DNA parmak izi, bir kişinin DNA’sının belirli bölgelerindeki varyasyonları gösteren bir yöntemdir. Bu bölgeler, kişiden kişiye farklılık gösteren ve tekrarlanan kısa DNA dizileri içerir. Bu dizilerin tekrar sayısı, DNA parmak izinde bantlar olarak görülen DNA parçacıklarının uzunluğunu belirler. DNA parmak izinde, olay yerinden alınan örneğin DNA’sı ile şüphelilerin DNA’ları aynı enzimlerle kesilir ve jel elektroforezi ile ayrılır. Jelde oluşan bantlar, radyoaktif veya floresan bir prob ile işaretlenerek görüntülenir. Eğer olay yerinden alınan örneğin DNA’sı ile bir şüphelinin DNA’sı aynı bölgelerde varyasyon gösteriyorsa, bantlar aynı konumda olacaktır. Eğer farklı bölgelerde varyasyon gösteriyorsa, bantlar farklı konumlarda olacaktır.
Şekilde verilen DNA parmak izine göre, olay yerinden alınan örneğin DNA’sı ile 2 numaralı şüphelinin DNA’sı aynı bantları göstermektedir. Bu da, bu iki örneğin aynı kişiye ait olduğunu göstermektedir. Diğer şüphelilerin DNA’ları ise, olay yerinden alınan örneğin DNA’sından farklı bantlar göstermektedir. Bu da, bu örneklerin farklı kişilere ait olduğunu göstermektedir. Dolayısıyla, olay yerinden alınan örneğin DNA parmak izi ile eşleşen şüpheli 2 numaralı şüphelidir.
3. Adli bir vaka sonrasında olay yerinde taze kan izlerine rastlanmıştır. Kan izlerinden elde edilen eritrosit ve lökosit hücrelerinin hangisinden DNA parmak izi elde edilebileceğini açıklayınız.
Cevap:
DNA parmak izi elde etmek için, DNA içeren hücrelere ihtiyaç vardır. Eritrositler, kırmızı kan hücreleri olarak da bilinir ve oksijen taşımakla görevlidir. Eritrositler, olgunlaştıkça çekirdeklerini kaybederler ve DNA içermezler. Lökositler, beyaz kan hücreleri olarak da bilinir ve bağışıklık sisteminin bir parçasıdırlar. Lökositler, çekirdekli hücrelerdir ve DNA içerirler. Dolayısıyla, kan izlerinden elde edilen eritrosit ve lökosit hücrelerinin sadece lökositlerinden DNA parmak izi elde edilebilir.
4. DNA parmak izi elde etmek için PCR yöntemi ile çoğaltılan DNA parçacıklarının biyoteknolojik yöntemlerle bir bakteri genomuna yapıştırıldığım düşününüz. Bakteri genomuna yapıştırılan bu DNA baz dizisinden, bakteri hücresi protein sentezleyebilir mi? Kısaca açıklayınız.
Cevap:
-
Bakteri hücresi, bakteri genomuna yapıştırılan DNA baz dizisinden protein sentezleyebilir, ancak bunun için bazı koşulların sağlanması gerekir. Öncelikle, yapıştırılan DNA parçacığının, bakterinin kendi DNA’sına uyumlu bir şekilde entegre olması ve bakterinin transkripsiyon ve translasyon mekanizmalarına uygun bir genetik şifreye sahip olması gerekir. Aksi takdirde, bakteri hücresi, yabancı DNA’yı tanımayabilir veya onu zararlı olarak algılayabilir ve yok etmeye çalışabilir.
-
İkincil olarak, yapıştırılan DNA parçacığının, bakterinin kendi genlerinin ifadesini engellemeyecek veya bozmaya yetecek kadar büyük veya küçük olmaması gerekir. Ayrıca, yapıştırılan DNA parçacığının, bakterinin kendi genlerinin düzenlenmesine katkıda bulunan veya onları baskılayan herhangi bir kontrol elemanına sahip olmaması gerekir. Bu durumda, bakteri hücresi, kendi genlerinin normal işlevini kaybedebilir veya değiştirebilir.
-
Üçüncül olarak, yapıştırılan DNA parçacığının, bakterinin kendi proteinlerinin sentezine gerekli olan amino asitleri veya diğer maddeleri tüketmemesi veya fazla üretmemesi gerekir. Bu durumda, bakteri hücresi, kendi proteinlerinin sentezinde eksiklik veya fazlalık yaşayabilir ve bunun sonucunda hücre metabolizması bozulabilir.
-
Sonuç olarak, bakteri hücresi, bakteri genomuna yapıştırılan DNA baz dizisinden protein sentezleyebilir, ancak bunun için yapıştırılan DNA’nın bakterinin kendi DNA’sına uyumlu olması ve onun genetik ve metabolik dengesini bozmaması gerekir. Aksi halde, bakteri hücresi, yabancı DNA’yı tanımaz veya reddeder ve protein sentezleyemez.
5. Elektroforez jeline aktarılan DNA parçalarının bu jel üzerinde hareket etme nedenini açıklayınız.
Cevap:
-
Elektroforez jeli, deniz yosunundan elde edilen agaroz veya poliakrilamid gibi polimerlerden yapılmış gözenekli bir matristir. Bu jel, bir elektrik alanının etkisi altında yüklü moleküllerin hareket edebileceği bir moleküler elek görevi görür.
-
DNA parçaları, fosfat grupları nedeniyle negatif yüklüdür. Bu yüzden, elektroforez jeline aktarıldıklarında, elektrik alanının uygulanmasıyla katot (-) uçtan anot (+) uca doğru hareket ederler.
-
DNA parçalarının bu jel üzerindeki hareket hızı, büyüklüklerine ve şekillerine bağlıdır. Küçük ve düzgün DNA parçaları, büyük ve dallanmış olanlara göre daha hızlı hareket ederler. Çünkü küçük ve düzgün DNA parçaları, jel matrisinin gözeneklerinden daha kolay geçebilirler.
-
Böylece, elektroforez jeline aktarılan DNA parçaları, elektrik alanının etkisiyle negatiften pozitife doğru hareket ederken, büyüklüklerine ve şekillerine göre farklı mesafeler kat ederler. Bu sayede, DNA parçaları boyutlarına göre ayrılmış olurlar.
6. İnsan genomunun oksijenli solunum mekanizmasını kodlayan baz dizilerinden alman DNA parçalarıyla DNA parmak izi elde edilebilir mi? Kısaca açıklayınız.
Cevap:
