Genetik Şifre ve Protein Sentezi
GENETİK ŞİFRE VE PROTEİN SENTEZİ
GENETİK ŞİFRE
ve
PROTEİN SENTEZİ
Genetik Şifre
ŞİFRE:
» Bir bilgiyi bir formdan başka bir forma dönüştürmede kullanılan semboller sistemidir.
- DNA’daki dört çeşit nükleotid ( A, T, G, C ) üçlü kombinasyonlar ile şifre oluşturur.
- Bu nedenle DNA’da 4³ = 64 çeşit şifre bulunur.
Not :
- Eğer genetik şifrede 4 çeşit nükleotidin 2’li kombinasyonları hâlinde olsa idi, 4² = 16 şifre (kod) meydana gelirdi. Bu da 20 çeşit amino asit için yeterli olmazdı.
- Bu durumda 4 çeşit amino asit protein sentezinde hiç kullanılamazdı.
- DNA’da bulunan ve bir amino asidi şifreleyen üçlü nükleotid dizilerinden her birine Genetik Şifre ya da Kod adı verilir.
- DNA üzerindeki 4 çeşit nükleotidle 3’erli kombinasyonlar yapıldığında 4³ = 64 farklı DNA kodonu elde edilir.
- DNA kodonunun, mRNA üzerindeki karşılığına mRNA kodonu; tRNA üzerindeki karşılığına ise Antikodon denir. 64 çeşit kodon, 61 çeşit antikodon vardır.
DİKKAT ET !
61 tanesi aa çağırır. 62. durdurma kodonlarında biridir. 62. kodon aa çağırmaz, ancak mRNA zincirinde kodon çeşidi olarak bulunduğu için sayılır. Dolayısıyla mRNA da buluna kodon çeşit sayısı olarak sorulursa 62 olarak ifade edilmelidir.
- 3 tane RNA kodonunun antikodon karşılığı yoktur. (Durdurma kodonları.)
- Her kodon bir amino asidi belirler.
- mRNA molekülünde 64 çeşit kodon bulunur ancak , amino asit çeşidi bildiğiniz gibi 20 ’dir. O halde belirli bir amino asit, birden fazla kodon tarafından belirlenebilmektedir.
- AUG kodunu başlangıç ( start ) kodonudur ve Metiyonin Amino Asidini şifreler.
Uyarı !
- Protein sentezinin başlangıç kodonu aynı zamanda Metiyonin Amino Asidini şifreliyorsa canlılardaki proteinlerin sentezi Metiyonin Amino Asidi ile başlar.
- Bu nedenle proteinlerin ilk amino asidi metiyonin olur.
- Fakat daha sonra bu başlangıç amino asidi, bir enzim tarafından zincirden çıkarılabilir.
- Bunun için bütün proteinler metiyonin ile başlar diyemeyiz.
- Ancak, protein sentezleri metiyonin ile başlar diyebiliriz.
- 64 kodondan 3 tanesi ( stop kodonlar = UAA, UAG, UGA ) amino asit şifrelemez.
- Bunlar ribozomlara protein sentezini durdurması için sinyal veren kodonlardır.
- Stop kodonları (3 tane) amino asit şifrelemediği için mRNA’daki 61 çeşit kodon, protein yapısındaki 20 çeşit amino asit için şifre oluşturur.
- tRNA’ daki üçlü nükleotit grubuna antikodon adı verilir.
- Bildiğiniz gibi tRNA’nın görevi sitoplazmadaki amino asitleri ribozomlara taşımaktır. Bu yüzden 61 çeşit antikodon, 61 çeşit tRNA vardır.
Protein Sentezi İle İlgili Olarak ;
DNA’da → 64 şifre (KOD) , mRNA’da → 64 kodon , tRNA’da → 61 antikodon bulunur.
Aminoasitlerle İlgili Olarak ;
DNA’da → 61 şifre (KOD) , mRNA’da → 61 kodon , tRNA’da → 61 antikodon vardır.
- Görüldüğü gibi proteinlerin yapısına katılan 20 çeşit amino asit olmasına rağmen bunları şifreleyen genetik kod veya kodon sayısı 61’dir.
- Böylece hemen hemen her amino asit için birden fazla sayıda kodon vardır.
Genetik Kod Sayısının Fazla Olmasının Canlılara Sağladığı Yarar :
» Genlerde meydana gelen bazı mutasyonlara karşı canlıyı korumaktır.
Örneğin ;
- ACU kodonu TREONİN amino asidine karşılık gelir.
- Her hangi bir nedenle mutasyona uğrayıp ACA şekline dönüşürse, ACA kodonu yine TREONİNE karşılık geldiği için sentezlenen proteinde bir bozulma meydana gelmeyecektir.
» Genetik şifre, kodon, antikodon , “ BAŞLA ” ve “ DUR ” ( start ve stop ) kodonları bütün canlılarda aynıdır.
» Bu durum genetik şifrenin evrenselliğini gösterir.
Örneğin;
- mRNA’daki UCU kodonunun bütün canlılarda karşılığı aynı olup Serin Amino asidini belirler.
Not !
» Bir kodon sadece bir amino asidi şifreler. Fakat bazı amino asitlerin birden fazla kodonu olabilir.
Örneğin ;
- UUU ve UUC kodonlarının her ikisi de Fenilalanin Amino Asidini belirlediği halde bunların hiç birisi bir başka amino asidi kodlamaz.
Kalıtsal Kavramların Küçükten-büyüğe Doğru Sıralaması:
Baz < Nükleozit < Nükleotid < Kod ( kodon, antikodon ) < Gen < DNA < Kromatin iplik < Kromozom
Dikkat !
» 20 çeşit aa ‘nın 12 tanesini vücudumuz üretilebildiği halde geriye kalan 8 aa ‘yı vücudumuz üretemez ve bu 8 aa ’yı dışarıdan besinlerle almak zorundadır .
» Dışarıdan alınmak zorunda olan bu 8 aa ‘ya “ Temel veya Esansiyel Amino Asit “ denir.
♦ 20 amino asitin 20 si de temeldir ve yaşam fonksiyonları için zorunludur.
Peki neden bu 8 tanesi için temel, zorunlu yahut esansiyel diyoruz ?
- Çünkü yukarıda da yazdığımız üzere bu 8 amino asit formu insan vücudunun kendi kendine üretemediği ve bir besin yoluyla alması gereken hayati amino asit formlarıdır.
- Takviye gıda olarak tedarik edileceği durumda kompleks amino asit kullanılabilir.
- Bu amino asitleri şu şekilde sıralayalım;
UYARI !
» Genetik Şifre Tüm Canlılarda Aynıdır.
Örneğin;
“ GCU ” şifresi tüm canlılarda “ Alanin Amino Asitini ” şifreler.
» Canlılar Arasındaki Çeşitlilik Genetik Şifrenin Farklı Dizilmesindendir.
PROTEİN SENTEZİ MEKANİZMASI
» DNA’daki genetik şifreye göre ribozomda amino asitlerden protein molekülü yapımına Protein Sentezi denir.
NOT !
√ Protein sentezi bütün canlı organizmalarında gerçekleşir.
√ Ancak her canlı hücre protein sentezi yapmayabilir.
Örneğin;
- Olgun alyuvar hücreleri çekirdek ve ribozom dahil organellerini kaybederler.
- Dolayısı protein sentezini gerçekleştiremezler.
- Bir gen bir proteini doğrudan oluşturmaz.
- Önce DNA’daki bilgi RNA’ya aktarılır.
- RNA ise protein sentezini programlar.
1 gen çeşidi = 1 protein çeşidi
Unutma !
√ Proteinlerin yapı taşları (monomerleri) amino asitlerdir.
√ Proteinler aminoasitlerin dehidrasyonu ile oluşurlar.
√ Komşu amino asitler peptid bağı ile bağlanır.
√ Her bir peptid bağına karşılık bir su molekülü açığa çıkar.
Dikkat Et !
- DNA üzerinde bulunan gen parçası bir proteinin sentezlenmesini sağlayan en küçük parçadır.
- Gendeki şifreye uygun olarak protein sentezlenir.
Gen Üzerindeki Şifre;
♦ Kullanılacak olan amino asit çeşidi
1) Kullanılacak olan amino asit sırası
2) Kullanılacak olan amino asit sayısını ,belirler.
Unutma !
Protein Moleküllerinin Farklı Olmasında Etkili Olan Faktörler :
- Şifreyi veren genlerin nükleotid dizilişlerinin farklı olması
- Şifreyi taşıyan mRNA‘daki nükleotid dizilişlerinin farklı olması
- Protein yapısındaki amino asitlerin sayısı
- Protein yapısına katılan amino asit çeşidi
- Proteindeki amino asitlerin diziliş sırası
- Protein sentezindeki aminoasitlerin çeşitlerinin sayısı
- Protein çeşitliliğinde amino asitlerin bağlanma biçiminin ( peptid bağının ) hiçbir rolü yoktur.
Çünkü, Amino asitler arasındaki peptid bağları daima birinci amino asidin karboksil grubundaki karbon ile ikinci amino asidin amino grubundaki azot arasında kurulur.
- Ayrıca protein çeşitliliğinde proteinlerin üretildiği ribozomların ve rRNA’nın da bir etkisi yoktur.
Protein Sentezinde Görev Alan Başlıca Organel ve Moleküller :
1- DNA,
2- mRNA,
3- tRNA, ( t-RNA ‘nın ester bağı ile aa ‘ e bağlanması sırasında ortamdaki Mg² ( magnezyum ) iyonları da kullanılır. )
4- amino asit,
5- enzim,
6- ATP
7- RİBOZOM ORGANELİ
Hatırlatma
Replikasyon , Transkripsiyon , Translasyon Olaylarının Hücrede Gerçekleştiği Kısımlar
3 Nükleotit = 1 Kod = 1 Kodon = 1 Antikodon = 1 Aminoasit
Ribozomlar :
- Protein sentezinin yapıldığı, büyük ve küçük olmak üzere iki alt birimden oluşan organeldir.
- Her iki alt birim protein ve rRNA’dan oluşur.
- Küçük alt birim mRNA için , büyük alt birim tRNA için bağlanma bölgesi içerir.
Protein Sentezi Basamakları:
» Protein sentezi iki ana basamakta gerçekleşmektedir.
I. Basamak :
- DNA’nın bir ipliğinin üzerindeki genetik kodlara uygun olarak mRNA sentezinin gerçekleştiği Transkripsiyon olayıdır.
II. Basamak :
- mRNA ’nın, şifrenin kopyasını alıp sitoplazmaya geçmesinden sonra ribozom tarafından okunup protein sentezinin gerçekleştiği evre olan Translasyon basamağıdır.
1) Transkripsiyon ( Yazılma ) :
» DNA üzerindeki genetik bilginin mRNA üzerine aktarılmasıdır.
- Ökaryot hücrelerde ; çekirdek, kloroplast ve mitokondride gerçekleşir.
- Prokaryot hücrelerde ; sitoplazmada gerçekleşir.
- mRNA sentezinin yapılacağı ipliğe anlamlı iplik, karşısındaki ipliğe tamamlayıcı iplik denir. Anlamlı iplik 3’—→ 5’ yönündeki ipliktir.
- Transkripsiyon yapılacak bölge RNA polimeraz tarafından açılarak anlamlı ipliğin karşısına 5’—→ 3’ yönünde sentez yapacak şekilde mRNA sentezini gerçekleştirir.
- DNA üzerindeki nükleotidlerin karşısına geçici hidrojen bağları ile mRNA sentezlenir. A —→ U , T—→ A , G—→ S , S—→ G
- Anlamlı zincirindeki genin başlangıç kodu TAS ’ dır. Bu kodon mRNA üzerinde AUG kodonu ( başlangıç kodonu ) olarak sentezlenir.
- Transkripsiyon; durdurucu ( stop ) kodonlardan ( UAA, UAG, UGA ) bir tanesinin kodon karşılığı geldiğinde sonlanır. RNA polimeraz DNA üzerinden ayrılır. DNA’nın iki ipliği yeniden birleşir.
2) Translasyon (Okunma):
⇒mRNA üzerindeki kodonlara uygun amino asitler ile ribozom organelinde protein sentezlenmesine Translasyon denir.
- Translasyon mRNA’nın 5’ ucundan başlayarak 3’ ucuna doğru gerçekleştirilir.
- Üretilen mRNA ribozoma giderek ribozomun küçük alt birimine tutunur bu tutunma ribozomun küçük ve büyük alt birimlerinin birleşmesini ve dolayısıyla ribozomun aktifleşmesini sağlar.
- mRNA üzerindeki kodonlara uygun antikodon bölgeleri bulunan tRNA’lar ribozomun büyük alt birimine sitoplazmadan uygun amino asitleri getirir. İlk tRNA taşıdığı aminoasidi getirdikten sonra ikinci tRNA’nın getirdiği amino asit ile aralarında peptid bağı kurulur ve 1 molekül su açığa çıkar. Okunan tRNA ribozomu terk eder.
- Translasyon AUG kodonu ile başlar. UAA, UAG ya da UGA kodonlarından birinin gelmesiyle durur. Durdurma kodonlarının amino asit ve tRNA karşılığı yoktur. Bu nedenle o kodonlara uygun tRNA, mRNA’ya bağlanmaz ve aminoasit getirilmez. Ribozom alt birimleri birbirinden ayrılır. mRNA ve polipeptid zinciri serbest kalır.
Unutma !
mRNA’ daki ;
Başlama Kodonu :
- AUG (aynı zamanda “ Metiyonin a.a.” ini sentezler.)
- Bu nedenle proteinlerin ilk a.a. ‘i Metiyonin’ dir . Fakat daha sonra proteinlerin başlangıç a.a.’i bir enzim tarafından zincirden çıkarılabilir.
Bitirme Kodonları :
- UAA , UAG , UGA dır.bulunmaz. Her seferinde sadece biri bulunur.
- Toplam 64 çeşit kodonun üç tanesi bitirme kodonu olduğundan ve bunlar herhangi bir a.a.’i sentezlemediğinden 61 çeşit kodon 20 çeşit a.a.’i şifreler.
- Her seferinde sadece biri bulunur.
» Toplam 64 çeşit kodonun üç tanesi bitirme kodonu olduğundan ve bunlar herhangi bir a.a.’i sentezlemediğinden 61 çeşit kodon 20 çeşit a.a.’i şifreler.
Dikkat Et !
- Protein sentezi tüm canlılarda ortak olarak gerçekleşen biyokimyasal bir olaydır.
- Proteinler ,hücrenin yapısına katıldığı gibi , hücredeki bütün kimyasal reaksiyonları yürüten enzimler de protein içermektedir.
- Hiçbir hücre dışarıdan aldığı proteinleri , doğrudan yapısal proteini veya enzimi olarak bu amaçla Kullanamaz.
- Dışarıdan alınan proteinler önce monomerleri olan amino asitlere kadar parçalanır.
- Ortaya çıkan amino asitler canlının genetik bilgisine göre tekrar sıraya konarak işlevsel protein halini alır.
• Kısaca protein sentezi, aminoasitlerin hücrenin DNA ‘ sındaki bilgiye göre ribozomlar yardımıyla sıraya konması olarak özetlenebilir.
Protein Sentezi Sırasında Gerçekleşen Olaylar Sırası İle ;
1. Önce DNA’nın protein sentezine kalıplık edecek bölgede iki iplik RNA polimeraz ile açılır.
2. DNA’nın anlamlı zinciri üzerinden RNA polimeraz enzimi ile mRNA sentezlenir.
- Bu olaya transkripsiyon (yazılma) denir.
- mRNA sentezine kalıplık eden DNA ipliğine anlamlı iplik, diğer ipliğe ise tamamlayıcı iplik denir.
NOT:
1) mRNA sentezi, DNA’nın anlamlı zincirinin 3′ ucundan başlayarak gerçekleştirilir. O halde mRNA zinciri, 5’ → 3’ yönünde oluşur.
2) DNA üzerinden mRNA sentezlenirken DNA’nın anlamlı zincirindeki Adeninin karşısına mRNA’da Urasil gelir.
Pratik Bir Öneri: DNA’daki baz dizisi tRNA’daki antikodonlara çevrilirken eğer bazlar arasında Timin varsa sadece bunu Urasile çevirmek yeterlidir. Yoksa DNA baz sırası bire bir tRNA’da da aynıdır.
Örnek:
- DNA’daki baz dizisi ATG GCG ise buna karşılık tRNA’daki sıra; AUG GCG şeklinde olur.
- tRNA’daki baz sırası (antikodon) verilmiş DNA daki isteniyorsa sadece varsa Urasilleri ,Timin olarak değiştirmek yeterlidir. Diğerleri aynı kalır.
Ek Bilgi :
- RNA polimeraz, bir genin transkripsiyonunu, DNA üzerinde bulunan bağlanabildiği promotor olarak adlandırılan özel nükleotid dizisinden başlatır.
3. Şifreyi alan mRNA, çekirdek zarında bulunan porlardan sitoplazmaya geçer.
4. mRNA, ribozomun küçük alt birimine; bağlanması ile Translasyon olayı başlar.
5. mRNA’nın başlatma kodonu (AUG), ribozom tarafından okunur.
- AUG kodonunun karşılığı olan UAC antikodonuna sahip tRNA, sitoplazmada metionin amino asidini kendine bağlar.
- Bu sırada ATP harcanır.
- tRNA, taşıdığı metionin amino asidini mRNA’nın başlatma kodonuna karşılık gelecek şekilde ribozoma getirir.
6. İlk amino asit ribozoma getirildikten sonra ribozomun büyük alt birimi küçük alt birimine bağlanır ve böylece protein sentezi başlar.
7. tRNA’nın antikodonu mRNA kodonuna bağlanınca protein sentezi başlar. DNA’nın genetik şifresini ribozomlara getiren mRNA’daki şifrenin okunmasına Translasyon denir.
( Burada mRNA ile tRNA arasında geçici zayıf hidrojen bağları kurulur. )
8. Taşınan amino asitler arasında peptit bağı kurulur. Bu sırada her bir bağ için bir molekül su açığa çıkar.
9. Protein sentezi mRNA üzerindeki bütün kodonlar okununcaya kadar devam eder. İşlem devam ederken durdurma kodonlarından ( UAA, UAG, UGA ) herhangi biri geldiğinde protein sentezi sona erer.
» Protein sentezinin sona erdiği evrede yeni sentezlenen protein en sondaki tRNA’dan ayrılır ve mRNA serbest kalır.
» Bu arada ribozom alt birimleri de birbirinden ayrılır.
» Ayrılan mRNA, tRNA ve ribozom alt birimleri yeniden protein sentezine katılabilir.
Genetik Kodun Sözlüğü
- DNA’ da bulunan üçlü baz dizisine genetik kod adı verilir.
- DNA’ nın yapısında 4 çeşit nükleotid bulunduğundan ;
4³ = 64 çeşit şifre oluşur.
Protein Sentezi :
- Amino asitlerin hücre DNA’ sındaki bilgiye göre ribozomlar yardımıyla sıraya konmasıdır.
Hatırlatma !
Protein sentezi;
- Canlılardaki büyüme, gelişme ve homeostasi ( kararlı iç denge ) olayları DNA tarafından kontrol edilir.
- DNA , bu yaşamsal olayları ; proteinler aracılığıyla kontrol eder.
- Proteinler DNA ‘ da ki genlerin şifresine göre sentezlenir.
- Böylece proteinler, DNA ‘ da kodlanmış olan emirleri alıp, o emirleri yerine getirirler.
Gen:
- Bir protein molekülü sentezlemek için gerekli olan kromozom ya da DNA parçası olarak tanımlana bilir.
» Bir gen, ortalama 1500 nükleotidden oluşur.
» İnsan DNA ‘ sında ortalama 3,2 milyar nükleotid ve 35 bin gen bulunur.
Protein Moleküllerinin Farklı Olmasında Etkili Olan Faktörler :
1- Şifreyi veren genlerin nükleotid dizilişlerinin farklı olması
2- Şifreyi taşıyan mRNA‘ da ki nükleotid dizilişlerinin farklı olması
3- Protein yapısındaki a.a.’ ların sayısı
4- Protein yapısına katılan a.a. çeşidi
5- Proteindeki a.a.’ ların diziliş sırası
6- Protein sentezindeki a.a.’ ların çeşitlerinin sayısı
Hatırlatma:
•Kurulan peptit bağlarının protein çeşitliliğine bir etkisi yoktur.
Protein Sentezi Sırasında Genetik Şifrenin Dönüşümü
Santral Doğma Nedir ?
» DNA’daki genetik bilgilerden RNA aracılığıyla, ribozomlardan protein sentezlenmesine ” Santral Doğma ” denilmektedir.
1958 yıllında ünlü bilim adamı Francis Crick hücre yapısındaki genetik bilgi akışının ;
• DNA’nın kendini eşlemesiyle ( replikasyon )
• DNA‘dan RNA ‘ya ( transkripsiyon )
• RNA’dan da proteine doğru ( translasyon )
olduğunu açıklayarak santral doğma kavramını kullanmıştır. Santral doğma protein sentezi olayının bir bütünüdür.
» Santral dogma olayı, Replikasyon , Transkripsiyon ve Translasyon ile olur.
» Santral dogmanın yönü daima DNA ‘dan Proteine doğrudur.
NOT:
- Ökaryot da ve Prokaryot da Translasyonun gerçekleştiği ribozom organeli sitoplazma içinde olduğundan ”Translasyonun sitoplazmada gerçekleştiğini” söyleyen kaynaklar da vardır.
- Ancak bu durumda tüm organellerin sitoplazmada olduğunu da unutmamak gerekir.
Replikasyon Olayı ;
1- Hücrenin bölüneceğini kanıtlar.
( Protein sentezinde replikasyona gerek yoktur. )
2- Replikasyonda A, G, S, T nükleotidleri kullanılır.
3- Replikasyon bölünmeyen hücrelerde ( sinir hücresi ,olgun alyuvar gibi) gerçekleşmez.
4- Replikasyondaki bir hata ( mutasyon gibi) kalıtsal olabilir.
5- Replikasyon interfazın “ S ” aşmasında gerçekleşir.
Transkripsiyon Olayı ;
1- Protein sentezinde meydana gelir.
2- Transkripsiyonda A, G, S, U nükleotidleri kullanılır.
3- Transkripsiyon protein sentezi yapan tüm hücrelerde gerçekleşir.
4- Transkripsiyondaki bir hata kalıtsal olmaz. Fakat farklı bir protein üretimine neden olur.
Translasyon Olayı ;
1- Protein sentezinde meydana gelir.
2- Translasyon da aminoasitler kullanılır.
3- Translasyon protein sentezi yapan tüm hücrelerde gerçekleşir.
4- Translasyon da ki bir hata kalıtsal olmaz. Fakat farklı bir protein üretimine neden olur.
NOT !
- Replikasyon olayında A, G, C ve T nükleotidleri kullanılır.
- Transkripsiyon olayında A, G, C ve U nükleotidleri kullanılır.
- Translasyon olayında ise amino asitler kullanılır.
Replikasyon da;
• DNA kendini eşler.
Transkripsiyon da ( Yazılım ) ;
• Tüm RNA ’ lar üretilir.
• Özellikle protein sentezinde yandaki şekle göre mRNA sentezi gerçekleşir.
Translasyon da ( Çeviri = Okunma ) ;
• rRNA’ ların oluşturduğu ribozomlarda mRNA ‘nın üzerindeki şifre okunur.
• Böylece uygun tRNA ‘ların getirdiği aa ’ lar Ribozom üzerinde Peptid bağları kurularak istenen protein çeşidi üretilmiş olur.
• Oluşan proteinler, yapısal veya işlevsel protein (enzimler) olarak üretilip görev yapar.
Poliribozom ( Polizom )
»Birden fazla ribozomun tesbih tanesi gibi art arda dizilmesiyle oluşan yapıya denir.
» Ribozomlardan biri başlama kodonunu geçince, başka bir ribozom mRNA’ya bağlanarak oluşur.
» Bu yapılar hücrenin aynı proteinin çok sayıda kopyasını kısa bir süre içinde üretmesine yardımcı olur.
» Bir mRNA molekülünün, aynı anda birden fazla ribozoma bağlanmasına
Polizom ( Poliribozom ) denir.
» Böylece aynı proteinden, kısa sürede çok miktarda üretilmiş olur.
Bir Gen Bir Polipeptit Hipotezi
( Bir Gen Bir Enzim Hipotezi )
» Hücredeki yaşamsal olaylarda görev alan enzimler protein yapısındaki moleküllerdir.
» Bu moleküllerin sentezinden sorumlu DNA parçasına Gen adı verilir.
» Genler protein sentezinden sorumlu olduklarından enzim sentezinden de sorumludur.
» Enzimler, canlılardaki yaşamsal olaylarda görevli moleküllerdir.
» Bu nedenle enzimlerin sentezinden sorumlu genlerin yapısının bozulması, canlının yaşamını önemli ölçüde etkiler.
» Canlılardaki her bir polipeptit zincirinin dolayısıyla her bir enzimin bir gen tarafından şifrelenmesine Bir Gen Bir Polipeptit hipotezi denir.
- Her enzim bir gen tarafından sentezlenir.
- Genler sadece protein veya enzim sentezlemez.
- Genler aynı zamanda bütün protein yapıdaki molekülleri sentezinden sorumludur.
- Hücrede gerçekleşen bir çok hayatsal olaylar zincirleme reaksiyonlarla gerçekleşir.
- Bu reaksiyon kademelerinin her birinde ayrı enzim ve ayrı genler iş görmektedir.
- Burada genlerden biri bozulursa ilgili enzimler yapılamaz. Dolayısıyla o enzimin dönüştürdüğü reaksiyonda olmaz.
Örnek :
- Gen 2 mutasyona uğrarsa , enzim 2 yapılamadığı için; Ornitin, Sitrüline dönüşmez.
Ortamda Ornitin birikir. - Biriken bu ve benzeri maddeler hücrenin veya canlının ölümüne bile sebep olabilir.
- Sonuçta oluşması gereken madde canlı için hayatsal öneme sahip ise yine anlı ölebilir.
- Reaksiyonun devam etmesi için yapılamayan maddeyi ( bu örnekte Sitrülini ) ortama hazır vermek gerekir.
- Bu tür mutasyonlar insanlar ve diğer canlılarda görülmekte olup , öldürücü sonuçlar bile ortaya çıkabilmektedir.
Bir Gen Bir Enzim İlişkisi :
• Canlıda her enzim proteinden yapılmıştır.
• Her protein bir gen tarafından programlandırılarak görevlendirilmiştir.
• Bu duruma ‘’ Bir Gen Bir Enzim Hipotezi ‘’ denir.
• Genler sentezletmiş olduğu proteine ne yapacağını da şifrelemiştir.
Not !
1- Polipeptid ve protein terimleri tam olarak eş anlamlı değildirler.
2- Proteinler 20 çeşit amino asitten oluşturulan polimerlerdir.
3- Amino asit polimerleri polipeptidler olarak adlandırılırlar.
4- Bir protein bir ya da birden fazla polipeptidden oluşmuş kendine özgü üç boyutlu yapıya sahip polimerlerdir.
5- Polipeptidi bir ip yumağına benzetirsek protein, bu ip yumağı ile örülmüş hırka gibidir diyebiliriz.
- DNA molekülünde bir proteinin sentezinden sorumlu belirli parçalar gen olarak isimlendirilir.
- Her bir gen yaklaşık olarak 1500 nükleotit ya da baz çifti içerir.
- Her genin belirli bir proteinin sentezini sağlaması Bir Gen Bir Polipeptit Hipotezi olarak ifade edilir.
- DNA’da bulunan ve bir amino asidi şifreleyen üçlü nükleotidlere genetik şifre denir.
- DNA dizilimi tüm canlılarda birbirinden farklıdır.
Uyarı :
Canlılarda nükleotit dizilişi ne kadar benzer ise protein benzerliği ve akrabalık derecesi de o kadar fazladır.
Uyarı :
Çok hücreli bir canlının tüm hücrelerindeki nükleotit dizilimi birbirinin Aynıdır.
Dikkat Et !
• Gendeki dizilimin değişmesi proteinin sentezlenememesine, bu durum da enzim sentezinin gerçekleşmemesine nerden olur.
•Neurospora carassa ekmek küfünde öncü maddeden amino asit çeşidi olan arjinin üretiminde üç farklı gen ve enzim görev almaktadır.
•Bu genlerden herhangi birinin herhangi bir sebeple mutasyona uğraması sonucu Arjinin amino asidi üretilemez.
Örneğin;
•Eğer b geni mutasyona uğrarsa b enzimi sentezlenemeyeceği için Arjin dönüşemez ve tepkime durur.
- 1940 ‘ lı yıllarda Bilim insanları George Beadle (Corc Bidıl ) ve Edward Tatum’un (Edvırt Tatum), ekmek küfüne neden olan ‘’ Neurospora carassa ’’ (Nörospora krassa) adlı mantar türü ile yaptıkları araştırma doğrultusunda öncül bir madde olan Arjinin üretiminde üç farklı enzimin görev aldığını ve bu enzimlerin her birinin sentezinden de farklı bir genin sorumlu olduğu sonucuna vardılar.
» Arjin, vücut içerisinde üretilemeyen esansiyel amino asit çeşididir.
- Beadle ve Tatum yapmış oldukları bu deney ile bir genin özgül bir enzimin üretimini yönettiği varsayımına dayanan Bir Gen Bir Enzim Hipotezini ortaya çıkarmıştır.
Bir Gen Bir Enzim Hipotezi = Bir Gen Bir Polipeptit Hipotezi = Bir Gen Bir Protein Hipotezi
olarak da adlandırmıştır.
- Bir Gen Bir Enzim ( Polipeptit ) Hipotezi günümüze gelinceye kadar bilim insanlarının yapmış oldukları çalışmalar ile ufak bir takım değişikliğe uğradı. Çünkü bütün proteinler enzim yapılı değildir ve enzim olmayan proteinler de gen ürünü olduğundan, moleküler biyologlar bu defa Bir Gen Bir Protein terimi üzerinde düşünmeye başladılar.
- Bununla birlikte pek çok protein iki yada daha fazla sayıda farklı polipeptit zincirinden oluşmuş olup, her polipeptit kendi geni tarafından belirlenir.
Örneğin omurgalıların kırmızı kan hücrelerinde oksijen taşıyıcı protein olan hemoglobin, iki farklı polipeptidden oluşmuştur.
- Bu nedenle bu protein iki gen tarafından kodlanır.
- Dolayısıyla Baedle ve Tatum ’un hipotezi Bir Gen Bir Polipeptit Hipotezi olarak yeniden adlandırıldı.
- Bununla birlikte birçok biyolog polipeptit terimi yerine protein terimini kullanır.
KONU TARAMA
Soru.1:
I. Gen
II. Kromozom
III. Nükleotit
IV. Kodon
Yukarıda verilen kavramların büyükten küçüğe doğru sıralanışı aşağıdakilerden hangisinde doğu verilmiştir?
A) I-II-III-IV B) II-I-III-IV C) II-I-IV-III D) I-III-IV-II E) III-I-II-IV
Cevap.1: C
Açıklama:
Hatırlatma:
Kalıtsal Kavramların Küçükten-büyüğe Doğru Sıralaması:
Baz < Nükleozit < Nükleotid < Kod ( kodon, antikodon ) < Gen < DNA < Kromatin iplik < Kromozom
Buna göre :
Kromozom > Gen > Kodon > Nükleotit
Soru.2: Protein sentezi süresince görev alan yapılar aşağıda verilmiştir.
I. Aminoasit
II. Kodon
III. Antikodon
Protein sentezi süresince yukarıdakilerden en fazla kaç çeşit kullanılabilir?
Cevap.2: D
Açıklama:
I. Aminoasit: Maksimum 20 çeşittir.
II. Kodon: Maksimum 62 çeşittir. (61 tanesi aa çağırır. 62. durdurma kodonlarında biridir. 62. kodon aa çağırmaz, ancak mRNA zincirinde kodon çeşidi olarak bulunduğu için sayılır.)
III. Antikodon: Durdurucu kodona karşılık antikodon olmadığı için maksimum 61 çeşittir.
Soru.3: Transkripsiyon sürecinde gerçekleşen aşağıdaki olaylardan hangisi en son gerçekleşir?
A) RNA polimerazın DNA’nın anlamlı ipliğine bağlaması
B) DNA’ nın hidrojen bağlarının kurulması
C) Nükleotidler arasında fosfodiester bağlarının kurulması
D) Ribonükleotidler ile Deoksiribonükleotidler arasında geçici hidrojen bağları kurulması
E) RNA polimerazın DNA’nın anlamlı ipliğinden ayrılması
Cevap.3: E
Açıklama:
A) RNA polimerazın DNA’nın anlamlı ipliğine bağlaması : Kesinlikle ilk sırada olacaktır.
B) DNA nın hidrojen bağlarının kurulması . A ‘dan sonra gerçekleşecektir.
C) Nükleotidler arasında fosfodiester bağlarının kurulması . A ‘dan sonra gerçekleşecektir.
D) Ribonükleotidler ile deoksiribonükleotitler arasında geçici hidrojen bağları kurulması . A ‘dan sonra gerçekleşecektir.
( B , C ve D şıkları hemen hemen eş zamanlı olarak gerçekleşir.)
E) RNA polimerazın DNA’nın anlamlı ipliğinden ayrılması. Kesinlikle En Son Gerçekleşir. Çünkü, RNA Polimerazın DNA‘dan ayrılması transkripsiyonun bittiğini gösterir.
Soru.4: Transkripsiyon ile üretilecek olan mRNA’nın yapısının farklı olmasında aşağıdakilerden hangisi etkilidir?
A) Kullanılacak aminoasit sayısının farklı olması
B) Nükleotidler arasında oluşacak bağların farklı olması
C) Kullanılacak aminoasitlerin dizilişinin farklı olması
D) Gendeki nükleotit diziliminin farklı olması
E) Kullanılacak aminoasit çeşidinin farklı olması
Cevap.4: D
Açıklama:
A) Kullanılacak aminoasit sayısının farklı olması . ( Bu durum proteinin farklı olmasında etkilidir. mRNA yapısında protein bulunmaz. )
B) Nükleotitler arasında oluşacak bağların farklı olması .( Nükleotidler arasında her zaman “ fosfodiester ” bağı vardır. )
C) Kullanılacak aminoasitlerin dizilişinin farklı olması . ( Proteinin farklı olmasıyla ilgilidir. )
D) Gendeki nükleotit diziliminin farklı olması. ( mRNA ‘nın farklı olmasında etkilidir. Çünkü, mRNA genetik şifreye göre değişir. )
E) Kullanılacak aminoasit çeşidinin farklı olması. ( Proteinin farklı olmasıyla ilgilidir. )
Soru.5: Aşağıda bir hayvan hücresinde görülen santral dogma olayı özetlenmiştir.
a. I, replikasyon olup her hücrede görülebilir.
b. II, ribozomda gerçekleşir.
c. III, hücredeki aminoasit miktarını azaltır.
Santral dogma ile ilgili verilenlerden hangileri doğru olabilir?
A)Yalnız a B) Yalnız c C) a ve b D) b ve c E) a, b ve c
Cevap.5: B
Açıklama:
a. I, replikasyon olup her hücrede görülebilir. Yanlış. ( Bu olay replikasyondur. Ancak her canlı hücrede replikasyon gerçekleşmez. Örnek ; bölünemeyen hücrelerde replikasyon olmaz.)
b. II, ribozomda gerçekleşir. Yanlış. ( Bu olay transkripsiyondur. Ribozomda translasyon olur.)
c. III, hücredeki aminoasit miktarını azaltır. Doğru. ( Bu olay protein sentezidir. Bunun için aa ‘ların peptid bağı ile bir araya gelip protein oluşur. Dolayısıyla bu sırada ortamdaki aa miktarı azalır.)
Soru.6: Protein sentezi sırasında oluşturulan kimyasal bağlardan hangisinin oluşumu sırasında su miktarı artmaz?
A) Peptid bağı B) Fosfodiester bağı C) Hidrojen bağı D) Glikozit bağı E) Ester bağı
Cevap.6: C
Açıklama:
- Belirtilen bütün bağlar güçlü bağlar olduğu için hepsinde su oluşumu gerçekleşecektir.
- Ancak, hidrojen bağları zayıf bağlar olduğu için su çıkışı olmaz. Dolayısıyla su miktarı artmaz.
Soru.7: Prokaryot bir hücrede protein sentezi sürecinde;
I. mRNA’nın çekirdek zarından geçmesi
II. tRNA ile mRNA arasında geçici hidrojen bağlarının kurulması
III. mRNA’nın ribozom küçük alt birimine bağlanması
verilen olaylardan hangisi gerçekleşmez?
A)Yalnız I B) Yalnız II C) Yalnız III D) I ve II E) II ve III
Cevap.7: A
Açıklama:
I. mRNA’nın çekirdek zarından geçmesi . Gerçekleşmez. Çünkü prokaryotlarda çekirdek zarı yoktur.
II. tRNA ile mRNA arasında geçici hidrojen bağlarının kurulması. Gerçekleşir. Ribozomda bir araya gelen mRNA ile tRNA arasında geçici hidrojen bağları kurulur.
III. mRNA’nın ribozom küçük alt birimine bağlanması. Gerçekleşir.
Soru.8:
UAA – GGS – AUG – AAS – SUS – GUU – UAG
5’ 3’
Yukarıda mRNA molekülü üzerindeki kodon dizilimi verilmiştir.
Bu mRNA dan üretilecek polipeptidin yapısında kaç tane aminoasit bulunur?
A)7 B) 6 C) 5 D) 4 E) 3
SORU 9. Genetik şifreyle ilgili,
I. Bazı istisnaları olmasına karşın genetik kodun evrensel olduğu kabul edilir.
II. Bir canlıdaki bir kodon, o canlıda birden fazla amino asidi şifreleyebilir.
III. Kural olarak bir canlıdaki genlerin başlama kodonları aynıdır.
ifadelerinden hangileri doğrudur?
A)Yalnız I B)Yalnız III C) I ve II D) I ve III E) I, II ve III
Cevap. 9: D
Açıklama:
I. Bazı istisnaları olmasına karşın genetik kodun evrensel olduğu kabul edilir. Doğru. Genetik şifre, kodon, antikodon, “başla” ve “dur” (“start ve stop”) kodonları bütün canlılarda aynıdır. Örneğin; mRNA’daki UCU kodonunun bütün canlılarda karşılığı aynı olup serin amino asidini belirler. Bu durum genetik şifrenin evrenselliğini gösterir.)
II. Bir canlıdaki bir kodon, o canlıda birden fazla amino asidi şifreleyebilir. Yanlış. (Bir kodon sadece bir amino asidi şifreler. Fakat bazı amino asitlerin birden fazla kodonu olabilir. Yani bir amino asidi birden fazla kodon şifreleyebilir. Örneğin UUU ve UUC kodonlarının her ikisi de Fenilalanini belirlediği halde bunların hiç birisi bir başka amino asidi kodlamaz.)
III. Kural olarak bir canlıdaki genlerin başlama kodonları aynıdır. Doğru. ( Kural olarak bir canlıdaki genlerin başlama kodonları AUG ’ dir.)
SORU 10. Bir ökaryotik hücre içerisindeki bilgi akışının, DNA → RNA → Polipeptit yönünde olduğu bilinmektedir.
Aşağıda bir DNA molekülü ile üzerinde yer alan ve birbirinden bağımsız olarak çalışan iki gen, bölgesel olarak gösterilmiştir.
Bu DNA molekülü üzerinden bilgi akışıyla ilgili,
I. DNA zincirlerinden herhangi birinde ortaya çıkan bir nükleotit değişikliği mRNA’da mutlaka kendisini gösterir.
II. Kural olarak genlerin birinde meydana gelen bir mutasyonun, diğer genin kontrol ettiği protein sentezini etkilemesi beklenmez.
III. 1 nolu zincir, bu genlerin her ikisinin de şifrelediği proteinler için anlamlı zincir olarak işlev görür.
ifadelerinden hangileri doğrudur?
A) Yalnız I B) Yalnız II C) Yalnız III D) I ve II E) II ve III
CEVAP.10: B
Açıklama:
I. DNA zincirlerinden herhangi birinde ortaya çıkan bir nükleotit değişikliği mRNA’da mutlaka kendisini gösterir. Yanlış. (mRNA, DNA nın anlamlı zinciri üzerinden sentezlenir. O halde mRNA’da ortaya çıkması için değişikliğin bu zincirde olması gerekir. Diğerinde olursa mRNA ‘yı etkilemez. )
II. Kural olarak genlerin birinde meydana gelen bir mutasyonun, diğer genin kontrol ettiği protein sentezini etkilemesi beklenmez. Doğru. ( Her bir proteinin sentezinden sorumlu bir gen vardır. Bir gendeki mutasyon bir başka genin protein sentezini etkilemez.)
III. 1 nolu zincir, bu genlerin her ikisinin de şifrelediği proteinler için anlamlı zincir olarak işlev görür. Yanlış. (Anlamlı zincir 3’→ 5’ yönündeki zincirdir. Bu nedenle 2 no ’lu zincirin anlamlı olması gerekir.)
SORU 11. Bir hücrede polipeptit sentezinde kullanılan;
I. Ribozom,
II. mRNA,
III. tRNA,
IV. Enzimler
elemanlarından hangileri sentezlenen polipeptide özgüdür?
A)Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) II ve III E) II, III ve IV
CEVAP.11: B
Açıklama:
I. Ribozom. Polipeptide özgü değildir. Ribozomlar farklı polipeptit sentezlerinde de kullanılırlar.
II. mRNA. Polipeptide özgüdür. Protein sentezinde görev yapan, DNA’nın anlamlı zinciri, buradan üretilen mRNA sentezlenen polipeptide özgüdür.
III. tRNA. Polipeptide özgü değildir. tRNA ‘ lar farklı polipeptit sentezlerinde de kullanılırlar.
IV. Enzimler. Polipeptide özgü değildir. Enzimler farklı polipeptit sentezlerinde de kullanılırlar.
SORU 12. Bir hücredeki polipeptit senteziyle ilgili olarak mRNA kodonlarında meydana gelen bir baz değişimi aşağıda verilmiştir.
Baz değişimi sonucunda oluşan mRNA kullanılarak sentezlenen polipeptidin, amino asit diziliminde normal polipeptidden hiçbir farkı olmadığı görülmüştür.
Buna göre,
I. Farklı kodonlar aynı amino asidi şifreleyebilir.
II. Aynı kodon birden fazla amino asidi şifreleyebilir.
III. Kodonlarda özgüllük yoktur.
ifadelerinden hangileri doğrudur?
A) Yalnız I B) Yalnız II C) Yalnız III D) I ve II E) II ve III
Cevap.12: A
Açıklama:
I. Farklı kodonlar aynı amino asidi şifreleyebilir. Doğru. ( Baz değişimi sonucunda oluşan mRNA kullanılarak sentezlenen polipeptidin, amino asit diziliminde normal polipeptidden hiçbir farkı olmadığı görülmüş ise bir amino asidin birden fazla kodonu olmalıdır. )
II. Aynı kodon birden fazla amino asidi şifreleyebilir. Yanlış. ( Bir amino asidin birden fazla kodonu vardır. Ancak bir kodonun tek bir çeşit amino asidi şifreleme özelliği vardır. Onun için aynı kodon birden fazla amino asidi şifreleyemez. )
III. Kodonlarda özgüllük yoktur. Yanlış. ( Her bir kodonun sadece bir amino asidi şifreleme özelliği varsa kodonlarda özgüllük var demektir. )
SORU 13. Proteinlerin yapısına katılan 20 çeşit amino asit olmasına rağmen bunları şifreleyen genetik kod veya kodon sayısının 61 olduğu bilinmektedir. Böylece hemen hemen her amino asit için birden fazla sayıda genetik kod vardır.
Genetik kod sayısının fazla olmasının canlılara sağladığı yarar aşağıdakilerden hangisi olabilir?
A) Canlıların daha fazla çeşit protein sentezlemesine olanak sağlaması
B) Genlerde meydana gelen bazı nokta mutasyonların etkisinin fenotipe yansımasının önlenmesi
C) Amino asit çeşitliliği az olsa bile protein sentezinin sürdürülmesine izin vermesi
D) Protein sentezi sırasında bir amino asitin yerine başka birinin kullanılmasına izin vermesi
E) Bir tRNA molekülünün birden fazla çeşit amino asidi taşımasına olanak sağlaması
Cevap. 13 : B
Açıklama:
- Genetik kod sayısının fazla olmasının canlılara sağladığı yarar; genlerde meydana gelen bazı mutasyonlara karşı canlıyı korumaktır.
Örneğin; ACU kodonu Treonin Amino Asidine karşılık gelir. Herhangi bir nedenle mutasyona uğrayıp ACA şekline dönüşürse, ACA kodonu yine Treonine karşılık geldiği için sentezlenen proteinde bir bozulma meydana gelmeyecektir.
SORU 14. 3′- CTA ACC GTC ATC AGC GAG CAT-5′
Yukarıda gösterilen DNA anlamlı zincirinde ortaya çıkan bir mutasyon sonucunda koyu renkle yazılan kodondaki altı çizili guaninin yerine adenin girmiştir.
Ancak DNA zincirinin şifrelediği polipeptit zincirinde işlevsel bir aksaklık oluşmamıştır.(mRNA sentezi, DNA’nın anlamlı zincirinin 3′ ucundan başlayarak gerçekleştirilir. )
Bu olayda aksaklığın oluşmamasıyla ilgili olarak,
I. Mutasyon, enzim proteininin aktif merkezine rast gelecek bir değişikliğe neden olmamıştır.
II. GAG ve GAA kodonları aynı amino asidi şifreler.
III. DNA’daki bu değişiklik mRNA’ya yansımaz.
yargılarından hangileri doğrudur?
A)Yalnız I B) Yalnız II C) Yalnız III D) I ve II E) II ve III
Cevap. 14 : D
Açıklama:
I. Mutasyon, enzim proteininin aktif merkezine rast gelecek bir değişikliğe neden olmamıştır. Doğru. (Polipeptit zincirinde işlevsel bir aksaklık oluşmadığına göre mutasyon, enzim proteininin aktif merkezine rast gelecek bir değişikliğe neden olmamıştır denilebilir.)
II. GAG ve GAA kodonları aynı amino asidi şifreler. Doğru. ( Bozuk protein oluşmadığına göre GAG ve GAA kodonları aynı amino asidi şifreler denilebilir.)
III. DNA’daki bu değişiklik mRNA’ya yansımaz. Yanlış. ( DNA’daki GAG kodonuna karşılık mRNA’da CUC kodonu oluşurken. GAA kodonuna karşılık CUU kodonu oluşur. Dolayısı ile DNA’daki bu değişiklik mRNA’ya yansımış olur.)
SORU 15. Aşağıdaki şekilde hücrede gerçekleşen bir protein sentezi şematize edilmiştir.
Buna göre I, II, III ile gösterilen hücre bölümleri hangisinde doğru olarak verilmiştir?
Cevap. 15: B
Açıklama: Ökaryot hücrelerde protein sentezinin gerçekleştiği organeller gösterilmiştir.
Buna göre;
I. kısım, DNA’nın bulunduğu ve mRNA’nın sentezlendiği (transkripsiyon) Çekirdek,
II. kısım, ribozomun bulunduğu ve Translasyonun gerçekleştiği Sitoplazma,
III. kısım ise oluşan protein moleküllerinin hücrede istenilen yere iletimini gerçekleştiren
Endoplazmik Retikulum organeli gösterilmiştir.
SORU 16. Ökaryotik bir hücrenin ribozomunda sentezlenmekte olan bir polipeptit zincirindeki 3 farklı amino asidin antikodonları aşağıdaki gibidir:
I. amino asidin antikodonu: GUC
II. amino asidin antikodonu: CUA
III. amino asidin antikodonu: UCA
Buna göre bu 3 farklı amino asidi kodlayan mRNA’daki baz dizilişleri yandakilerden hangisindeki gibidir?
SORU 17. Ökaryotik bir hücrede, salgılanmak üzere sentezlenen bir protein aşağıdaki yollardan hangisini izler?
A) Golgi aygıtı – Granülsüz endoplazmik retikulum– Hücre zarı
B) Golgi aygıtı – Granüllü endoplazmik retikulum – Hücre zarı
C) Granüllü endoplazmik retikulum – Hücre zarı – Golgi aygıtı
D) Granüllü endoplazmik retikulum – Golgi aygıtı – Hücre zarı
E) Granülsüz endoplazmik retikulum – Golgi aygıtı– Hücre zarı
Cevap. 17 : D
Açıklama:
- Granüllü endoplazmik retikulum da sentezlenen bir protein golgi aygıtında paketlenir ve hücre zarından madde taşınması olayı olan ekzositoz olayı ile hücre zarından dışarıya salgılanır.
SORU 18. Aşağıda protein sentezinde harcanan amino asitlere karşılık gelen kodon çeşitleri verilmiştir.
Buna göre bir polipeptit sentezinde 3X, 3Y, 3Z ve 3T amino asitleri kullanılırsa en fazla kaç çeşit kodon görev almıştır?
A) 4 B) 6 C) 8 D) 9 E) 11
Cevap. 18 : D
Açıklama:
X amino asidi için: 3,
Y amino asidi için: 2
Z amino asidi için: 1,
T amino asidi için: 2 çeşit kodon kullanılır.
Yalnız soruda en fazla dediği bir çeşit durdurucu kodonu ilave etmememiz gerekir.
3 + 2 + 1 + 2 + 1 = 9
SORU 19. Bir hücrede sentezlenen bir proteindeki aminoasit dizilimi bilinirse sentezde kullanılan,
I. kodon çeşidi sayısı,
II. kodon sayısı,
III. antikodon sayısı,
IV. ribozom sayısı
bilgilerinin hangilerine ulaşılabilir ?
A)I ve II B) I ve IV C) II ve III D) II ve IV E) III ve IV
Cevap. 19: C
Açıklama:
I. kodon çeşidi sayısı. Ulaşılamaz. ( Bir amino asidin birden fazla kodon çeşidi olduğundan tekrarlanan amino asitler için kaç çeşidinin kullanıldığı bilinemez. )
II. kodon sayısı. Ulaşılabilir. ( 1 kod = 1 Kodon = 1 Antikodon = 1 Amino asit )
III. antikodon sayısı. Ulaşılabilir. ( 1 kod = 1 Kodon = 1 Antikodon = 1 Amino asit )
IV. ribozom sayısı. Ulaşılamaz. ( Ribozomlar da tekrar tekrar kullanıldığı için bilinemez. )
•Bir proteinin amino asit dizilimi bilinirse verilenlerden kodon ve antikodon sayısına ulaşılabilir.
( 1 kod = 1 Kodon = 1 Antikodon = 1 Amino asit )
SORU 20. Normal bir insan hücresinde biyokimyasal olaylar, aşağıdaki şemada I, II, III, IV ve V numaralı okların hangileriyle gösterilen yönlerde gerçekleşmez?
A) I ve II B) I ve V C) II ve III D) III ve IV E) IV ve V
Cevap. 20: E
Açıklama:
- Gösterilen şema santral doğma olayıdır. Bu olay geriye dönüşümsüz gerçekleşir. ( I , II , III gerçekleşir. )
- Yani proteinden RNA üretilmez. ( IV gerçekleşmez. )
- RNA’dan da DNA üretilmez. ( V gerçekleşmez. İstisnalar hariç ).
PROTEİN SENTEZİ HESAPLAMA SORULARI
Örnek.1: Bir DNA molekülünün anlamlı ipliğinde 3600 nükleotid vardır. Bu iplikten şifre alınarak protein sentezleniyor.
Kaç su açığa çıkar? ( Durdurucu Kodon dikkate alınacak .)
Cevap.1:
- mRNA molekülü, DNA’ nın anlamlı ipliğinden sentezlendiğinden; mRNA’ da 3600 nükleotid bulunur.
Anlamlı iplik = 3600
mRNA = 3600
- Her bir Kodon 3 nükleotidten oluştuğundan, mRNA molekülünde ;
3600 / 3 = 1200 Kodon bulunur.
- Durdurucu Kodon da dikkate alındığından ; ( Unutma: Durdurucu kodona karşılık aa sentezlenmez.)
1200 kodon – 1 Durdurucu kodon = 1199 Amino asit demektir.
n ( Amino asit ) ————> Protein + ( n-1) H2O
1199 ( Amino asit ) ——–> Protein + 1198 H2O açığa çıkar
Örnek. 2: Bir DNA molekülünde, protein sentezi için şifre veren GEN’ de 3000 nükleotid vardır.
Bu genden şifre alınarak protein sentezleniyor. Üretilen proteinde kaç Peptid bağı bulunur? (Durdurucu Kodon dikkate alınacak.)
Cevap. 2:
- Bir gen ; tamamlayıcı ve anlamlı iplik olmak üzere iki iplikten oluşur.
- Gende 3000 nükleotid bulunduğundan ; her bir iplikte 1500 nükleotid bulunur.
Gen ( 3000 nükleotid ) = Tamamlayıcı iplik 1500 + Anlamlı iplik 1500
- DNA’ nın anlamlı ipliğinden mRNA sentezlendiğinden; mRNA’ da 1500 nükleotid bulunur.
Anlamlı iplik ( 1500 ) = mRNA ( 1500 ) demektir.
- Her bir KODON 3 nükleotidten oluştuğundan, mRNA’ da:
1500 / 3 = 500 kodon kullanılır.
- Durdurucu KODON da dikkate alındığından;
500 kodon = 499 Amino asit + 1 durdurucu kodon
n ( Amino asit ) ————> Protein + ( n-1 ) H2O
499 ( Amino asit ) ——–> Protein + 498 H2O açığa çıkar.
Peptid bağı sayısı = Açığa çıkan su sayısı olduğundan;
498 Peptid bağı kurulur.
Örnek. 3: Bir protein sentezi sırasında 1000 su açığa çıkmaktadır.
Bu protein sentezi için şifre veren DNA’ nın anlamlı ipliğinde kaç nükleotid bulunur ? ( Durdurucu Kodon dikkate alınacak. )
Cevap. 3:
n ( Amino asit ) ————> Protein + ( n – 1 ) H2O
1001 ( Amino asit ) ——–> Protein + 1000 H2O
•Üretilen protein molekülünde 1001 amino asit kullanılmıştır.
- Durdurucu KODON da dikkate alındığından ;
1001 Kodon + 1 Durdurucu kodon = 1002 Kodon kullanılmıştır.
- Her bir KODON 3 nükleotidten oluştuğundan, mRNA’ da ;
1002 x 3 = 3006 nükleotid bulunur.
- mRNA’ daki nükleotid sayısı, DNA’ nın anlamlı ipliğindeki nükleotid sayısına eşit olduğundan ;
mRNA ( 3600 ) = Anlamlı iplik ( 3006 ) bulunur.
Örnek. 4: Bir protein sentezi sırasında 128 su açığa çıkmaktadır. Bu protein sentezi için şifre veren Gen ’de kaç nükleotid bulunur? ( Durdurucu Kodon dikkate alınacak. )
Cevap. 4:
n ( Amino asit ) ————> Protein + ( n-1 ) H2O
129 ( Amino asit ) ——–> Protein + 128 H2O
•Üretilen proteinde 129 amino asit kullanılmıştır.
- Durdurucu KODON da dikkate alındığından ;
129 Kodon + 1 Durdurucu Kodon = 130 Kodon kullanılmıştır.
- Her bir KODON 3 nükleotidten oluştuğundan, mRNA’ da;
130 x 3 = 390 nükleotid bulunur.
- mRNA’ daki nükleotid sayısı, DNA’ nın anlamlı ipliğindeki nükleotid sayısına eşit olduğundan;
mRNA ( 390 ) = Anlamlı iplik ( 390 ) nükleotid bulunur.
- Protein sentezi için şifre veren Gen ’deki nükleotid sayısı istenildiğinden; DNA’ nın anlamlı ve tamamlayıcı ipliğindeki toplam nükleotid sayısı dikkate alınır.
Gen = Anlamlı iplik ( 390 ) + Tamamlayıcı iplik ( 390 ) = 780 nükleotid bulunur.
Örnek 5: 700 amino asitten oluşmuş bir protein sentezlemek için; (Durdurucu Kodon dikkate alınacak.)
a) Kaç nükleotidten oluşmuş bir mRNA molekülü kullanılır?
b) Kullanılan mRNA’ da en çok kaç çeşit Kodon bulunabilir?
c) Bu protein sentezinde en çok kaç çeşit Antikodon kullanılabilir?
KONU BİTTİ.
Bir yanıt yazın