DNA YAPISI VE GÖREVLERİ
Biyoloji, nükleotitler ve proteinler konusu. Deoksiribonükleik asitler. DNA’nın yapısında yer alan bazlar, şeker ve fosfatlar. Genetik şifre ve santral dogma.
DNA bir canlının tüm özelliklerini; protein yapısını, boy uzunluğunu, göz ve saç rengi, zeka, yetenek ve cinsiyet gibi özelliklerini belirleyen bir yapıdır. Bir hücredeki tüm faaliyetler DNA kontrolünde gerçekleştirilir.
DNA ökaryot hücrelerde hücre çekirdeğinde, prokaryot hücrelerde stoplazmada serbest halde bulunur.
Canlılarda protein sentezinde rol alan RNA lar DNA kontrolünde sentezlenir. Böylece canlıda üretilen tüm protein bileşikleri DNA kontrolünde sentezlenmiş olup o canlıya özgüdür. Canlı hücrelerinde solunum, sindirim gibi hayatsal faaliyetler DNA kontrolündedir.
Aynı tür canlılarda örneğin insanlarda protein yapıları benzerlik gösterir. Ama birbirinin aynısı değildirler. Her canlıda protein yapısı o canlıya özgüdür. Bununla birlikte bazı protein çeşitleri tüm insanlarda aynıdır.
Her canlı türünde DNA o canlı türüne özgü yapılar taşıdığı gibi bulunduğu bireyi aynı türün diğer canlılarından ayıracak bir yapıya sahiptir.
Bir DNA nükleotit denilen birimlerin birbirine eklenmesiyle oluşmuştur. Nükleotitlerin diziliş biçimi o canlının özelliklerini belirlemektedir. Bununla birlikte DNA oldukça karmaşık bir yapıdadır ve o canlıya ait tüm vücut bilgileri DNA da kodlanmış halde bulunmaktadır.
DNA heliks biçiminde ikili sarmal yapıdadır. DNA yapısı bir merdivene benzetilebilir. Merdivenin her parçası bir çift nükleotidden meydana gelir.
Prokaryot hücrelerde DNA çıplak olarak stoplazmada bulunur. Ökaryot hücrelerde DNA çekirdekte bulunur ve çevresi histon proteinleri ile sarılmıştır.
Nükleotitler
Bir nükleotit; azotlu bir organik baz, 5 karbonlu bir şeker ve 2 fosfatdan meydana gelmiştir. Fosfat ve şeker merdiven kenarını oluştururken bazlar merdiven ayağını oluşturur.
Azotlu Organik Bazlar
Azotlu organik bazlar ikiye ayrılırlar, Pürin bazları ve pirimidin bazları.
Pürin bazları: Adenin ve guanin bazlarıdır. Bu bazlar çift halkalı iskelete sahiptirler.
Pirimidin bazları: Timin ve sitozin bazlarıdır. Bu bazlar tek halkalı iskelete sahiptirler.
5 Karbonlu Şekerler
DNA yapısında 5 karbonlu şeker olarak deoksiriboz şekeri bulunur.
Fosfat Grubu
Bunlar fosforik asit (H3PO4) tir. Fosforik asit kompleks moleküllerin yapısına girdiğinde fosfat grubu adını alır.
DNA’nın tek ipliğindeki nükleotitler birbirlerine fosfat bağları ile bağlanırlar. Bu bağlar fosfodiester bağları olarak da adlandırılır.
Bir DNA sarmalı azotlu organik bazların birbirlerine bağlanması ile meydana gelir. Bu bağlanmada adenin bazı timin bazı ile, guanin bazı sitozin bazı ile eşleşir. Bir DNA sarmalında pürin ve pirimidin bazlarının sayısı birbirine eşittir. Azotlu organik bazlar birbirlerine zayıf hidrojen bağları ile bağlanmıştır.
Şeker ile fosfat arasında fosfoester bağı bulunur. Şeker ile azotlu baz arasında glikozit bağı bulunur.
Bir DNA’da azotlu organik bazlar arasındaki ilişki aşağıdaki gibidir.
A = T
G = C
A + G = C + T
A + C = G + T
Bir DNA’da nükleotit, şeker, baz ve fosfatlar arasındaki ilişki aşağıdaki gibidir.
Nükleotit sayısı = Fosfat Sayısı = Baz Sayısı = Şeker Sayısı
Genler
Bir canlının sahip olduğu tüm karakterler DNA lardaki genler üzerinde şifrelenmiştir.DNA zincirinde gruplanmış baz dizilerine gen adı verilir. Örneğin bir DNA sarmalında 100 milyon adet baz dizisi olsun. Bu baz dizisi 10 binerlik 10 bin adet gruba ayrılmış olsun. Bu 10 bin adetlik baz gruplarından her birine gen adı verilir. İnsan hücresinde yaklaşık 24.000 kadar gen bulunmaktadır. İnsan DNA'sı yaklaşık 3 milyar baz çifti içerir. Buradan anlaşılacağı üzere DNA oldukça uzun bir sarmaldır ve oldukça düzenli biçimde paketlenmiştir. İnsan vücudundaki tüm DNA'lar paket yapısından çıkarılarak uç uca eklense dünya ile uzay arasının 600 kez kat edilirdi.
DNA'daki bilgilerin %99'u tüm insanlarda ortaktır. %1'i ise bireye özgüdür.
Genetik Şifre
Canlı yapılarında 20 çeşit aminoasit bulunur. Bu aminoasitlerin hangilerinin hangi sıraya göre dizilerek protein sentezi yapılacağı DNA tarafından verilecek şifrelere bağlıdır. DNA yapısında bulunan 4 çeşit nükleotit 3’lü kombinasyonlarla 20 çeşit aminoasiti şifreler. 4 çeşit nükleotidin 3 lü kombinasyonlarının sayısı 43 = 64 tür. Bu sayı 20 çeşit aminoasiti şifrelemek için yeterlidir. DNA’daki 3 adet nükleotidin biraraya gelerek oluşturduğu yapıya genetik kod veya biyolojik şifre adı verilir. Bu 3 lü nükleotit dizisinin her birinin vücut için bir anlamı vardır.
Örneğin;
AAT, AGC, CTT gibi nükleotit dizilimleri aminoasitleri şifreler. Bu şifreler mRNA’ya aktarılır. tRNA aminoasitleri ribozoma taşır. Ribozomda mRNA’nın kodonu ile tRNA’nın antikodonu birleşir. rRNA aracılığı ile bu aminoasitler canlı vücuduna özgü biçimde birleştirilir ve protein sentezi yapılır.
Protein sentezi ve genetik şifreyle ilgili daha geniş bilgi yazı sonundaki linkte yer almaktadır.
Santral Dogma
Bir hücrede meydana gelen bilgi aktarım olaylarının tamamına "santral dogma" adı verilir. Santral dogma aşağıdaki olayların tamamıdır.
1- DNA’nın kendisini eşlemesi. Bu olaya replikasyon adı verilir.
2- mRNA sentezi. Protein sentezi için gerekli olan biyolojik şifrenin mRNA’ya yazılması işlemidir. Bu olaya "transkripsiyon" denir.
3- Biyolojik şifrenin ribozomda okunarak ilgili aminoasitin ribozoma taşınması. Bu olaya translasyon adı verilir.
Ökaryot hücrelerde DNA’nın kendisini eşlemesi ve mRNA yazılımı çekirdekte gerçekleştirilir. Prokaryot hücrelerde bu olaylar stoplazmada meydana gelir.
DNA kendisini eşlerken bir hata meydana gelirse bu olay "mutasyon" olarak adlandırılır.
DNA'nın Görevleri
1 – Canlıya ait kalıtsal bilgileri taşır.
2 – Hücre bölünmesini kontrol eder. Bölünme sırasında kendisini eşler.
3 – Kalıtsal çeşitlilik oluşmasını ve temel özelliklerin oğul döllere geçmesini sağlar.
4 – Hücredeki tüm proteinlerin sentezini yönetir.
RNA Yapısı ve Görevleri
Protein Sentezi
Genden Proteine Çözümlü Sorular
SANATSAL BİLGİ
11/09/2017