Nükleik Asitlerin Yapısı PDF

Nükleik Asitlerin Yapısı Nükleik asit terimi u İlk olarak hücre nukleusundan izole edilmişlerdir ve asidik karakterdedirler. u Bu nedenle bu moleküllere nükleik asitler adı verilmiştir. Nerelerde bulunurlar? u Hücrede çekirdeğin yanı sıra mitokondri ve kloroplastlarda da nükleik asit...

Nükleik Asitlerin Yapısı Nükleik asit terimi u İlk olarak hücre nukleusundan izole edilmişlerdir ve asidik karakterdedirler. u Bu nedenle bu moleküllere nükleik asitler adı verilmiştir. Nerelerde bulunurlar? u Hücrede çekirdeğin yanı sıra mitokondri ve kloroplastlarda da nükleik asit bulunmaktadır. Nükleik asit tipleri u Deoksiribonükleik asit (DNA) u Ribonükleik asit (RNA) Deoksiribonükleik asit (DNA) Kromozomun bileşenleri Kromozom temelde iki tip bileşenden meydana gelmiştir: u Nükleik asitler u Histon proteinleri Histon proteinleri u Lizin ya da arjinin gibi pozitif aminoasitlerce zengin moleküllerdir. u Fosfat grubundan dolayı negatif yüklü DNA’ya karşı çekim gösterirler. u Gen ifadesinin baskılanmasından sorumlu oldukları düşünülmektedir.  Nükleik asitlerin keşfi u İlk olarak İsviçreli bilim insanı Frederick Meischner tarafından 1869’da bulunmuştur. DNA’nın yapısının aydınlatılması u Genetik mühendisi James Watson ve fizik mühendisi Francis Crick ise DNA’nın çift iplikli ve sarmal yapıda olduğunu açıklamışlardır. u Bu başarı, onlara 1962 yılında Nobel Ödülü kazandırmıştır.  DNA’nın yapısı u DNA, bir eksen ve birbirleri etrafında sarılarak çift sarmal oluşturan iki DNA zincirinden oluşmaktadır. u Bu molekül bazı virüslerde tek zincirli olabilmektedir. Nükleotid u DNA’yı oluşturan çift sarmalın her sırası nükleotid birimlerinin peş peşe dizilmesi ile polinükleotid zincirini meydana getirir. Nükleotidin bileşenleri u Azot içeren, kapalı halkasal yapıda pürin veya pirimidin bazları u Deoksiriboz olarak adlandırılan beş karbonlu şeker u Fosfat molekülü (H3PO4) Riboz-Deoksiriboz Bazların yapıları Deoksiribonükleotid/ribokükleotid yapısı DNA’nın yapısal düzenlenişi u İki nükleotid zinciri birbirine anti-paralel ve komplementerdir. u Hidrofilik karakterdeki şeker-fosfat iskeleti molekülün dış kısmında yer alır. u Hidrofobik bazlar ise heliksin iç kısmında dizilmişlerdir. DNA’nın yapısal düzenlenişi DNA formları u B-DNA u Z-DNA u A-DNA B-DNA u En yaygın görülenidir. u Watson ve Crick modeli olarak da bilinir. u Bir eksen etrafında sağa doğru dönüş yapar. u Her bir döngüde 10 nükleotid bulunur. Z-DNA u Eksenin sol tarafına doğru döngü yaparak zikzak oluşturan DNA molekülüdür. u Her bir döngüde 12 nükleotid bulunur. A-DNA u DNA-RNA veya RNA-RNA heliks yapılarında görülmektedir. u Her bir döngüde 11 nükleotid bulunur. DNA’da form değişiminin nedeni u DNA formlarının, içinde bulundukları ortamın sıcaklığına ve tuz iyonu konsantrasyonuna bağlı olarak değişebildiği bilinmektedir. u Örn; B-DNA formu, ortamın tuz konsantrasyonu düşürüldüğünde A-DNA formuna dönüşmektedir. Pürinler u Adenin (A) ve guanin (G) bazlarıdır. u Dokuz atomdan oluşan iki adet karbon-azot halkası taşırlar. Pirimidinler u Timin (T), sitozin (S) ve urasil (U) nükleotidleridir. u Altı atomdan oluşan bir adet karbon-azot halkası taşımaktadırlar. Baz eşleşmeleri u DNA’nın iki ipliğinin arasındaki mesafe yaklaşık olarak 2 nm’dir. u Bir pürin ile bir pirimidin bazı eşleşme yapar. u İki pürün eşleştiğinde iki zincir arasına sığmamaktadır. u İki pirimidin eşleştiğinde ise bu aralığı dolduramamaktadır. Baz eşleşmeleri Karşılıklı zincirlerin birbirine bağlanması u DNA’nın karşılıklı iki zincirinde bulunan nükleotidler birbirlerine hidrojen bağlarıyla bağlanırlar. u Eşleşmeler A-T arasında 2 hidrojen bağı ve G-C arasında 3 hidrojen bağı kurularak gerçekleştirilir. Baz eşleşmelerinin formüllerle ifadesi ve rakamlar u A =T ve G = C’dir. u A + G = T + C’dir. u DNA molekülünün uzunluğu baz çifti (bp: base pair) terimi ile ifade edilir. u 1 kb = 1.000 bp u 1 mb = 1.000 kb = 1.000.000 bp Türleşmenin temelinde yatan mekanizma u Aynı türe ait bireylerin DNA dizileri değişiklik gösterebilmektedir. u DNA dizileri arsındaki farklılık farklı türlere ait bireylerde daha fazladır. u Çeşitli faktörler sonucunda genetik düzeyde oluşan değişiklikler (mutasyonlar), fenotipik açıdan birbirlerinden farklı bireylerin meydana gelmesini sağlar. Nükleotidler arası bağ u DNA zinciri üzerinde peş peşe dizilen nükleotidlerden birinin şeker molekülü ile diğerinin fosfat grubu arasında fosfodiester bağı meydana gelir. u Bu yolla nükleotid monomerlerinden nükleik asit polimerleri oluşur. Fosfodiester bağı u Fosfodiester bağı, nükleotidlerden birinin pentoz şekerinin 5. pozisyonundaki karbon atomu ile komşu nükleotidin şekerinin 3. pozisyonundaki karbon atomu arasında bir molekül fosfat grubu yerleşmesiyle meydana gelir. Nükleotidlerin fosfat gruplarını kaybetmesi u Polimerizasyon sırasında, her bir nükleotid, yapıya eklenmeden önce ikişer adet fosfat grubunu kaybeder.  Anti-paralel yapı u Sentez tamamlandığında, polinükleotid zincirinin bir ucunda 5’ fosfat (P), diğer ucunda da 3’ hidroksil (OH) grubu bulunur. u Karşıdaki ipliğin yönü de bunun tam tersidir. u Bu nedenle DNA ipliklerinin birbirine anti-paralel uzandığı söylenir. Triplet (kodon) u Yan yana duran üç nükleotid bir amino asidi kodlamaktadır. Bu yapıya triplet ya da kodon adı verilir. Kodon sayısı u Genetik materyal, 20 amino asit için 43 = 64 farklı kodon oluşturabilir. u Bu durum, her amino asit için bir veya daha fazla sayıda kodonun bulunduğu anlamına gelir. Örn; u Serin için UCU ve UCC u Valin için GUU, GUC, GUA ve GUG Başlangıç ve bitiş kodonları u AUG başlangıç kodonudur. u UAA, UAG ve UAG ise bitiş kodonları olarak görev yapar. Kodonların karşılık geldiği amino asitler Genetik kod evrenseldir u Bir triplet prokaryotlarda hangi aminoasidi kodluyorsa, ökaryotlarda da aynı amino asidi kodlamaktadır. Genetik kodun evrenselliğine istisna! u Bazı tek hücreleri ökaryotların genetik şifrelerinde bazı farklılıklar tespit edilmiştir.  DNA sentezinin keşfi u In vitro DNA sentezi ilk defa Nobel ödülü sahibi Arthur Kornberg tarafından DNA polimeraz ve DNA ligaz kullanılarak gerçekleştirilmiştir.