AKRABALIK akin@comu.edu.tr http://akin.houseofpala.com 5/2/07 1
Seleksiyon etkinliği Dominantlık, her zaman daha yüksek fitness (uyum, üreme) demek değildir. Dominant hastalık vs olabilir fakat çoktan elimine edilmiştir Çekinik allel daha az fit olduğu zaman veya ona karşı seleksiyon yapıldığı zaman eğrinin kuyruğu çok uzun olabilir! Neden acaba? Genelde bunlardan hangi tür seleksiyonla uğraşırız? 5/2/07 2
Çiftleştirme metotları Tesadüfi çiftleştirme Pozitif assortative çiftleştirme Genetik benzerliğe dayalı olarak Fenotipik benzerliğe dayalı olarak Negatif assortative çiftleştirme 5/2/07 3
Tesadüfi çiftleştirme Genelde bitkilerde olur Arılar-böcekler polen taşırlar, tamamen tesadüfi GM (genetik modifiye) bitkilerden normal bitkilere polen taşınması tehlikesi Klasik çiftçilerde olan budur Tekeler-koçlar sürü içinde bulunur ve kızgınlık gösteren dişilerle çiftleşir Genetik varyasyonun en fazla korunduğu çiftleşme metodudur. 5/2/07 4
Pozitif assortative çiftleştirme Benzer bireylerin çiftleştirilmesidir Genetik ilişkiye dayanan Akrabalı yetiştirme Fenotipik benzerliğe dayanan Sürünün bir kısmı, sadece fenotipik benzerliği korumak için çiftleştirilebilir Show larda gezdirmek üzere bir ırkın belli özelliklerini çok iyi gösteren hayvanlar 5/2/07 5
Şanstan bağımsız (Nonrandom) çiftleştirme Pozitif assortative (sınıf) çiftleştirme = Birbirlerine fenotipik olarak benzeyen bireyler çiftleşir. Örnek: Uzun boylu kadınlar uzun boylu erkeklerle evlenmeyi tercih eder. Bu çeşit çiftleştirme, heterozigotların daha az temsil edilmelerine sebep olur. 5/2/07 6
Trophic polymorphism, güçlü bir assortative çiftleşmeye sebep olur. Bn kendi arasında, BB kendi arasında çiftleşir 5/2/07 7
Şanstan bağımsız (Nonrandom) çiftleştirme Negatif assortative (sınıf) çiftleştirme = Birbirlerine fenotipik olarak benzemeyen bireyler, şansa bağlanamayacak sıklıkta çiftleşir. Örnek: Esmer erkekler sarışın kadınları tercih eder. Bu çeşit çiftleştirme, heterozigotların daha fazla temsil edilmelerine sebep olur. 5/2/07 8
Primula officalis çiçeğinin Pin ve Thrum formları. Bu çiçeklerin anatomisi negative assortative çiftleşmeye sebep olur (biri polen gönderir öbürü alır) 5/2/07 9
Negatif assortative çiftleştirme Genetik benzerliğe dayalı olarak Benzemeyen bireylerin çiftleştirilmesi (genetik olarak; yani akraba olmayan, farklı ırklarda olan vs.) Bu şekildeki çiftleştirmelerin amacı genelde, ebeveyn generasyonlarına fenotipik olarak üstün olan melez hayvanlar üretmektir Bunların damızlık değerleri ile genelde ilgilenilmez 5/2/07 10
Negatif assortative çiftleştirme Çekinik ve ölümcül (lethal) genler heterozigot durumlarda saklı kalırlar ve populasyonda homozigotluk arttıkça bu çekinik genlerin bir araya gelme ihtimali artar Özellikle düşük kalıtım dereceli verimlerde genetik varyans az olabilir. 5/2/07 11
Negatif assortative çiftleştirme F 1 lerin genotipik varyasyonları, ebeveyn generasyonlarından azdır (bireyler arası varyans). Melez bireyler çevre şartlarına çok daha dayanıklıdır çünkü çeşitli genleri barındırırlar. 5/2/07 12
Negatif assortative çiftleştirme Heterozigotluğun genetik dayanağı halen tartışma sebebidir, iki teori arasındadır. Dominans (tam dominantlık) Overdominance (üstün dominantlık) 5/2/07 13
Dominans (tam dominantlık) Melez azmanlığının (Hibrid vigor) dominant gelişme veya fitness faktörlerin aksiyonu veya interaksiyon undan geldiği varsayılır. 4 loci var, çekinikler 1, dominantlar 2 AA bb CC dd x aa BB cc DD 2 + 1+ 2 +1=6 1 + 2 + 1 + 2=6 F 1 : AaBbCcDd 2+2+2+2=8 5/2/07 14
OverDominans (üstün dominantlık) 4 loci katkıda bulunuyor, çekinik genotipler 1 ünite, heterozigot genotipler 2 ünite, homozigot dominant genotipler 1.5 ünite katıyor fenotipe. aa bb CC DD x AA BB cc dd 1+1+1.5+1.5=5 1.5+1.5+ 1 + 1=5 F 1 : AaBbCcDd 2+2+2+2=8 5/2/07 15
5/2/07 16
Akrabalı yetiştirme Akrabalı yetiştirme=pozitif assortative çiftleştirme olarak düşünülebilir, çünkü bireyler kendilerine benzeyen akrabaları ile çiftleşirler. Akrabalık, akrabalık derecesi (F) ile sayısallaştırılabilir veya ölçülebilir. F, heterozigotluktaki azalmadır. Bu azalma, Hardy-Weinberg den beklenen (2pq) heterozigotlukta oluşur. 5/2/07 17
Önemli nokta: Akrabalı yetiştirme heterozigotluğu azaltabilir fakat kendi başına genetik varyasyonu azaltmaz. 5/2/07 18
Akrabalı yetiştirme ve ilişki katsayısı (coefficient of inbreeding & coefficient of relationship) Biz birbirimize benzeriz! Neden? Bizim ortak atalarımız var Ortak atalar yüzünden (akrabalık), iki hayvan veya bitki ortak genlere sahiptirler Akrabalar yakınlaştıkça daha çok ortak gen taşırlar (kardeşler, birbirlerine kuzenlerden daha çok benzerler) 5/2/07 19
Akrabalı yetiştirme ve ilişki katsayısı (coefficient of inbreeding & coefficient of relationship) Her birey, genlerinin yarısını anne ve yarısını babasından alır. Buzağı, babasının genlerinin yarısını (1/2) taşır Buna İlişki Katsayısı (Coefficient of Relationship) denir= İki birey tarafından taşınan ortak genlerin oranı. 5/2/07 20
OK DİYAGRAMI (Arrow Diagram) S B X A D C Baba bir kardeşler (Half sibs) 21
Bir bireyin bazı aile üyeleriyle ilişki katsayısı (coefficient of relationship) İlişki yakınlaştıkça daha çok ortak gen vardır Tek yumurta ikizi Tam kardeş (full sibs) Ana veya baba Kızı veya oğlu Yarım kardeş (baba bir, half sibs) Büyük baba/ büyük anne Torun Amca-teyze Kuzen ½ (0.50) ½ (0.50) ½ (0.50) ¼ (0.25) ¼ (0.25) ¼ (0.25) ¼ (0.25) 1/8 (0.125) 5/2/07 22 1
Akrabalı yetiştirme ve ilişki katsayısı (coefficient of inbreeding & coefficient of relationship) Akrabalı yetiştirme katsayısı, bir locus ta ortak atalar sayesinde homozigotluk oluşma ihtimalidir. Birey için akrabalı yetiştirme katsayısı (F) = ebeveynlerin ilişki katsayısının yarısı 5/2/07 23
OK DİYAGRAMI (Arrow Diagram) S B X A D C Baba bir kardeşler (Half sibs) S ve D arası ilişki katsayısı ¼ dür (half sibs). X in akrabalı yetiştirme katsayısı 24 (¼)/2 =1/8 olur.
Pozitif assortatif çiftleştirme, genetik açıdan: Akrabalı yetiştirme Akrabalı yetiştirme, birbiriyle, populasyondaki diğer bireylere göre daha fazla ilişkisi olan bireylerin çiftleştirilmesidir. D E F G B C A 5/2/07 25 B ve C akraba olmadığı için, akrabalık (F) sıfır.
Akrabalı yetiştirme ve ilişki katsayısı Burada babalar üstteki, analar alttaki harflerle temsil ediliyor. Bunu, analiz için standart pedigri çizelgesine dönüştürmek gerekli A B C D E D E 5/2/07 26
Akrabalı yetiştirme ve ilişki katsayısı İlişki katsayısı, ortak atalar sayesinde iki birey tarafından taşınan ortak genlerin yüzdesini verir. A B C D E Her bir birey genlerinin yarısını aktardığı için, her bir ok ½ yi temsil eder. İki birey arası yolların (path) veya izlerin ortak ebeveynler üzerinden giderek toplanması ile ilişki katsayısı bulunur. İlişki katsayısı= n i= 1 1 2 S n= ortak ebeveynler üzerinden geçen değişik yol sayısı s=bireyden ortak ataya ve diğer bireye giderken geçilen ok (iz) sayısı 5/2/07 27
Akrabalı Yetiştirme katsayısı Akrabalı yetiştirme katsayısı, bir bireyde, bir lokustaki iki allelin ebeveynlerden dolayı aynı (identical by descent) olma ihtimalidir. Yani bu iki gen, pedigride geriye doğru ortak bir atanın bir geninin replikasyonla üretilmiş kopyalarıdır. 5/2/07 28
Akrabalı Yetiştirme katsayısı İki birey arasındaki ilişki katsayısının yarısı, bu bireylerin yavrusunun akrabalı yetiştirme katsayısını verir. Ortak atanın akrabalı yetiştirme katsayısı sıfır olmalıdır F x 1 1 = R = SD 2 2 n i= 1 1+ p2+ 1 S baba, D ana, p 1 bir ebeveynden ortak ataya giden ok sayısı, p 2 ise diğer ebeveynden aynı ataya giden generasyon sayısıdır, hepsi toplanır. p 5/2/07 29
Akrabalı Yetiştirme katsayısı Eğer ortak ata inbred ise, formüle şöyle ekleme yapılır: F x p 1+ p2+ 1 n 1 = + 2 i= 1 ( 1 F ) A 5/2/07 30
Akrabalı yetiştirme ve ilişki katsayısı (coefficient of inbreeding & coefficient of relationship) Neden akrabalı yetiştirme uygulanır? Elimizdeki iyi bir bireyi daha çok dişi ile çiftleştiririz, Hatta klonlama bile yapmak isteriz. Birçok ırk bu şekilde gelişmiştir 5/2/07 31
Akrabalı yetiştirmeli mi yetiştirmemeli mi? 1. Pozitif etkiler Akrabalı yetiştirme belli gen kombinasyonlarını sabitleyebilir ve gelecek generasyonlara aktarılmasını sağlayabilir. Hibrid çalışmaları için saf ırklar üretilmek istenebilir. Hibrid ve heterozis daha sonra tartışılacaktır. Saf ırk hatları üretmek için kullanılabilir. 5/2/07 32
Akrabalı yetiştirmeli mi yetiştirmemeli mi? 1. Negatif etkiler Deleterious (silici, yok edici) etkileri olan genlerin ortaya çıkmasına sebep olur ve genel canlılığı düşürür (üreme azalır) ve inbreeding depressionakrabalı yetiştirme depresyonu denen olaya yol açar. Akrabalı yetiştirmeden, kötü özelliklerinden dolayı genelde kaçınılır 5/2/07 33
Melezler Vahşi farelerde warfarin direnci (resistance) K vitamini kanı pıhtılaştırır Warfarin, kan pıhtılaşmasını engeller ve fare zehiridir İki allel, K ve k KK fareler K vitamini eksikliğinden hastalanırlar kk fareler Warfarin verilirse ölür. Kk fareler Warfarine dirençlidir ve K vitamini eksikliği yoktur 5/2/07 34
Heterosis- Akrabalı yetiştirmenin tersi Heterosis ve onun uygulamaları tavuk, mısır vb. ucuz olmasının sebeplerindendir. Melez azmanlığı (hybrid vigor), yavruların ebeveynlerin ortalamasından daha iyi performans göstermesi demektir. Melez hayvanlarda üreme ile ilgili özellikler saf ırklara göre üstündür. Malaria- sickle cell anemia örneği 5/2/07 35
Heterosis 2 Neden hibrid hayvanlar-mesela tavuk yavru üretmek için kullanılmaz da civciv alınır? Hibrid lerden alınan yavrular neden ebeveynleri hibridler kadar iyi performans göstermez? Bu genetik şirketleri nasıl sürekli hayvan-tohum satıp işlerini yürütebiliyorlar? 5/2/07 36
Populasyonların değişimini etkileyen faktörler Allel frekanslarında kısa dönem değişikliklere sebep olan faktörler: Göç Genetik drift (sürüklenme) Seleksiyon 5/2/07 37
Populasyonların değişimini etkileyen faktörler Allel frekanslarında uzun dönem değişikliklere sebep olan faktörler: Göç (migrasyon) Genetik drift (sürüklenme) Seleksiyon Mutasyon 5/2/07 38
Genetik varyansı teşvik eden olaylar: Mutasyon Göç (migrasyon) Genetik varyansın azalmasını teşvik eden olaylar: Genetik drift (sürüklenme) Doğal seleksiyon? Falconer (1970) 5/2/07 39
GENETİK-ISLAH Hayvan ıslahı genetik bilimidir, aynı Mendelin yaptığının genetik olduğu gibi 5/2/07 40
Islah nedir, neye benzer? Hayvanların sistemli yetiştirmeye tabi tutularak, aldıkları gıdaları en iyi şekilde ve en azami derecede hayvansal ürünlere çevirebilecek duruma getirebilmeleri amacıyla yapılan çalışmaların tümüne ıslah çalışmaları denir. Amerika: çok tüketip çok üretme (arazi geniş), Avrupa: az tüketip çok üretme (arazi az) 5/2/07 41
Islah nedir, neye benzer? Hayvan ıslahı, mevcut çevre şartlarına ekonomik verim düzeyinde cevap verebilecek hayvanların (genotiplerin) populasyondaki nispi miktarını çoğaltarak, gelecek generasyonların genetik olarak yüksek verim potansiyeline sahip hayvanlardan oluşturulmasıdır. 5/2/07 42
Genotip? Çevre? Ekonomik önemi olan kantitatif karakterlerde çevre faktörleri etki >genotip Kalıtım dereceleri Çevrenin iyileştirilmesi daha çabuk etkili olur (aynı generasyon) Çevre maksimum iyileştirilse bile, genetik yapı performansı sınırlandırır. Yerli kara 5/2/07 43
Genotip? Çevre? Türkiye? Yerli sığır ve koyun ırkları, çevre ne kadar iyileştirilirse iyileştirilsin, genetik yapıları nedeniyle belli bir seviyenin üstüne çıkamazlar. Yerli ırklarda genetik yapı ıslah edilmeli veya melezlemelerle iyileştirilmeli 5/2/07 44
Genotip? Çevre? Türkiye? Neden direk ithal edip süper-düper hayvanları kullanmıyoruz? Çevre*genotip interaksiyonu Prenses-orman? Önce çevre şartları hazır duruma getirilmeli 5/2/07 45
Genetik yapının ıslahında Mevcut çevre faktörlerinin iyileştirilmesine en iyi reaksiyon gösteren hayvanların tespiti ve seçilmesine Seçilen bu hayvanların ebeveyn olarak sürüde kullanılmasına, İleri generasyonlarda bu nitelikteki hayvanların sürüdeki nispi miktarının yükseltilmesine dikkat edilir. 5/2/07 46
Genotip*Çevre Genotip ve çevrenin ıslahı beraberce ele alınmalıdır. Fakat sadece genotipi iyileştirerek başarı sağlanabilecek konular da vardır. 5/2/07 47
Genotip*Çevre Sadece genetik yapıyı iyileştirerek arttırılabilecek verimler Koyunlarda iyi kaliteli yapağı Tavuklarda yumurta büyüklüğü Diğer kalitatif karakterler (boynuzluluk vs) 5/2/07 48
Islah-Mendel Genetiği Kantitatif farklılıkların kalıtımı genlere dayanır, bu genlerin aktarımı (transmission) ve özellikleri aynen kalitatif özelliklerin bağlı olduğu genlerin aktarımı ve özellikleri gibidir. Kantitatif genetik, Mendel genetiğinin uzantısı olup genel olarak Mendel genetiğinin prensiplerine dayanır. 5/2/07 49
Islah-Mendel Genetiği Islah öğrenen bir kişinin önce Mendel genetiği ile başlaması gerekir. 5/2/07 50
Sonraki ders Populasyon genetiğine giriş 5/2/07 51