Nükleik Asitler ve Çeşitleri
Nükleik Asitler ve Çeşitleri
GENDEN PROTEİNE
Nükleik Asitlerin Keşfi ve Önemi
» 1869 yılında T. Friedrick Miescher (Firederik Mişher) ilk olarak akyuvar hücreleri ve daha sonra som balığının sperm ve yumurta hücrelerinin çekirdeğinde “nükleik asitleri ” tespit ettiği için bu moleküllere çekirdek asidi anlamında “ nükleik asit “adını vermiştir.
» (Çekirdek Latince “ nükleus ” olarak ifade edilir. Bu molekül asit özelliğinde olduğu için “ÇEKİRDEKTEKİ ASİT” anlamına gelen “NÜKLEİK ASİT “ denilmiştir.)
» Daha sonra yapılan araştırmalarda, nükleik asitlerin sadece çekirdekte değil hücrenin diğer kısımlarında da bulunduğu tespit
edilmiştir. Ancak adı değişmemiştir.
Nükleik asitler;
- Ökaryot hücrenin ; çekirdek , mitokondri ve kloroplastlarında
- Prokaryotların ise ; sitoplazmalarında bulunur.
NOT:
- Bilim insanları önceleri, hücrelere ait genetik bilginin, proteinler tarafından taşındığını kabul ediyorlardı. Çünkü proteinler, hücrenin kuru ağırlığının yaklaşık yarısını oluşturan ve hücreden hücreye farklılık gösterebilen moleküllerdi.
- Ayrıca tüm hücrelerin yapısındaki proteinlerin farklı olması ve proteinleri oluşturan amino asitlerin 20 farklı çeşidinin bulunması, proteinlerin kalıtsal bilgiyi taşıdığına olan inancı güçlendiriyordu.
- İlk olarak Friedrich Miescher tarafından keşfedilen nükleik asitlerin yapısı, o zamana
kadar kalıtsal bilgiyi taşıdıkları kabul edilen proteinlerin yapısından daha farklıydı. - Proteinlerin yapısındaki bazı amino asitler kükürt taşımaktaydı ancak nükleik asitlerin
yapısında hiç kükürt bulunmuyordu. - Proteinlerin yapısında 20 farklı amino asit bulunmasına rağmen nükleik asitler 4 farklı nükleotidden oluşuyordu.
Nükleik Asitlerin Yapısı ve Özellikleri
♦ Hücredeki en büyük, karmaşık yapılı ve organik molekül olan nükleik asitler iki çeşittir. Bunlar:
1- DNA ( Deoksiribo Nükleik Asit )
2- RNA ( Ribo Nükleik Asit )
» Nükleik Asitlerin Yapı Taşına “ Nükleotid “ Denir.
DNA’nın Yönetici Molekül Olduğunun Kanıtlanması:
»1944 yılında ;
- Oswald Avery (Ozvıld Evıri, 1877-1955),
- Colin MacLeod (Kolin Meklod, 1909-1972) ,
- Maclyn McCarty (Maklin Mekkarti, 1911-2005) adlı bilim insanları daha önce
»1928 yılında;
- Frederick Griffith (Firederik Griffit, 1879-1941) tarafından yapılmış olan deneyleri temel alarak gerçekleştirdikleri deneyle “ DNA’nın genetik madde olduğunu ispatlamışlardır. ”
1. DENEY:
»1928 yılında; Friedrick Griffith ( Firederik Griffit, 1879-1941) tarafından yapılmış olan deney:
- Bu deneyde zatürreye neden olduğu bilinen Streptococcus pneumoniae (Streptokokus pnömoni) bakterisi kullanılmıştır.
»Diplococus pneumoniae denilen bakterinin başlıca iki tipi vardır:
- Birinci tipin etrafında polisakkarit yapılı bir kapsül varken, İkinci tipte kapsül yoktur.
- Kapsüllü olan bakteri ’’ zatürre hastalığına ‘’ sebep olmaktadır.
- Kapsülsüz olanlar ise akyuvarlar tarafından etkisiz hale getirildikleri için hastalık yapamazlar.
1. Deneyin Yapılışı:
» Griffith, tek başına hastalığa neden olmayan kapsülsüz bakteriler ile ısıtılarak öldürülmüş kapsüllü bakterileri bir arada tuttuktan sonra fareye verdiğinde, farenin zatürre hastalığına yakalanıp öldüğünü tespit etmiştir.
» Ölü farenin kanını incelediğinde ise çok sayıda kapsüllü bakteri formunun bulunduğunu gözlemlemiştir.
» Bu durumda ölü kapsüllü bakterilerden kapsülsüz bakterilere geçen ve kapsülsüz bakteriye kapsül yapma özelliği, dolayısıyla zatürreye neden olma özelliği kazandıran bir maddenin bulunduğunu fark etmiştir.
» Griffith, canlı bakterilerin yaşadıkları ortamdan ölü bakterilere ait maddeleri alması şeklinde gerçekleşen bu olaya Transformasyon (Dönüşüm) adını vermiştir
√ Ancak Bu Maddenin Ne Olduğunu Açıklayamamıştır.
Griffith, bu bakterilerle yaptığı deneyler sonucunda ;
- Kapsüllü canlı bakterilerin hastalığa neden olduğunu,
- Kapsülsüz canlı bakterilerin ve ısıtılarak öldürülmüş kapsüllü bakterilerin hastalığa neden olmadığını belirlemiştir.
2. DENEY:
»1944 yılında ; Oswald Avery (Ozvıld Evıri ), Colin MacLeod (Kolin Meklod ) ,Maclyn McCarty (Maklin Mekkarti) bilim adamlarının yaptığı deney.
»Bu deneyde Oswald ve arkadaşları , birinci deneyi yapan Firederik Griffith (Firederik Griffit) deneyinin sonucunda açıklayamadığı hücrelerde kalıtsal bilgiyi taşıyan molekülün DNA olduğunu ispatlamışlardır.
Bu deneyde;
- Isıtılarak öldürülmüş kapsüllü bakterilerden elde edilen özüt ,üç ayrı ortamda
1- Proteaz ( proteinleri parçalayan enzim ),
2- DNAaz ( DNA molekülünü parçalayan enzim ),
3- RNAaz ( RNA molekülünü parçalayan enzim ),
- Enzimleri ile bir arada tutulduktan sonra her üç ortama da canlı kapsülsüz bakteriler eklenmiştir.
- Elde edilen özüt, farelere enjekte edilmiştir.
Buna göre;
SONUÇ:
»Bu bakterilerden sadece DNAaz enzimi ile müdahale edilen özüt, farede zatürreye neden olmazken diğer bakteriler yine kapsül yapma yeteneği kazanmış ve farede zatürreye neden olmuştur.
»Öyleyse DNAaz, kapsüllü bakterilere ait DNA moleküllerini parçalamış, böylece kapsülsüz bakterilerin kapsül yeteneği kazanmasına engel olmuştur.
»Bu deneyle, kapsüllü bakterilerden kapsülsüz bakteriye geçerek kapsül oluşumu sağlayan yani hastalık yapma özelliği taşıyan transformasyon (dönüşüm) ajanının DNA olduğu bilgisine ulaşılmıştır.
Hücre Özütü Anlamı Nedir?
1- Hücreleri parçalayıp diğer kısımlarının uzaklaştırılması ile elde edilen, hücrenin eriyebilen bütün moleküllerini kapsayan sıvı.
2- Bir maddenin herhangi bir yolla elde edilmiş özü.
3- Bir doku örneğinin parçalanmış hali.
2.DENEYİN YAPILIŞI için;
»Bazı kaynaklarda 5 farklı özüt kullanıldığı da ifade edilmektedir.
Buna göre deney şu şekilde gerçekleşir :
•Isıtarak öldürdükleri bir kapsüllü bakteriden özüt hazırlamışlardır. Bu özütün içine 5 farklı ortamda
- RNA,
- Protein,
- DNA,
- Yağ
- Karbonhidratları
parçalayan enzimlerle bir arada tuttuktan sonra her bir ortama canlı kapsülsüz bakteriler eklemişlerdir.
SONUÇ;
- Bu bakterilerden sadece DNAaz (Deoksiribonükleaz) enzimi eklenen özütteki bakteriler, kapsül yapma yeteneği kazanamamıştır.
- Çünkü DNAaz, kapsüllü bakterilere ait DNA moleküllerini parçalamış ve kapsülsüz bakterilerin kapsül yapabilmesine engel olmuştur.
- Bu deney, kapsüllü bakterilerden kapsülsüz bakteriye geçen ve kapsül oluşumu sağlayan molekülün DNA olduğunu göstermiştir. Bu şekilde transformasyon (dönüşüm) ile alınan madenin DNA olduğu tespit edilmiştir.
3. DENEY:
♦DNA’nın Yönetici Molekül Olduğunun Kanıtlanması Sağlayan diğer bir deney ise;
»Alfred Hershey ( Alfired Hörşi ) ve Martha Chase ( Marta Çeys ) in yaptıkları deneydir.
»1952 yılında konak olarak Escherichia coli (Eşerişia koli) bakterisi ve bu bakterinin içinde çoğalabilen T2 bakteriyofajını kullanarak genetik materyalin DNA olduğunu kanıtlayan deney yapmışlardır.
3. DENEYİN YAPILIŞI:
- DNA’nın yapısındaki fosforun radyoaktif izotopu (32P) ile protein kılıfın yapısındaki kükürdün radyoaktif izotopunu (35S) kullanmışlardır. (İşaretlemişlerdir.)
- Protein kılıfındaki kükürtleri işaretlenmiş virüsler ile bakteri aynı ortama konulmuştur. Virüslerin protein kılıflarının bakteri dışında kaldığı tespit edilmiştir. Bakteri içerisinde yeni üretilen virüslerin protein kılıflarında işaretli kükürtte rastlanmamıştır.
- Virüslerin DNA’larının fosforları işaretlenmiş ve yine bakteri ile aynı ortama bırakılmıştır. İşaretli fosfora bakteri hücresi içerisinde rastlanmıştır. Bu durum; virüslerinin sahip oldukları DNA’yı, E. coli bakterisi içerisinde çoğalabilmek için kullandıkları sonucunu ortaya çıkarmıştır.
- Kükürt elementi proteinin yapısında bulunur fakat DNA’nın yapısında bulunmaz. Bundan dolayı protein kılıf 35S izotopu ile işaretlenmiş, DNA ise 32P izotopu ile işaretlenmiştir.
DNA’nın Yönetici Molekül Olduğunun Kanıtlanması ile İlgili Diğer Deneyler:
Erwin Chargaff ( Örvin Şargaf ) :
- 1949 yılında farklı organizmalardan izole ettiği saf DNA’ların baz dizilimlerini incelediğinde türden türe baz dizilimlerinin değiştiğini keşfetmiştir.
- Aynı zamanda bir bireyin değişik dokularından izole ettiği saf DNA’ların baz dizilerini karşılaştırdığında dizilerin aynı olduğunu açıklamıştır.
Rosalind Franklin ( Rozalin Franklin ) ve Maurice Wilkins ( Moris Vilkins ):
- X ışınları ile DNA ‘nın kristal fotoğrafını elde ettiler.
James Watson (Ceyms Vatsın) ve Francis Crick (Frensis Krik):
- Wilkins ’in araştırmalarından yola çıkarak DNA’nın yapısını açıklamışlar ve günümüzde hala geçerli olan ‘’ Watson – Crick ‘’ modelini oluşturmuşlardır.
- Yaptıkları araştırma ile Watson ve Crick, Maurice Wilkins ile birlikte 1962 yılında “ Nobel Ödülü ” almışlardır.
UYARI:
»Nükleik Asitler, Proteinlerle birleşerek NÜKLEOPROTEİNLERİ yani Kromozomları oluşturur.
N.A + Protein (Histon Proteini ) = Kromozom
Örnek: 1. Bir bakteri türünün S ( kapsüllü ) ve R (kapsülsüz) tipleri bulunmaktadır.
Bu bakteri tipleri değişik aşamalardan geçirilip farelere enjekte edilerek aşağıdaki çalışma yapılmıştır.
Bu çalışmaya göre,
I. R-tipi bakteriler çevresel nedenlerle mutasyona uğrayarak S-tipine dönüşebilir.
II. S-tipi bakterilerin canlı olup olmamalarına
bakılmaksızın enjeksiyonu, her durumda farelerin ölümüyle sonuçlanır.
III. Canlı R-tipi bakteriler, ölü S-tipi bakterilere ait bazı faktörlerin etkisiyle kapsül oluşturma özelliği kazanabilir.
yargılarından hangilerine ulaşılabilir?
A) Yalnız I B) Yalnız II C) Yalnız III D) I ve II E) I ve III
CEVAP:1. C
Açıklama:
- Mutasyona neden olabilecek bir faktör verilmemiştir.
- Isıtılarak öldürülmüş S-tipi bakterilerin verildiği fare yaşamaya devam etmiş. Dolayısı ile her durumda farelerin ölümüne neden olmamıştır.
- Canlı R-tipi bakteriler, ölü S-tipi bakterilere ait DNA’ yı transformasyon ile alarak kapsül oluşturma özelliği kazanmıştır.
Örnek: 2. Kaynatılarak öldürülmüş hastalık yapma özelliğine sahip kapsüllü bakterilere ait;
I. Protein
II. Glikoprotein
III. DNA
IV. Yağ
moleküllerinden hangisi ya da hangileri kapsülsüz bakterilere kapsül yapma yeteneği kazandırabilir?
A) Yalnız III B) I ve III C) II ve IV D) I, III ve IV E) I, II, III ve IV
Cevap 2: A
Açıklama:
- Kapsüllü bakterilerden kapsülsüz bakteriye geçerek kapsül oluşumu sağlayan yani hastalık yapma özelliği taşıyan transformasyon ajanının DNA’dır.
Örnek: 3. İlk önce Griffith, daha sonra Avery ve arkadaşlarının yaptığı deneyler sonucu zatürre hastalığına neden olan bakterilerin kapsüllü ve kapsülsüz olmak üzere iki formu olup ve kapsüllü bakterilerin zatürreye neden olduğu, kapsülsüz bakterilerin ise zatürreye neden olmadığı görülmüştür. Isıtılmış kapsüllü bakteriler, kapsülsüz canlı bakteriler ile karıştırılıp fareye enjekte edildiğinde farenin zatürreden öldüğü görülmüştür.
Bu açıklamaya göre hangisi yukarıda verilen açıklamayı desteklemez?
A) Kapsüllü bakteriler hastalık oluşturabildiğine göre vücut direncini kırmıştır.
B) Kapsülsüz bakteriler zatürreye neden olmazlar.
C) Kapsülsüz bakteriler tek başına vücudun bağışıklık sistemini etkisiz hale getirememektedir.
D) Isıtma işlemi, kapsüllü bakterilerin DNA yapısını tamamen bozmaktadır.
E) Kapsüllü bakterinin DNA parçası, kapsülsüz bakteriye geçerek (transformasyon olayı) kapsül yapma özelliğini kazandırabilir.
Cevap.3: D
Açıklama:
- Isıtma işlemi ile kapsüllü bakterilerin DNA yapısı tamamen bozulmamıştır.
Şayet bozulmuş olsaydı bu DNA parçalarını alan kapsülsüz bakteriler kapsül dolayısı ile hastalık oluşturamazlardı.
NÜKLEİK ASİTLERİN ÖNEMİ
√ Nükleik asitler, organizmaların genetik bilgiyi bir nesilden diğerine aktarmasına izin veren moleküllerdir.
√ Nükleik asitler, hücre çekirdeğindeki genlerden hücrenin diğer kısımlarına bilgi aktaran mesaj molekülleridir,
√ Hücrenin yapısal özelliklerini ve yaşamsal fonksiyonlarını düzenler.
Örneğin;
•Canlılarda enerji üretimi, protein sentezi, hücre bölünmesi gibi yaşamsal olaylar nükleik asitlerdeki bilgilerle kontrol edilir.
√ Bu özelliklerinden dolayı nükleik asitlere “yönetici moleküller” de denir.
Önemli !
- Virüslerde de nükleik asitler bulunur.
- Ancak bazı virüslerde nükleik asitlerin her ikisi birden bulunmaz.
- Bazı virüslerde nükleik asit olarak sadece DNA, bazılarında ise sadece RNA bulunur.
- Bu durum virüslerin isimlendirilmesinde de kullanılır.
- Sadece DNA’ sı bulunan virüslere “DNA Virüsleri” sadece RNA ‘sı bulunan virüslere “RNA Virüsleri” denir.
SORU : Memeli canlıların hücrelerinde sadece “ RNA Nükleik Asidini ” taşıyan hücre hangisidir?
Cevap: OLGUN ALYUVAR HÜCRELERİ.
Açıklama;
- Olgun alyuvar hücrelerinde çekirdek yoktur.
- Dolayısıyla da “ DNA” yoktur.
- Bu nedenle DNA’ nın görevini RNA yapar.
SORU: Nükleik Asitler hücrenin neresinde bulunur?
Cevap:
Prokaryot Hücrelerde;
- Sitoplazma (hem DNA hem de RNA)
Ökaryot Hücrelerde;
- Çekirdek
- Mitokondri
- Kloroplast
- Sitoplazmasında da RNA vardır. (Ribozomda ve serbest olarak.)
Hatırlatma:
•Genetik Bilgiyi Çekirdek DNA’sı Taşır.
NÜKLEİK ASİTLER:
GENEL ÖZELLİKLERİ:
1- Canlılarda gerçekleşen tüm hayatsal olayları yöneten moleküllerdir.
2- Canlıların genetik özelliklerin nesilden nesile aktarılmasını sağlayan moleküllerdir.
3- DNA ve RNA olmak üzere iki çeşittir. (Kalıtsal özelliklerin bir nesilden diğerine aktarılmasında DNA görev yapar. )
4- Yapısında C (karbon), H (hidrojen) ve O (oksijen) ,N (azot) ve fosfor (P) atomları da bulunur.
5- Nükleik asitlere prokaryot hücrelerde sitoplazmada, ökaryot hücrelerde hem çekirdekte hem de bazı organellerde (kloroplast, mitokondri) rastlanır.
6- Virüsler dahil tüm canlılarda nükleik asit bulunur.
UYARI:
- Canlı ve cansız arası geçiş̧ formu olarak nitelenen virüslerde de nükleik asitler bulunur.
- Ancak bunlarda ikisi aynı anda bulunmaz, ya DNA ya da RNA bulunur.
7- Nükleik asitler, polimer moleküllerdir.
8- Nükleik asitler, makro moleküllerdir.
9- Nükleik asitlerin, monomerlerine (temel yapı birimlerine) NÜKLEOTİD denir.
10- Dehidrasyon tepkimesi ile sentezlenirler.
n ( Nükleotid ) ——–→ Nükleik Asit + ( n-1) H20
Nükleik Asitlerin Yapısı ve Özellikleri
»Hücredeki en büyük, karmaşık yapılı ve organik molekül olan nükleik asitler iki çeşittir. Bunlar:
1- DNA ( Deoksiribo Nükleik Asit )
2- RNA ( Ribo Nükleik Asit )
Nükleik Asitlerin Yapısında Bulunan Elementler :
1- Karbon (C)
2- Hidrojen (H)
3- Oksijen (O)
4- Azot (N)
5- Fosfor (P)
- Nükleik asitlerler tüm canlıların kalıtım birimi olmakla birlikte hücre yönetiminden de sorumludur . Bu nedenle “Yönetici Moleküller” olarak da adlandırılırlar.
»Nükleik Asitlerin Yapı Taşına “ Nükleotit “ Denir.
NÜKLEOTİD:
»Nükleik asitler, NÜKLEOTİD adı verilen yapı birimlerinin birbirine kimyasal bağlar ile bağlanması ile meydana gelir.
Bir Nükleotidin Yapısında ;
1. Azotlu organik bir baz,
2. Beş karbonlu bir şeker ( Pentozlar),
3. Fosfat grubu ( fosforik asit = H3 PO4 ),
bulunur.
- Baz ve şekerin glikozit bağı ile bağlanarak oluşturduğu yapıya NÜKLEOZİT denir.
- Nükleozite bir fosfat, fosfoester ( veya sadece ‘’ester’’ bağı olarak ta söylenebilir.) bağı ile bağlanarak NÜKLEOTİD oluşur.
NÜKLEOZİT:
Azotlu organik bir baza glikozit bağı ile bir beş karbonlu pentoz şekerinin bağlanmasıyla oluşan yapıya denir.
BAZ + ŞEKER –→ NÜKLEOZİT
NÜKLEOTİD:
Nükleozitin yapısına ester ( fosfoester bağı ) bağı ile bir fosfatın bağlanmasıyla oluşan yapıya denir.
NÜKLEOZİT + FOSFAT ( P ) –→ NÜKLEOTİD
» Binlerce nükleotidin bir araya gelmesiyle de Nükleik Asitler meydana gelir.
» Nükleik asitlerin proteinlerle birleşmesiyle de Nükleoprotein yapılı KROMOZMLAR meydana gelir.
Nükleik Asit + Protein –→ Kromozom ( Nükleoprotein)
NÜKLEOTİDİN YAPISI:
1. Azotlu Organik Bir Baz:
» Azot ve karbon atomlarının halka şeklinde birleşmesi ile meydana gelir.
» Bu baz çeşitleri moleküler yapılarına göre, İki gruba ayrılır . Bunlar:
A- Pürinler :
- Çift halkalı iskelete sahip , büyük moleküllerdir.
- Adenin (A) ve Guanin (G) olmak üzere iki çeşittir.
B- Pirimidinler :
Tek halkalı iskelete sahip olup, küçük moleküllerdir.
Timin (T), Sitozin (S veya C) ve Urasil (U) olmak üzere üç çeşittir.
» DNA’daki bazlar : A , T , G , C .
» RNA’daki bazlar : A , U , G , C .
ÖNEMLİ:
» Pürin bazları ( A ve G ) ;
- hem DNA hem de RNA’da bulunur.
» Pirimidin bazlarından ;
- Sitozin hem DNA hem de RNA’da,
- Timin sadece DNA’da,
- Urasil ise sadece RNA’da bulunur.
NOT !
- DNA’ya özgü baz Timin, RNA’ya özgü baz ise Urasil ’ dir.
2-Beş karbonlu bir şeker ( Pentozlar):
» Karbonhidrat grubundan 5 karbonlu monosakkaritlerdir.
» Riboz ve Deoksiriboz olmak üzere iki çeşittir.
» Riboz şekeri RNA molekülünün, deoksiriboz ise DNA molekülünün yapısına katılır.
» Deoksiribozda, riboza göre bir oksijen atomu eksiktir.
» Nükleik asitlerin isimlendirilmesi yapılarındaki 5 C’lu bu şekerlere (pentozlara) göre yapılır.
» DNA‘ nın yapısında Deoksiriboz Şekeri vardır. Bu nedenle ;
- DeokriboNükleik Asit’ nin kısaltılması olarak DNA olarak söylenir.
» RNA‘ nın yapısında Riboz Şekeri vardır. Bu nedenle ;
- RiboNükleik Asit’ nin kısaltılması olarak RNA olarak söylenir.
» Deoksiriboz şekerinin yapısında , Riboz şekerinden bir eksik oksijen molekülü vardır.
» Bu nedenle bir eksik oksijen anlamında Deoksiboz denir.
3. Fosfat grubu ( fosforik asit = H3 PO4 ):
» Fosforik asitin kapalı formülü H3PO4 ‘tür.
» Fosforik asit, kompleks moleküllerin yapısına girdiği zaman fosfat grubu adını alır.
» Hem DNA hem de RNA’nın yapısında ortak bulunan inorganiktir.
» Organik baz ve pentoz şekerinin birleşmesiyle oluşan Nükleozit yapısına Pentoz kısmında fosfoester (veya kısaca ester bağı )denilen bağ ile bağlanarak NÜKLEOTİD yapısının oluşmasını sağlar.
DİKKAT ET !
» Nükleik asitlerin yapısında aminoasit ve peptid bağları bulunmaz.
- Fosforik asit (H3 PO4 ) İnorganik yapılı olduğundan canlılar
tarafından sentezlenemez. - Dışarıdan hazır olarak alınır.
- Nükleik asitlerdeki fosforik asit sayısı , toplam nükleotid sayısına ve toplam şeker sayısına eşittir.
NOT !
» Nükleotidlerin birbirlerine bağlanması;
- Bir nükleotidin şeker molekülü ile diğer nükleotidin fosfat grubu arasında kurulan FOSFODİESTER bağı ile gerçekleşir.
Nükleik Asitlerin Sentezi
» Nükleotidler birbirine fosfodiester bağı ile bağlanarak nükleik asitleri oluşturur.
» Nükleotid çeşitleri yapılarında bulunan şeker ve bazın ismine göre adlandırılır.
Örnek:
- Adenin bazı, riboz şekeri ve fosfat grubu içeren nükleotid; adenin ribonükleotit,
- Guanin bazı, deoksiriboz şekeri ve fosfat grubu içeren nükleotid ise ;Guanin deoksiribonükleotit olarak isimlendirilir.
Uyarı:
» Nükleotidler içerdikleri baz çeşidine göre, nükleik asitler ise içerdikleri şeker çeşidine göre gruplandırılır.
» Nükleik asitler için aşağıdaki eşitlik geçerlidir:
Nükleotid Sayısı = Baz Sayısı = Şeker Sayısı = Fosfat Grubu Sayısı = Glikozit Bağı Sayısı = Fosfoester Bağı Sayısı
n ( Nükleotid ) ——–→ Nükleik Asit + ( n-1) H20
- Nükleotidler fosfodiester bağlarıyla bağlanarak, nükleik asitleri oluşturur.
- Fosfodiester bağı; birinci nükleotidin şeker grubu ile ikinci nükleotidin fosfat grubu arasında kurulur.
n ( Nükleotid ) ———> Nükleik asit + ( n-1 ) H2O (tek zincir için)
n ( Nükleotid ) ———> Nükleik asit + ( n-2 ) H2O (çift zincir için)
Örnek:
n(A + G + S + U) ———–> RNA + (n-1) H2O
n(A + G + S + T) ———–> DNA + (n-1) H2O (tek zincirli DNA)
n(A + G + S + T) ———–> DNA + (n-2) H2O (çift zincirli DNA)
Nükleik Asitlerin Baz, Şeker Ve Fosfat Kullanılarak Sentezlenmesi:
n(Baz + Şeker + Fosfat) ———–> Nükleik asit + (3n-1)H2O (Tek zincir için)
n(Baz + Şeker + Fosfat) ———–> Nükleik asit + (3n-2)H2O (Çift zincir için)
Örnek:
n(Baz + Şeker + Fosfat) ———–> RNA + (3n-1)H2O
n(Baz + Şeker + Fosfat) ———–> DNA + (3n-1)H2O (tek zincirli DNA)
n(Baz + Şeker + Fosfat) ———–> DNA + (3n-2)H2O (çift zincirli DNA)
Kalıtsal Kavramların Küçükten -Büyüğe Doğru Sıralaması:
Baz < Nükleozit < Nükleotid < KOD < Gen < DNA < Kromozom
Unutma !
» Nükleotidler birbirine bağlanarak nükleik asitleri oluşturur.
» Bir nükleotid diğer nükleotide bağlanırken daima birinci nükleotidin fosfat molekülü ile ikinci nükleotidin şeker molekülü birbirine (fosfodiester bağı ile) bağlanır.
Baz + şeker + fosfat ————–> Nükleotit + 2 H2O
Nükleotid sayısı = Azotlu baz sayısı = Pentoz şeker sayısı = Fosfat sayısı
» Nükleotidler taşıdıkları şeker çeşidine göre adlandırılır.
Nükleotid;
- Deoksiriboz şekeri taşıyorsa; Deoksiribonükleotit,
- Riboz şekeri taşıyorsa; Ribonükleotit olarak adlandırılır.
Örnek:
- DNA ve RNA’ nın yapısında adenin nükleotidi bulunur.
- DNA’ nın yapısında bulunan adenine: adenin Deoksiribonükleotit adı verilir.
- RNA’ nın yapısında bulunan adenine: adenin Ribonükleotid adı verilir.
» Tüm canlılarda 8 çeşit nükleotid bulunur.
Örnek:
- Deoksirionükleotidler: Adenin(1), guanin(2) sitozin(3) ve timin(4)
- Ribonükleotidler: Adenin(5), guanin(6), sitozin(7) ve urasil(8)dir.
UYARI !
- DNA ve RNA nın yapısındaki Adenin Bazı tamamen aynı yapıdayken , ”Adenin Nükleotidlerinin” yapısı bir birinden farklıdır.
- Bu yüzden bir hücrede toplam 8 çeşit nükleotid bulunabilir.
- RNA da Adenin, Sitozin, Guanin ve URASİL nükleotidlerinin riboz şekeri içeren çeşitleri var. ( Ribonükleotid )
- DNA da ise Adenin, Sitozin, Guanin ve TİMİN nükleotidlerinin deoksiriboz şekeri içeren çeşitleri var. ( Deoksiribonükleotit )
- Böylece toplam 8 çeşit nükleotid bulunur.
İnsanda 2n = 46 kromozom veya n = 23 çift kromozom vardır.
DNA
( Deoksiribo Nükleik Asit )
GENEL ÖZELLİKLERİ:
1- Temel nükleik asittir.
2- Tüm canlılarda bulunur.
3- Canlılardaki genetik özelliklerin nesilden nesile aktarılmasını sağlar . Hücrelerde RNA, protein ve enzim sentezini gerçekleştirir.
4- Yapısında:
Bazlar : A , G , S ve T bazları,
Şeker : Deoksiriboz Şekeri,
Fosfat : Bir Fosfat Grubu,
bulunur.
5- Prokaryot hücrelerde sitoplazmada bulunur.
6- Ökaryot hücrelerde çekirdekte, kloroplastta ve mitokondride bulunur.
7- Kendini eşleyebilir. ( Replikasyon = Duplikasyon)
8- Çift ipliklidir. (Sarmal yapıdadır.)
Not:
•Ökaryot hücrelerin sitoplazmasında DNA bulunmaz. RNA sentezi de olmaz. (RNA sentezi çekirdek içinde olur.)
•Prokaryot hücrelerin sitoplazmasında DNA bulunur ve RNA sentezi de olur.
9- Aynı türün hücrelerindeki DNA miktarı aynıdır.
10- Her canlı türünün DNA sın daki nükleotidlerin sayısı ve sırası farklıdır.
11- DNA molekülünün farklılığı;
NÜKLEOTİD SAYISI , ÇEŞİDİ ve DİZİLİŞİNDEKİ farklılıklardan oluşur.
12- Suda çözünmez.
13- Çekirdek DNA sı sadece hücre bölünmesinden önce (interfaz aşamasındaki “S” evresinde) eşlenir.
Ancak mitokondri ve kloroplast DNA sının eşlenmesi için hücrenin bölünmesi gerekmez.
14- ” DNA polimeraz ” enzimi tarafından oluşturulur.
“ DNAaz “ enzimi tarafından parçalanır.
15- Karşılıklı zincirlerdeki ADENİN ile TİMİN arasında ikili , GUANİN ile SİTOZİN arasında üçlü “ zayıf hidrojen bağı “ vardır.
DNA Molekülünün Çift Sarmallı Yapısı
DNA ‘daki Bazı Oranlar
Bütün DNA’larda;
A = T ve G = C ise A / T = G / C = 1
A + C = G + T
A + G = T + C ( pürin bazları = pirimidin bazları )
A + G / T + C = A + C / G + T = 1
Toplam nükleotid sayısı = ( A + T ) + ( G + C )
H bağı sayısı = Toplam Nükleotid sayısı + Guanin (Sitozin) sayısı
3G + 2T veya 3C + 2A = Toplam H bağı sayısı
A + T / G + C oranı türe özgüdür.
Z.H. bağı sayısı = Toplam Nükleotit sayısı + Guanin ( veya sitozin) sayısı
Toplam Nükleotit sayısı = Fosforik asit sayısı = şeker sayısı
Not:
n = nükleotid sayısı olmak üzere;
1.Sentezinde oluşan su molekülleri sayısı:
⇒DNA’nın en küçük bileşenlerinden (fosfat, şeker ve bazlardan) sentezlenmesi sırasında;
- Tek zincir için: 3n – 1 = Su
- Çift zincir için: 3n – 2 = Su
Nükleotidleri hazır kullanılırsa;
- Tek zincir için: n – 1 = Su
- Çift zincir için: n – 2 = Su
2. Kurulan fosfodiester bağı sayısı:
- Bir zincirdeki fosfodiester bağı sayısı = n – 1
- İki zincirdeki fosfodiester bağı sayısı = n – 2
UNUTMA !
» Nükleotidler arasındaki hidrojen bağları, zayıf fiziksel bağlar olduğu için oluşumları sırasında su açığa çıkmaz, yıkımları sırasında da su harcanmaz.
DİKKAT ET !
- Adenin ve Timin birbirine iki hidrojen bağıyla, Guanin ve Sitozin ise üç hidrojen bağıyla bağlıdır.
- Bu nedenle DNA molekülünün yapısındaki guanin ve sitozin nükleotitlerinin oranı arttıkça üçlü hidrojen bağı sayısı da artacağından DNA’nın iki ipliğini birbirinden ayırmak güçleşir.
- Yani Daha Yüksek Sıcaklık Gerekir.
» İki Sarmallı Yapı , Genetik Şifrenin Sürekliliğini Sağlar.
» Tüm Nükleotitleri Bir arada Tutan Bağa “ Fosfodiester Bağ ” ( veya kısaca “ Fosfat ” bağ ) denir.
» Bugün geçerli olan çift sarmallı DNA modeli Watson – Crick modelidir.
Şekiller: DNA yapısı
DİKKAT !
- DNA molekülü sarmal (heliks) şeklinde kıvrılmış iki iplikten oluşmuştur.
- Yangın merdivenine benzeyen bu sarmal yapıda, merdivenin kenarında şeker ve fosfat molekülleri, basamaklarda ise pürin ve pirimidin bazları bulunur.
- Bu zayıf hidrojen bağları DNA çift sarmalını bir arada tutar.
- DNA’da nükleotidlerden birinin fosfatı diğerinin şekeri ile özel bir bağ yapar. Bu bağa 3 – 5 fosfodiester bağı denir.
- Bir zincirdeki nükleotidler, fosfodiester bağları ile birbirine bağlıdır.
- Çift sarmalda bir iplikteki nükleotidlerin birbirine bağlanma yönü, öbür ipliktekilerin yönünün tersidir. DNA ipliklerinin bu düzenine antiparalel denir.
- DNA ipliklerin asimetrik olan uçları 5′ (beş üssü) ve 3′ (üç üssü) olarak adlandırılır, 5′ uç bir fosfat grubu, 3′ uç ise bir hidroksil grubu taşır.
- DNA sentezinde DNA polimeraz enzimi, yıkımında ise DNAaz enzimi görev yapar.
- DAN molekülü hücre bölünmelerinden önce (interfaz evresinde) kendisini eşleyebilir.
NOT !
» DNA molekülünde bulunan bir çok bilgi canlıların birbirinden farklı özelliklere sahip olmasını sağlar.
» DNA molekülü bu özelliklerin nesilde nesilden aktarılmasını sağlar.
DNA Sentezi; Replikasyon ( Duplikasyon )olarak adlandırılır.
Replikasyon ( Duplikasyon );
- Hücre bölünmelerinden önce gerçekleşir.
- Replikasyon sırasında DNA’nın iki zinciri birbirinden ayrılır. Ayrılan her bir zincirin karşısında nükleotidlerin birbirine bağlanması ile yeni bir zincir oluşur.
- Eşleme sırasında DNA zincirinin biri korunduğu için bu eşleme Yarı – Korunumlu olarak isimlendirilir.
Uyarı 1:
Adenin ve timin nükleotidleri ile Sitozin ve Guanin nükleotidleri karşılıklı yerleştiklerinden, bir DNA molekülünde adenin nükleotidi sayısı timin nükleotidi sayısına, Sitozin nükleotidi sayısı Guanin nükleotidi sayısına eşittir.
Uyarı 2:
Bir DNA molekülünde pürin bazı sayısının (A + G) pirimidin bazı sayısına (S + T) oranı 1’dir.
Uyarı 3:
Bir DNA molekülünde adenin ve timin nükleotidlerinin toplam sayısının (A +T) Sitozin ve Guanin nükleotidlerinin toplam sayısına (S + G) oranı her tür için sabittir.
EK BİLGİ !
√ Tek bir hücrenin içindeki bütün DNA ‘ nın boyu 1,5 metre uzunluğundadır.
√ DNA iplikçikleri çok çok ince yapıdadır.
Örneğin;
•Bir dikiş iğnesinin deliğinden 5 milyon tane DNA iplikçiğini aynı anda geçirilebilir.
√ Hemoglobin geninde bulunan toplam 1350 tane A , T , G ve C ‘yi eksiksiz bir biçimde kopyalamak hücrenin sadece yaklaşık 1 dakikasını alır.
» Her canlı türünün DNA ‘sın daki nükleotidlerin sırası ve sayısı farklıdır.
Hatırlatma !
- DNA da her zaman bir pürin nükleotidine karşılık bir pirimidin nükleotidi gelir.
- Bu yüzden DNA nın toplamındaki pürin ve pirimidin sayısı birbirine eşittir.
- Örneğin; adenine karşılık timin ,gaunine karşılık sitozin gelir.
- Ancak DNA ‘nın bir zincirindeki pürin ve pirimidin ler birbirine eşit olmak zorunda değildir.
- DNA ’ nın en küçük bileşenlerinden ( fosfat , şeker ve bazlardan) sentezlenme sırasında toplam 3n- 2 molekül su oluşur.
- DNA ‘ nın hazır nükleotidlerden sentezlenmesi sırasında n- 2 molekül su oluşur.
n = nükleotid sayısı
DNA ‘ nın Görevleri :
1- Hücreyi yönetir.
2- Kalıtsal karakterleri taşır.
3- Kalıtsal karakterlerin yavru bireylere aktarılmasını sağlar.
4- Protein sentezi için şifre verir.
5- RNA ‘ları sentezler.
6- Enzimleri sentezler. ( Enzimlerde DNA dan gelen şifreye göre ribozomlarda sentezlenir.)
7- Hücre bölünmesini kontrol eder.
8- DNA polimeraz enzimi ‘’ tarafından oluşturulur.
9- DNA az enzimi ‘’ tarafından yıkılır.
» Ökaryot hücrelerde kalıtsal DNA Histamin ve Protamin ( protein molekülleri ) ile çevrilidir.
RNA
(Ribo Nükleik Asit )
GENEL ÖZELLİKLERİ:
1- Prokaryot hücrelerde ; sitoplazmada ve ribozomda bulunur.
Ökaryot hücrelerde ; çekirdek ( Çekirdeğin özellikle çekirdekçik kısmında bulunur.), kloroplast, mitokondri, ribozom ( rRNA = ribozomal RNA) ve sitoplazmada bulunur.
2- Tek bir nükleotid zincirinden meydana gelmiştir.
3-Yapısında bulunan moleküller şunlardır;
- A, G, S ve U bazları, Ayırt edici bazı Urasil ‘dir.
- 5 C’lu riboz şekeri,
- bir fosfat grubu
4- Yapısında A = U ve G = S eşitliği yoktur.
5- Timin organik bazı ve deoksiriboz pentoz şekeri yapısında bulunmaz.
6- Tek nükleotid zincirinden oluştuğu için kendini eşleyemez.
7- DNA molekülünün bir zincirinden şifre alınarak sentezlenir.
8- Protein sentezinde görevlidir.
» RNA, Ribonükleotidlerden oluşur.
» RNA, Nükleotidleri Fosfodiester Bağları ile bağlanarak nükleotid zinciri oluşur.
» Bütün RNA çeşitleri DNA’da bulunan şifreye göre sentezlenir.
» Bütün RNA çeşitleri protein sentezinde görev alarak hücredeki yaşamsal olayların yönetiminde DNA’ya yardımcı olur.
» Sentezlenmesini sağlayan enzim RNA Polimeraz, hidrolizini sağlayan enzim Ribonükleaz (RNAaz) dır.
» Bazı çeşitlerinde ( rRNA ve t RNA ) aynı polinükleotit zincirinin kendi üzerine katlanması sonucu hidrojen bağı bulunur.
» RNA’nın her hücredeki miktarı farklılık gösterir.
Örneğin;
- Kas hücreleri gibi protein sentezinin yoğun olduğu hücrelerde fazla miktardadır.
RNA nın Özellikleri:
- Tüm canlılarda bulunur.
- Zayıf hidrojen bağ içermez. ( t-RNA ve rRNA HARİÇ. t-RNA ve rRNA kendi üzerinde katlandığı için zayıf hidrojen bağı içerirler.)
- Tek zincirli olduğu için A=U ,G =S eşitliği yoktur.
- DNA üzerinden Transkripsiyon ile (yazılım) ile sentezlenir.
- ” RNA POLİMERAZ ” enzimi tarafından oluşturulur.
- ”RNA az “ ( RİBONÜKLEAZ ) enzimi tarafından hidroliz edilir (yıkılır).
» DNA ‘ nın emri ile üretilen RNA , hücre çekirdeğinde özellikle çekirdekçikte, ribozomlarda ve daha az olarak hücrenin diğer kısımlarında bulunur.
- Adenin ( A ) = Pürin bazı
- Guanin ( G ) = Pürin bazı
- Sitozin ( S veya C ) = Pirimidin bazı
- Urasil ( U ) = Pirimidin bazı
RNA ‘nın ÇEŞİTLERİ
» RNA’ nın hücredeki görevine üç çeşidi vardır. Bunlar:
1- Mesajcı RNA ( mRNA ),
2- Ribozomal RNA ( rRNA ),
3- Taşıyıcı RNA ( tRNA ),
1- Mesajcı RNA (mRNA):
» mRNA ,DNA’nın anlamlı zincirindeki genetik şifreye göre sentezlenir.
» Bu olaya ” TRANKRİPSİYON ” denir.
- DNA üzerindeki kalıtsal bilgiye ait şifrenin gerekli kısmını alarak sitoplazmadaki ribozoma taşıyan RNA’dır.
- Böylece sentezlenecek proteinin amino asit dizisini belirleyen bilgiyi DNA’dan alır ve ribozomlara taşır.( Başka bir ifadeyle ribozomda protein sentezine kalıplık eder.)
- Hücrede en az olandır.
- Toplam RNA’nın %5’ini oluşturur.
- mRNA da tek bir zincir olduğundan hidrojen bağ bulunmaz.
mRNA’ nın Görevi:
» mRNA ,sentezlenecek proteine ait genetik bilgiyi DNA ’dan alıp ribozoma taşır.
» Bu bilgi sentezlenecek proteinin Amino Asit Dizilimini belirler.
KOD:
» DNA’da bulunan ve bir amino asidi şifreleyen üçlü nükleotid dizilerinden her birine Genetik Şifre ya da KOD adı verilir.
KODON:
- DNA ve mRNA ‘daki üçlü nükleotid grubuna KODON adı verilir.
- DNA kodonunun mRNA üzerindeki karşılığına RNA kodonu ; tRNA üzerindeki karşılığına ise Antikodon denir.
(Genetik kodların oluştuğu , DNA üzerindeki nükleotidlerin üçlü kombinasyonlarına, DNA kodonu denir. dA kodonuna karşılık mRNA daki üçlü nükleotit dizilerine de RNA kodonu denir.)
» Her kodon sadece bir a.a. sentezler.
» mRNA daki kodon sayısı ve sırası sentezlenecek proteine göre farklılık gösterir.
» Sentezlenecek proteindeki a.a. lerin çeşit, sıra ve sayısını belirler.
ÖNEMLİ !
» mRNA da başlangıç kodonu belli ve sabittir.
- Bütün canlılarda ve her protein sentezinde aynı olup AUG ( bazı kaynaklarda AUG veya GUG ile başlar diye ifade edilebiliyor.) nükleotidlerinden oluşur.
» Durdurucu kodon üç çeşit olup, her mRNA da bunlardan sadece birisi bulunur.
- Bunlar; UAG , UGA , UAA dır.
NOT:
» mRNA aynı tip protein sentezinde defalarca kullanılır.
» mRNA nın yapımı Kontrollü, yıkımı ise Kontrolsüz dür.
» mRNA ya ihtiyaç bitince nükleotidlerine yıkılır.
» Yapı özellikleri evrenseldir. Yani yazılımı da (transkripsiyon), okunması da (translasyon) evrenseldir.
Örneğin;
- Hayvansal bir protein sentezinde görev alan bir mRNA , bitki hücresine konsa yine aynı hayvansal protein sentezlenir.
- DNA‘daki GGC genetik kodu genetik şifresi incelenen tüm canlılarda “Prolin Amino Asiti ” ni şifreler.
Hücrede o an için var olan mRNA çeşit sayısı;
1- Hücre karakteri
2- Aktif gen sayısı
3- Sentezlenecek protein çeşit sayısı
2- Ribozomal RNA ( rRNA ):
- Proteinlerle birlikte ribozom organelinin yapısını oluşturur. ( Ribozomun % 65 ’ini rRNA oluşturur. Ribozomun geri kalanı proteinden oluşur. )
- Protein sentezi sırasında peptid bağlarının kurulmasında dolayısıyla da ‘’protein sentezinde ‘’ görev alır.
- Çekirdekçikte üretilir.
- Yapısındaki polinükleotit zinciri kendi üzerine katlanmalar yapar. Bu nedenle yapısında hidrojen bağı vardır.
- rRNA’nın yapısı, tüm ökaryotlarda aynıdır.
- Bu nedenle sentezlenen proteinin yapısının ve işlevinin belirlenmesinde rRNA’nın etkisi yoktur.
- Hücrede en fazla olandır. Hücrede bulunan toplam RNA’nın %80’ini oluşturur.
Dikkat Et !
» Hücredeki ribozom sayısı, hücrenin protein sentez yoğunluğuna göre değişir.
» Hücrenin kendi sitoplazması içerisinde kullanılacak proteinler “ Serbest Ribozomlarda ” sentezlenir.
» Hücre dışına salgılanacak proteinler “ Endoplazmik Retikulum” üzerinde bulunan ribozomlarca sentezlenir.
» Ökaryotlarda ribozomların alt birimleri çekirdekçikte üretilir ve iki alt birimin birleşmesini mRNA tetiklemektedir
RİBOZOM
A = Aminoaçil t- RNA ‘nın antikodon bölgesinin ribozoma bağlandığı yer.
P = t –RNA nın taşıdığı aa lerin arasında peptid bağlarının kurulup birbirine bağlanmasının gerçekleştiği yer.
E = Amino asitlerini bırakan t-RNA nın ribozomdan çıkış yeri.
rRNA ‘nın Görevi:
1- Proteinlerle birleşerek ribozomu oluşturur. (Ribozomların % 65’ i rRNA dan , geri kalan
% 35 i ise proteinden oluşur.)
2- mRNA ve tRNA ‘ nın ribozoma tutunmasını sağlar.
3- Protein sentezinde a.a. ler arasındaki “ peptit bağı ” ribozomda kurulur.
rRNA ‘nın Özellikleri:
1- Hücrede en fazla bulunan RNA çeşididir.
2- Hücredeki toplam RNA nın %80 ini oluşturur.
3- Çekirdekçikte sentezlenen rRNA nın yapısı tüm ökaryotlarda aynıdır.
Hatırlatma !
rRNA :
1. Ribozomların yapısında bulunur.
2. Çekirdekte ( Nucleusta )sentezlenir.
3. Sitoplazmada toplam RNA nın %80 ‘i kadardır.
4. Her çeşit proteinin sentezinde rol oynarlar.
5. Defalarca kullanılırlar.
6. Yapısında zayıf hidrojen bağları vardır.
7. Protein sentez bilgisinin adım adım okunmasında rol oynarlar.
8. m-RNA ve t-RNA ‘ nın ribozomlara bağlanmasını sağlar.
3- Taşıyıcı RNA ( tRNA ):
- DNA üzerinden sentezlenir.
- Görevi: mRNA üzerindeki genetik şifreye göre Protein sentezi sırasında kullanılacak sitoplazmadaki serbest aminoasitleri ribozomlara taşır.
- Aminoasitlerin tRNA ’ya bağlanması sırasında enzimler görev yapar, ATP harcanır.
- Yapısındaki polinükleotit zinciri kendi üzerine katlanmalar yapar.
- Bu nedenle yapısında hidrojen bağı vardır.
- Hücredeki toplam RNA’nın %15’ini oluşturur.
- Bir tRNA ’nın iki özgül ucu vardır.
- tRNA ’nın mRNA ile bağlantı yaptığı bölgedeki üçlü nükleotit grubuna ANTİKODON denir. Antikodon mRNA üzerindeki kodonu karşılayacak şekildedir.
NOT:
√ RNA çeşitlerinden tRNA ve rRNA kendi üzerinde katlandığı için hidrojen bağı içerir ancak mRNA hidrojen bağı içermez.
» Tek zincirli olmasına rağmen belirli bölgelerde hidrojen bağları yaparak katlanır ve yonca yaprağına benzetilen şekli alır.
tRNA nın Yapısı ve Özellikleri:
1- Katlı yapısından dolayı tRNA da , A – U ve G – S çiftleri arasında zayıf hidrojen bağları bulunur.
2- Her bir tRNA nın kendine özgül iki ucu bulunur.
( Bir tarafta açık olan uçlar karşı tarafında antikodonun olduğu kısım. )
Bunlar:
- tRNA nın bir ucunda ( açık olan uçların olduğu kısım) Amino asitlerin bağlandığı kısım bulunur.
( t RNA nın açık uçlarından biri uzun diğeri kısadır . Uzun ucuna ester bağı ile aa bağlanır ve ribozoma taşınır.) - tRNA nın karşı ucunda üçlü nükleotidlerden oluşan ” antikodon ” bulunur.
Antikodon:
» Protein sentezinde ,tRNA nın mRNA ya bağlanmasını sağlayan ve üç bazdan oluşan kısmına denir.
Örneğin;
- mRNA daki “AAA” kodonuna karşılık tRNA nın “ UUU “ antikodonu gelir.
3- tRNA belirli bir a.a ’ya özelleşmiştir.
4- tRNA protein çeşidine özelleşme göstermez.
6 – Değişik protein sentezinde defalarca kullanılabilir.
7- Bir tRNA sadece bir a.a. taşıya bilir.
- Proteinlerin yapısında 20 çeşit aa olduğundan, bir hücrede en az 20 çeşit tRNA bulunmaktadır.
- En fazlada 61 çeşit tRNA olması beklenir.
Örneğin:
“ Triptofan Amino Asiti ” için bir, “ Lösin Amino Asiti ” için altı farklı tRNA molekülü vardır.
( “ Lösin Amino Asiti ” i altı farklı nükleotit dizilişinden oluşabildiği için her aa dizilişi içinde bir tRNA olduğundan “ Lösin Amino Asiti ” için altı farklı tRNA molekülü vardır. )
Buna göre toplam 20 çeşit aa in bazılarının “ Lösin Amino Asiti ” i gibi birden fazla çeşitli nükleotit dizilişleri olduğundan en fazla 61 çeşit tRNA mevcuttur.
DİKKAT !
» Bir t-RNA sadece bir aa taşır ( bağlanır).
» Her t-RNA bir aa ‘e özelleşmiştir.
» Ancak bir aa’ e birden fazla t- RNA bağlanabilir.
8- tRNA nın antikodon ucu kendine özgü üç nükleotit dizisi taşır.
9- tRNA nın uzun olan ucu ise daima “ CCA ” nükleotit dizisi ile sonlanır.
10- Antikodon ucundaki nükleotit dizisi, t-RNA nın hangi aa ‘i bağlayacağını belirler.
- Amino asitin t-RNA ya bağlanması ,enerji gerektiren enzimatik ( Aminoaçil t-RNA Sentetaz Enzimi ) bir tepkimedir.
NOT:
- t-RNA’nın ester bağı ile aa bağlanması sırasında ortamdaki Mg (magnezyum) iyonları da kullanılır.
Unutma !
1- Tüm RNA ‘lar “RNA POLİMERAZ” enzimi kontrolünde DNA üzerinden sentezlenir.
2- Tüm RNA ‘lar tekrar kullanılır.
3- Hücrede bulunan RNA çeşitlerinin bulunma oranları sırasıyla;
r-RNA > t-RNA > m-RNA
(%80) (%15) (%5)
UYARI !
- Proteinlerin yapısına katılan 20 çeşit aa DNA nın dört harflik alfabesiyle ( A, T, G, S ) sıraya konulmaktadır.
- Burada her bir aa çeşidi için bir şifre oluşturulması gereklidir.
- DNA’ daki her bir baz çeşidi, bir aa i şifreleseydi dört çeşit bazdan sadece dört çeşit aa şifrelenecek ,20 çeşit aa in geriye kalan 16 çeşit aa i protein sentezinde kullanılmayacaktı.
- DNA’ daki bazlar ikili gruplar halinde aa şifreleseydi ( AT, AG, GG, AA,…………) yine şifre sayısı 42=16 olacak ve 20 çeşit aa in geriye kalan 4 tanesi yine sentezlenmeyecekti.
- Bu yüzden DNA daki bazlar 3’lü gruplar halinde şifreler oluştururlar ve her bir şifre için bir aa in protein sentezindeki yerini alması sağlanır.
- DNA daki bazlar 3’lü gruplar halinde 43=64 tane şifre oluştururlar. Bu sayı 20 çeşit aa in şifrelenmesi için yeterlidir.
- 3’lü baz dizilimlerinin oluşturduğu Kodlara karşılık DNA üzerindeki üçlü baz dizilimlerine DNA Kodonu , buna karşılık mRNA daki baz dizilimlerine mRNA Kodonu , tRNA moleküllerindeki baz dizilimlerine Antikodon denir.
Yani DNA üzerindeki AAA dizisi mRNA da UUU ve tRNA da AAA olarak okunacaktır.
( AAA antikodonu ise protein sentezinde “ Fenil Alanin Aminoasidini ” sıraya sokacaktır.)
DİKKAT !
» Antikodon her bir tRNA çeşidine özgüdür. Bu nedenle protein sentezinde 20 çeşit aminoasidi ribozomlara taşıyan en az 20 çeşit tRNA vardır.
» Durdurma kodonlarının antikodonları ve şifrelediği aminoasit bulunmaz. Bu nedenle 64 çeşit kodon olmasına rağmen 61 çeşit antikodon bulunur.
» rRNA’nın kendine has üç boyutlu şekil kazanmasını sağlayan durum, rRNA’nın belirli bölgelerindeki nükleotit dizilerinin birbiriyle baz eşleşmesi (zayıf hidrojen bağıyla )yapmasıdır.
» Bir hücrede aynı anda çok çeşitli proteinler üretilebilir.
Örnek: Bir mRNA ‘da 60 nükleotid varsa , bu mRNA için kaç aa sentezlenir ?
Cevap:
- mRNA ‘ da 60 nükleotid varsa, bu mRNA üzerinde
60 : 3 = 20 kodon bulunur.
- kodonların sonuncusu “ Durdurma Kodonu ” olduğu için ve bu durdurma kodonu için aa çağrılmadığından bu mRNA için,
20 – 1 = 19 aa sentezlenir.
SANTRAL DOGMA
RNA ‘nın ÇEŞİTLERİ
NOT:
√ RNA’nın her hücredeki miktarı farklılık gösterir.
Örneğin ;
- Kas hücreleri gibi protein sentezinin yoğun olduğu hücrelerde fazla miktardadır.
NOT:
√ rRNA’nın yapısı, tüm ökaryotlarda aynıdır.
√ Bu nedenle sentezlenen proteinin yapısının ve işlevinin belirlenmesinde rRNA’nın etkisi yoktur.
NOT:
n = nükleotid sayısı olmak üzere;
- RNA sentezinde açığa çıkan su molekülü sayısı: 3n – 1 dir.
RNA Çeşitlerinin Ortak Özellikleri:
1)Protein sentezinde görev yaparlar.
2)Kendilerini eşleyemezler, DNA tarafından üretilirler.
3)Tekrar tekrar kullanılabilirler.
4)Yapılarında organik yapıda olan Adenin, Urasil, Guanin, Sitozin bazları ile riboz şekeri, inorganik yapıda olan fosfat (fosforik asit) bulunur.
UNUTMA !
DNA ve RNA için;
- Şeker çeşidi,
- Zincir sayısı,
- Nükleotid çeşitleri farklılık gösterir.
DNA ve RNA ‘nın ORTAK ÖZELLİKLERİ
1- C, H, O, N ve P elementleri içermesi
2- Polinükleotit yapılı olmaları. (Nükleotidlerden oluşma )
3- Adenin, Guanin, Sitozin bazlarının bulunması
4- Beş karbonlu şekerin (pentoz) bulunması
5- Yapılarında inorganik fosfat grubu bulunması
6- DNA şifresine göre sentezlenme
7- Genetik bilgiyi taşıması (DNA-mRNA için)
8- Protein sentezinde görev yapmaları
9- Tüm canlılarda bulunması
DNA ve RNA’nın Farklı Yönleri
Gen ve DNA ilişkisi
» Hücredeki genetik materyalin organizasyonu aşağıdaki şekilde gösterilebilir.
- Kalıtımı sağlayan materyalin küçükten büyüğe doğru sıralanması ;
Azotlu organik baz ˂ Nükleozit ˂ Nükleotit ˂ Gen ˂ DNA ˂ Kromozom
KONU TARAMA
SORU 1.
I. Çekirdekten tek zincir hâlinde sentezlendikten sonra katlanarak yonca yaprağı şeklini alır.
II. Ribozomun yapısında yer alır ve ribozomun 2/3’sini oluşturur.
III. Antikodon adı verilen, üçlü nükleotit dizilerinden oluşan kısımları vardır.
Yukarıdaki ifadelerden hangileri tRNA’ nın özelliklerindendir?
A) Yalnız I B) Yalnız II C) Yalnız III D) I ve II E) I ve III
Cevap:1. E
Açıklama:
- tRNA , çekirdekten tek zincir hâlinde sentezlendikten sonra katlanarak yonca yaprağı şeklini alır. Doğru.
- Ribozomun yapısında yer alan rRNA ‘ dır. Yanlış.
- tRNA ‘ daki üçlü baz dizilerine antikodon adı verilir. Doğru.
SORU 2. Ökaryot bir hücrede ribozomal RNA (rRNA) aşağıdakilerden hangisinde sentezlenir?
A) Golgi cisimciği
B) Lizozom
C) Çekirdekçik
D) Granüllü Endoplazmik Retikulum
E) Sitoplazma
Cevap:2. C
Açıklama:
- Ribozomun yapısında bulunan RNA , ribozomal RNA’dır.
- Çekirdekçik bölgesinde sentezlenir.
SORU 3.
I. Fosfat grubunun organik baza bağlandığı yer
II. Taşıdığı şeker
III. Organik bazın şekere bağlandığı yer
IV. Yapıdaki nükleik asit zinciri sayısı
DNA ve RNA yukarıdakilerin hangileri bakımından birbirinden farklılık gösterir?
A) I ve II B) I ve IV C) II ve III D) II ve IV E) III ve IV
Cevap:3. D
Açıklama:
- Fosfat grubunun baza, bazın şekere bağlandığı yer DNA ve RNA için ortaktır.
- Ancak DNA deoksiriboz, RNA riboz şekeri taşır.
- DNA çift zincirli RNA ise tek zincirlidir.
SORU 4. Nükleik asitlerin,
I. organel yapısında yer alma,
II. protein sentezinde rol oynama,
III. amino asitleri tanıma
özelliklerinden hangileri RNA çeşitlerinin tümünde bulunur?
A) Yalnız I B) Yalnız II C) Yalnız III D) I ve III E) II ve III
Cevap:4. B
Açıklama:
- Organel yapısına katılma rRNA’nın, amino asitleri tanıma tRNA’nın görevidir.
- mRNA ise DNA’dan aldığı proteinin amino asit dizilim ve sayısının şifresini ribozomlara taşır.
- Görüldüğü gibi hepsi de protein sentezinde görevlidir.
SORU: 5. Bir geni oluşturan DNA molekülünün fosfat sayısının saptanmasıyla, gende bulunan,
I. Organik baz sayısı
II. Nükleotid çeşitlerinin sayısı
III. Nükleotid sayısı
IV. Deoksiriboz molekül sayısı
bilgilerinden hangilerine erişilebilir?
A) Yalnız II B) Yalnız IV C) I ve II D) I, II ve III E) I, III ve IV
Cevap:5. E
Açıklama:
DNA’daki nükleotid sayısı = fosfat sayısı = deoksiriboz şekeri sayısı = Organik baz sayısı
eşitlikleri vardır.
- Fosfat sayısı bilinirse nükleotid sayısı da bilinir.
- Ancak çeşitlerinin sayısı bilinemez.
- Yani kaç tane adenin nükleotid, kaç tane sitozin nükleotid vardır bilinemez.
SORU 6. Adli tıpta, güvenliği çok yüksek olan “DNA parmak izi yöntemi”, zanlıların suçluluğunun kanıtlanmasında ve babalık testlerinde kullanılmaktadır.
Bu yöntemin güvenilir olması DNA’nın aşağıda verilen özelliklerinden hangisine dayanmaktadır?
A) Sarmal yapıya sahip olması
B) Enzimlerle istenilen yerden kesilebilmesi
C) Laboratuvar ortamında çoğaltılabilmesi
D) Hücreden saf olarak elde edilmesi.
E) Bazı bölgelerindeki baz dizilimlerinin bireye özgü olması.
Cevap:6. E
Açıklama:
DNA’nın bazı bölgelerindeki baz dizilimlerinin bireye özgüdür.
Bir başkasında bulunmaz.
SORU 7. Bir hücrede sentezlenen bir proteindeki amino asit dizilimi bilinirse sentezde kullanılan,
I. Kodon çeşidi sayısı,
II. Kodon sayısı,
III. Antikodon sayısı,
IV. Ribozom sayısı,
bilgilerinden hangilerine ulaşılabilir?
A ) I ve II B ) I ve IV C ) II ve III D ) II ve IV E ) III ve IV
Cevap:7. C
Açıklama:
3 nükleotit = 1 kod = 1 kodon = 1 antikodon = 1 aminoasit
- Bir protein aminoasit dizilimi bilindiğinde sadece kodon ve antikodon sayısını bulabiliriz.
- Kodon çeşidini ise aminoasit çeşidini bilerek öğrenebiliriz.
- Ribozomlarda protein sentezinde tekrar tekrar kullanıldığından verilen bilgilerden ribozom sayısını bulmak mümkün değildir.
SORU 8.
I. Fosfodiester bağı
II. Zayıf hidrojen bağı
III. Glikozit bağı
IV. Fosfat – ester bağı
Yukarıda belirtilen kimyasal bağ çeşitlerinden hangileri bütün RNA çeşitlerinde bulunur?
A)Yalnız I B) Yalnız II C) Yalnız III D) I, III ve IV E) I, II, III ve IV
Cevap:8. D
Açıklama:
I. RNA’ların hepsinde nükleotidler tek zincire fosfodiester bağları ile birbirlerine bağlanır.
II. Zayıf hidrojen bağı katlanmalar yapan rRNA ve tRNA da bulunur. mRNA’ da bulunmaz.
III. Bütün RNA çeşitlerinde riboz şekeri azotlu organik baza glikozit bağı ile bağlıdır.
IV. Bütün RNA çeşitlerinde fosfat grubu şekere fosfat-ester bağı (ester bağı) ile bağlıdır.
SORU 9. Nükleik asitlerin,
I. organel yapısında yer alma,
II. protein sentezinde rol oynama,
III. aminoasitleri tanıma özelliklerinden
hangileri RNA çeşitlerinin tümünde bulunur?
A) Yalnız I B) Yalnız II C) Yalnız III D) I ve II E) II ve III
Cevap:9. B
Açıklama:
- Organel yapısında yer alma rRNA’nın. Aminoasitleri tanıma tRNA ‘ nın.
- Tüm RNA çeşitleri protein sentezinde görev yapar.
SORU 10. Organik bazların dizilişi,
I. AGGCCTAGC
II. AAAGCCGAG
III. GGGAGUCC
şeklinde olan polinükleotit zincirlerinden hangileri RNA’ya ait olabilir?
A) Yalnız III B) Yalnız II C) I ve II D) II ve III E) I, II ve III
Cevap:10. D
Açıklama:
I. AGGCCTAGC : T bulunduğu için kesinlikle DNA’ya aittir.
II. AAAGCCGAG : Belirleyici olan T ve U yok. Bu durumda hem DNA’ya hem de RNA’ya ait olabilir.
III. GGGAGUCC : U bulunduğu için kesinlikle RNA’ya aittir.
SORU 11. Aşağıdakilerden hangisi ökaryot bir hücrede DNA ve RNA’nın ortak bir özelliği değildir?
A) Yapılarında 5 C ’lu şeker bulunur.
B) Protein sentezinde görev alır.
C) Çok sayıda nükleotidden oluşmuşlardır.
D) Sentezleri sırasında ATP harcanır.
E) Ribozomun yapısına katılırlar.
Cevap:11. E
Açıklama:
- Sadece rRNA ribozomun yapısına katılır.
- DNA katılmaz.
SORU 12. Bir bakterinin bütün nükleik asitleri hidroliz edildiğinde aşağıdaki organik maddelerden hangisi oluşamaz?
A) Riboz B) Fosforik asit C) Amino asit D) Guanin E) Timin
Cevap:12. C
Açıklama:
- Nükleik asitlerin hiçbirinin yapısında amino asit bulunmaz. Dolayısı ile hidrolizlerinde de oluşamaz.
SORU 13. Herhangi bir nükleozitin yapısında;
I. Deoksiriboz
II. Fosforik asit
III. Urasil
IV. Timin
moleküllerinden hangisi veya hangileri bulunamaz?
A) Yalnız I B) Yalnız II C) III ve IV D) I, III ve IV E) II, III ve IV
Cevap:13. B
Açıklama:
- Baz + Şeker = Nükleozit
- Nükleozitin yapısında fosforik asit bulunmaz.
SORU 14. DNA, RNA ve ribozom için;
I. Yapısında glikozit bağı bulundurma
II. Yapısında azot bulundurma
III. Yapısında protein bulundurma
IV. Kendisini eşleyebilme
özelliklerinden hangileri ortaktır?
A) I ve II B) I ve III C) II ve IV D) I, III ve IV E) II, III ve IV
Cevap:14. A
Açıklama:
I. Yapısında glikozit bağı bulundurma : DNA, RNA ve ribozomun rRNA’ larının nükleotidlerindeki baz ile şekerleri arasında bulunur.
II. Yapısında azot bulundurma : DNA, RNA ve ribozomun rRNA’ larının nükleotidlerindeki bazlarda azot bulunur.
III. Yapısında protein bulundurma : DNA ve RNA için geçerli değildir. Ribozomlarda bulunur.
IV. Kendisini eşleyebilme : Sadece DNA kendini eşler.
SORU 15. Aşağıdaki grafikte RNA çeşitlerinin hücrede bulunma oranları gösterilmiştir.
Buna göre A, Y, T şeklinde gösterilen RNA çeşitleriyle ilgili olarak aşağıdakilerden hangisi yanlıştır?
A) Üç RNA çeşidinde de riboz şekeri bulunur.
B) A, sitoplazmadan ribozoma amino asit taşır.
C) T, ribozomun yapısına katılır.
D) Hücrelerde bulunan Y çeşidi, A çeşidinden azdır.
E) A’ nın yapısında H bağları bulunur.
Cevap:15. D
Açıklama: A: tRNA Y: mRNA T: rRNA
- Hücrelerde bulunan en az 20 en çok 61 çeşit A ( tRNA ) bulunurken, protein çeşidi kadar Y ( mRNA en az 64 çeşittir. Çünkü durdurma kodonu da çeşit sayılır mRNA için) bulunur.
- Dolayısı Y çeşidi A’dan çoktur . Ancak A’ nin miktarı Y’den çoktur.
SORU 16. Aşağıda dört ayrı canlıdan alınan ve eşit sayıda nükleotit taşıyan DNA moleküllerindeki bazı bazların oranları verilmiştir.
1. DNA‘daki A-T oranı: %50
2. DNA‘daki T-A oranı: %60
3. DNA‘daki G-C oranı: %60
4. DNA‘daki T-A oranı: %30
Buna göre bu DNA moleküllerini deney ortamında ısı ile ayırmak için gerekli olan ısı miktarı çoktan aza doğru nasıl sıralanır?
A) 4, 3, 1, 2 B) 2, 1, 3, 4 C) 1, 2, 3, 4 D) 1, 3, 4, 2 E) 3, 1, 4, 2
SORU 17. Bir organizmanın kalıtımı sağlayan bazı birimler aşağıda verilmiştir.
I. Kromozom
II. Nükleozit
III. Gen
IV. Nükleotit
Bu birimlerin basitten karmaşığa doğru sıralanışı aşağıdakilerden hangisinde verilmiştir?
A) I, III, IV, II B) IV, II, III, I C) II, IV, III, I D) II, IV, I, III E) IV, III, II, I
Cevap:17. C
Açıklama: Doğru sıralama;
II. Nükleozit ˂ IV. Nükleotid ˂ III. Gen ˂ I. Kromozom
SORU 18. RNA çeşitlerinin tümünde aşağıda verilen özelliklerden hangisi ortak değildir?
A) Protein sentezinde görev alma
B) Riboz şekeri bulundurma
C) Zayıf hidrojen bağı bulundurma
D) Tekrar tekrar kullanabilme
E) DNA tarafından sentezlenme
Cevap:18. C
Açıklama:
- tRNA ve rRNA ’ da zayıf hidrojen bağı bulunur. mRNA’ da bulunmaz.
DNA REPLİKASYONU
DNA Eşlenmesi ( Replikasyon = Duplikasyon )
- DNA molekülü, her hücre bölünmesi öncesinde kendisini eşleyerek kalıtsal bilginin yavru hücrelere eşit miktarda aktarılmasını sağlar.
- DNA eşlenmesinin nasıl gerçekleştiğini ispatlamak için 1958 yılında Matthew Meselson ( Methiv Meselsın ) ve Franklin Stahl ( Franklin Sıtal ) tarafından deneyler yapılarak farklı modeller test edilmiştir.
Sonuçta;
- DNA’nın her iki ipliğinin de kendisini eşleyerek yeni birer iplik oluşturduğu “ Yarı korunumlu (Semikonservatif) Eşlenme ” modelinin doğruluğu ispatlanmıştır.
- Meselson ve Stahl, bakterilerin gelişme ortamlarına Azotun İzotopunu ekleyerek deneylerini yaptılar.
Not:
İzotop: Atom veya proton numaraları aynı kütle numaraları farklı elementlere denir.
Örneğin; 14N (normal izotop ) ve 15N ( ağır izotop) birbirinin izotopudur.
NOT:
(DNA ‘nın yapısında azotlu bazlar olduğunu hatırlayalım.)
- Bir DNA’nın her iki ipliğindeki azotların kütle numaraları 14 olursa (14N14N) buna Normal Azotlu DNA denir.
- Her iki ipliğindeki azotların kütle numaraları 15 olursa (15N15N) buna Ağır Azotlu DNA denir.
- Eğer bir zincirindeki azotun kütle numarası 14 diğer zincirindeki azotun kütle numarası 15 olursa buna da Melez DNA denir.
- Bu DNA’lar, santrifüj edildiğinde deney tüpünde farklı bantlaşmalar gösterirler.
- Ağır DNA’lar dibe çöker, melez DNA’lar ortada, hafif DNA’lar ise en üstte bantlaşma gösterirler.
Meselson ve Stahl, Tarafından Yapılan Çalışmalar Aşağıda Özetlenmiştir :
a) Meselson ve Stahl tarafından Escherichia coli (Eşerişia koli) bakterileri (DNA ların da 15N bulunan bakterileri) azotun ağır izotopu olan 15N içeren kültür ortamında birçok nesil boyunca üretilmiştir.
- Nesiller sonra ortamdaki bakteri DNA’larının 15N izotopunu taşıdığı gözlemlenmiştir.
- Bu bakterilerin DNA’ları ayrıştırılıp santrifüjlendiğinde DNA’ların tüpün dip kısmında bir bant oluşturacak şekilde toplandığı görülmüştür.
b) DNA’larında 15N bulunan bakteriler, 14N izotoplu azotun bulunduğu ortama bırakılmıştır.
- Birinci üreme sonucunda bakteri DNA’ları ayrıştırılıp santrifüjlendiğinde deney tüpünün orta kısmında bir bantlaşma olduğu gözlemlenmiştir.
- Orta kısımda bantlaşmanın nedeni birinci bölünme sonucu meydana gelen bakteri DNA’larının %50 15N, %50 14N (%100 melez) taşımasıdır.
c) İkinci üreme sonunda santrifüj edildiklerinde ise oluşan bakteri DNA’larının %50’sinin melez (14N15N) olduğu, %50’sinin normal azot (14N14N) içerdiği, bu nedenle de hem ortada hem üstte bantlaşma olduğu gözlemlenmiştir.
Sonuç:
- Çalışmaların sonucunda DNA’nın bir ipliği aynen korunurken diğer ipliği yeniden sentezlenmiştir.
- Bunun sonucu DNA kendisini “ Yarı Korunumlu ” olarak eşler denilmiştir.
Unutma !
⇒Radyoaktif azotlu (15 N ’ li) bir DNA nın normal azotlu (14 N) ortamda veya normal azotlu (14N) bir DNA nın radyoaktif azotlu (15 N ’ li) ortamda birkaç kez eşlenmesi soruluyorsa, DNA nın yarı korunumlu olarak eşlendiği dikkate alınır.
⇒Bu durumda bu DNA kaç kez eşlenirse eşlensin; isterse 200 DNA oluşsun bu DNA lardan ikisi melez geriye kalanlar ise ortam azotunu taşıyan DNA’lar olacaktır.
DİKKAT ET !
- Normal azotlu DNA taşıyan bakteriler ağır azot içeren besi yerinde birçok kez bölünecek şekilde yetiştiriliyor.
1. Bölünmenin sonunda oluşan bakterilerin DNA’sı santrifüj edildi ve bantlaşmanın ortada kaldığı görülür. Bu durumda oluşan bütün bakterilerin DNA’sının melez olduğu gösterir.
2. Bölünmenin sonunda tekrardan santrifüj yapıldı. Bu kez bantlaşmanın yarısının ortada yarısının altta bantlaştığı görüldü. Bu durum bakterilerin %50’sinin melez DNA, %50’sinin ağır DNA taşıdığını gösterir.
3. Bölünmenin sonunda bakterilerin DNA’sı santrifüj edildi. Bantlaşmanın küçük bir kısmının ortada büyük bir kısmının altta olduğu görüldü. Bu durumda oluşan bakterilerin %25’inin melez DNA, %75’inin ağır DNA taşıdığını gösterdi.
Deney Sonucunda;
- Replikasyon sırasında bir zincirin kalıp olduğu diğer zincirinse kalıp zincire göre sentezlendiği kanıtlanmış oldu.
Hatırlatma !
» 1958 yılında M. Meselson ve F. Stahl azotun N14 ve N15 izotoplarını kullanarak. E. Coli bakterileriyle yaptıkları deneyde DNA’nın “ Yarı Korunumlu “ ( Semikonservatif ) olarak eşlendiğini göstermişlerdir.
DNA Eşlenmesinin Önemi:
1- Hücrenin bölünmesini sağlar.
2- Kalıtsal özelliklerin yeni hücrelere aktarılmasını sağlar.
3- Çok hücreli bir organizmanın tüm vücut hücrelerinin aynı genetik bilgiye sahip olmasını
sağlar.
4- Üremeyle kalıtsal özelliklerin oğul döllere aktarılmasını sağlar.
5- Bazı organellerin ( mitokondri ve kloroplast ) hücre içinde çoğalmasını sağlar.
DNA Eşlenme Mekanizması :
» DNA eşlenmesinin başladığı özel bölgelere Replikasyon Orijini adı verilir.
Not:
♦ Prokaryotlardaki çembersel DNA da bir başlangıç ve bir bitiş noktası vardır.
♦ Ökaryotik hücrede ise çok sayıda başlangıç ve bitiş noktaları vardır.
DNA Replikasyon Sırasında Görev Yapan Üç Önemli Enzim ve Görevleri Şunlardır:
1- Helikaz :
•DNA çift sarmalını replikasyon orijinleri bölgelerinden iki kolu tersine büküp açan enzim.
Dikkat Et !
DNA Helikaz , çözdüğü her bir nükleotid için 2 ATP harcar .
2- DNA Polimeraz :
•Açılan DNA zincirlerini kalıp olarak kullanarak yeni DNA zincirinin oluşumunu sağlayan enzim.
3- DNA Ligaz :
•DNA parçalarını birleştiren (yapıştıran) enzim.
DNA Molekülüne Etki Eden Tüm Enzimler
1- DNA Polimeraz:
- DNA ‘nın kendini eşlemesini sağlar.
2- DNA az:
- DNA’yı sindirir ( parçalar ).
3- DNA Helikaz:
- DNA zincirleri arasındaki hidrojen bağlarını koparır.
4- DNA Ligaz:
- DNA molekülüne yeni genlerin eklenmesini sağlar. ( DNA’yı onarır)
5- DNA Giraz ( Topoizomeraz II ):
- DNA molekülünün katlanmasını sağlar.
6- Restriksiyon ENDONÜKLEAZ:
- DNA’daki genleri keser.
Prokaryotlarda DNA replikasyonu
» Prokaryotlarda DNA çembersel (halkasal) olduğu için bir noktadan başlayan ( yani tek bir replikasyon orijini vardır. ) replikasyon, iki yönde ve her iki iplikte birden devam ederek DNA tamamen kopyalanıncaya kadar sürer.
NOT
» DNA eşlenmesini sitoplazmada gerçekleştiren bir hücre kesinlikle prokaryot yapısına sahip bir hücredir.
» Çünkü ökaryotik hücrelerin sitoplazmasında DNA yoktur.
Ökaryotlarda DNA replikasyonu
- Ökaryotların DNA’ları doğrusaldır ve çok daha uzundur.
- Ökaryot DNA’larında replikasyon sırasında yüzlerce replikasyon orijini oluşur.
- Böylece DNA eşlenmesi daha kısa sürede tamamlanır.
1- DNA eşlenmesi sırasında Helikaz adı verilen enzim, çift sarmalın replikasyon orijinleri bölgelerine gelerek iki kolu tersine büküp açar.
- Arkasından DNA polimeraz enzimi, ayrılmış olan her DNA ipliğinin karşısına uygun yeni nükleotidleri sıralayarak kalıp DNA ipliklerine uygun birer DNA ipliği daha oluşmasını sağlar.
2- Sentezlenen yeni iplikler farklı şekillerde uzar. DNA polimeraz enzimi, uzayan bir ipliğin sadece 3´ ucundaki nükleotidin karşısına yeni nükleotit ekleyebilir.
- Bunun için DNA replikasyonu, 5’ → 3’ yönünde ilerler; Kalıp olarak görev gören zincir 3’ → 5’ yönünde okunur. 3´→ 5´ yönünde uzanan kalıp ipliğin karşısına gelecek olan yeni iplik, 5´ ucundan 3´ ucuna doğru kesintisiz olarak sentezlenir.
Önemli Not !
- 5’ ve 3’ ifadeleri nükleotidlerin yapısındaki 5 C lu pentoz şekerin 5 köşesindeki “ C ” lardan kaynaklanmaktadır.
- Aşağıdaki DNA zincirinde de görüldüğü gibi her polinükleotid zincirindeki nükleotidler birbiriyle “ fosfodiester ” bağı kurarken; nükleotidler yapılarındaki pentoz şekerinin 5’ ucu ile fosfatı bağlanır. Fosfat ise sonraki nükleotidin pentoz şekerinin 3’ ucuna bağlanır.
- Şekilde, soldaki polinükleotid zincirindeki en üstte bulunan nükleotidin 5’ ucu fosfatla bağlanmıştır. Aynı zincirin en altındaki nükleotidin ise 3’ ucu hidroksille bağlantı yapmıştır (OH) yani 3’ ucu boştadır.
- Sağdaki zincir ise bunun tam tersi olur. Yani sağdakinin 5’ ucuna karşılık olarak soldaki zincirin 3’ ucu vardır.
- Başka bir ifadeyle sağdaki zincir 3’ den 5’ ne doğru ilerlerken soldaki zincir bunun tam tersi ilerler.
3- Diğer kalıp DNA ipliği ise 5´→3´ yönünde uzanır. Bu nedenle karşısındaki ipliğin kesintisiz bir şekilde sentezlenmesi mümkün olmaz.
- Replikasyon çatalı açıldıkça yeni iplik, 5´ ucundan 3´ ucuna doğru uzanan parçalar hâlinde sentezlenir.
- Oluşan parçaların bir süre sonra Ligaz Enzimi ile birbirine bağlanmasıyla kesintisiz bir iplik oluşur.
- Bu durumda yeni sentezlenen ipliklerden biri, ileriye doğru kesintisiz bir şekilde sentezlenirken diğeri parçalar hâlinde geriye doğru sentezlenmiş olur. Bu parçalara Okazaki Parçaları adı verilmiştir
NOT:
- DNA replikasyonu (sentezi), 5’ → 3’ yönünde ilerler.
Çünkü;
- DNA Polimeraz Enzimi, uzayan bir ipliğin sadece 3´ ucundaki nükleotidin karşısına ( 3’ ucu Hidroksille ( OH ) bağlı yani boşta olduğu için sadece 3’ ucundan yeni Nükleotid ekleyebilir.) yeni nükleotit ekleyebilir.
- Kalıp zincir 3’ → 5’ yönünde okunur.
Replikasyon sırasında üç tane önemli enzim kullanılır. Bunlar;
Helikaz, Ligaz ve DNA Polimeraz ’dır.
1- Helikaz;
- Replikasyon orijinlerinde hidrojen bağlarının koparılmasını sağlayarak polinükleotit zincirlerinin ayrılmasını sağlar.
- DNA Polimeraz; polinükleotit zincirlerinin karşısına yeni nükleotidler ekleyerek yeni polinükleotit zincirlerinin 5’→ 3’ yönünde üretilmesini sağlar.
2- Ligaz;
- DNA parçalarının birleştirilmesi ve böylece polinükleotit zincirlerinin kesintisiz olmasını sağlar.
- DNA’nın iki ipliği birbirine zıt yöndedir.( antiparalel ) ( 5’→ 3’ ve 3’→ 5’ )
3- DNA polimeraz;
- Helikaz enzimi ile iki polinükleotit zinciri açıldıkça 3’→ 5’ yönündeki ipliğin karşısına 5’ → 3’ yönünde iplik sentezleyerek yeni polinükleotit zincirini oluşturur.
- Ancak, 5’→ 3’ yönündeki zincirin karşısına kesintisiz bir şekilde sentez yapamaz.
- Replikasyon orijini Helikaz enzimi ile açıldıkça 100 – 200 nükleotid uzunluğunda 5’→ 3’ yönünde ilerleyen kısa DNA parçaları sentezlenir.
- Bu DNA parçalarına Okazaki parçaları denir.
- Okazaki parçaları daha sonra ligaz enzimi ile birleştirilerek 5→ ’ 3’ yönündeki iplikte sentezlenmiş olur.
Aziz Sancar
“ DNA ’ ların kendini onarım mekanizmasını ” keşfederek 2015 yılında Nobel Kimya ödülünü almıştır.
- Çalışmasına önce bakterilerle başlamış ve bir enzimin, bakteri DNA’sındaki hasarlı nükleotidleri çıkarırken bu nükleotidlerin çevresindeki 12 nükleotidi de kesip attığını keşfetti.
- İnsanlarda DNA’daki hasarlı nükleotidlerin çevresindeki 27 nükleotidin nasıl kesilip atıldığını ve “doğru” nükleotidlerin bu boşluğa nasıl yerleştirildiğini bulmuştur.
- Bu mekanizmanın 16 gen tarafından sentezlenen 16 protein ile işlediğini keşfetmiştir.
- Aziz Sancar ayrıca 2015 mayıs ayında ekibiyle birlikte insan genomundaki DNA onarım genlerinin bütün bir haritasını yayımlamıştır.
DNA Replikasyonu Ek Bilgiler
Replikasyonun Mekanizması:
- DNA molekülü birbirine anti paralel uzanan iki zincirden ibarettir.
- Nükleotidlerin yapısında bulunan Deoksiriboz Şekerinin karbonları 1 ‘ den 5’e kadar numaralandırılmıştır.
- İki zincirden biri 5’ ucundan 3’ ucuna doğru uzanırken, diğer zincir 3’ ucundan 5’ ucuna doğru uzanır.
Dikkat:
DNA sentezi sadece 5’ ucunda ,3’ ucuna doğru ilerleyebilir.
- DNA replikasyonu, belirli ve spesifik nükleotid dizilerinin bulunduğu belirli orjin noktalarından başlar ve her iki yöne doğru ilerler.
- Bakteri ve virüs DNA ‘ların da tek bir orjin noktası var iken ökaryot hücre DNA ‘ların da binlerce orjin noktası mevcuttur.
Not !
» Ökaryotlarda ;
- DNA da aynı anda birçok replikasyon orijini oluşabilir.
- Bu durum aynı anda birçok yerden sentez devam ettiği için daha kısa sürede eşlenmeyi sağlar.
» Prokaryotlarda ise ;
- DNA halkası tamamen açılır yani sadece bir replikasyon orijini vardır.
- Bu durum da prokaryotlarda eşlenme tek bir hat üzerinden gerçekleştiğinden ökaryotlara göre daha yavaştır.
YARI KORUNUMLU( SEMİKONSERVATİF ) DNA EŞLENMESİ:
DNA nın AĞIR AZOT ORTAMINDA EŞLENMESİ :
» Bir DNA molekülündeki nükleotidler doğal koşullarda hafif azot atomları ( N14 N14 ) taşır.
» Bilim adamları DNA molekülünün kendini eşleme mekanizmasını öğrenmek için ;
- ağır azotlu ( N15 ) nükleotidlerin bulunduğu bir ortamda , DNA eşlenmesini sağladılar.
2- Eşleme Ortamı Yine (N 15):
- Öncelikle birinci eşleme sonunda oluşan, melez DNA moleküllerinin iplikleri birbirinden ayrılır.
- Daha sonra her bir DNA ipliği, ortamdaki ağır azotlu nükleotidleri kullanarak eşleniğini oluşturur.
- Böylece ikinci eşlemenin sonunda; iki melez ve iki ağır azotlu DNA molekülü olmak üzere, 4 DNA oluşur. (%50 melez ve %50 ağır DNA)
Not !
» Normal, melez ve ağır azotlu DNA moleküllerinin bulunduğu bir deney tüpü santrifüj edilirse;
- DNA molekülleri öz kütlelerine bağlı olarak olarak, deney tüpünün farklı yerlerinde sıralanırlar.
Örnek: 1) Normal azot içeren DNA molekülü , ağır izotoplu nükleotidlerin bulunduğu ortamda iki kez eşlendiğinde meydana gelecek melez molekülü ve ağır DNA molekülü sayısı kaçtır?
Örnek: 2) Ağır DNA’ya sahip bir bakteri optimum şartlar altında hafif azotlu bir ortamda yetiştiriliyor. 3 kez bölündükten sonra ortamdaki bakteriler alınarak santrifüj ediliyor. Bakterilerin santrifüj sonrası görüntüleri nasıldır?
Örnek: 3) Melez DNA’ya sahip bir bakteri 2 kere ağır azot içeren bir ortamda bölünürse,
I. Oluşan bakterilerin %75’i ağır DNA taşır.
II. Hafif DNA zincirlerinin ağır DNA zincirlerine oranı 1/3’tür.
III. Ortamda melez DNA içeren bakteri oluşmamıştır.
verilenlerden hangileri gözlenir ?
A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) II ve III E) I, II ve III
Pratik Yol:
- Ortam sabit olduğu zaman birinci bölünmeden sonra melez DNA sayısı değişmez.
- Oluşan toplam DNA molekül sayısı 2n formülü ile hesaplanır. (n = bölünme sayısı)
- Melez DNA sayısı bilindiğine göre, geri kalan DNA ‘lar ortam normal azotlu ise ”Normal Azotlu“, ortam ağır azotlu ise “Ağır Azotlu” olur.
Örnek: 4) Replikasyon ile ilgili aşağıdakilerden hangisi doğrudur?
A) Protein sentezinin başlangıcında gerçekleştirilir.
B) Ortamdaki ribonükleotit sayısı azalır.
C) Üretilen DNA’nın ipliklerinin birisi eskidir.
D) Ökaryotlarda DNA ’ nın üzerinde tek bir “ replikasyon orijini ” sayesinde replikasyon daha hızlı gerçekleşir.
E) DNA üzerinden RNA sentezidir.
CEVAP:4) C
Açıklama:
A)Protein sentezinin başlangıcında gerçekleştirilir. YANLIŞ. Protein sentezinin başında RNA sentezi gerçekleşir.
B) Ortamdaki ribonükleotit sayısı azalır. YANLIŞ. Ortamda “ deoksiribonükleotit ” sayısı azalır.
C) Üretilen DNA’nın ipliklerinin birisi eskidir. DOĞRU.
D) Üretilen polinükleotit zincirinin bir kısmı eski DNA’ya aittir. YANLIŞ. Ökaryotlarda DNA ’nın üzerinde bir çok “ replikasyon orijini ” olur. Bu durum replikasyonu hızlandırır.
E) DNA üzerinden RNA sentezidir. YANLIŞ. DNA replikasyonun da RNA sentezi olmaz.
Örnek: 5) Replikasyon sırasında,
I. RNA Polimeraz
II. Helikaz
III. Ligaz
IV. DNA Polimeraz
verilen enzimlerden hangisi görev alır?
A) Yalnız IV B) II ve III C) I ve IV D) I, II ve IV E) II, III ve IV
CEVAP:5) E
Açıklama: RNA Polimeraz : RNA SENTEZİNDEN SORUMLUDUR.
Buna göre;
1- DNA POLİMERAZ : DNA ‘nın kendini eşlemesini sağlar.
2- DNA az : DNA’yı sindirir (parçalar).
3- DNA HELİKAZ : DNA zincirleri arasındaki hidrojen bağlarını koparır.
4- DNA LİGAZ : DNA molekülüne yeni genlerin eklenmesini sağlar. ( DNA’yı onarır. )
5- DNA GİRAZ (TOPOİZOMERAZ II) : DNA molekülünün katlanmasını sağlar.
6- RESTRiKSİYON ENDONÜKLEAZ : DNA’daki genleri keser.
Örnek: 6) Bir hücrede gerçekleşen replikasyon sırasında aşağıdakilerden hangisinin miktarında artma görülür?
A) ATP B) Deoksiriboz C) Su D) Adenin E) Urasil
CEVAP:6) C
Açıklama:
- DNA replikasyonu sırasında yeni oluşacak DNA ipliği için ortamdan DNA ‘ya ait nükleotidler “ fosfodiester ” bağları ile bir araya gelecektir.
- Bu tepkimenin sonunda ( n – 1 ) su oluşacaktır.
Protein Sentezi Aşamaları :
- Replikasyon
- Transkripsiyon
- Translasyon
Protein Sentezi Denklemi :
- n ( Amino asit ) ———–> Protein + n-1 ( H2O )
Protein sentezinin şartları :
- Yeterli sayıda ve çeşitlilikte amino asit
- Ribozom organeli
- Mesajcı RNA
- Taşıyıcı RNA
- Enzimler
- ATP
Protein Sentezinin Hücrenin hangi kısımlarında Gerçekleşir ?
- Sitoplazma
- Mitokondri
- Kloroplast
- Granüllü Endoplazmik retikulum
Replikasyon Özellikleri
- Kalıp DNA’nın yapısında bulunan tüm nükleotidler sentezlenme olayına katılır.
- Replikasyonda DNA-polimeraz ve DNA-az görev alır.
- Replikasyon olayı yalnızca hücre bölünmesinin interfaz evresinde meydana gelmektedir.
- Replikasyonda amaç, genetik bilgilerin nesilden nesile aktarılmasını sağlamak.
- Replikasyon olayında DNA’nın yapısında iki zincir kalıp görevi görmektedir.
- Replikasyon sonucu sentezlenen yeni zincirler kalıp zincirlerle hidrojen bağı kurarak DNA molekülünü oluştururlar.
- Kalıp DNA 3′ ucundan 5′ ucuna doğru okunmaktadır.
Replikasyon Modelleri
- Conservative — ( Korunumlu )
- Semikonservatif — ( Yarı Korunumlu )
- Despersive — ( Parçalı )
Replikasyonun gerçekleşebilmesi için:
- Kalıp DNA
- Deoksinükleosit trifosfat ( dNTF )
- Replikasyon enzimlerine ihtiyaç vardır.
Replikasyonda İş Gören Temel Yapılar:
- DNA Helikaz enzimi
- Tek Zincir (SSB) Proteinleri
- Primaz
- DNA Polimerazlar
- DNA ligaz
- DNA Topo izomerazlar
TRANSKRİPSİYON
» Transkripsiyon, DNA’yı oluşturan nükleotit dizisinin RNA polimeraz enzimi aracılığıyla bir RNA dizisi olacak şekilde kopyalanması sürecidir. Başka bir ifadeyle, DNA’dan RNA’ya genetik bilginin aktarımıdır.
- Transkripsiyon ökaryotlarda nükleus, mitokondri ve kloroplastlarda gerçekleşirken, prokaryotlarda ise sitoplazmada gerçekleşmektedir.
- Transkripsiyonda amaç, DNA’daki genetik şifreyi mesajcı RNA’ya aktarmaktır.
- Transkripsiyon DNA’nın anlamlı zincir olarak adlandırılan kısımlarında gerçekleşir.
- Belirli protein sentezi için transkripsiyon gerçekleşir.
- Transkripsiyon yalnızca interfaz evresinde gerçekleşir.
- Transkripsiyonda görev alan enzim RNA polimeraz enzimidir.
- Transkripsiyon aynı hücrede defalarca gerçekleşebilir.
- DNA molekülünün tek zinciri ve gen bölgesi kalıp ödevi görevi görür.
- Sentezlenen RNA sentez bittikten sonra kalıp DNA dan ayrılarak sitoplazmaya geçer.
- Mesajcı RNA sentezinde DNA 3’ uçtan 5’ uca doğru okunmaktadır.
- Mesajcı RNA 5’ uçtan 3’ uca doğru sentezlenmektedir.
TRANSLASYON
Translasyon, transkripsiyon sonucu oluşan mRNA ’ lardaki koda uygun olarak ribozomlarda gerçekleştirilen amino asit zinciri veya polipeptit sentezi sürecidir.
Translasyonun gerçekleşmesi için gerekli olan yapılar ;
- Mesajcı RNA
- Aktif hale gelmiş taşıyıcı RNA
- Ribozom
- Yeterli miktarda ve çeşitlilikte amino
- ATP
- Enzim
Translasyon Özellikleri
- Translasyon olayında 4 çeşit nükleotidden 64 çeşit triple (üçlü nükleotit dizisi) oluşur.
- DNA’nın anlamlı triplelerine kod, m-RNA daki tripleye kodon, t-RNA daki tripleye antikodon denilmektedir.
- Translasyon sonucu oluşan 64 şifreden 62 tanesi amino asitlere karşılık gelirken geriye kalan 3 tanesi ise boş şifredir.
- Boş şifre olarak adlandırılan UAA, UAG ve UGA şifreleri protein sentezinin bitişini belirler.
- Protein sentezini başlatan şifre ise AUG ’ dir.
- Başlatan ve bitiren şifrelerin öncesi ve sonrasındaki şifreler okunmaz.
- Amino asitlerin polipeptid dizisi oluşturmaları amino (–NH2) uçtan, karboksil (-COOH) uca doğru gerçekleşir.
- Bazı amino asitleri şifreleyen triple (kodon) sayısı farklıdır.
Unutma !
1- Bir hücre bölündüğü zaman, DNA’ sın daki kalıtsal bilgileri hiçbir şekilde değişikliğe uğratmadan yavru hücreler aktarır.
Böylece DNA ’ nın hem kimyasal hem de toplam miktarı dölden döle sabit kalır. Bu olay DNA ’ nın kendini eşlemesiyle gerçekleşir.
2- DNA ’ nın eşlenmesi, hücre bölünmesi başlamadan önce interfaz evresinde ( İnterfazdaki “ S “ evresinde ) DNA molekülünün bir kopyasının oluşturulması işlemidir.
3- Yeni DNA moleküllerinde biri eski diğeri yeni olmak üzere iki zincir bulunur. Bu nedenle bu olaya Yarı Korunumlu ( Semikonservatif ) eşleme denir.
4- Replikasyon olayı hücre döngüsünün interfaz evresinde gerçekleşir.
Replikasyonun olması ilgili hücrenin bölüneceğini kanıtlar.
5– Ergin bir bireye ait olgun alyuvar ve nöron (sinir hücresi) gibi bölünemeyen hücrelerde replikasyon gerçekleşmez.
6- Replikasyon sırasında hücredeki serbest Deoksiribonükleotit ( A, T, G , S )sayısı Azalır.
DNA’ nın Replikasyonu Kısaca Şu Şekilde Özetlenebilir :
DNA Replikasyonunun Şematize Gösterimi
Not:
Rekombinasyon:
- Canlılarda DNA molekülünün yeniden düzenlenmesine ‘’ Rekombinasyon ‘’ denir.
- Rekombinasyon; Krossing – over , mutasyon gibi olgularla gerçekleşir.
Örnek: Normal azotlu (14N) DNA içeren bir bakteri ağır azot (15N) içeren bir ortamda bölünmeye bırakılıyor. Meydana gelen bakterilerde melezlik oranı nedir?
Örnek: Ağır azotlu (15 N) besinler içeren bir ortamda yetiştirilerek DNA ‘ sı işaretlenen bakteriler bir kez normal azot (14N), bir kez de ağır azot içeren ortamda bölünmeye bırakılıyor.
Bölünme sonunda ortamda bulunan bakterilerde normal azot içeren DNA ipliklerinin ağır azot içeren DNA ipliklerine oranı kaç olmalıdır?
NOT!
DNA PRİMASE ( Primaz )ENZİMİ:
1. Replikasyon çatalında, DNA sentezinin başlangıcını tanıyan ve kısa RNA primerini oluşturan enzim.
2. DNA polimerazlar tarafından birincil olarak kullanılan RNA oligonükleotidlerin üretimini katalize eden enzim.
Konuyla İlgili Soru Çözümlerinde Bilinmesi Gerekenler:
1- DNA EŞLENİRKEN:
- Deoksiriboz , Fosfat , Nükleotid , ATP kullanıldığı için azalır.
- DNA eşlenmesi bir dehidrasyon olayı olduğu için su miktarı artar.
- Riboz miktarı ise değişmez . Çünkü , DNA ‘ da Riboz şekeri bulunmaz.
2- DNA her eşlendiğinde kendisindeki nükleotid sayısı kadar ortamdan nükleotid alır.
Örneğin; 100 nükleotidlik bir DNA;
- Bir defa eşlenirse ortamdan 100 nükleotid azalır.
- İki defa eşlenirse 200 nükleotid azalır.
- Üç defa eşlenirse 400 nükleotid azalır.
» Yani her seferinde bir öncekinin iki misli nükleotid ortamdan azalır.
3- DNA nın kendini eşlemesi “ Kalıtım Materyali ” olduğunun kanıtıdır.
Ancak DNA ’ nın protein sentezinde görev alması “ Yönetici Molekül ” olduğunun kanıtıdır.
DNA tamamen açılmışsa kendini eşler ama DNA ortadan bir yerden açılmışsa protein sentezi olur.
Hatırlatma !
- Prokaryotların DNA’ sı halkasaldır.
- Ökaryotların DNA sı ise doğrusaldır.
- Ayrıca bakterilerin DNA sı “ histon ” proteinlerle sarılı değildir, ama “ arkelerin “ ve “ ökaryotların ” DNA sı “ histon ” proteinlerle sarılıdır.
4- Canlılarda DNA nın iki zincir arasındaki mesafe aynıdır.
İki farklı tür canlının ;
- DNA’ sın daki nükleotid çeşitleri ( A, T, G, S ) kesin aynıdır, nükleotid sayıları aynı ya da farklı olabilir,
- Nükleotid dizilişleri ise kesin farklıdır.
5- Bir insanın bütün vücut hücreleri zigotun mitoz bölünmesiyle oluşur .
Yani bir insanın farklı dokularındaki DNA‘sının ;
- Nükleotid sayısı , nükleotid çeşidi ve nükleotid dizilişi kesin aynıdır.
- Ancak aktif genler, mRNA , proteini ve enzimleri farklı olabilir.
Örneğin;
- Bir insanın kalp hücrelerinde de göz ile ilgili genler vardır ama pasiftir, bu yüzden kalp hücrelerinde kalp ile ilgili genler aktif olduğu için kalp ile ilgili protein ve enzimler sentezlenir
- Göz hücrelerinde ise kalp genleri pasif , göz genleri aktiftir .
- Kısacası bir insanın bir vücut hücresinde bütün özellikleri ile ilgili şifreler vardır ama bunların aktiflik ve pasiflik durumu farklıdır.
7- Eğer bir canlıda RNA sentezi sitoplazmada gerçekleşmişse bu canlı kesinlikle prokaryottur.
- Çünkü RNA molekülü DNA üzerinden sentezlenir.
- Yani RNA sentezinin sitoplazmada olması demek DNA ’nın da sitoplazmada olması demektir.
- Ökaryotlar da ise RNA sentezi çekirdekte olur.
8- Hücre bölünmesi için DNA sentezi olur, RNA sentezi ise protein sentezi için olur.
Yani bütün canlı hücrede DNA sentezi olmaz.
Örneğin;
- Sinir hücresi veya bitkilerde bölünmez dokularda DNA sentezi olmaz.
- Ancak RNA sentezi bütün canlı hücrelerde olur. ( Memelilerin olgun alyuvarları hariç. )
KONU TARAMA
SORU 1. DNA’nın replikasyonu ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi yanlıştır?
A) Replikasyon sırasında DNA’nın iki iplikçiği de kalıp olarak kullanılır.
B) Replikasyon sonucunda hücredeki DNA miktarı başlangıçtakinin iki katına çıkar.
C) Replikasyonda DNA polimeraz enzimi helikaz enziminden önce görev alır.
D) DNA polimeraz enzimi, DNA ipliğinin karşısına, doğru bazların getirilmesinden sorumludur.
E) Helikaz enzimi replikasyona uğrayacak DNA’nın iki iplikçiği arasındaki hidrojen bağlarını koparır.
Cevap.1: C
Açıklama:
- Önce helikaz DNA çift zincirini bir arada tutan zayıf hidrojen bağlarını yıkarak açar.
- Daha sonra açılan zincirler kalıp olarak kullanılarak DNA polimeraz aracılığıyla yeni zincirler oluşturulur.
SORU 2. Hücrede DNA’nın kendini doğru eşleyebilmesi için, C, H,O, N ve P elementlerinin de kullanıldığı,
I. Deoksiribozların sentezlenmesi
II. Organik bazların sentezlenmesi
III. Nükleotidlerin sentezlenmesi
IV. Fosfatların nükleotidleri bağlaması
V. Nükleotidlerin hidrojen köprüsüyle üç boyutlu yapıyı kazanması
gibi bazı metabolik olaylar gerçekleşir.
Bunlardan azotun kullanıldığı ilk metabolik olay ve DNA’nın işlerlik kazandığı olay aşağıdakilerden hangisinde birlikte verilmiştir?
A) I ve IV B) II ve III C) II ve V D) III ve IV E) III ve V
Cevap. 2: C
Açıklama:
Azotun ilk kullanıldığı olay organik bazların sentezlenmesidir.
DNA’nın işlerlik kazandığı olay DNA eşlenmesinde en son gerçekleşen nükleotitlerin hidrojen köprüsüyle üç boyutlu yapıyı kazanmasıdır.
SORU 3. Melez DNA içeren bir bakteri bir kez ağır azotlu ( 15N ) ortamda bölündükten sonra bir kez de normal azotlu (14N) ortamda bölünüyor. Bölünme sonunda ortamda, azot bakımından;
I. Ağır, II. Normal, III. Melez
DNA’ya sahi bakterilerin bulunma oranları hangisinde doğru olarak verilmiştir?
SORU 4. Aşağıdakilerden hangisi DNA’nın kendini doğru olarak eşlediğine karar verebilmek için yeterli kanıt sağlar?
A) Nükleotitlerin yapısı
B) Organik bazların dizilişi
C) Deoksiribozların yapısı
D) Zayıf bağların dizilişi
E) Fosfat bağlarının dizilişi
Cevap.4: B
Açıklama:
- DNA eşlenirken Adenin karşısına Timin, Guanin karşısına Sitozin bazları gelmelidir.
- DNA’nın kendini doğru eşleyip eşlemediği bu baz eşleşmelerine bakılarak anlaşılır.
SORU 5. Bir bakteri hücresinin bölünmesi sırasında DNA kendini eşlerken,
I. Deoksiriboz II. Sitozin III. Fosfat IV. Timin
gibi moleküllerin hangilerini eşit miktarda kullanır?
A) I-III B) II-IV C) III-IV D) II, III ve IV E) I, II, III ve IV
Cevap.5: A
Açıklama:
- DNA’da Timin, Guanin eşitliği yoktur.
- Ancak fosfat sayısı, deoksiriboz sayısına eşittir.
SORU 6. DNA’nın kendini eşlemesi sırasında,
I. ATP
II. Helikaz
III. Ribonükleotid
moleküllerinden hangileri harcanır?
A)Yalnız I B) Yalnız II C) Yalnız III D) I ve II E) I, II ve III
Cevap.6: A
Açıklama:
I. ATP . Harcanır. DNA eşlenmesi dehidrasyon olayıdır. ATP harcanır.
II. Helikaz . Harcanmaz. Helikaz, eşlenme sırasında çift zinciri açan enzimdir. Enzimler tekrar tekrar kullanılır.
III. Ribonükleotid . Harcanmaz. Ribonükleotid RNA’da bulunur. DNA’da bulunmaz.
SORU 7. Ökaryot bir hücrede,
I. DNA’nın kendini eşlemesi
II. mRNA sentezi
III. tRNA sentezi
olaylarından sitoplazma içerisinde gerçekleşmeyenlerin tamamı hangi seçenekte verilmiştir?
A)Yalnız I B) Yalnız II C) Yalnız III D) II ve III E) I, II ve III
Cevap.7: E
Açıklama:
- Ökaryot bir hücrenin sitoplazmasında DNA bulunmaz.
- RNA’ların hepsi DNA tarafından sentezlendiğine göre verilenlerden hiç birisi sitoplazmada gerçekleşmez.
SORU 8. Replikasyon sırasında gerçekleşen aşağıdaki olaylardan hangisi son olarak gerçekleşir?
A) Azotlu organik bazların sentezlenmesi
B) Azotlu organik bazlara pentoz şekerinin bağlanması
C) Nükleotidler arasında fosfodiester bağların kurulması
D) Nükleotidlerin hidrojen bağlarıyla birbirine bağlanması ve üç boyutlu yapı kazanması
E) Kendisini eşleyecek DNA iki ipliğinin birbirinden ayrılması
Cevap.8: D
Açıklama:
- Nükleotitlerin hidrojen bağlarıyla birbirine bağlanması ve üç boyutlu yapı kazanması en son gerçekleşen olaydır.
SORU 9. Normal (14N) azot atomlarına sahip DNA taşıyan bir bakteri, ağır (15N) azot atomları bulunan bir besi ortamında üç nesil çoğaltılıyor. Üçüncü nesilde oluşan bakteriler ile ilgili olarak;
I. Melez DNA’ya sahip bakterilerin, ağır DNA’ya sahip bakterilere oranı 1/3’ tür.
II. Normal azot atomu bulunduran DNA ipliklerinin, ağır azot atomu bulunduran DNA ipliklerine oranı 1/7’dir.
III. DNA’sında sadece normal azot bulunduran bakteri oluşmaz.
ifadelerinden hangisi ya da hangileri doğrudur?
A) Yalnız I B) Yalnız III C) I ve II D) II ve III E) I, II, ve III
Cevap.9: E
Açıklama:
I. Bölünmeler sonucu 8 DNA oluşur. Bunlardan 2’si melez 6’sı ağır DNA olacaktır.
2 / 6 = 1 / 3 I. öncül doğru.
II. 8×2=16 iplik oluşur. Bunlardan başlangıçtaki 2 iplik normal azot içerir.
Diğerleri ağır azot içerir. Normal azotlu DNA/Ağır azotlu
DNA = 2/14 = 1/7 II. öncül doğru.
III. DNA’sında sadece normal azot bulunduran bakteri oluşmaz.
İkisi melez, dördü ağır azotlu DNA olur. III. öncül doğru.
SORU 10. Nükleotid sayıları eşit olan aşağıdaki DNA‘ ları ayırmak için gereken sıcaklık değerinin çoktan aza doğru sıralayınız.
I. % 30 G – S
II. % 50 G – S
III. % 40 A – T
Cevap.10: III > II > I
Açıklama:
- Üçüncü öncülde % 40 A – T olduğuna göre % 60 G – S bulunur.
- G – S arasında üçlü bağ kurulduğu için, ayırmak için daha yüksek sıcaklık gerekir.
SORU 11. Aşağıdakilerden hangisi DNA ‘nın kendini doğru olarak eşlediğine karar verebilmek için yeterli kanıt sağlar?
A) Nükleotid yapısı
B) Organik bazların dizilişi
C) Deoksiribozların yapısı
D) Zayıf bağların yapısı
E) Fosfat bağlarının dizilişi
Cevap.11: B
Açıklama:
- DNA kendini eşlediğinde , ata DNA ‘ nın aynısı iki yeni DNA oluşmuş olur.
- Bir DNA ‘ nın nükleotid dizilişi değişmemişse ( Organik Bazların Dizilişi ) , bu DNA ‘ nın kendini doğru olarak eşlediğini söyleyebiliriz.
SORU 12.
200 A bazı , 100 G bazı
50 T bazı , 20 C bazı
250 Deoksiriboz
500 fosfat
Molekül sayıları yukarıdaki gibi olan bir ortamda en fazla kaç nükleotidden oluşan bir DNA molekülü sentezlenebilir?
Cevap.12: 140
Açıklama:
- Her nükleotidi sentezlemek için baz , deoksiriboz ve fosfat gerekir.
- Bunlardan hangisi yetersiz olursa onun sayısı kadar DNA sentezlenebilir.
- Yani elinizde çok sayıda şeker ve fosfat olup , baz yetersiz olursa , bu durumda baz sayısı kadar nükleotid üretebilirsiniz.
- Çünkü baz bittiğinde elinizde fosfat ve şeker olsa bile nükleotid oluşturamazsınız.
- Ayrıca DNA çift zincirli olduğu için Adenin sayısı kadar Timin , Guanin sayısı kadar Sitozin kullanılır.
√ Ortamda 20 C olduğuna göre en fazla 20 G kullanabilirsiniz, 50 T olduğuna göre 50 A kullanabilirsiniz.
√ Yani toplamda kullanabileceğiniz baz sayısı ( 20 + 20 + 50 + 50 = 140 ) 140 tır. Yani en fazla 140 nükleotidlik DNA sentezleyebilirsiniz.
SORU 13. Nişasta ile glikoz arasındaki yapısal ilişkiye benzer bir ilişki nükleik asitlerle aşağıdakilerin hangisi arasında vardır?
A)Nükleotid B) Pürin C) Pirimidin D) Deoksiriboz E) Fosforik asit
Cevap.13: A
Açıklama:
- Nişastanı yapı taşı glikozdur.
- Nükleik asitlerin yapı taşı “ nükleotidler ” dir.
SORU 14. Bir nükleotidin sentezi ile ilgili, aşağıda verilen grafiklerden hangileri çizilebilir?
A) Yalnız I B) Yalnız II C) Yalnız III D) I ve II E) II ve III
Cevap.14: C
Açıklama:
I. Grafik ( Su – Zaman Grafiği ) = Yanlış. Nükleotid sentezlenirken ( n -1 kadar ) su oluştuğunu hatırlayalım. Buna göre ortamdaki su artacaktır. Yani grafik tam tersi olmalı.
II. Grafik ( Pürin Organik Bazı – Zaman ) = Yanlış. Nükleotidler oluşurken ortamdan baz alacaktır. Bu baz pürin veya pirimidin bazı olabilir. Bunu bilemeyiz. Buna göre her şekilde pürin bazı da kullanılabileceğinden ortamda pürin organik bazı azalacaktır.
III. Grafik ( ATP – Zaman ) = Doğru. Nükleotit sentezi enzimatik bir olaydır. Yani enerji harcanan bir olaydır. Bu durumda ATP miktarı azalacaktır.
SORU 15. Bir nükleotidin yapısında aşağıdaki yapılardan hangisi her zaman bulunmaz?
A)Fosforik Asit B) Riboz şekeri C) Glikozit Bağı D) Ester bağı E) Azotlu organik bazı
Cevap.15: B
Açıklama:
- Nükleotidin yapısında, Pentoz Şekerinden “ Riboz ” veya “ Deoksiriboz “ bulunabilir.
SORU 16. DNA ve RNA ile ilgili;
I. İki polinükleotit zinciri birbirine hidrojen bağı ile bağlanır.
II. Kendini eşleyebilir.
III. Prokaryotlarda sitoplazmada bulunur.
Verilenlerden hangileri ortak olabilir?
A)Yalnız I B) Yalnız II C) Yalnız III D) I ve II E) II ve III
Cevap.16: C
Açıklama:
I. İki polinükleotit zinciri birbirine hidrojen bağı ile bağlanır. Yanlış.
- RNA tek zincirlidir.
- Dolayısıyla hidrojen bağı içermez.
- rRNA ve tRNA da hidrojen bağları vardır.
- Ancak bu RNA lar da tek bir polinükleotid zincirin kendi üzerinde katlanması ile oluşmuş bir hidrojen bağı vardır.
- İki polinükleotit yoktur tRNA da ve rRNA da.
II. Kendini eşleyebilir. RNA kendini eşlemez. Yanlış.
III. Prokaryotlarda sitoplazmada bulunur. DNA da RNA da prokaryotlar da sitoplazmada bulunur. Doğru.
SORU 17. Hücrede; r, m ve t olmak üzere üç çeşit RNA vardır.
Aşağıda verilen özelliklerden hangisi sadece rRNA ’ya aittir?
A) DNA tarafından üretilir.
B) Bir polinükleotit zincirinin kendi üzerine katlanması ile oluşmuştur.
C) Nükleotitlerden oluşmuştur.
D) Proteinle birleşerek ribozomu oluşturur.
E) Protein sentezinde görev alır.
Cevap.17: D
Açıklama:
A) DNA tarafından üretilir. Hepsi için geçerli.
B) Bir polinükleotit zincirinin kendi üzerine katlanması ile oluşmuştur. Hem t-RNA hem de rRNA için geçerli.
C) Nükleotitlerden oluşmuştur. Hepsi için geçerli.
D) Proteinle birleşerek ribozomu oluşturur. Sadece rRNA için geçerli.
E) Protein sentezinde görev alır. Hepsi için geçerli.
SORU 18. DNA ya ait olan aşağıdaki sayısal bağlantılardan hangisi RNA için de geçerlidir?
A) Toplam nükleotit sayısı, deoksiriboz sayısına eşittir.
B) Guanin nükleotit sayısı ile sitozin nükleotit sayısı eşittir.
C) Pürin bazlarının pirimindin bazlarına oranı 1 dir.
D) Pürin ve pirimidin bazlarının toplamı fosfat sayısına eşittir.
E) Toplam nükleotit sayısı ile guanin nükleotit sayısının toplamı hidrojen bağı sayısına eşittir.
Cevap.18: D
Açıklama:
A) Toplam nükleotit sayısı, deoksiriboz sayısına eşittir. Yanlış. (RNA nın yapısında “ deoksiriboz ” yoktur.)
B) Guanin nükleotit sayısı ile sitozin nükleotit sayısı eşittir. Yanlış. (RNA tek zincir olduğundan böyle bir eşitlik yoktur . Bu DNA için geçerli bir bağıntıdır.)
C) Pürin bazlarının pirimindin bazlarına oranı 1 dir. Yanlış. (RNA tek zincir olduğundan böyle bir eşitlik yoktur.)
D) Pürin ve pirimidin bazlarının toplamı fosfat sayısına eşittir. Doğru. (PÜRİN = A ,G PİRİMİDİN= U , C , T olduğuna göre; pürin + pirimidin (A + G + U + C + T) demektir. Bu da toplam nükleotid sayısı toplam fosfat sayısı anlamına gelir.)
(RNA İÇİN ; Pürin + Pirimidin (A + G + U + C) demektir. Bu da aynı şeyi ifade eder.)
E) Toplam nükleotit sayısı ile guanin nükleotit sayısının toplamı hidrojen bağı sayısına eşittir. Yanlış. (RNA tek zincir olduğundan böyle bir eşitlik yoktur.)
SORU 19. Bir mRNA’ nın hidrolizi sonucunda aşağıdaki moleküllerden hangisinin oluşması beklenmez?
A)Riboz B) Urasil C) Aminoasit D) Fosforik asit E) Sitozin
Cevap.19: C
Açıklama:
A) Riboz. Doğru. (BEKLENİR. mRNA’ da “ riboz “ şekeri vardır. Tüm RNA’ lar da olduğu gibi.)
B) Urasil. Doğru. (BEKLENEBİLİR. mRNA da “ urasil “ bazı OLABİLİR. Tüm RNA lar da olabileceği gibi.)
C) Aminoasit. Yanlış. (BEKLENMEZ. mRNA da ve hiçbir RNA veya DNA çeşidinin yapısında aa yoktur.)
D) Fosforik asit. Doğru. (BEKLENİR. mRNA da “ fosforik asit “ inorganik maddesi vardır. Tüm RNA larda olduğu gibi.)
E) Sitozin. Doğru. (BEKLENEBİLİR. mRNA da “ sitozin “ bazı OLABİLİR. tüm RNA lar da olabileceği gibi.)
KONU BİTTİ.
Comments (3)
kim hazırladıysa ellerine sağlık çok güzel olmuş minnettarız
kim hazırladıysa ellerine sağlık çok güzel olmuş minnettarız
Teşekkür ederiz.Umarız sizin için faydalı olmuştur.