Soy ağacı okuma

Bir genetik danışmanın odasına bir çift gelir. Kadının erkek kardeşinde ve dayısında aynı nadir hastalık görülmüştür; çift, çocuk sahibi olmadan önce riski öğrenmek ister. İnsanlarda deney yapılamaz; kimse "bakalım ne çıkacak" diye çaprazlama planlayamaz. Danışmanın elindeki tek veri ailenin kendisidir. Bir kâğıda kareler ve daireler çizer, aralarını çizgilerle bağlar, hastalığı taşıyanları karalar. Kâğıdın üst satırında büyükanne ile büyükbaba, ortada onların çocukları ve eşleri, altta torunlar yer alır. Birkaç dakika sonra çizim tamamlanır ve danışman bir sonuca varır: hastalık büyük olasılıkla anneden oğula geçen bir yol izliyor. Bu derste önce bu çizimin dilini, yani sembollerini öğreniyoruz; ardından bir çizime bakarak özelliğin baskın mı çekinik mi, otozomal mı eşeye bağlı mı olduğuna nasıl karar verildiğini ve bireylerin genotiplerinin nasıl bulunduğunu inceliyoruz.

• Soy ağacında kullanılan sembolleri ve kuşak numaralandırmasını okursun.
• Bir soy ağacından özelliğin baskın ya da çekinik olduğuna karar verirsin.
• Özelliğin otozomal mı, X'e bağlı mı, Y'ye bağlı mı olduğunu eleme yoluyla belirlersin.
• Soy ağacındaki bireylerin genotiplerini bulur, olasılık hesabı yaparsın.

Neden soy ağacı?

Bezelyede ya da sinekte istenen çaprazlama yapılabilir ve yüzlerce yavru sayılabilir. İnsanda bu mümkün değildir: deney yapılamaz, aileler küçüktür ve bir kuşağın yetişmesi onlarca yıl sürer. Bu yüzden insanda kalıtım, ailelerin geçmişine bakılarak incelenir. Bir ailenin birkaç kuşak boyunca bireylerini ve aralarındaki ilişkileri gösteren şemaya soy ağacı denir. Soy ağaçları genetik danışmanlıkta, ailesinde kalıtsal bir hastalık bulunan çiftlere risk hesabı sunmak için de kullanılır; ancak bu hesaplar kesin bir sonuç değil, bir olasılık bildirir.

Semboller

• Kare erkeği, daire kadını gösterir.
• İçi tamamen dolu sembol, incelenen özelliği gösteren bireydir.
• İçi boş sembol, özelliği göstermeyen bireydir.
• İçi yarı dolu ya da ortasında nokta bulunan sembol, özelliği göstermeyen ama çekinik aleli taşıyan, yani taşıyıcı bireydir. Bu gösterim her soy ağacında kullanılmaz; taşıyıcılar çoğu zaman sorunun içinde çıkarılır.
• Bir kadın ile bir erkeği birleştiren yatay çizgi evliliği gösterir. Çift çizgi akraba evliliğini belirtir.
• Evlilik çizgisinden aşağı inen dikey çizgi ve onun bağlandığı yatay kol, çiftin çocuklarını gösterir; çocuklar genellikle soldan sağa doğum sırasıyla dizilir.
• Kuşaklar yukarıdan aşağıya Roma rakamlarıyla (I, II, III) numaralandırılır. Her kuşakta bireyler soldan sağa sayılır; örneğin II-3, ikinci kuşağın üçüncü bireyidir.

Birinci adım: baskın mı, çekinik mi?

İki altın kural bu kararı çoğunlukla tek bakışta verdirir:

• Özelliği göstermeyen iki ebeveynin, özelliği gösteren bir çocuğu varsa özellik çekiniktir. Ebeveynler aleli taşıyor ama göstermiyor demektir; ikisi de taşıyıcıdır. Çekinik özellikler bu yüzden bir kuşağı atlayıp sonraki kuşakta yeniden ortaya çıkabilir.
• Özelliği gösteren iki ebeveynin, özelliği göstermeyen bir çocuğu varsa özellik baskındır. Ebeveynlerin ikisi de heterozigottur ve çocuğa ikisi de çekinik aleli vermiştir.

Baskın özellikler genellikle kuşak atlamaz: özelliği gösteren her bireyin en az bir ebeveyni de özelliği gösterir.

İkinci adım: otozomal mı, eşeye bağlı mı?

Özelliğin hangi kromozomda taşındığına karar vermek için olasılıklar tek tek denenir ve soy ağacıyla çelişenler elenir.

Y'ye bağlı özellik yalnız erkeklerde görülür ve özelliği gösteren bir babanın bütün oğullarında bulunur. Bir kadında görülmesi ya da özelliği gösteren bir babanın sağlam bir oğlunun olması bu seçeneği eler.

X kromozomunda taşınan çekinik bir özellik için iki önemli denetim vardır:

• Özelliği gösteren bir kadının bütün oğulları özelliği göstermelidir, çünkü oğullar tek X'lerini ondan alır. Böyle bir kadının sağlam bir oğlu varsa özellik X'e bağlı çekinik olamaz.
• Özelliği gösteren bir kadının babası da özelliği göstermelidir, çünkü kadın X'lerinden birini babasından alır. Özelliği gösteren bir kızın babası sağlamsa özellik X'e bağlı çekinik olamaz.

Bu iki denetim, çekinik bir özelliğin otozomal mı X'e bağlı mı olduğunu ayırt etmenin en hızlı yoludur. Kancadaki ailede özelliğin yalnız erkeklerde görülmesi ve anneden oğula geçmesi X'e bağlı çekinik kalıtımı düşündürür; ama kesin karar için bu denetimlerin hiçbirinin çiğnenmediği görülmelidir.

X'e bağlı baskın özellikler seyrektir. Bunlarda özelliği gösteren bir babanın bütün kızları özelliği gösterir, oğullarının hiçbiri göstermez.

Hiçbir eşeye bağlı seçeneğe uymayan ve iki eşeyde de benzer sıklıkta görülen özellikler otozomal kabul edilir.

Üçüncü adım: genotipleri yazmak

Kalıtım biçimi belirlendikten sonra genotipler, kesin bilinenlerden başlanarak yazılır:

• Otozomal çekinik bir özellikte, özelliği gösteren herkes aa'dır.
• Özelliği göstermeyen ama aa bir çocuğu ya da aa bir ebeveyni olan herkes Aa'dır, çünkü ya bir a aleli vermiş ya da almıştır.
• Bilgi yetmediğinde birey homozigot baskın ile heterozigot arasında açık bırakılır ve olasılıkla ifade edilir.

İki taşıyıcının özelliği göstermeyen bir çocuğu için taşıyıcılık ihtimali üçte ikidir (2/3); çünkü sağlam çocukların olası genotipleri bir AA ile iki Aa'dır. Bu çocuk ileride bir taşıyıcıyla evlenirse, onların bir çocuğunun özelliği gösterme olasılığı 2/3 × 1/4 = 1/6 olur.

Örnek bir okuma

Üç kuşaklı bir ailede birinci kuşaktaki sağlam bir kadın ile sağlam bir erkeğin üç çocuğu olsun. Bu çocuklardan II-2 numaralı kız özelliği gösteriyor, II-1 ve II-3 numaralı erkek kardeşleri sağlam. II-2 sağlam bir erkekle evleniyor ve iki oğlu da sağlam doğuyor.

Okuma şöyle ilerler. Sağlam ebeveynlerden etkilenmiş bir kız doğduğuna göre özellik çekiniktir. Kızın babası sağlam olduğu için X'e bağlı çekinik olamaz; ayrıca etkilenmiş kadının iki oğlunun da sağlam olması bu seçeneği ikinci kez eler. Özellik otozomal çekiniktir. Buradan birinci kuşaktaki iki ebeveynin Aa, II-2'nin aa, onun iki oğlunun ise kesin Aa olduğu yazılır. II-1 ile II-3'ün her biri ise üçte iki ihtimalle taşıyıcıdır.

Akraba evliliği ve soy ağacı

Soy ağaçlarında çift çizgiyle gösterilen akraba evliliklerinin altında çekinik özelliklerin daha sık ortaya çıktığı görülür. Akrabalar ortak atalardan aynı nadir aleli alma olasılığı yüksek kişiler olduğu için, iki taşıyıcının buluşması ve aa çocuk doğması olasılığı artar.

Sıradaki ders, kalıtsal yapıyı değiştiren mutasyonlarla yalnız görünüşü değiştiren modifikasyonları karşılaştırıyor.

Örnek 1 — Çekinik

Soru: Özelliği göstermeyen bir çiftin özelliği gösteren bir kızı oluyor. Bu özellik için en doğru sonuç hangisidir?

• A) Baskındır.
• B) Yalnız babadan oğula geçer.
• C) X'e bağlı çekiniktir.
• D) Otozomal çekiniktir.
• E) X'e bağlı baskındır.

Çözüm: Sağlam ebeveynden etkilenen çocuk çekinikliği gösterir; kızın babası sağlam olduğu için X'e bağlı çekinik olamaz. Cevap: D.

Örnek 2 — Baskın

Soru: Özelliği gösteren iki ebeveynin özelliği göstermeyen bir oğlu oluyor. Ebeveynlerin genotipi nedir?

• A) İkisi de homozigot çekinik
• B) İkisi de homozigot baskın
• C) İkisi de heterozigot
• D) Biri homozigot baskın, öteki homozigot çekinik
• E) Belirlenemez

Çözüm: Özellik baskındır ve sağlam çocuk aa'dır; her ebeveyn bir a vermiştir, yani ikisi de Aa'dır. Cevap: C.

Örnek 3 — X'e bağlı eleme

Soru: Bir soy ağacında özelliği gösteren bir kadının sağlam bir oğlu var. Hangi kalıtım biçimi kesin olarak elenir?

• A) Otozomal baskın
• B) Otozomal çekinik
• C) X'e bağlı çekinik
• D) Hiçbiri elenemez
• E) Tam baskınlık

Çözüm: Çekinik alel X üzerindeyse etkilenmiş annenin bütün oğulları etkilenmiş olmalıdır. Cevap: C.

Örnek 4 — Olasılık

Soru: İki taşıyıcının sağlam bir kızı, özelliği gösteren (aa) bir erkekle evleniyor. Çocuklarının özelliği gösterme olasılığı nedir?

• A) Altıda bir
• B) Yarı
• C) Üçte iki
• D) Sıfır
• E) Üçte bir

Çözüm: Kız üçte iki ihtimalle taşıyıcıdır; taşıyıcıysa a verme olasılığı 1/2'dir; erkek her zaman a verir. Sonuç 2/3 × 1/2 = 1/3'tür. Cevap: E.

• Kuşak atlayan özelliği baskın sanmak. Kuşak atlama çekinik özelliklerin işaretidir.
• Yalnız erkeklerde görülen her özelliği Y'ye bağlı sanmak. X üzerindeki çekinik aleller de en çok erkeklerde kendini gösterir; Y'ye bağlılıkta babanın bütün oğulları etkilenir.
• Sağlam kardeşin taşıyıcılık olasılığını 1/2 sanmak. İki taşıyıcının sağlam çocuğu için olasılık 2/3'tür.
• Tek bir uyumlu aileyi kesin kanıt saymak. Eleme kuralları kesin sonuç verir; uyum yalnız olasılık gösterir.
• Akraba evliliği çizgisini gözden kaçırmak. Çift çizgi, çekinik özellik olasılığını artıran bir ipucudur.