Ejderha yetiştirme: Mendel kalıtımını inceleme Teach article

Tercüme eden: Tugğçe Kaymaz, Hikmet Geçkil (İnönü Üniversitesi, Moleküler Biyoloji ve Genetik Bölümü). Mendel kalıtımını öğretmek ustalık isteyen bir konu olabilir fakat Pat Tellinghuisen, Jennifer Sexton ve Rachael Shevin’in unutulmaz ejderha yetiştirme oyunu bu konuyu…

Ejderhalar efsanevi hayvanlar olabilirler. Fakat onlar Mendel kalıtımını araştırmak için iyi araçlar olabilirler. Aşağıdaki etkinlikte öğrenciler genotip ve fenotipi belirlemek için kağıt kromozomlar kullanarak yavru ejderhaları üretecekler.

Bu etkinlik 12-13 yaşlarındaki öğrencilerle test edildi ve bir ders genellikle yaklaşık 45-60 dakika sürmektedir.

Malzemeler

Tüm sınıf için

• Bir DNA modeli
• Bir kromozom resmi

Her öğrenci için

• İki renkli kromozom şeridi dizisi (anne için 14 pembe şerit ve baba için 14 mavi şerit)
• Öğrenci çalışma kağıdı
• Boya kalemleri (en az 4 renk)

Kromozom şeritleri, çalışma kağıdından Tablolar 1-3, çalışma kağıdının kendisi ve basit ejderha çizimi ise Science in School’un websitesinden indirilebilir^w1.

Yöntem

Aşağıdaki bilgiyi kullanarak ejderha hikayesini ve etkinlik için gerekli bilgiyi öğrencilere tanıtınız. Daha sonra malzemeleri dağıtınız ve öğrencilere öğrenci çalışma kâğıdındaki talimatları takip etmesini sağlayınız. Tablo 1-3 Science in School’un websitesinden^w1 de indirilebilir^w1.

Hikayesi

Ejderhalar meraklı yaratıklardır. Şaşırtıcı biçimde, ejderhaların genetiği insan ve kobaylarınkine çok benzer. Birçok okul evcil kobayları bulundurur. Fakat ejderhalar sürüsünü bulundurmak çok daha heyecan verici olmaz mı? Ne yazık ki ejderhalar çok pahalıdır ve bu yüzden okulunuzun her cinsiyetten bir tane olmak üzere sadece iki taneye gücü yetebilir. Bu etkinliğin amacı iki ejderhanız çiftleşmeye karar verdiğinde (ya da verirse) sürünüzde ne tür bir ejderhaya sahip olabileceğinizi belirlemektir.

Öğrenciler için ön bilgi

Tüm canlı organizmalarda bulunan her hücre deoksiribonükleik asit (DNA) adındaki bir molekül tarafından kodlanan kalıtsal bilgiyi taşır: öğrencilere DNA modelini gösteriniz. DNA tümü sarıldığında ve bir araya toplandığında kromozom adı verilen bir yapı oluşur: öğrencilere bir kromozom resmi gösteriniz. Her kromozom DNA’nın ayrı bir parçasıdır, böylece sekiz kromozomu olan bir hücre sekiz uzun DNA parçasına sahiptir.

Gen, uzun DNA molekülünün ufak bir parçasıdır. Farklı genler farklı uzunlukta olabilirler ve her gen belirli bir polipeptitin nasıl yapılması gerektiğinin şifresini taşır. Bir ya da daha fazla polipeptit genellikle iki farklı türe ayrılabilen bir proteini oluşturabilir: proteinler vücudunuzdaki kimyasal tepkimeleri yönetirler (enzimler) ve vücudunuzun yapısal bileşenleridir (yapısal proteinler). Bir canlının nasıl göründüğü ve işlev gördüğü bu iki türdeki proteinin kümülatif bir sonucudur.

Ebeveynlere sahip herhangi bir organizma çift sayıdaki kromozoma sahiptir. Çünkü kromozomların yarısı babadan ve diğer yarısı da anneden gelir. Örneğin bitkilerde polen tanesi babanın katkısıdır ve yumurta hücresi annenin katkısıdır. Bu iki hücre tohuma (yavruya) büyüyecek olan tek bir hücreyi oluşturmak için birleşir.

İnsanlar 23 çift halinde sıralanan 46 kromozoma sahiptir. 23 çiftin her birinde bulunan bir kromozom kişinin babasından, diğeri ise annesindendir. Kromozomlar çiftler halinde olduklarından genler de çiftler halinde bulunur. Bir gen kromozom çiftinin her bir üyesi üstünde aynı bölgede bulunur. Gen ‘çifti’ teknik olarak iki üyesi de aynı özelliği kodlayan bir geni ifade eder. Herhangi bir genin alel olarak bilinen çeşitli farklı formları bulunabilir fakat her birey en fazla sadece iki alele sahip olabilir (biri anneden ve biri babadan). Bireyin sahip olduğu genin iki kopyası aynı ya da farklı aleller olabilir.

Ejderhalarımız yedi çift, yani 14 kromozoma sahiptir ve her çift üzerindeki sadece bir gene bakacağız. Her biri tek bir gen tarafından kontrol edilen yedi farklı özelliği inceliyor olacağız (örneğin ateş üfleme yeteneği). Böyle bir özelliğe monogenik demekteyiz. Yedi genin her biri iki alele sahiptir.

Öğrenci çalışma kağıdı

14 şerit setinin biri anne (dişi) ejderhanın kromozomlarını temsil ederken, farklı renge sahip diğeri baba (erkek) ejderhanın kromozomlarını temsil eder.

Her kromozom şeridi büyük ya da küçük olan bir harfe sahiptir. Büyük harfler baskın alelleri ve küçük harfler de çekinik alelleri temsil eder. Her harf çifti bir özelliği kodlar. En az bir baskın alel (büyük harf) mevcutsa baskın özellik ortaya çıkar (örneğin ejderha ateş üfleyebilir);çekinik özellik yalnızca ejderha çekinik alelin iki kopyasına sahipse ortaya çıkacaktır (örneğin ateş üfleyememe).

1. Kromozomları aynı uzunluk ve harf çiftlerine eşleşecek şekilde sınıflandırınız. Her renk için yedi kromozom çiftiniz olmalıdır (erkek için mavi, dişi için pembe).
   Harflerle kodlanan özellikler aşağıdaki gibidir:
   • F ve f ejderhanın ateş üfleyip üflemediğini temsil eder
   • M and m ayak parmakları sayısını temsil eder
   • S ve s kuyruk çıkıntıları sayısını temsil eder
   • T ve t kuyruk rengini temsil eder
   • A ve a vücut rengini temsil eder
   • W ve w kanat rengini temsil eder
   • H ve h ejderhanın boynuzunun olup olmadığını temsil eder.
2. En uzun erkek kromozom çiftini ve en uzun dişi kromozom çiftini alınız ve onları sıranın üzerine aşağı bakacak şekilde yerleştiriniz. Böylece harfleri göremezsiniz.
3. Kromozomları döndürmeksizin, her renkten bir tane seçiniz ve onları yavru ejderhanın kromozom çiftini oluşturmak için bir araya koyunuz. Geriye kalan kromozom çiftini atınız.
4. Basamak 2 ve 3’ü en uzun kromozomlardan en kısa olanlara giderek her biri bir pembe ve bir mavi şerit içeren yedi yeni kromozom çiftine sahip olana kadar tekrarlayınız.
5. Yeni yavru ejderhanızın yedi kromozom çiftini döndürünüz. Her bir çift için Tablo 1’deki ‘Erkek geni’ sütununda mavi kromozom üzerine ve ‘Dişi geni’ sütununa pembe kromozomun harfini kaydediniz. Harflerin büyük ya da küçük olduğunu işaretleyerek doğru bir şekilde onları kopyaladığınızdan emin olunuz.
6. Tüm kromozomları kendi özel poşetlerine  tekrardan koyunuz.
   

   

7. Ejderhanızın her karakter için hangi alellere (harflere) sahip olduğunu kayıt ediniz ve onları Tablo 22’nin ikinci sütununa giriniz. Belirli bir gen için kalıtılan iki aleli genotip olarak adlandırırız (örneğin TT). Bir bireyin gözlemlenebilen özellikleri fenotip olarak bilinir (örneğin kırmızı kuyruk).
8. Her özellik için alellerin baskın ya da çekinik olduğunu belirlemek üzere Tablo 3‘e bakınız, daha sonra ejderhanızın fenotipini Tablo 2’ye giriniz.
9. Kendi yavru ejderhanızı çizmeye şimdi hazırsınız: basit ejderha resmini renklendiriniz ve uygun vücut bölümleri ekleyiniz (Science in School websitesinden^w1 de indirilebilir). Ek vücut bölümlerinin nasıl çizilebileceği hakkındaki öneriler için Tablo 3’e bakınız.

Tablo 1: Yavru ejderhanızın genleri onun ebeveynlerinden kalıtıldı

Erkek geni (mavi)	Dişi geni (pembe)

Tablo 2: Yavru ejderhanızın genotip ve fenotipi

Özellik	Genotip	Fenotip
Ateş/Ateş yok (F/f)
Ayak parmakları (M/m)
Kuyruk üzerindeki çıkıntılar (S/s)
Kuyruk rengi (T/t)
Kanat rengi (W/w)
Boynuz/boynuz yok (H/h)
Vücut rengi (A/a)

Tablo 3: Ejderha genotipini fenotipe dönüştürme

Genotip	Fenotip
FF ya da Ff	Ateş üfleyen
ff	Ateş üflemeyen
MM ya da Mm	Dört ayak parmağı
mm	Üç ayak parmağı (tüm ejderhalar en az üç ayak parmağına sahiptir.)
SS ya da Ss	Kuyruk üzerindeki dört çıkıntı
ss	Kuyruk üzerindeki dört çıkıntı(tüm ejderhalar en az dört çıkıntıya sahiptir)
TT ya da Tt	Kırmızı kuyruk
tt	Sarı kuyruk
WW ya da Ww	Kırmızı kanatlar
ww	Sarı kanatlar
HH ya da Hh	Boynuz
hh	Boynuz yok
AA ya da Aa	Mavi vücut ve kafa
aa	Yeşil vücut ve kafa

Analiz

• Kendi ejderhanızı sınıftaki diğer ejderhalarla karşılaştırınız. Ne gibi farklılıklar ve benzerlikler görmektesiniz?
• Verilen ejderhaların hepsinin aynı ebeveynlere sahip olduğu düşünüldüğünde, bu farklılıkları nasıl açıklayabilirsiniz?

Varyasyonlar

Eş-baskınlık

Eş-baskınlık fikrini tanıtmak için A ve Ä’nın eş-baskın olduğu ve a’nın çekinik olduğu genotipi A/Ä/a olanların vücut rengi özelliğini (genotipi Aa) göz önünde bulundurarak uygun malzemeleri değiştirip etkinliği büyütebilirsiniz.

A/a kromozom şeritlerini altı muhtemel genotipi olan yavruyu elde etmek için ebeveynlerin iki farklı setiyle değiştirmeye ihtiyacınız olacak.Sınıfınızın yarısı set 1’i diğer yarısı da set 2’yi almalıdır.

Diğer varyasyonlar

Ejderha bölümlerini çizmek yerine, efsanevi yaratıkları çizen ya da onları örneğin marşmelov ve saç tokalarından yapan öğrencileriniz olabilir. (bakınız Soderberg, 1992).

Teşekkürler

Bu etkinlik Patti Soderberg tarafından Fen Öğretmeni’indeki bir fikre dayanmaktadır (bakınız Soderberg, 1992). Sodeberg’in reeboplar dersi daha sonra yazarlar tarafından uyarlandı. Eş-baskınlık örneğini içeren kromozom şeritleri Nancy Clark’e^w2 ve Science in School’un editörü Marlene Rau’ya aittir.