Bilindiği gibi yavru bireyler, akraba olmayan bireylere göre anne-babalarına daha çok benzerlik göstermelerine rağmen bazı farklılıklara da sahiptir. Örneğin insanlarda çocuklar anne-babalarının ya da diğer kardeşlerinin bire bir kopyası değildir. Bu farklılıkların (varyasyonların) çoğundan eşeyli üreme sorumludur. Bu kadar fazla kalıtsal varyasyon nasıl ortaya çıkar? Eşeyli üreme bazı mekanizmalarla kalıtsal varyasyonların oluşmasında rol oynar, Bu mekanizmalar; kromozomların bağımsız ayrılması, krossing over ve rastgele döllenmedir.

Kromozomların Bağımsız Ayrılması: Mayoz bölünmede homolog kromozom çiftleri hücrenin ekvator düzleminde sıralanır. Her homolog çifti, biri anneden diğeri babadan gelen kromozom içerir ve bunlar anafaz I evresinde birbirinden bağımsız olarak hücrenin farklı kutuplarına gider. Bir başka ifadeyle homolog kromozomların hangi kutba doğru konumlanacağı ve sonrasında hangi yavru hücreye geçeceği tamamen rastgeledir. Bu durumda kromozomlar bakımından olası kombinasyon sayısı 2ⁿ şeklindedir. (n, canlının haploit kromozom sayısını gösterir.) İnsanın haploit kromozom sayısı 23 olduğuna göre olası kombinasyon sayısı 2²³ ya da yaklaşık olarak 8,4 milyondur. 0 halde bir insanın yaşamı boyunca ürettiği her gamet, yaklaşık 8,4 milyon olası kromozom kombinasyonundan bir tanesini içerir.

Krossing Over: Krossing over, mayoz I’in profaz evresinde biri anneden diğeri babadan gelen homolog kromozomların birbirleriyle karşılıklı parça değiştirmesidir. Bu olay iki farklı ebeveyne ait genleri taşıyan kromozomların (melez kromozomların) oluşmasını sağlar. Buna göre krossing over yeni gen kombinasyonlarını (rekombinasyon) meydana getirerek kalıtsal varyasyonların oluşmasında önemli rol oynamaktadır.

Rastgele Döllenme: Döllenmenin rastgele olması kalıtsal varyasyonların oluşumuna katkı sağlayan bir özelliktir.
İnsanda her erkek ya da dişi gametin yaklaşık 8,4 milyon olası kombinasyondan bir tanesini içerdiğini söylemiştik. Rast-
gele kromozomlara sahip bir gamet yine rastgele kromozomlara sahip bir gameti döllediğinde, sonuç zigotta bulunan
46 kromozom içerisindeki olağanüstü çeşitliliktir.

Dikkat: Eşeyli üreme dışında canlılarda çeşitliliğe yol açan çok önemli bir faktör de bundan sonraki ünitede ele alacağımız mutasyondur. Mufasyon, genetik materyalde meydana gelen değişikliklere verilen isimdir.

BAZI BASİT CANLILARDA KALITSAL VARYASYONU SAĞLAYAN MEKANİZMALAR

Basit yapılı canlılar olan bakterilerde mayoz ve döllenme olayları gerçekleşmez. Bu canlılarda kalıtsal çeşitlilik, mutasyonlar ve bir bakteriden diğerine gen transferi sonucu ortaya çıkar. Bakterilerde gen transferi için çeşitli mekanizmalar vardır. Bunlar transformasyon, transdüksiyon ve konjugasyon olarak adlandırılır.

Transformasyon: Bakterilerin, çevrelerinde bulunan DNA parçalarını alarak kendi kromozomlarıyla birleştirmesidir. Bu olayda bakteri hücreleri dış ortamda bulunan DNA’yı özel zar kanalları yardımıyla hücre içine alırlar. Örneğin bir ilaca karşı dirençli olan bakterinin ölmüş hücreleri tarafından bırakılan DNA parçası, bu ilaca dirençsiz bir bakteri tarafından alınabilir. Bunun sonucunda DNA’yı alan bakteri ilaca karşı dirençli hale gelmiş olur.

Transdüksiyon: Birvirüsün, bir bakteri hücresinden diğerine bakteri DNA’sını taşıma işlemidir. Bu olayda taşıyıcı olarak bakteriyofajlar görev yapar. (Bakteriyofajlar, bakterileri konakçı hücre olarak kullanan virüslerdir.) Bir bakteriyofaj, verici olarak adlandırılan bakteriden almış olduğu DNA’yı, alıcı olarak adlandırılan bir başka bakteriye enjekte edebilir. Bu DNA’nın bir kısmı eğer alıcı hücrenin kromozomuyla birleşirse, bir rekombinant hücre oluşmuş olur.

Konjugasyon: Geçici olarak birleşen iki hücre arasında, bir sitoplazma köprüsü ya da tüp şeklinde bir bağlantı kurularak DNA transferi yapılmasıdır.

Bakterilerde DNA aktarımı tek yönlüdür. DNA’yı aktarabilme yeteneği plazmit adı verilen özel bir DNA parçacığının varlığıyla ilgilidir. Plazmit, bakteri sitoplazmasında bulunan ve hücre kromozomundan bağımsız olarak çoğalabilen küçük halka şeklinde bir DNA molekülüdür. Plazmit taşıyan verici hücre, plazmit taşımayan alıcı hücreye “pilus” denilen bir uzantı ile tutunur. Daha sonra bu iki hücre arasında geçici bir sitoplazmik köprü oluşur. Verici hücredeki plazmit DNA’sının iki halkasından biri açılır ve sitoplazmik köprüden alıcı (dişi) hücreye aktarılır. Aktarım tamamlandıktan sonra DNA’Iar kendini kopyalar ve iki hücrede de çift halkalı birer plazmit meydana gelir. Artık birbirinden ayrılan her iki hücre de verici olmuştur. Konjugasyon sonucunda kalıtsal çeşitlilik sağlanır ve ortam koşullarına daha dayanıklı formlar oluşabilir. Örneğin çeşitli antibiyotiklere direnç genleri, konjugasyon yoluyla aktarılabilmektedir.

Dikkat: Konjugasyon sonunda bakterilerde sayısal bir artış görülmez.