İnsan genomu, insanlar için tüm nükleik asit dizisidir. Hücrenin çekirdeğindeki 23 kromozom çiftinde DNA olarak kodlanır ve mitokondri içinde bulunan küçük dairesel bir DNA molekülüdür. Çoğu durumda, bunlar mitokondriyal genom ve nükleer genom olarak ayrı ayrı tanımlanır.
İnsan Genomunun Deşifre Edilmesinde Denemeler
Şubat 2001’de, İnsan Genom Projesi, insan genomunun ilk taslak dizisini ve ilk analizini yayınlamıştır. İnsan Genom Projesi’nin ilanından sadece bir gün sonra Celera Corporation genom derlemesini yayınlamıştır. İnsan Genom Projesi, insan genomunun yaklaşık % 90’ını küratörlü formda temsil eden en eksiksiz montajdır. Celera Corporation tarafından üretilen montaj, kullanılan doğrudan av tüfeği yaklaşımı nedeniyle daha az doğru olarak kabul edilmektedir. Bu tarihten bu yana, uluslararası işbirliği, bu ilk taslağı yüksek doğruluk ve maksimum kapsama alanı ile tam bir genom dizisine dönüştürmek için büyük çaba göstermiştir.
2004 yılında, İnsan Genom Projesi’nin sekanslaması, sekansta sadece 341 boşluk olacak şekilde, 100.000 baz başına yaklaşık 1 olay hata oranıyla ökromatik genomun yaklaşık% 99’unu kapsamaktadır. Geri kalan ökromatik boşlukların çoğu segmental kopyalarla ilişkilidir. İnsan referans genomundaki iyileşme durmamış ve bugüne kadar Genom Referans Konsorsiyumu onu geliştirmektedir. Tüm omurgalılar arasında, insan genomu bu kadar yüksek hassasiyetle ve neredeyse tamamlanma seviyesiyle dizilen ilk kişidir.
İnsan Genomunun Moleküler Organizasyonu
İnsan DNA’sı, genetik verileri genler biçiminde taşıyan, hücre çekirdeğinde bulunan nükleik asitlerin ve proteinin ipliksi yapıları olan kromozomlara paketlenir. İnsanlar gibi diploid organizmalar iki takım genetik bilgi taşır; bir set babadan ve bir set anneden miras alınır. İnsan genomu yaklaşık 3 milyar baz çifti ile 46 kromozomdan oluşmaktadır. İnsan 46 kromozomu, 22 çift otozomal kromozom artı erkeğin 23 çift cinsiyet kromozomu (XY) ve dişi (XX) dahil olmak üzere 23 çift halinde düzenlenmiştir.
Bu nedenle, her insan somatik hücresinde 22 çift otozomal kromozom ve 1 cinsiyet kromozomu çifti bulunur. 22 çift kromozom, 21 ve 22 kromozomları hariç olmak üzere kabaca azalan sırada numaralandırılmıştır, bunlardan ilki en küçük insan kromozomudur. Bunların hepsi, hücre çekirdeğinde bulunan büyük doğrusal DNA molekülleridir. En küçük insan kromozomlarında, DNA molekülü yaklaşık 50 milyon nükleotit çifti içerirken, en büyük kromozomlar yaklaşık 250 milyon nükleotit çifti içerir. İnsan genomu ayrıca bireysel mitokondrilerde bulunan küçük bir DNA molekülü içermektedir.
İnsan genomu genellikle kodlayan ve kodlamayan DNA dizileri olarak sınıflandırılır. Protein kodlayan genlerden oluşan eksonlar veya kodlayıcı DNA sekansları, genomun sadece küçük bir yüzdesini (<% 2) temsil ederken, insan genomunda kodlamayan DNA bölgeleri (intronlar), proteinlerin % 98’inden fazlasını temsil eden proteinleri kodlamaz. Kodlamayan DNA bölgelerinin bazı kısımları, ribozomal RNA (rRNA) ve transfer RNA (tRNA) gibi önemli biyolojik fonksiyonlara sahip RNA molekülleri için genler içerir.
Çağdaş bir genom araştırması olan ENCODE (DNA Elementleri Ansiklopedisi), kodlamayan DNA bölgelerinin fonksiyonel rolünü ve evrimsel kökenini ortaya çıkarmak için çeşitli ve yeni deneysel araçları kullanarak tüm insan genomunu keşfetmeyi amaçlamaktadır. Farklı düzenleyici diziler, insan genomundaki gen ekspresyonunu kontrol edebilir. Bazı çalışmalar bu sekansların genomun % 8’ini temsil ettiğini bildirmesine rağmen, ENCODE projesinden yapılan ekstrapolasyonlar, insan genomunun % 20-40’ının gen düzenleyici sekanslar olabileceğini bulmuştur. İnsan genomunda bulunan bir tür kodlayıcı olmayan DNA olan güçlendiriciler, genlerin ne zaman ve nerede ifade edileceğini düzenlemektedir.
İnsan genomundaki mobil elementler, etki mekanizmalarına göre DNA transpozonlarına veya retrotranspozonlara bölünebilir. DNA transpozonları, insan genomunda bir kesme ve yapıştırma mekanizması ile hareket ederken retrotranspozonlar, bir retrotranspozisyon işleminde bir RNA ara maddesi yoluyla bir kopyalama ve yapıştırma mekanizması yoluyla hareket etmektedir. İnsan mobil elemanları, insan genomunun yaklaşık % 45’ini temsil eder. Tüm elementler, yaklaşık 50.000 aktif kopyaya sahip, en bol miktarda transpoze edilebilir genetik elementtir.
İnsan genomunun neredeyse yarısı tekrarlayan DNA dizilerinden oluşur. İnsan genomunun yaklaşık % 8’i, “CAGCAGCAG… ..” gibi değişken bir eğilimle kafadan kuyruğa tekrarlanan kısa DNA dizileri olan tandem tekrarlarından oluşmaktadır. Bu tandem sekansların uzunluğu iki nükleotit ila onlarca nükleotit arasında olabilir. Tandem tekrarlar oldukça değişken olduğundan adli DNA analizi ve şecere DNA testinde son derece değerli araçlardır.
Genom Hakkında İlginç Gerçekler![Genom Nedir?]()
Genom, bir organizmanın tam genetik talimatlar kümesidir. Her genom, bu organizmayı inşa etmek ve büyümesine ve gelişmesine izin vermek için gereken tüm bilgileri içerir. İnsan vücudu milyonlarca hücreden oluşmaktadır (100.000.000.000.000), her biri kendi talimat setine sahiptir ve adeta vücut için bir tarif kitabı da denilebilir. Bu talimatlar dizisi genom olarak bilinir ve DNA’dan oluşur. Vücuttaki her hücre, örneğin bir deri hücresi veya karaciğer hücresi, aynı talimat setini içerir:
• Genomdaki talimatlar DNA’dan oluşur.
• DNA içinde kişinin büyümesine, gelişmesine ve sağlığına rehberlik eden eşsiz bir kimyasal kod vardır.
• Bu kod, kısaca DNA, adenin, sitozin, guanin ve timin, A, C, G ve T’yi oluşturan dört nükleotit bazının sırası ile belirlenir.
• DNA, çift sarmal şeklinde bükülmüş bir yapıya sahiptir.
• DNA kromozom tek tek iplikleri adı verilen yapılar içine sarılır
• Kromozomlar her hücre çekirdeğinde yer almaktadır
• Kromozomlar içerisinde DNA bölümleri gen oluşturmak için birlikte okunabilirler.
• Genler, göz rengi ve yüksekliği gibi farklı özellikleri kontrol eder.
• Tüm canlıların benzersiz bir genomu vardır.
• İnsan genomu 3.2 milyar baz DNA’dan yapılmıştır, ancak diğer organizmalar farklı genom boyutlarına sahiptir.
• Genomdaki 3,2 milyar harf basılırsa; 61 m yüksekliğinde bir karton kapaklı kitap yığını doldurulabilir, 200 500 sayfalık telefon dizinlerini doldurulabilir, günde 24 saat boyunca saniyede bir harf okursak, bir yüz yıl ders verilebilir ve 3.000 km’yi (1.864 mil) uzatılabilir. Bu da, Londra’dan Kanarya Adaları’na, Washington’dan Guatemala’ya veya Yeni Delhi’den Hanoi’ye olan mesafe yaklaşık olarak yakındır.
Bir genom, canlıların genetik materyalidir. Bir organizmayı inşa etmek, çalıştırmak ve sürdürmek ve hayatı bir sonraki kuşağa aktarmak için kalıtsal talimatların tamamıdır. Çoğu canlıda, genom DNA adı verilen bir kimyasaldan yapılır. Genom, kromozomlarda paketlenen ve organizmanın spesifik özelliklerini etkileyen genleri içerir. Bu ilişkileri, birbiri içine yerleştirilmiş bir dizi minik kutu olarak düşünüldüğünde, en büyük kutu genomu temsil eder. İçinde, daha küçük bir kutu kromozomları temsil eder. İçinde genleri temsil eden bir kutu var ve sonunda, en küçük kutu DNA dır. Kısacası, genom kromozomlara ayrılır, kromozomlar gen içerir ve genler DNA’dan yapılır.
“Genom” kelimesi, 1930’da bilim adamları genomun neden yapıldığını bilmeseler bile üretilmiştir. Onlar sadece genomun bir isme sahip olmak için ne kadar önemli olduğunu biliyorlardı. Dünya türlerinin her birinin kendine özgü bir genomu vardır; köpek genomu, buğday genomu, ineğin genomları, soğuk virüs, Çin lahanası, Escherichia coli (insan bağırsağında ve hayvan bağırsaklarında yaşayan bir bakteri) vb. hepsi farklıdır.
Yani genomlar türlere aittir, fakat aynı zamanda bireylere de aittir. Afrika savanındaki her zürafanın, her fil, akasya ağacı ve devekuşu gibi benzersiz bir genomu vardır. Şayet özdeş bir ikiz değilse, genom yeryüzündeki diğer tüm insanlardan farklıdır, aslında, daha önce yaşamış olan diğer insanlardan farklıdır.
Eşsiz olmasına rağmen, genom hala tanınabilir bir insan genomudur. Fark sadece bir derece meselesidir: İki kişi arasındaki genom farklılıkları, insanlar ve onlara en yakın canlılar olan şempanzeler arasındaki genom farklılıklarından çok daha azdır.
Kaynakça:
http://www.genomenewsnetwork.org/resources/whats_a_genome/Chp1_1_1.shtml#genome1
https://www.nature.com/scitable/definition/genome-43
https://www.genome.gov/about-genomics/fact-sheets/A-Brief-Guide-to-Genomics
Yazar: Özlem Güvenç Ağaoğlu