Mikrobiyoloji S-Tipi Bakteriler

DNA Yapısı

• DNA, deoksiribo nükleik asittir.
• Genetik materyaldir ve nesilden nesile aktarılır.
• Kendini eşleyebilir (replikasyon).
• Genetik bilgiyi kodlar (gen ekspresyonu).
• Çevre şartlarına uyum sağlamak için değişebilir (mutasyon).

DNA'nın Keşfi

• Frederick Griffith, 1928'de yaptığı deneyde ölü S-tipi bakterilerin canlı R-tipi bakterilere dönüşüm faktörlerinin transfer edilerek onları hastalık yapan S-tipi bakterilere dönüştürdüğünü keşfetti.
• Oswald Avery, Colin MacLeod ve Maclyn McCarty, 1943'te dönüşüm faktörünün DNA olduğunu kanıtlayan deneyler gerçekleştirdi.
• J.D. Watson ve F.H.C. Crick, 1953'te DNA'nın çift sarmal yapısını keşfettiler.
• İlk defa DNA'nın bir kalıtım materyali olarak tüm özellikleri taşıdığının tanımlandı.

DNA ve RNA'yı Meydana Getiren Nukleotidler

• DNA ve RNA'yı meydana getiren nukleotidler üç yapı taşından oluşur.
• Şekerler: DNA'da Deoksiriboz, RNA'da Riboz
• Bazlar:
  • Pürinler (Adenine, Guanine)
  • Primidinler (Timin, Sitozin, Urasil)
• Fosfat Grupları

1) Bazlar

• Azot içeren halka yapılarından oluşurlar.
• Pürinler (Adenin ve Guanin) çift halkalıdır.
• Primidinler (Sitozin, Timin ve Urasil) tek halkalıdır.

2) Deoksiriboz Şekeri

• Beş karbonlu bir şekerdir (pentoz).
• Deoksiriboz şekerindeki 1' karbonu, bazlarla N-glikozidik bağ yapar.
• Bir pirimidinin 1' karbonu, bir pürinin 9' karbonu ile birleşir.
• Bu yapıya nukleotid denir.

3) Fosfat Grubu

• Tek, ikili veya üçlü olabilir.
• Deoksiriboz şekerinin 5' karbonundaki hidroksil grubu ile fosfat grubu arasında fosfodiester bağı oluşur.
• Baz+şeker+fosfat grubundan oluşan yapıya nukleotid denir.

Nukleotid Zincir Oluşturur

• Nukleotidler 5' ucundan 3' ucuna doğru uzar.
• Bir nukleotidin 3' karbonu ile diğer nukleotidin 5' karbonu arasında fosfodiester köprüleri oluşur.

DNA İki Polinukleotid Zincirden Oluşur

• DNA, birbirlerinin komplementleri olan iki polinukleotid zincirden oluşur.
• Çift sarmal yapı oluşturur (iki zincir birbirine sarılır)

Komplementer Zincir

• Bazlar, birbirleriyle belirli kurallara göre eşleşir (komplementasyon).
• Baz eşleşmeleri, H bağları ile gerçekleşir.
• Bir pürin, bir pirimidin ile eşleşir (Adenin-Timin, Guanin-Sitozin).

DNA Yapısındaki Bağlar

• Fosfodiester bağı: Şeker ve fosfat grupları arasında bulunur.
• Glikozit bağı: Baz ve şeker arasında bulunur.
• Hidrojen bağı: Komplementer bazlar arasında bulunur.

Çift Zincirli DNA'daki Baz Sayıları

• DNA'daki baz çiftlerinin sayısı, kilobaz (kb) birimiyle ifade edilir.
• GC oranı, gelişmiş canlılarda artar.
• AT/GC oranı, her canlı türü için sabittir.

DNA Çift Zincirleri Birbirine Antiparaleldir

• DNA zincirleri, 5' ucundan 3' ucuna doğru ters yönde uzanırlar.

DNA Denatüre ve Renatüre Olabilir

• Sıcaklık veya kimyasallar kullanılarak DNA'nın çift sarmal yapısı bozulabilir (denatürasyon).
• Uygun koşullar altında DNA tekrar çift sarmal yapıya geri döndürülebilir (renatürasyon).
• GC içeriği yüksek DNA'lar denatürasyona daha dirençlidir.

DNA Asidik Özelliktedir

• DNA'nın asidik özelliği, fosfat gruplarından kaynaklanır.
• Fosfat grupları, negatif yüklü oldukları için DNA'ya asidik özellik kazandırılır.
• Negatif yüklü DNA, suda çözünebilir.
• DNA, pozitif yüklü moleküllerle etkileşime girebilir.

DNA Viskoz Yapıdadır

• DNA'nın viskoz yapısı, çift sarmal yapısından ve uzun zincirlerinden kaynaklanır.
• DNA, suda çözüldüğünde, uzayan zincirler birbirine dolanarak viskoziteyi artırır.
• GC içeriği, viskoziteyi artırır.
• Sıcaklık ve iyon konsantrasyonu da viskoziteyi etkiler.

DNA'nın İskeleti

• Şeker-fosfat grupları, DNA'nın iskeletini oluşturur.
• Bazlar, şeker-fosfat omurgasına, hidrojen bağları ile bağlanır.

Büyük ve Küçük Oluk

• DNA molekülünün çift sarmal yapısında, büyük ve küçük oluklar bulunur.
• Büyük oluk, baz dizilerine erişimi kolaylaştırır

DNA Tipleri

• B-DNA, A-DNA ve Z-DNA olmak üzere DNA'nın farklı şekilleri vardır.
• Bu farklı yapılarda bazı boyutlar ve özellikleri farklıdır.
• Her yapının özel bir fonksiyonu var olabilir.

DNA Paketlenir

• DNA, hücre çekirdeğinde kompakt bir şekilde paketlenir.
• DNA, histon proteinleri ile ilişkili ve nukleozomları oluşturur.
• Bundan sonra, nukleozomlar, daha büyük yapı birimleri oluşturmak için bir araya gelir.

Kromatin Yapısı – Nukleozomlar

• DNA, histon proteinleri etrafında sarılır ve nukleozomları oluşturur.
• Kompakt yapı, bağlaç DNA ve histon olmayan proteinler ile desteklenir.

Histon Proteinleri

• Bazik yapıdaki proteinlerdir.
• Gelişmiş canlılarda, tip 1 (H1), 2A (H2A), 2B (H2B), 3 (H3) ve 4 (H4) olmak üzere 5 çeşit histon vardır.
• Her nukleozomda, bazı histon tiplerinin belirli oranları yer alır.

Histon Olmayan Proteinler

• Kromatin oluşumuna katılan yapısal proteinlerdir.
• Örnek olarak scaffold proteinleri verilebilir.
• DNA replikasyonu, DNA onarımı, transkripsiyon gibi çeşitli süreçlerde görev alır.

Solenoid Yapı

• 6 nukleozomu ve H1 histonlarını kapsayan bir yapıdır.
• Daha kompakt bir DNA paketlenmesini sağlar.

Heterokromatin ve Ökromatin

• DNA'nın yoğun şekilde paketlenmiş halleri heterokromatin, daha gevşek halini ökromatin olarak bilinir.
• Genellikle, heterokromatin, gen ifadesi için inaktif bölgelere denk gelir.

Paketlenme (DNA Organizasyonu)

• Nukleozom ve solenoid paketlenmesi ile DNA'nın mikroskobik düzeyde paketlenmesi.
• Metafaz kromozomu halinde binlerce defa yoğun bir şekilde paketlenmiş halde bulunur.

İskelet Yapısı = Scaffold Proteinleri

• Scaffold proteinleri, kromozomların iskeletini oluşturmak için DNA'ya bağlanarak, doğrudan katlanır.

Scaffold Yapısına Bağlanan Loop (Halka)

• DNA üzerinde tekrarlayan bazı sekanslar, scaffold proteinleri tarafından tanınır.
• Bu bölgelere SAR (Scaffold Attachment Regions) adı verilir.

DNA Organizasyonu

• DNA paketlenmesi, mitoz ve mayoz gibi süreçlerde önemlidir.
• Paketlenme sonucu, hücre çekirdeğindeki DNA, uygun bir şekilde organize edilerek yönetilir.

RNA Çeşitleri

• mRNA, tRNA, rRNA gibi çeşitleri vardır.
• Her tip, farklı fonksiyonlara sahiptir.

DNA vs RNA

• Bazların, şekerlerin ve genel yapılarının karşılaştırılması.