8. MUTASYON VE DNA ONARIMI

     Genlerin gerek kimyasal yapılarında gerekse nükleotitlerinin diziliş sıralarında en ufak bir değişikliğin meydana gelişi, yeni oluşacak olan organizmalarda, kalıtsal bir devrime neden olur. Buna mutasyon denir. Kısaca, genlerin yapısında meydana gelen değişiklikler diyebiliriz. Mutasyon etkinin şiddetine göre, değişik kalıtımlı kuşakların ortaya çıkmasına neden olur. Mutasyonu oluşturan etmene, mutagen; mutasyon sonucu ortaya çıkan bireye de mutant denir. Mutasyon canlılar için önemli bir varyasyon kaynağıdır. Doğada ilk gözlenen mutasyon : 1950 yılında Chelidonium majus bitkisinde ortaya çıkmıştır. X ışınları ve HV başta olmak üzere türlü ışınlarla, kimyasal maddelerle mutasyon sağlanabilir. 20yy.’ın başlarında Müller, X ışınlarıyla Drosophila‘da; Stadler ise arpa ve mısır bitkisi üzerinde mutasyon oranının artırılabileceğini yaptıkları deneylerle ortaya koymuşlardır. Mutasyonda moleküler düzeydeki değişiklik  kromozom DNA’larındaki değişikliktir. Büyük çaptaki kalıtım değişiklikleri, kromozom DNA’larındaki büyük değişikliklerden; küçük değişiklikler kromozom DNA'larındaki noktasal değişikliklerden ileri gelir. Büyük değişikliklerin, DNA zincirinin kırılmasından, bazların dimerleşmesi gibi ağlaşmalardan, bazın silinmekle uzaklaşmasından olduğu sanılmaktadır. UV ışığında iki komşu timin bazının dimer... vb. oluşturması, iyonlaşan ışınlarla ve kimyasal maddelerin etkisiyle ortaya çıkan kromozom kırılma ve kopmaları hayvan deneylerinde gözlenmiştir. Noktasal değişikliklerin ise bir veya birkaç bazdan meydana gelen değişmelerle olduğu bilinmektedir.

     DNA’ nın eksiksiz olarak replikasyonu normal bir hücrenin işlevi için zorunludur. Mutasyonlar ( genlerdeki kalıtsal değişiklikler ) temel bir enzimin yapısını değiştirerek metabolik bir yolu geliştirmekten ziyade onu bozarlar. Binlerce yapısal protein, enzimler, düzenleyici proteinler vs. sentezi için gerekli olan genetik komutlar yüzlerce ya da binlerce baz uzunluğunda olduğundan, baz başına binde birlik hata oranı önemsiz gibi görünse de aslında çok daha büyük bir orandır. Bu durumda hem prokaryot hem de eukaryotlarda bulunan mutasyonları tespit edip, onaran özel enzimlerin olması şaşırtıcı değildir. Bu enzimler replikasyon hatalarını çok düşük düzeyde tutarlar ve replikasyon basamakları sırasında DNA' da meydana gelen zararların çoğunu tespit edip onarırlar. Onarıcı enzimler kendilerini aktif bölgelerden, uzaydaki modellerine ve polar yüklerine uygun olarak belirli substratlara bağlarlar.  (DNA’ nın zarar görmüş ya da hatalı bölgeleri ), bazı belirli bağları gevşetip, yenilerinin oluşumunu katalizlerler. DNA hasarlarını onarabilen enzimatik sistemlerden birisinde, hasar oluşturma potansiyelindeki bileşik henüz DNA’ da hasar meydana getirmeden önce nötralize edilir. Bu gibi bir detoksifikasyon sisteminin önemli örneği DNA’ nın oksidatif olarak hasara uğratılması sırasında meydana gelen süperoksit radikallerinin hidrojen perokside  dönüştürülmesidir.

     DNA molekülünde çeşitli etkenler tarafından meydana getirilen hasarlar, yine çeşitli yollarla onarılır. Bu onarım mekanizmalarından bazıları şunlardır :

         1 – Hasarın doğrudan geriye çevrilmesi

          2 – Kesip çıkarma yolları ( Excision )
               2.1. Kesip çıkarma tipi onarım
               2.2. Spesifik kesip çıkarma yolları
               2.2.1. AP Endonükleaz onarım yolu
               2.2.2. DNA Glikosilaz onarım yolu

          3 – Postreplikasyon onarımı
               3.1. Rekombinasyonal onarım