramıştır ve fark-
lara, alt sınıflara ve gruplara ayrılmış- rek seçilmesi sonucunda belirli özellik- köken almış olduğudur. Evrimsel süreç lı dokulardan ekspresyonu sağlanarak
tır. En yaygın olarak tanınan gruplar; lere sahip canlılar daha kolay üreyecek nesiller boyunca devam eden uzun bir yeni işlevler kazandırılmıştır4.
ANTP, PRD, LIM, POU, HNF, SINE, TALE, ve daha fazla yavru üreteceklerdir. Bu zamanı kapsar ve durmaksızın devam
CUT, PROS ve ZF gruplarıdır. Homeo- avantajı sağlayan özellikler ne ise gele- etmektedir. Genler ve gen grupları var
box genleri sınıflara ayrılırken belirli cek nesillere daha çok aktarılarak gen oldukça evrim kaçınılmazdır. Nesiller
bir biyokimyasal işleve veya gelişimsel ve özellik dağılımı nesiller içerisinde içerisinde genomumuza giren virüsler,
rolüne göre değil paylaşılan evrim ta- değişecektir. Türün evrimleşmesini parazitler kendi genom parçalarından
rihini yansıtır . 1 mümkün kılan özelliklerdendir. bırakarak genomumuzda yeniden dü-
zenlenmelere neden olmuşlardır. Ho-
Hayvanlarda bulunan en büyük ve en iyi Drosophila’da Hox genlerinde birikmiş meobox genlerinin alt sınıfını oluşturan
bilinen homeobox geni genellikle gen mutasyonlar Hox genleride yanlış za- ANTP sınıfı bir gen kümesi oluşturmak
kümeleri halinde düzenlenmiş olan manda yanlış yerde ifade edilmesiyle için bir genin tandem gen replikasyonu Şekil-1 (Evolution of homeobox genes
HOX genleridir. Evrimsel olarak yüksek ilişkili olarak Hox genlerinin ekspresyo- sonucunda gen kümesine ulaşmakta- Peter W. H. Holland*)