Genetik Sürüklenme Nedir?

Genetik örnekleme hatası veya Sewall Wright etkisi olarak da adlandırılan genetik sürüklenme (genetik drift), rastgele seçilmesi nedeniyle bir popülasyondaki belirli genlerin alel sıklığındaki değişikliktir. Genetik sürüklenme genel olarak küçük popülasyonlarda meydana gelir. Bu popülasyonlarda genlerin sıklığı ya da frekansı zamanla büyük ölçüde değişebilir. Daha büyük popülasyonlarda her genin alel sıklığı ya da frekansı nispeten sabit kalır. Başladıktan sonra, genetik sürüklenme, ilgili alel bir popülasyon tarafından yok edilinceye veya belirli bir lokustaki bulunan tek alel oluncaya kadar devam edecektir. Doğal seleksiyon (seçilim) ile genetik sürüklenme kolayca karıştırılabilir. Aralarındaki fark, alelin frekans değişimine aktif olarak katılıp katılmadığıdır. Alel, organizmayı gendeki DNA’nın çoğaltılmasına sebep olacak biçimde etkilerse frekansı artar, canlıya zarar verir ise frekansı azalır. Bunun sebebi alelin canlı ve çevresi üzerinde doğrudan etki göstermesidir. Alel, hayatta kalan rastgele organizmalarda mevcut olduğu için arttığında veya azaldığında, bir genetik sürüklenme gerçekleşir.

Genetik Sürüklenmenin Sonuçları

Genetik sürüklenmenin sonuçları çoktur:
-Alellerin frekanslarında rastgele değişikliklere sebep olur.
-Sürüklenme, alellerin veya genotiplerin kaybı yoluyla alellerin sabitlenmesini sağlar.
-Sürüklenme, klonal (aseksüel) organizmalarda tüm genotiplerin sabitlenmesine veya kaybına yol açabilir.
-Sürüklenme, diploid organizmalar için akraba çiftleşme katsayısında bir artışa ve ardından heterozigotluk kaybına (homozigotlukta bir artışa ) yol açar.
-Sürüklenme, aralarında gen akışı yoksa popülasyonlar arasında genetik farklılaşmanın miktarını artırır.
Genetik sürüklenmenin ayrıca uzun vadeli iki önemli evrimsel sonucu vardır. Genetik sürüklenme, popülasyonun bölünmesini kolaylaştırabilecek adaptif olmayan mutasyonların birikmesine izin vererek türleşmeyi (yeni bir türün ortaya çıkmasını) kolaylaştırabilir.

Genetik Sürüklenme Örnekleri

-Varsayımsal bir popülasyonda
100 tavşanın oluşturduğu bir popülasyonun bulunduğu orman düşünelim. Bu popülasyondaki tavşanların birçok farklı kürk rengi (kahverengi, siyah, ten rengi ya da sarımsı kahverengi, beyaz, gri, kırmızı ) vardır. Popülasyonda kürk renginden sorumlu olan farklı alel genler eşit dağılır. Bu popülasyona bir hastalık gelip tavşanların 98’ini öldürürse ve geriye kalan tavşanlar sadece tesadüfen gri ve kırmızı tavşanlar olsa genler 6 allelden sadece 2’ye sürüklenmiş olur. Bu darboğaz etkisinin bir örneğidir.
-Gerçek hayatta
Genetik sürüklenme kolay görülmese de bir popülasyonda her an olabilir. Genellikle ortaya çıkan mutasyonlar organizmalar üzerinde fazla bir etki yaratmaz. Organizmalar çoğalırsa mutasyonlar aktarılabilir, ölürse aktarılmaz. Genetik sürüklenme genellikle küçük popülasyonlarda görülse de büyük popülasyonlarda da gerçekleşebilir. Bunun nedeni, alelleri sadece bazı bireylerin taşımasıdır. Bu alellerin kopyalanması (çoğaltılması) ya da kopyalanmaması doğal seleksiyona değil şansa bağlıdır. Pek çok alel, büyük değişimler görülmese de popülasyonlarda ortaya çıkabilir veya kaybolabilir.

Genetik Sürüklenme Türleri

-Popülasyon Darboğazı
Bir popülasyonun boyutunu büyük ölçüde azaltan olaylar olan popülasyon darboğazlarından sonra genetik sürüklenme yaygındır. Rekabet, hastalık veya avlanma (predasyon) , popülasyon büyüklüğünde büyük düşüşlere yol açabilir. Bu durumlarda, genetik sürüklenme nadir alellerin kaybına ve gen havuzunun azalmasına neden olabilir. Genetik sürüklenme, yeni bir popülasyonun orijinal popülasyonundan genetik olarak farklı olmasını sağlayabilir, bu da genetik sürüklenmenin yeni türlerin evriminde rol oynadığı hipotezine yol açmıştır.
Bitki popülasyonu kaldırıldığında (örneğin mahsulün hasadı) veya bitki enfeksiyonunu önlemek veya patojeni doğrudan öldürmek için ortam değiştiğinde (örneğin sıcak, kuru hava veya derin donma dönemleri) genetik bir darboğaz veya popülasyon büyüklüğünde ciddi bir azalma meydana gelir. İnsanlar antibiyotik tedavisini tamamlamayıp eksik bıraktığında bu tip bir genetik sürüklenme görülebilir. Antibiyotikler, sahip oldukları aleller ne olursa olsun, sistemlerdeki zarar veren bakterileri öldürür ve sayılarında büyük bir azalmaya neden olur. Bu, hastalığın semptomlarını durdurur. Bir hasta antibiyotiği erken bırakırsa bazı bakteri popülasyonları az da olsa hayatta kalacaktır. Hayatta kalmayı başaran bu küçük popülasyonlar, orijinal popülasyondan farklı alel frekanslara sahiptir. Bu değişim alellerin başarısından ya da başarısızlığından değil bakterilerdeki tesadüfi bir seçimden kaynaklanır. Seçim (seleksiyon) veya daha fazla genetik sürüklenme, alellerin frekanslarında değişime neden oluşturuncaya kadar yeni aleller o popülasyonda hakim olacaktır.
-Kurucu Etkisi
Bir türdeki toplam genetik varyasyonun sadece küçük bir kısmını temsil eden az sayıda birey yeni bir popülasyon başlattığında kurucu bir etki ortaya çıkar. Ayrılmış olduğu ana popülasyon ile etkileşime girmezse, çoğalmazsa yeni ortaya çıkan popülasyonun allel frekansı da farklı olacaktır.
Birçok ada, kurucu etkisi nedeniyle sadece o adada var olan türleri içerir. Örneğin, herhangi bir türe dâhil kuşların sadece iki tanesi bir adaya inerse, onların alelleri var olan çeşitliliği tek başına açıklayacaktır. İlk başlarda aleller hâkim durumda olacak, daha sonraları yeni adaptasyonlara sebep olacak mutasyonlar gerçekleşecektir. Yeni adaptasyonlar kurucu popülasyonda kalır. Uzun zaman sonra artık iki farklı popülasyonun bireyleri birbirleriyle çiftleşemeyecekleri veya melezleşemeyecekleri bir noktaya kadar ayrılabilir. Türler genellikle bu şekilde ayrılır.

Genetik Sürüklenme Gen Akışından Farklıdır

Genetik sürüklenme kavramı genellikle biyolojideki gen akışı kavramı ile karıştırılır. Gen akışında genler popülasyonlar, türler veya organizmalar arasında hareket eder. Örneğin, bakteri hücreleri, antibiyotik direnci kazanma yöntemi olarak farklı hücreler arasında gen aktarabilir. Organizmaların popülasyonları, bireyler popülasyondan göç ettiğinde ve yeni popülasyonlarında ürediğinde gen akışı sergiler. Gen akışı, genlerin alel frekansını analiz etmez. Daha ziyade, genlerin popülasyonlar arasında hareket etmesini tanımlayan bir kavramdır. Buna karşılık, genetik sürüklenme, doğal seleksiyon kuvvetlerine atfedilemez, popülasyonda bulunan genlerin rastgele seçilmesini tanımlar.

Kaynakça:
https://biologydictionary.net/genetic-drift/
https://www.nature.com/scitable/definition/genetic-drift-201/
https://www.apsnet.org/edcenter/disimpactmngmnt/topc/PopGenetics/Pages/GeneticDrift.aspx
https://acikders.ankara.edu.tr/pluginfile.php/23565/mod_resource/content/0/9.HAFTA.pdf

Yazar: Müşerref Özdaş