Biyoloji ile bir sorunum vardı arkadaşlar lütfen yardım edermisiniz ?????

PSG · 14-03-07, 19:37

Ya internetten ben araştırdım istediğim bilgileri bulamadım bana bi adres verseniz süper olur ya konu bu:
Nükleik asitler

şimdiden tşklerr

Gizem_07 · 14-03-07, 19:51

[Linkleri sadece kayıtlı üyelerimiz görebilir.ForumTR üyesi olmak için tıklayınız]

[Linkleri sadece kayıtlı üyelerimiz görebilir.ForumTR üyesi olmak için tıklayınız]

: NÜKLEİK ASİTLER

GIRIS

Nükleik Asitler, genetik bilginin saklanmasi; replikasyonu (çogaltilmasi); rekombinasyonu (genetik çesitliligi); transmisyonu (aktarilmasi) islevlerinin yerine gelmesini saglarlar. Kisaca, yasayan hücrenin / canlilarin ne oldugunu ve ne yapacagini yapilarinda tasiyan ve belirleyen moleküllerdir. Bu nedenle, kimyasal yapilarini, biyokimyalarini / moleküler biyoloji ve metodolojilerini bilmek çok önemlidir. Nükleik asitler iki büyük gruba ayrilmaktadir:
1) DNA (Deoksiribonükleik asit)
2) RNA (Ribonükleik asit)
Her iki nükleik asit de nükleotidlerin polimerize olmasi ile olusur. Nükleik asitler ilk kez, hücre çekirdeginden izole edildikleri için bu ismi almalarina karsin: hem DNA, hem RNA hücrenin baska kisimlarinda da bulunmuslardir. Büyüklükleri genis bir spektruma yayilir. RNA bilinen en küçük nükleik asit molekülüdür. Moleküler agirligi 25.000 daltondur.Bütün atom ve moleküllerde oldugu gibi DNA/RNA'in da agirliklari DALTON birimi ile verilir. Bir Dalton, bir Hidrojen atomunun agirligina esittir. Bir Dalton, 1.67 x 10-24 g'a esit olup buna AVOGADRO SAYISI denir. DNA'nin yapi taslari Deoksiribonükleotid'ler; RNA'nin yapi taslari ise Ribonükleotidlerdir. Her nükleotid üç alt birimden olusur:
1) Nitrojen içeren heterosiklik ve aromatik bir halka olan bazlar ki; bu ya bir PÜRIN ya da PIRIMIDIN bazidir.
2) Bes karbon ihtiva eden bir pentoz sekeri.
3) Bir molekül fosforik asit.
DNA'nin ve RNA'nin birimleri olan Pürin ve Pirimidin bazlari genetik bilgiyi tasirlar. Seker ve Fosfat gruplari ise yapisal elemanlardir.
DNA'ya karakteristik olan bazlar Adenin (A), Thymin (T), Sitozin (C), Guanin (G) (C5H4N4); RNA'ya karakteristik olan bazlar ise Adenin, Guanin, Sitozin ve Urasil (U) (C4H4N2) 'dir. (Sekil 3.1). Bir bazin seker ve fosfat grubuyla olusturdugu birime nükleotid denir. DNA molekülü iki nükleotid zincirinin saat yönünde sarmal yapmasiyla olusur. Her bir turda 10 nükleotid bulunur (Sekil 3.2) Nükleotidler, 5'-3' fosfodiester baglari ile polinükleotid zincirlere polimerize olmaktadir (Sekil 3.3). Bu baglar komsu deoksiriboz üniteleri ile olur. Intakt insan kromozomlarinda, bu polinükleotid zincirleri (çift sarmal hali) ile milyonlarca nükleotid uzunluguna ulasirlar (Sekil 3.4). DNA'nin anatomik yapisi kimyasal bilgiyi tasiyarak ana hücreden yenisine tüm genetik bilginin geçisini saglamaktadir. Ayni zamanda DNA'nin primer yapisi, proteinleri olusturan amino asit dizilerini de belirleyicidir.
DNA'nin dogal durumu Watson ve Crick'in 1953'de açikladigi gibi çift sarmaldir. Helikal yapi saga dönüsümlü spiral bir merdivene benzemektedir. Iki polinükleotid zincir karsit yönlerde akarlar. Bu akista Adenin Timin ile; Guanin ise Sitozin ile hidrojen baglari ile baglanirlar. Çift sarmal DNA molekülü, sarmalin açilmasi ile replike olur ve yeni iki komplementer sarmal sentezi mümkün olmaktadir (Sekil 3.5). Bu orijinal DNA'ya uygunluk göstermektedir. Benzer olarak, bazlarin komplementer özellikte olmasi; hasarli DNA moleküllerinin de dogru biçimde tamirini de gerçeklestirebilir.

3.2. YAPI TASLARI

DNA, polimerik nükleik asit makromolekül olup, nitrojen kapsayan bazlar, bes karbonlu seker ve fosfat gruplari olarak 3 bölümden olusmaktadir.

3.2.A. Bazlar: PÜRIN (C5H4N4) bazlari Pirimidin ve imidazol halkasindan olusurlar. Iki bazda aromatik, hidrofobik ve baziktir. Serbest sekilde hücrede çok az miktarda bulunurlar. Pirimidin halkasi tamamen planerdir; Pürin ise planer'e çok yakindir. Pürin bazlari: Adenine ( 6 aminopurin) ve Guanine (2 amino- 6 oxopurin); PIRIMIDIN bazlari ise Cytosin (2 oxo-4 aminopyrimidine), Thymin (2,4, Dioxo-5 methyl Pyrimidine) ve Urasil (2,4, Dioxopyrimidine)'dir.
Nükleik asitlerin biyolojik islevleri açisindan bazlarin Hidrojen bagi yapma kapasitesi çok önemlidir. Hidrojen baglari, elektronegatif (O,N,F) bir atoma kovalent bagli Hidrojen ile, diger bir elektronegatif arasinda olusan baga denir. DNA / RNA bazlarinin Hidrojen-bagi yapan fonksionel gruplari sunlardir:
1) A,G,C'nin NH2 gruplari
2) A,G'nin Birinci Pozisyonundaki NH gruplari
3) C,T ve U'nun üçüncü pozisyonundaki NH gruplari
4) C'nin ikinci pozisyonundaki;G'nin altinci pozisyonunda ki ve T ile U'nun 4. pozisyonundaki kuvvetli elektronegatif Oksijen'dir.
A ile T/U arasinda 2 bag; G ile C arasinda 3 bag vardir. Dolayisi ile bir G?C baz çifti; bir A=T baz çiftinden daha kuvvetlidir. Serbest Pürin ve Pirimidin bazlari suda iyi çözünmezler. Hafif alkali olup; pH'ya göre degisik formlar gösterirler. Fizyolojik pH'da (6.5-7.0) lactom formu predominanttir. Bu form zaten Hidrojen-bagi yapan formdur.
Heterosiklik aromatik yapilari dolayisi ile bütün pürin ve pirimidine bazlari 260 nm'de UV isigini absorbe ederler. Bu özellikleri, serbest baglarin, ayni zamanda nükleosid, nükleotid ve nükleik asitlerin belirlenmesinde ve kantitatif analizinde önemlidir.
3.2.B. Sekerler: Riboz ve Deoksiriboz, RNA ve DNA'ya özgü bes karbonlu pentoz sekerlerdir.Aralarindaki fark C"2 deki OH grubunu DNA'da olmayisidir. D ve beta sembolleri C'4 ve C'1 deki özel konfigurasyondan dolayidir. Genel formülleri (C5H10O5) seklindedir. Bütün monosakkaritler iki sinifa ayrilir: ALDOZ ve KETOZLAR. Aldoz, aldehyde grubu tasir; ketoz ise keton grubu tasir. Dogada genellikle ring seklinde bulunurlar.

3.2.C. Fosfatlar: Fosfat organik bir biyomolekül'de genellikle mono veya diester bagi seklinde, mono veya dianhidrit bagi seklinde veya ester ve anhidrit baglar seklinde bulunur. Pentoz sekerinin C5' atomuna bir, iki ya da maksimum üç fosfat grubu ester bagi ile baglanmis olabilir. Bu fosfatlara alfa, beta ve gamma fosfat adi verilir. alfa - P - Ribose'a ester bagi ile; fakat diger iki fosfata P-anhydrid baglar ile baglidir. Beta ve gamma baglar yüksek enerji içeren baglardir. Hidrolizleri büyük miktarda enerji açiga çikarir. Buna karsilik P-ester bagi (alfa) yüksek enerjili degildir. NTP'lerde bulunan yüksek enerjili baglar, nükleik asit sentezi açisindan önemlidirler. Fizyolojik pH'da (pH 7.0) nükleik asit bazlari arti ya da eksi yüklü degildir. Fosfat gruplari ise asidiktir, dolayisi ile H atomlarini vermis; 2,3 ya da 4 negatif yük tasirlar.
DNA ve RNA birbirine kovalent bag ile baglanmis; ribo ve desokribonükleotidlerden olusmustur. Bu nükleotidler birbirlerine P-diester (C'5OH -- C'3OH) esasinda baglar ile baglanmistir. Bu sabit bir omurga olusturur ki bu da DNA/RNA'nin primer yapisidir.
P - Rib - P - Rib - P - Rib - P - Rib. Æ
Zincirin polaritesi vardir ve kural olarak baz dizisini ribozun 5' karbon'dan baslayarak 3' karbonuna dogru okumaktadir. Birinci nükleotid zincirin 5' ucunu; sonuncu nükleotid zincirin 3' ucunu olusturur.
Nükleotid = Baz + Riboz + Fosfat
Nükleosit = baz + riboz
Serbest pürin ve pirimidinler ile serbest nükleositlerde hücrede eser miktarda bulunur. Bunlar yalnizca nükleotidlerin kimyasal ve enzimatik yikimlari sonucu olusurlar. Buna karsin ribo ve dezoksiribonükleotidler, hücrede çok bol miktarlarda mevcutturlar. Nükleotidlerin fosforik asit gruplari; oldukça kuvvetli asitlerdir. pH 7'de nükleotidler negatif yüklü olarak bulunurlar.
O
ÁÁ
Baz æ Riboz æ P æ O-
?
O-
Nükleosid ve nükleotidler biri baz'in digeri ribozun olmak üzere ise PLANER iki halka içerirler. Nükleotidlerin en stabil konformasyonunda bu baz ve seker halkalar CO-PLANER yani ayni düzlemde degil; birbirlerine 90° açili sekildedir.
Polinükleotidleri olusturan nükleotid üniteleri birbirlerine fosfo-diester baglari ile baglidirlar. Fosfat grubu, yanyana iki nükleotid'in 3' ve 5' karbonlarini içeren iki ester bagi kurdugundan, baga 3' Æ 5' fosfo-diester bagi denilmektedir.
pH 7'de polinükleotidlerin dis yüzeyindeki asidik fosfat gruplari, neredeyse tamamen iyonize durumda olduklarindan, nükleik asitler polianyonik yapidadirlar; yani negatif yüklüdürler.

3.3. DNA MOLEKÜLÜ

3.3.A. DNA Molekülü: Watson-Crick modeline göre DNA molekülleri iki uzun zincirden olusmakta; bu iki zincir uzun eksenleri etrafinda birbirine sarilarak çifte sarmali olusturmaktadir (Sekil 3.5) Iki zincir birbirine anti paralel'dir (antiparalel double- helix).
Pürin ve pirimidin bazlari heliks'in iç kismindadir. Fosfat ve deoksiribose birimleri ise molekülün disindadirlar. Bazlarin, düzlemleri heliks aksina dik açidadir. Dolayisi ile riboz sekerlerinin halkalarina da dik açi olustururlar.Her baz birbirinden 3.4 A° uzakligindadir. Aralarinda 36°'lik bir açi farki vardir. Heliksin bir tam dönüsü 10 bp içerir ve 34 A°'luk uzakliktadir. (1 A° = 10-8 cm yani 10-10 M'dir.) Heliks Çapi 20 A°'dur (Sekil 3.4). DNA'nin iki zinciri birbirine Hidrojen baglari ile baglidir. A her zaman T ile (A=T); G'de hep C ile bir çift olusturur (G?C) (Sekil 3.4).
Bir DNA zinciri üzerindeki baz dizilimi hiçbir sekilde sinirli degildir. Bu spesifik baz dizilimi genetik bilgiyi kodlamaktadir.DNA çifte sarmal'inin en önemli özelligi bazlarin arasindaki çiftlesmenin spesifikligidir.
Watson-Crick, sterik ve Hidrojen bagi olusturma sebeplerinden hep A=T ve G=C'nin bir çift olusturmasi gerektigine karar vermislerdir. Birbirine Hidrojen bagi ile bagli bir baz çiftine bagli glikosidik baglar her zaman 10.85 A° uzakligindadirlar. Bir pürin-pirimidin baz çifti bu arayi tam olarak doldurur. Buna karsilik, heliks içinde iki purin için yeteri kadar yer yoktur. Iki pirimidin ise birbirlerinden çok uzak kalacaklari için Hidrojen bagini kuramaya-caklardir. Bu nedenle, baz çiftleri yalnizca Hidrojen bagi faktöründen degil; ayni zamanda heliks içindeki dar mekani optimal kullanma açisindan da uygundurlar. A - T ile G - C ile en uygun Hidrojen bagini olustururlar. Bu Hidrojen baglarinin yerlesimleri ve uzakliklari baz çiftleri arasinda olmasi gereken optimal kuvvetteki interaksiyonlari mümkün kilar. Iki zincirin birbiri etrafinda dolanarak çifte sarmali olusturmasi; polar olan seker ve fosfat iskeletini strüktürün dis kismina kaydirmakta; bu sekilde bu hidrofilik gruplar su ile temas halinde bulunmaktadirlar. Buna karsilik, hidrofobik olan bazlar, heliksin iç kisminda yer almakta; polar gruplar ise, (NH2, O, NH vb.) birbirleri ile Hidrojen baglarini olusturmaktadirlar. Her zincirden bir baz; karsi zincirden bir baz ile bu sekilde eslesmektedir (A-T, G-C). Baz çiftlesmesinin en önemli sonucu; bir zincirde olan baz dizisinin otomatik olarak diger zincirdeki diziyi göstermesidir. Bu ana prensibin disinda, baz dizilimi açisindan herhangi bir kisitlama yoktur. Baz çiftleri tamamen tek bir "düzlemde" olup; çok yassi ve hidrofobik olan halkalari, birbirleri ile hidrofobik interaksiyona girerek; bir tabak yigini seklinde üstüste dizilirler ve bu sekilde su ile kontaktlarini azaltirlar. Bu da molekülün, spiral bir ip merdiven seklinde görünmesine yol açar. Bu ip merdivenin yanlarini fosfat-riboz iskeleti; basamaklarini ise birbiri üzerine dizilmis baz çiftleri olusturmaktadir.
Iki zincir birbirine aksi polaritede; antiparalel'dir; yeni bir zincirin nükleotid baglari 3' Æ 5'; digerinde ise 5' Æ 3' dogrultusundadir. Her iki zincirde sag dönüsümlüdür (right-handed). Her bir tam dönüs, 34°A içinde 10 baz çifti kapsamaktadir.
Çifte sarmalin stabilitesini saglayan faktörler sunlardir.
1) Fosfodiester baglari
2) Hidrofobik interaksionlar
a) Pürine ve Pirimidine birbirlerine aktivite gösterirler.
b) Kavitasyon enerjisi.
Nükleik asitlerin fosfo-diester baglari fleksibl'dir.Bu noktalardan saga/sola dönüs olur.

3.3.B. Diger DNA Molekül Tipleri:
B-DNA: Watson ve Crick'in tarif ettikleri yapidir. Saga dönüslüdür. (Sekil 3.6).
A-DNA: DNA süspansion halinde iken suyun çikarilmasi ile (dehidrasyon) veya % 70-75 etanol içinde olusmaktadir. Böyle ortamlarda DNA'da büzülmeler meydana geldiginden; her bir dönüse 10.7 baz çifti isabet eder. Saga dönüslü bir omurgaya sahip olan bu tip DNA'da bazlarin birbirlerine uzakligi 0.26 nm ve orta eksenine göre bazlar arasinda 32.7°'lik bir açi bulunmakta ve tam bir dönüs 2.8 nm kadardir. Heliks çapi 2.3 nm'dir. Biyolojik önemi bilinmemektedir.
Z-DNA: Omurgasinin yönü sola dönüslü ve zigzag'dir. Her bir dönüste 12 baz çifti bulunur. Baglar arasi uzaklik 0.37 nm; heliks çapi 1.8 nm'dir. "Glikozil baglarin syn-veya antikorformasyonda olusu bu yapinin karakteristigidir. Bazlar arasinda -30°'lik bir açi vardir. Sentetik DNA fragmani d(CGCGCG) sol dönüslü bir heliks olarak kristalize olmaktadir. Biyolojik islevi bilinmemektedir. Bazi spesifik proteinlerin DNA'daki G-C'den zengin bölgelere baglanmasi ile B'den Z'ye dönüsebilecegi düsünülmektedir (Sekil 3.6).

3.3.C. Laboratuar Kosullarinda DNA'nin Saklanmasi
DNA'nin +4°C'de saklanmasi önerilmektedir. Bunun nedeni, özellikle büyük DNA moleküllerinin parçalanmasinin önlenmesidir.
Ancak, bu hallerde, eger yeterli bir purifikasyon yapilamadiysa; nükleaz'lar tarafindan olusturulacak degradasyona engel olunamayabilir. Arka arkaya dondurma/çözündürme sikluslarinin hem fiziksel; hem de biyolojik aktivitesi üzerine etkisi olabilecegi ileri sürülmüsse de; 100 dondurma/çözündürme sikluslarinin ard arda yapilmasinda dahi bu özelliklerine etki görülmemistir. Bu nedenle, uzun süreli saklanmasi gereken DNA örneklerinin -20°C' de saklanmasi önerilmektedir.
Lineer DNA ve özellikle küçük miktarda DNA içinde, benzer sekilde -20°C'de saklanma gereklidir. Ancak düsük konsantrasyonda olan DNA örneklerinde; tüp çeperine yapisma olabileceginden; çözünmeden sonra dikkatlice tüp dibine vurularak karistirilir.

3.3.D. DNA Datasi
a. DNA ile ilgili pratikte bilinmesi gereken bazi bilgiler sunlardir:
- Deoksinükleotid baz çiftinin ortalama agirligi 660 Daltondur.
- DNA'nin Spectrofotometrik Çevrim katsayilari söyledir:
1 A260 Unit of ds DNA = 50 mg/ml
1 A260 Unit of oligonükleotid = 33 mg/ml
1 A260 Unit of ss RNA/DNA = 40 mg/ml.
- DNA'nin Erime Isisi (TM Dublex DNA) su formülle hesaplanir.
TM = 81.5°C + 16.6 log (M of NaCl) +0.41 (%GC)-(500/ bp)-0.61
(Bu formül 50 bp üzerindekiler için geçerlidir.)
25 bp altinda ise dizide ki her A veya T için 2°C; G veya C'ye ise 4°C eklenir.
(WALLACE TEMP = 2°C (A + T) + 4°C (G + C) )
Reaksiyonda annealing için 5°C altina düsmek uygundur.
- Bazi matematiksel çevrimler:
1 mikrog = 10-6 g
1 nanog = 10-9 g
1 picog = 10-12 g
1 fentog = 10-15 g
- Bir kb DNA yaklasik 333 aminoasittir bu da yaklasik 37000 dalton protein karsitidir. 10000 dalton protein yaklasik 270 baz çiftidir. 50000 dalton protein ise 1.35 kb civarindadir.

3.3.E.DNA Kaynaklari
DNA kaynaklarinda çok çesitlilik söz konusudur. Kurumus kan, agiz çalkanti suyu, saç kökü, embryo, arkeolojik kaynaklar, idrar, amniotik sivi ve digerlerinin elde edilmesi için gereken yaklasik doku miktarlari su sekildedir.
Tipik olarak kullanilan
DNA KAYNAKLARI Doku miktari DNA miktari

Saf genomik DNA 50-500 hg 50-500 hg
Korionik villus örnegi 5 mg 1-3 mg
Guthrie kan damlasi 5 mm'lik bir damlanin yarisi 0.5-1 mg
Semen 30 ml 5-10 mg
Tam kan 30 ml 0.5-1 mg
Yanak mukoza hücresi bir agiz çalkanti suyu 0.1-1 mg
Doku bloklari 50 mg 0-10 mg
Hücre Süspansionlari 5x105 hücre 2-5 mg

3.3.F. Genetik Kodlar (Sifreler)
Polinükleotid iplikciklerinde bulunan 4 bazin (A,T,G,C) dizilis sirasinda çok önemli bilgilerin sifreleri saklanir. Bu bazlardan yan-yana bulunan 3 tanesi bir Amino asit'in kodunu (triplet veya kodon) olusturur. Bu üçlü sistemde 64 kodon bulunur. Bu durumda 20 amino asit için 64 kodon vardir ve her bir aminoasit için de en az bir veya birden fazla kodon bulunacak demektir (Tablo 3.1 ve Tablo 3.2).
Genetik kodlarin özellikleri su sekilde özetlenebilir:
1. Kodlar tripletdirler.
2. Kodlar degiskendir.
3. Kodlar birbirleriyle çakismazlar. Ayni harflerle olusan kodon ancak bir amino asidin sifresidir.
4. Kodlar arasinda bosluk yoktur.
5. Kodlar üniversaldir yani tüm canlilarda ayni kodlama vardir. Bu durum DNA yapisinin canlilarda ayni karakterde oldugunu gösterir.

Denatürasyon: Çift iplikli DNA'larin bazlari arasi kurulmus olan hidrojen baglarinin fiziksel veya kimyasal yollarla açilmasi halidir. Denatürasyon, isi degisiklikleri ile (buna melting ya da erime); pH'si degistirilerek ve bazi proteinler ile gerçeklestirilir. Gerek DNA; gerek RNA asit hidrolizine dayaniksizdir. Fosfo-diester bagi kirilmaktadir. RNA alkali ile de hidrolize edilir.
Denatürasyonda etkili faktörler sunlardir:
1. DNA'nin tipi; homojen DNA - Ör. viral DNA, çok kisa bir isi araliginda erir. Heterojen DNA ise daha genis bir erime spektrumu verir.
2. DNA'nin G + C miktari: her DNA'nin Tm derecesi GC miktari ile direkt ilgilidir; zira G=C çifti; moleküle ekstra bir stabilite verir. Renatürasyon, Tm'in yaklasik 10°C asagisinda yapilir.
Tablo 3.1. Amino asitler, üç harflik kisaltmalari, tek harf sembolleri ve moleküller agirliklari
Üç harfli Tek-harf Moleküler
Aminoasit kisaltmasi sembolü agirligi
Alanine Ala A 89
Arginine Arg R 174
Asparagine Asn N 132
Aspartic acid Asp D 133
Asparagine veya Aspartic acid Asx B -
Cysteine Cys C 121
Glutamine Gln Q 146
Glutamic acid Glu E 147
Glutamine veya Glutamic acid Glx Z -
Glycine Gly G 75
Histidine His H 155
Isoleucine Ile I 131
Leucine Leu L 131
Lysine Lys K 146
Methionine Met M 149
Phenylalanine Phe F 165
Proline Pro P 115
Serine Ser S 105
Threonine Thr T 119
Tryptophan Trp W 204
Tyrosine Tyr Y 181
Valine Val Z 117

Tablo 3.2. Genetik Kodlar (Kodonlar 5' --- 3' yönünde okunurlar.)
2. nci Pozisyon
UUU Phe UCU Ser UAU Tyr UGU Cys U
U UUC Phe UCC Ser UAC Tyr UGC Cys C
UUA Leu UCA Ser UAA Son UGA Son A
UUG Leu UCG Ser UAG Son UGG Trp G
CUU Leu CUU Pro CAU His CGU Arg U
C CUC Leu CCC Pro CAC His CGC Arg C
CUA Leu CCA Pro CAA Gln CGA Arg A
CUG Leu CCG Pro CAG Gln CGG Arg G
1. pozisyon 3. pozisyon
AUU Ile ACU Thr AAU Asn AGU Ser U
A AUC Ile ACC Thr AAC Asn AGC Ser C
AUA Ile ACA Thr AAA Lys AGA Arg A
AUG Met ACG Thr AAG Lys AGG Arg G
GUU Val GCU Ala GAU Asp GGU Gly U
G GUC Val GCC Ala GAC Asp GGC Gly C
GUA Val GCA Ala GAA Glu GGA Gly A
GUG Val GCG Ala GAG Glu GGG Gly G

3.4. INSAN GENOMUNDAKI DNA SINIFLARI

DNA'nin insan genomundaki organizasyonu çok kompleksdir. Genomdaki DNA'nin %10'dan az bir parçasi genleri kodlamaktadir. Toplam lineer genom uzunlugunun yaklasik dörtte üçlük bir bölümü tek kopya ya da Özgün (Unique) olup genomda bir kez temsil edilmektedirler. Geri kalan genomun hemen tamami tekrarlayan (Repetitive) DNA'dan olusmaktadir.Genomda 50-100000 genin tek kopya DNA olarak bulundugu düsünülmektedir. Tekrarlayan DNA kisminin ise kromozom yapisinin korunmasinda rolü olduguna inanilmaktadir (Tablo 3.3).

Tablo 3.3. Insan genomundaki DNA siniflari
Genomdaki
DNA Tipi Orani Özellikleri
Özgün DNA veya a. Bir çok geni kapsamaktadir.
Tek kopya DNA % 75 b. Tüm genoma dagilmistir.

Tekrarlayan DNA a. Genler ve diger tek kopya DNA
I. Daginik arasina dagilmistir.
% 15 b. Iki ana aileden olusur. (Alu ve LI)
c. Tüm genoma dagilmistir.

II. Satellite a. Yüksek tekrarli diziler.
b. Bir çok aileden olusurlar.
% 10 c. Lokalizasyonlari sentromer ve
telomer gibi özel yerlerde

3.5. DNA-RNA-PROTEIN

Hücre çekirdegi içindeki kromozomlardaki DNA genetik bilgiyi tasirken; protein sentezi sitoplazmada olusur. DNA ile protein arasindaki iliskiyi kuran RNA (Ribonükleik asittir). RNA'nin kimyasal yapisi DNA'ya benzerdir. Aralarindaki fark RNA'nin sekerinin Riboz olmasi ile pirimidine bazlarindan Timin yerine Urasil (U) gelmesidir (Sekil 3.7). Aradaki farklardan biriside DNA çift sarmal iken; RNA tek iplikçikli bir molekül seklindedir.
DNA, RNA ve PROTEIN arasindaki bilgisel iliski dairesel niteliktedir. DNA, RNA sentezi ve dizisini idare ederken; RNA polipeptidlerin sentezini ve dizisini idare eder. Spesifik proteinlerde DNA ve RNA'nin sentezi ve metabolizmasi içinde rol alir.
Genetik bilgi DNA'da "kodlanarak" saklanir. Bu ise sonunda polipeptidi olusturacak aminoasitlerin dizisini belirler. Önce, TRANCRIPTION olarak bilinen bir olusum sürecinde DNA parçasindan RNA sentezlenir. Kodlanmis bilgiyi tasiyan RNA (Messenger RNA-Haberci RNA-mRNA) ile çekirdekten, sitoplazmaya tasinir. RNA dizisinin desifre edilmesi ribozomlarda gerçeklesir. TRANSLATION. Ribozomlar, sitoplazmik organeller olup; bir çok molekül için, bu arada mRNA içinde baglanma noktalari tasimaktadir. Ribozomlar, bir çok yapisal protein kapsadiklari gibi; özel bir tip RNA olan ribozomal RNA (rRNA)'da vardir. Translation, üçüncü tip RNA'ya transfer RNA (tasiyici RNA- tRNA)'ya ihtiyaç gösterir. tRNA, mRNA'nin sifreli baz dizisi ile proteinin amino asit dizisi arasinda moleküler bir bag olusturur.

3.6. DNA'DA ORTAYA ÇIKAN DEGISIMLER

3.6.A. Mutasyonlar: Mutasyon; DNA'da kalici degisiklik olarak tanimlanmaktadir.Mutasyonlar genel olarak 3 kategoride toplanirlar.
1. Genom mutasyonlari. (Sikligi her hücre bölünmesinde 10-2'dir.)
2. Kromozom mutasyonlari. (Sikligi her hücre bölünmesinde 6x10-4 'dir.)
3. Gen mutasyonlari. (Sikligi her hücre bölünmesinde 10-10 baz çiftidir.)
Mutasyonlar, hem somatik hem de germline hücrelerde ortaya çikar. Germline mutasyonlar bir kusaktan digerine devam ederek geçer ve bunlar kalitsal hastaliklardan sorumludur. Gen mutasyonlari, baz çifti yer degistirmesi, kaybi, eklenmesi gibi durumlar içerir (Sekil 3.8) Iki tip mekanizma ile olusurlar.
DNA replikasyonu, normal kosullarda kesin bir islemdir. Mutasyonlar, her milyon baz çiftinde olussa bile; DNA polimeraz araciligi ile bu degisimler tamir edilerek; her 10 milyon baz çiftinde bir mutasyon olmasi saglanir. Bu degisimler, DNA tamir enzimleri ile gerçeklestirilir. Insan genomunda her hücre bölünmesinde bir'den daha az yeni bir mutasyon olusur.
DNA hasari spontan kimyasal islemlerle de olusabilir. Çevresel kimyasallarla; ultraviole isigi; ionizan radrasyon bunlara birer örnektir. Bunlarin sonucu ortaya çikan mutasyon kalicidir. DNA tamirinde veya replikasyonunda defektler sonucu olusan hastaliklar xeroderma pigmentosum, ataksi telenjiektazi, Fanconi anemisi ve Bloom Sendromudur.
Mutasyon oranlari bazi hastaliklarda yaklasik olarak hesaplanmistir. Örnegin F8 eksikligi için bu oran 3-6x10-5;Faktör 9 eksikligi için 2-3x10-6; Retinoblastoma için 5-12x10-6 seklindedir.
3.6.B. Mutasyonlarin Moleküler Incelenmesi
Insan Kalitsal Hastaliklarinda Mutasyon Tipleri su sekildedir:

1. Nükleotid Yerdegisimleri (Nokta Mutasyonlari)
DNA dizisindeki tek nükleotid degisimi, üçlü bazdaki kodlari degistirerek, gen ürünündeki aminoasidi degistirir. Bu degisimlere "missense mutasyon" da denir (Sekil 3.9). Nonsense mutasyonlarda ise translation olayinin stop kodonla durmasiyla sonuçlanir (Sekil 3.10). Nükleotid degisikleri sonucunda bir pürin bazindan, diger bir pürin bazina veya pirimidin bazina (T Æ C) olursa TRANSITION: bir pürin bazi pirimidin bazina veya tersi olursa TRANSVERSION ismi verilir.

Glu
NORMAL ALLEL ... AAA GAA TTC ACC CCA CCA ...

ANORMAL HEMOGLOBIN ... AAA CAA TTC ACC CCA CCA ...
Gln

Sekil 3.9. Missense Mutasyon Örnegi (Hb D Los Angeles Özelinde)

RNA KAYMA (SPLICING) MUTASYONLARI (intron/ekson splice noktalarinda). RNA'dan intronlar kirpilarak; olgun mRNA olusturulur. Bu islem intron/ekson (acceptor site) ve ekson/intron (donor site) sinirlarindaki özel nükleotid dizilerine baglidir. Ya ekson/intron sinirlarindaki gerekli bazlardaki degisiklikler olusmasi seklinde ortaya çikar; ya da ekson/intron sinirlarindaki baz degisiklikleri olusmadan, intron içindeki herhangi bir bölgede alternatif bir donor veya akseptör nokta olusmasi ile ortaya çikar. Bu da olgun mRNA'da uygun olmayan intron dizilerinin de yer almasina neden olur (Sekil 3.11, 3.12, 3.13).

Asp Asp Ala Lys Arg Gln
NORMAL ALLEL ... GAT GAT GCC AAA CGA CAA ...

NF1 ALLEL ... GAT GAT GCC AAA TGA CAA ...
DUR

Sekil 3.10. Nonsense Mutasyon Örnegi (Neurofibromatosis Tip I özelinde)
Ile Ile Phe Gly Val
NORMAL ALLEL ... T ATC ATC TTT GGT GTT ...

KF (CTT Del) ... T ATC AT ------ T GGT GGT ...
Ile Ile Gly Val

Sekil 3.11. Delesyona örnek (Kistik Fibrosis Özelinde)

Normal HEXA alleli. normal splice site
ekson Ø intron
CCAGGCTCTG g taagggt
=
Tay-Sacs. CCAGGCTCTG c taagggt
=
splicing olmuyor

Sekil 3.12. Tay Sachs Exon 12 ile intron 12 arasindaki RNA Splicing Mutasyonu

Sekil 3.13. Hepatosellüler Karsinomada Splicing site Mutasyonu

2. Delesyonlar ve insertionlar
Bir veya birden fazla nükleotid sayisi üçün katlari seklinde degilse; amino asit dizisinde okumada kayma olur ki ortaya çikan protein farkli yapida olusur. Bu mutasyonlara FRAMESHIFT MUTASYONLAR (ÇERÇEVE KAYMASI MUTASYONLAR) denir.
- Frameshift mutasyonlar: olaya katilan baz sayisi 3'ün katlari seklinde degildir. Örnegin beta thalassemiada CD 5 -CT bir çerçeve kaymasi (çerçeve kaymasi) mutasyondur.
- Kodon delesyonlari ve insersiyonlarinda olaya katilan baz sayisi 3'ün katlari seklinde olabilir.
- Gen delesyonlari ve duplikasyonlari: Birbirine çok benzeyen ya da idantik DNA dizileri arasinda rekombinasyon sonucu delesyon veya duplikasyonlar sik ortaya çikan mutasyon tipleridir. Bir çok gen, bir gen ailesinin bireyi olarak vardir. Bu genler arasinda esit olmayan çaprazlama sonucu degisimler ortaya çikmaktadir (Sekil 3.14) Bunun en güzel örnegi Hb Lepore'dur.
- Tekrarlayan elemanlarin araya girmesi.(BK. Frajil X).

Sekil 3.14. Hb Lepore olusum mekanizmasinin sematik görünü

3.6.C Insan Gen Mutasyonlarinin Isimlendirilmesi

Insan gen mutasyonlarinin isimlendirilmesi için standardizasyon çalismalari bulunmaktadir. Bu isimlendirme örnekleri Tablo 3.4'de görülmektedir.

3.7. GEN YAPISI VE ORGANIZASYONU

Gen, bir fonksiyonel ürünün üretimi için gerekli olan kromozomal DNA dizisi olarak tanimlanabilir. Genlerin büyük bir bölümü, bir ya da bir kaç kodlamayan bölgelerle bölünürler. Bu aradaki, genleri bölen dizilere intron adi verilir. Intronlar baslangiçta çekirdekde RNA'ya transcribe olurken, sitoplazmada olgun mRNA'da ve sonuçta olusan proteinde yer almazlar. Kodlayan diziler ve eksonlar, proteinin amino asit dizisini olustururlar. Genomda, çok az gende intron bulunmamaktadir. Genlerin uzunluklari da çok degiskendir.
3.8. TIPIK BIR INSAN GENININ YAPISAL ÖZELLIKLERI

Sadece kodlayan diziler degil ama genin uygun ekspresyonunu düzenleyen nükleotid dizilerini tasimaktadir. Bu diziler, mRNA sentezi için gerekli olan "baslama" ve "durdurma" komutlarini tasimaktadir. Genin 5'ucunda (bazan "upstream flanking region" olarak da tanimlanabilir.) "PROMOTER" bölgesi yer alir. 3'ucu (downstream flanking region) olarak da tanimlanabilir) bölgesinde polyadenosine dizisi (Poly A kuyrugu) yer alir ki, bu da olgun mRNA'nin sonuna isaret eder. Tipik bir genin sematik görünümü Sekil 3.15'de verilmistir.

Sekil 3.15. Tipik bir genin sematik görünümü

3.9. PSÖDOGENLER

Aktif genlerin replike olmus halleridir, fakat bunlar saptanabilir bir protein ürünü yapmazlar. Bunlar muhtemelen aktif genlerin duplikasyonu ile olusmuslar ve evrim sirasinda ard arda olusan mutasyonlar bunlari inaktif hale getirmistir. Bunlar DNA dizi datasi ile taninabilirler. Farkli kromozomda olsalar dahi; aktif genle dizi benzerligi saptanabilir (Sekil 3.16).

Sekil 3.16. Beta ve alfa globin gen kümeleri özelinde aktif ve psödogenlere örnekler.
3.10. MITOKONDRIAL DNA

Genlerin küçük ama önemli bir bölümü mitokondri sitoplazmasinda yer almaktadir.Tüm insan hücreleri, yüzlerce mitokondriden olusmaktadir. Mitokondrial DNA molekülü, kapali-sirküler, çift sarmalli olup, 16569 baz uzunluktadir. Bitkilerde daha uzundur. 13 yapisal gen ile bazi yapisal RNA genleri kodlamaktadir. Sirküler sekli ile bu yapinin açik düzlem sekli Sekil 3.17. ve Sekil 3.18.'de gösterilmektedir.
Kodlama yapan tüm genler ve son ürün olan peptidler solunum zincirine katkida bulunurlar. Mt DNA'da ki mutasyonlar veya degisimler oksidatif fosforilasyonda biokimyasal bozukluklara yol açarlar. Bunun sonucu mtDNA'ya bagli olarak gelisen hastaliklar bir çok sistemi tutarlar. Bir çok hastalikta mtDNA degisimleri tanimlanmistir. Bu hastaliklari Mitokondrial DNA hastaliklari ve non-mitokondrial DNA hastaliklari olarak iki ana grupta toplamak mümkündür.
Mitokondrial kalitimda, en önemli nokta agirlikli olarak MATERNAL

Gizem_07 · 14-03-07, 19:58

NÜKLEİK ASİTLER

• Bu moleküller ilk defa Friderich Miescher tarafından balık spermi ve akyuvar çekirdeğinde
tespit edilmiştir.En çok çekirdekte bulundukları için nükleik asitler(çekirdek asitleri) diye isimlendirilmiştir.
• Asidik özelliğe sahiptirler.Hücre yönetiminden sorumludurlar.
• DNA ve RNA olmak üzere 2 tiptir.Bunlar hücrenin en büyük dev moleküllerdir.
• Nükleotitlerden oluşmuştur.Onun için DNA ve RNA birer polinükleotidtir.

PürinlerÞÞÞAzotlu Organik Baz (Adenin,Guanin)
(Çift zincirlidirler.)
PirimidinlerÞÞÞ (Timin,Urasil,Sitozin)
(Tek zincirlidirler.)
ÞÞÞÞÞNükleik asitler DeoksiribozÞÞÞNükleotit 5 C’ lu Şeker (pentoz)
RibozÞÞÞ

Fosfat Fosforik asit (H3PO4)ÞÞÞ

• Bütün nükleotitlerde aynı fosforik asit (H3PO4) bulunur.
• Nükleotitlerin farklı yapıda olmasının sebebi yapısındaki şeker ve organik baz moleküllerinin
farklı olmasındandır.
• Nükleotitler birbirlerine şeker-fosfat bağlarıyla bağlanırlar.
• Nükleotitler taşıdığı baza göre,nükleik asitler ise taşıdığı şekere göre isimlendirilir.

1) DEOKSİRİBONÜKLEİK ASİT (DNA)
• Çift zincirlidir ve sarmal yapıdadır.
• Deoksiriboz şekeri bulunur.
• Nükleotitleri A,T,G,S’dir.
• Adenin sayısı Timin sayısına,Guanin sayısı Sitozin sayısına eşittir.
• Adenin ile Timin arasında iki,Guanin ile Sitozin arasında ise üç tane zayıf hidrojen bağı vardır.
• Kendini tek taraflı olarak eşleyebilir.
• Genlerdeki değişmeye mutasyon denir.
• Mitekondri ,kloroplast ,çekirdek ,çekirdek yoksa sitoplazmada bulunabilir.Ancak kloroplast ve mitekondrideki DNA’lar kalıtım materyali sayılmazlar,bunlar eşlenirken çekirdek DNA’sına
bağımlıdırlar.
• DNA tabiatta kendini eşleyerek benzerini yapabilen tek moleküldür.
• DNA sentezi sırasında açığa çıkan su sayısı (n;nükleotit sayısı olmak üzere) 3n-2 tanedir.

A) DNA’NIN EŞLENMESİ (Replikasyon-Duplikasyon)
• DNA kendini yarı korunumlu olarak eşler.
• Bu olaylar hücre bölünmesinin interfaz safhasında meydana gelir.
• Replikasyonda görev alan enzim DNA polimeraz enzimidir.(Şekil-1)
• DNA’nın kendini bu şekilde yarı korunumlu olarak eşlemesine seminkonservatif eşlenme denir.
• Bir hücrede DNA’nın eşlenmeye başlaması hücrenin mutlaka bölüneceği anlamına gelir.
• Eğer DNA bir ucundan değil de orta kısımlarından açılırsa protein sentezi için şifre verecek
demektir.
• Sonuçta; oluşan DNA’lar aynı genetik bilgiyi taşır,hücre sayısı artar,canlılarda büyüme ve üreme olur, üremeyle karakterler yavrulara aktarılır.
• DNA’nın görevi canlılar arasındaki çeşitliliği sağlamak ,hücreyi yönetmek ,replikasyon ile
canlılarda büyüme ve kalıtsal karakterlerin aktarılmasını sağlamak,trankripsiyon ile de RNA
sentezini yapmaktır

2) RİBONÜKLEİKASİT(RNA)
• Tek zincirlidir.
• Riboz şekeri bulunur.
• Nükleotitleri A,U,G,S’dir.
• Kendini eşleyemez.DNA’dan sentezlenir.
• Mitekondri,kloroplast,çekirdek ve sitoplazmada bulunabilir.
• 3 çeşittir ve hepsi de protein sentezinde görevlidir.Hepsi de çekirdekte üretilir ve hepsi de tekrar tekrar kullanılabilir.
• Riboz şekeri bulunduran Adenin nükleotidi RNA’dan başka ATP,NAD,NADP ve FAD gibi moleküllerinde bulunur.
• Bazı virüslerde sadece RNA bulunduğu için bunlarda RNA kalıtsal görevi üstlenmiştir,yani kendini eşleyebilir.
• RNA’nın yapısında protein yoktur.
• RNA’ların DNA üzerinden sentezine transkripsiyon (yazılma) denir.
• Bu olay DNA’nın tek zincirinden olur.
• Bu olayda görevli enzim RNA polimeraz enzimidir.
• RNA’ya şifre veren DNA parçasına gen denir.(Şekil-2)

A) mRNA (Elçi RNA = Mesajcı RNA)
• DNA’dan aldığı bilgiyi ribozoma taşır.
• Ribozom birimlerini aktifleştirir ve protein sentezine kalıplık yapar.
• Her protein çeşidi için ayrı bir mRNA sentezlenir.
• Bir mRNA aynı proteinin sentezinde çok defa kullanılabilir.
• Yeterli protein sentezlendikten sonra mRNA yıkılır.
• mRNA düz bir zincir biçiminde olup hücredeki RNA’ların en az oranda bulunanıdır.
• mRNA’ daki üçlü nükleotit grubuna kodon denir.
• Her kodon bir tRNA ve bir aminoasiti belirler.
• 4.4.4=64 çeşit kodon vardır.Bunlardan biri başlama kodonu (AUG);üç tanesi de (UAG-UGA-UAA) bitiş kodonudur.Bitiş kodonlarının aminoasiti yoktur.

B) tRNA (Taşıyıcı RNA)
• Sitoplazmadaki aminoasitleri mRNA’ daki şifreye göre ribozoma götürür.
• tRNA’ daki üçlü nükleotit grubuna antikodon denir.Maksimum 64 çeşit antikodon olması
gerekirken 61 çeşit antikodon vardır.Bunun sebebi ise bitiş kodonlarının aminoasitlerinin
olmamasıdır.
• Düz zincirli değildir.Belli bölgelerinde çiftler oluşmuştur.
C) rRNA (Ribozomal RNA)
• Proteinlerle birlikte ribozomun yapısını oluşturur.
• Düz zincirlidir.
• Hücredeki RNA’ların çoğu rRNA’dır.

DNA RNA
1. Çekirdek,mitekondri ve kloroplastta bulunur. 1. Çekirdek ,çekirdekçik,mitekondri ve kloroplastta bulunur.
2. Deoksiriboz şekeri bulunur. 2. Riboz şekeri bulunur.
3. Nükleotitleri A,T,G,S’dir. 3. Nükleotitleri A,U,G,S’dir.
4. Kalıtımı sağlar.Protein sentezine emir verir. 4. Protein sentezinde görevi vardır.
5. Çift zincirlidir. 5. Tek zincirlidir.
6. Hidroliz enzimi DNAaz enzimidir. 6. Hidroliz enzimi RNAaz enzimidir.
7. Kendini eşleyebilir. 7. Kendini eşleyemez.
8. Sentezinde DNA polimeraz enzimi görevlidir. 8. Sentezinde RNA polimeraz enzimi görevlidir.
9. Yöneticidir.

PROTEİN SENTEZİ VE ENZİMLER
• Bütün canlı hücrelerde meydana gelen en önemli özümleme olayıdır.
• Aminoasitlerin ribozomlarda birleştirilerek protein yapılmasıdır.
• Bir a.a da aminoasit ve radikal grup bulunur.
• 20 çeşit a.a vardır.Aminoasitlerde çeşitliliği radikal grub belirler.
• Aminoasitler birbirlerine peptit bağlarıyla bağlanırlar.
• İki a.asitin birleşmesine dipeptit denir.
• aa + aa + aa + aa + aa + ........... + aa PROTEİN + (n-1)H2O

PROTEİN SENTEZİ MEKANİZMASI
1) Çekirdekte,DNA'nın anlamlı zincirinden mRNA sentezlenir.Buna transkripsiyon denir.Bu işte RNA polimeraz enzimi görevlidir.
2) mRNA ribozomun küçük alt birimine bağlanır.Büyük alt birim ile küçük alt birim birleşir ve ribozomlar aktif hale geçerler.
3) mRNA' daki kodonlar ribozom tarafından okunur.Buna translasyon denir.
4) mRNA' daki kodonlara göre, ATP ve enzimlerle aktifleştirilmiş olan tRNA' lar kendilerine ait a.a'leri ribozoma taşırlar.
5) Protein sentezine başlama sinyalini AUG kodonu verir.
6) Ribozoma gelen a.a'ler birbirlerine peptit bağlarıyla bağlanırlar.
7) Protein sentezini UAG,UGA ve UAA kodonları durdurur.Çünkü bu kodonlara karşılık gelen a.a yoktur.

• Bir mRNA üzerine birden fazla ribozomun bağlanması ve mRNA' nın okunması olayına polizom denir.Eğer sentez hızlı yapılacaksa polizom yoluyla sentez yapılır.
• Polizomlar protein büyüklüğünü ve çeşitliliğini etkilemez.
• Proteinlerde çeşitliliği :
1) a.a sıra,sayı ve çeşidi 2) tRNA sıra,sayı ve çeşidi 3) mRNA sıra,sayı ve çeşidi
4) Gen sıra,sayı ve çeşidi 5) Nükleotit sıra,sayı ve çeşidi sağlar
• DNA(nükleotit) mRNA(kodon) tRNA(antikodon) a.a su peptit bağı
3N N N N (N-1) (N-1)
• Su ve peptit bağı çeşitlilik göstermez.Ancak sayısı çeşitlilik gösterir

PSG · 15-03-07, 17:31

çok tşk ederim arkdaşımm elimden geldikçe rep verdim sana tekreardan tşklerr

Gizem_07 · 15-03-07, 18:38

rica ederm

14-03-07, 19:37	#1 (permalink)
PSG Geçerken Uğradım Giriş Tarihi: 05-10-2006 Mesajlar: 57 Rep Puanı: 79228 Rep Gücü: 817	Biyoloji ile bir sorunum vardı arkadaşlar lütfen yardım edermisiniz ????? Ya internetten ben araştırdım istediğim bilgileri bulamadım bana bi adres verseniz süper olur ya konu bu: Nükleik asitler şimdiden tşklerr

14-03-07, 19:51	#2 (permalink)
Gizem_07 Üye Giriş Tarihi: 03-03-2007 Yer: İstanbul Mesajlar: 162 Rep Puanı: 446799 Rep Gücü: 4488	C: Biyoloji ile bir sorunum vardı arkadaşlar lütfen yardım edermisiniz ????? [Linkleri sadece kayıtlı üyelerimiz görebilir.ForumTR üyesi olmak için tıklayınız] [Linkleri sadece kayıtlı üyelerimiz görebilir.ForumTR üyesi olmak için tıklayınız] : NÜKLEİK ASİTLER GIRIS Nükleik Asitler, genetik bilginin saklanmasi; replikasyonu (çogaltilmasi); rekombinasyonu (genetik çesitliligi); transmisyonu (aktarilmasi) islevlerinin yerine gelmesini saglarlar. Kisaca, yasayan hücrenin / canlilarin ne oldugunu ve ne yapacagini yapilarinda tasiyan ve belirleyen moleküllerdir. Bu nedenle, kimyasal yapilarini, biyokimyalarini / moleküler biyoloji ve metodolojilerini bilmek çok önemlidir. Nükleik asitler iki büyük gruba ayrilmaktadir: 1) DNA (Deoksiribonükleik asit) 2) RNA (Ribonükleik asit) Her iki nükleik asit de nükleotidlerin polimerize olmasi ile olusur. Nükleik asitler ilk kez, hücre çekirdeginden izole edildikleri için bu ismi almalarina karsin: hem DNA, hem RNA hücrenin baska kisimlarinda da bulunmuslardir. Büyüklükleri genis bir spektruma yayilir. RNA bilinen en küçük nükleik asit molekülüdür. Moleküler agirligi 25.000 daltondur.Bütün atom ve moleküllerde oldugu gibi DNA/RNA'in da agirliklari DALTON birimi ile verilir. Bir Dalton, bir Hidrojen atomunun agirligina esittir. Bir Dalton, 1.67 x 10-24 g'a esit olup buna AVOGADRO SAYISI denir. DNA'nin yapi taslari Deoksiribonükleotid'ler; RNA'nin yapi taslari ise Ribonükleotidlerdir. Her nükleotid üç alt birimden olusur: 1) Nitrojen içeren heterosiklik ve aromatik bir halka olan bazlar ki; bu ya bir PÜRIN ya da PIRIMIDIN bazidir. 2) Bes karbon ihtiva eden bir pentoz sekeri. 3) Bir molekül fosforik asit. DNA'nin ve RNA'nin birimleri olan Pürin ve Pirimidin bazlari genetik bilgiyi tasirlar. Seker ve Fosfat gruplari ise yapisal elemanlardir. DNA'ya karakteristik olan bazlar Adenin (A), Thymin (T), Sitozin (C), Guanin (G) (C5H4N4); RNA'ya karakteristik olan bazlar ise Adenin, Guanin, Sitozin ve Urasil (U) (C4H4N2) 'dir. (Sekil 3.1). Bir bazin seker ve fosfat grubuyla olusturdugu birime nükleotid denir. DNA molekülü iki nükleotid zincirinin saat yönünde sarmal yapmasiyla olusur. Her bir turda 10 nükleotid bulunur (Sekil 3.2) Nükleotidler, 5'-3' fosfodiester baglari ile polinükleotid zincirlere polimerize olmaktadir (Sekil 3.3). Bu baglar komsu deoksiriboz üniteleri ile olur. Intakt insan kromozomlarinda, bu polinükleotid zincirleri (çift sarmal hali) ile milyonlarca nükleotid uzunluguna ulasirlar (Sekil 3.4). DNA'nin anatomik yapisi kimyasal bilgiyi tasiyarak ana hücreden yenisine tüm genetik bilginin geçisini saglamaktadir. Ayni zamanda DNA'nin primer yapisi, proteinleri olusturan amino asit dizilerini de belirleyicidir. DNA'nin dogal durumu Watson ve Crick'in 1953'de açikladigi gibi çift sarmaldir. Helikal yapi saga dönüsümlü spiral bir merdivene benzemektedir. Iki polinükleotid zincir karsit yönlerde akarlar. Bu akista Adenin Timin ile; Guanin ise Sitozin ile hidrojen baglari ile baglanirlar. Çift sarmal DNA molekülü, sarmalin açilmasi ile replike olur ve yeni iki komplementer sarmal sentezi mümkün olmaktadir (Sekil 3.5). Bu orijinal DNA'ya uygunluk göstermektedir. Benzer olarak, bazlarin komplementer özellikte olmasi; hasarli DNA moleküllerinin de dogru biçimde tamirini de gerçeklestirebilir. 3.2. YAPI TASLARI DNA, polimerik nükleik asit makromolekül olup, nitrojen kapsayan bazlar, bes karbonlu seker ve fosfat gruplari olarak 3 bölümden olusmaktadir. 3.2.A. Bazlar: PÜRIN (C5H4N4) bazlari Pirimidin ve imidazol halkasindan olusurlar. Iki bazda aromatik, hidrofobik ve baziktir. Serbest sekilde hücrede çok az miktarda bulunurlar. Pirimidin halkasi tamamen planerdir; Pürin ise planer'e çok yakindir. Pürin bazlari: Adenine ( 6 aminopurin) ve Guanine (2 amino- 6 oxopurin); PIRIMIDIN bazlari ise Cytosin (2 oxo-4 aminopyrimidine), Thymin (2,4, Dioxo-5 methyl Pyrimidine) ve Urasil (2,4, Dioxopyrimidine)'dir. Nükleik asitlerin biyolojik islevleri açisindan bazlarin Hidrojen bagi yapma kapasitesi çok önemlidir. Hidrojen baglari, elektronegatif (O,N,F) bir atoma kovalent bagli Hidrojen ile, diger bir elektronegatif arasinda olusan baga denir. DNA / RNA bazlarinin Hidrojen-bagi yapan fonksionel gruplari sunlardir: 1) A,G,C'nin NH2 gruplari 2) A,G'nin Birinci Pozisyonundaki NH gruplari 3) C,T ve U'nun üçüncü pozisyonundaki NH gruplari 4) C'nin ikinci pozisyonundaki;G'nin altinci pozisyonunda ki ve T ile U'nun 4. pozisyonundaki kuvvetli elektronegatif Oksijen'dir. A ile T/U arasinda 2 bag; G ile C arasinda 3 bag vardir. Dolayisi ile bir G?C baz çifti; bir A=T baz çiftinden daha kuvvetlidir. Serbest Pürin ve Pirimidin bazlari suda iyi çözünmezler. Hafif alkali olup; pH'ya göre degisik formlar gösterirler. Fizyolojik pH'da (6.5-7.0) lactom formu predominanttir. Bu form zaten Hidrojen-bagi yapan formdur. Heterosiklik aromatik yapilari dolayisi ile bütün pürin ve pirimidine bazlari 260 nm'de UV isigini absorbe ederler. Bu özellikleri, serbest baglarin, ayni zamanda nükleosid, nükleotid ve nükleik asitlerin belirlenmesinde ve kantitatif analizinde önemlidir. 3.2.B. Sekerler: Riboz ve Deoksiriboz, RNA ve DNA'ya özgü bes karbonlu pentoz sekerlerdir.Aralarindaki fark C"2 deki OH grubunu DNA'da olmayisidir. D ve beta sembolleri C'4 ve C'1 deki özel konfigurasyondan dolayidir. Genel formülleri (C5H10O5) seklindedir. Bütün monosakkaritler iki sinifa ayrilir: ALDOZ ve KETOZLAR. Aldoz, aldehyde grubu tasir; ketoz ise keton grubu tasir. Dogada genellikle ring seklinde bulunurlar. 3.2.C. Fosfatlar: Fosfat organik bir biyomolekül'de genellikle mono veya diester bagi seklinde, mono veya dianhidrit bagi seklinde veya ester ve anhidrit baglar seklinde bulunur. Pentoz sekerinin C5' atomuna bir, iki ya da maksimum üç fosfat grubu ester bagi ile baglanmis olabilir. Bu fosfatlara alfa, beta ve gamma fosfat adi verilir. alfa - P - Ribose'a ester bagi ile; fakat diger iki fosfata P-anhydrid baglar ile baglidir. Beta ve gamma baglar yüksek enerji içeren baglardir. Hidrolizleri büyük miktarda enerji açiga çikarir. Buna karsilik P-ester bagi (alfa) yüksek enerjili degildir. NTP'lerde bulunan yüksek enerjili baglar, nükleik asit sentezi açisindan önemlidirler. Fizyolojik pH'da (pH 7.0) nükleik asit bazlari arti ya da eksi yüklü degildir. Fosfat gruplari ise asidiktir, dolayisi ile H atomlarini vermis; 2,3 ya da 4 negatif yük tasirlar. DNA ve RNA birbirine kovalent bag ile baglanmis; ribo ve desokribonükleotidlerden olusmustur. Bu nükleotidler birbirlerine P-diester (C'5OH -- C'3OH) esasinda baglar ile baglanmistir. Bu sabit bir omurga olusturur ki bu da DNA/RNA'nin primer yapisidir. P - Rib - P - Rib - P - Rib - P - Rib. Æ Zincirin polaritesi vardir ve kural olarak baz dizisini ribozun 5' karbon'dan baslayarak 3' karbonuna dogru okumaktadir. Birinci nükleotid zincirin 5' ucunu; sonuncu nükleotid zincirin 3' ucunu olusturur. Nükleotid = Baz + Riboz + Fosfat Nükleosit = baz + riboz Serbest pürin ve pirimidinler ile serbest nükleositlerde hücrede eser miktarda bulunur. Bunlar yalnizca nükleotidlerin kimyasal ve enzimatik yikimlari sonucu olusurlar. Buna karsin ribo ve dezoksiribonükleotidler, hücrede çok bol miktarlarda mevcutturlar. Nükleotidlerin fosforik asit gruplari; oldukça kuvvetli asitlerdir. pH 7'de nükleotidler negatif yüklü olarak bulunurlar. O ÁÁ Baz æ Riboz æ P æ O- ? O- Nükleosid ve nükleotidler biri baz'in digeri ribozun olmak üzere ise PLANER iki halka içerirler. Nükleotidlerin en stabil konformasyonunda bu baz ve seker halkalar CO-PLANER yani ayni düzlemde degil; birbirlerine 90° açili sekildedir. Polinükleotidleri olusturan nükleotid üniteleri birbirlerine fosfo-diester baglari ile baglidirlar. Fosfat grubu, yanyana iki nükleotid'in 3' ve 5' karbonlarini içeren iki ester bagi kurdugundan, baga 3' Æ 5' fosfo-diester bagi denilmektedir. pH 7'de polinükleotidlerin dis yüzeyindeki asidik fosfat gruplari, neredeyse tamamen iyonize durumda olduklarindan, nükleik asitler polianyonik yapidadirlar; yani negatif yüklüdürler. 3.3. DNA MOLEKÜLÜ 3.3.A. DNA Molekülü: Watson-Crick modeline göre DNA molekülleri iki uzun zincirden olusmakta; bu iki zincir uzun eksenleri etrafinda birbirine sarilarak çifte sarmali olusturmaktadir (Sekil 3.5) Iki zincir birbirine anti paralel'dir (antiparalel double- helix). Pürin ve pirimidin bazlari heliks'in iç kismindadir. Fosfat ve deoksiribose birimleri ise molekülün disindadirlar. Bazlarin, düzlemleri heliks aksina dik açidadir. Dolayisi ile riboz sekerlerinin halkalarina da dik açi olustururlar.Her baz birbirinden 3.4 A° uzakligindadir. Aralarinda 36°'lik bir açi farki vardir. Heliksin bir tam dönüsü 10 bp içerir ve 34 A°'luk uzakliktadir. (1 A° = 10-8 cm yani 10-10 M'dir.) Heliks Çapi 20 A°'dur (Sekil 3.4). DNA'nin iki zinciri birbirine Hidrojen baglari ile baglidir. A her zaman T ile (A=T); G'de hep C ile bir çift olusturur (G?C) (Sekil 3.4). Bir DNA zinciri üzerindeki baz dizilimi hiçbir sekilde sinirli degildir. Bu spesifik baz dizilimi genetik bilgiyi kodlamaktadir.DNA çifte sarmal'inin en önemli özelligi bazlarin arasindaki çiftlesmenin spesifikligidir. Watson-Crick, sterik ve Hidrojen bagi olusturma sebeplerinden hep A=T ve G=C'nin bir çift olusturmasi gerektigine karar vermislerdir. Birbirine Hidrojen bagi ile bagli bir baz çiftine bagli glikosidik baglar her zaman 10.85 A° uzakligindadirlar. Bir pürin-pirimidin baz çifti bu arayi tam olarak doldurur. Buna karsilik, heliks içinde iki purin için yeteri kadar yer yoktur. Iki pirimidin ise birbirlerinden çok uzak kalacaklari için Hidrojen bagini kuramaya-caklardir. Bu nedenle, baz çiftleri yalnizca Hidrojen bagi faktöründen degil; ayni zamanda heliks içindeki dar mekani optimal kullanma açisindan da uygundurlar. A - T ile G - C ile en uygun Hidrojen bagini olustururlar. Bu Hidrojen baglarinin yerlesimleri ve uzakliklari baz çiftleri arasinda olmasi gereken optimal kuvvetteki interaksiyonlari mümkün kilar. Iki zincirin birbiri etrafinda dolanarak çifte sarmali olusturmasi; polar olan seker ve fosfat iskeletini strüktürün dis kismina kaydirmakta; bu sekilde bu hidrofilik gruplar su ile temas halinde bulunmaktadirlar. Buna karsilik, hidrofobik olan bazlar, heliksin iç kisminda yer almakta; polar gruplar ise, (NH2, O, NH vb.) birbirleri ile Hidrojen baglarini olusturmaktadirlar. Her zincirden bir baz; karsi zincirden bir baz ile bu sekilde eslesmektedir (A-T, G-C). Baz çiftlesmesinin en önemli sonucu; bir zincirde olan baz dizisinin otomatik olarak diger zincirdeki diziyi göstermesidir. Bu ana prensibin disinda, baz dizilimi açisindan herhangi bir kisitlama yoktur. Baz çiftleri tamamen tek bir "düzlemde" olup; çok yassi ve hidrofobik olan halkalari, birbirleri ile hidrofobik interaksiyona girerek; bir tabak yigini seklinde üstüste dizilirler ve bu sekilde su ile kontaktlarini azaltirlar. Bu da molekülün, spiral bir ip merdiven seklinde görünmesine yol açar. Bu ip merdivenin yanlarini fosfat-riboz iskeleti; basamaklarini ise birbiri üzerine dizilmis baz çiftleri olusturmaktadir. Iki zincir birbirine aksi polaritede; antiparalel'dir; yeni bir zincirin nükleotid baglari 3' Æ 5'; digerinde ise 5' Æ 3' dogrultusundadir. Her iki zincirde sag dönüsümlüdür (right-handed). Her bir tam dönüs, 34°A içinde 10 baz çifti kapsamaktadir. Çifte sarmalin stabilitesini saglayan faktörler sunlardir. 1) Fosfodiester baglari 2) Hidrofobik interaksionlar a) Pürine ve Pirimidine birbirlerine aktivite gösterirler. b) Kavitasyon enerjisi. Nükleik asitlerin fosfo-diester baglari fleksibl'dir.Bu noktalardan saga/sola dönüs olur. 3.3.B. Diger DNA Molekül Tipleri: B-DNA: Watson ve Crick'in tarif ettikleri yapidir. Saga dönüslüdür. (Sekil 3.6). A-DNA: DNA süspansion halinde iken suyun çikarilmasi ile (dehidrasyon) veya % 70-75 etanol içinde olusmaktadir. Böyle ortamlarda DNA'da büzülmeler meydana geldiginden; her bir dönüse 10.7 baz çifti isabet eder. Saga dönüslü bir omurgaya sahip olan bu tip DNA'da bazlarin birbirlerine uzakligi 0.26 nm ve orta eksenine göre bazlar arasinda 32.7°'lik bir açi bulunmakta ve tam bir dönüs 2.8 nm kadardir. Heliks çapi 2.3 nm'dir. Biyolojik önemi bilinmemektedir. Z-DNA: Omurgasinin yönü sola dönüslü ve zigzag'dir. Her bir dönüste 12 baz çifti bulunur. Baglar arasi uzaklik 0.37 nm; heliks çapi 1.8 nm'dir. "Glikozil baglarin syn-veya antikorformasyonda olusu bu yapinin karakteristigidir. Bazlar arasinda -30°'lik bir açi vardir. Sentetik DNA fragmani d(CGCGCG) sol dönüslü bir heliks olarak kristalize olmaktadir. Biyolojik islevi bilinmemektedir. Bazi spesifik proteinlerin DNA'daki G-C'den zengin bölgelere baglanmasi ile B'den Z'ye dönüsebilecegi düsünülmektedir (Sekil 3.6). 3.3.C. Laboratuar Kosullarinda DNA'nin Saklanmasi DNA'nin +4°C'de saklanmasi önerilmektedir. Bunun nedeni, özellikle büyük DNA moleküllerinin parçalanmasinin önlenmesidir. Ancak, bu hallerde, eger yeterli bir purifikasyon yapilamadiysa; nükleaz'lar tarafindan olusturulacak degradasyona engel olunamayabilir. Arka arkaya dondurma/çözündürme sikluslarinin hem fiziksel; hem de biyolojik aktivitesi üzerine etkisi olabilecegi ileri sürülmüsse de; 100 dondurma/çözündürme sikluslarinin ard arda yapilmasinda dahi bu özelliklerine etki görülmemistir. Bu nedenle, uzun süreli saklanmasi gereken DNA örneklerinin -20°C' de saklanmasi önerilmektedir. Lineer DNA ve özellikle küçük miktarda DNA içinde, benzer sekilde -20°C'de saklanma gereklidir. Ancak düsük konsantrasyonda olan DNA örneklerinde; tüp çeperine yapisma olabileceginden; çözünmeden sonra dikkatlice tüp dibine vurularak karistirilir. 3.3.D. DNA Datasi a. DNA ile ilgili pratikte bilinmesi gereken bazi bilgiler sunlardir: - Deoksinükleotid baz çiftinin ortalama agirligi 660 Daltondur. - DNA'nin Spectrofotometrik Çevrim katsayilari söyledir: 1 A260 Unit of ds DNA = 50 mg/ml 1 A260 Unit of oligonükleotid = 33 mg/ml 1 A260 Unit of ss RNA/DNA = 40 mg/ml. - DNA'nin Erime Isisi (TM Dublex DNA) su formülle hesaplanir. TM = 81.5°C + 16.6 log (M of NaCl) +0.41 (%GC)-(500/ bp)-0.61 (Bu formül 50 bp üzerindekiler için geçerlidir.) 25 bp altinda ise dizide ki her A veya T için 2°C; G veya C'ye ise 4°C eklenir. (WALLACE TEMP = 2°C (A + T) + 4°C (G + C) ) Reaksiyonda annealing için 5°C altina düsmek uygundur. - Bazi matematiksel çevrimler: 1 mikrog = 10-6 g 1 nanog = 10-9 g 1 picog = 10-12 g 1 fentog = 10-15 g - Bir kb DNA yaklasik 333 aminoasittir bu da yaklasik 37000 dalton protein karsitidir. 10000 dalton protein yaklasik 270 baz çiftidir. 50000 dalton protein ise 1.35 kb civarindadir. 3.3.E.DNA Kaynaklari DNA kaynaklarinda çok çesitlilik söz konusudur. Kurumus kan, agiz çalkanti suyu, saç kökü, embryo, arkeolojik kaynaklar, idrar, amniotik sivi ve digerlerinin elde edilmesi için gereken yaklasik doku miktarlari su sekildedir. Tipik olarak kullanilan DNA KAYNAKLARI Doku miktari DNA miktari Saf genomik DNA 50-500 hg 50-500 hg Korionik villus örnegi 5 mg 1-3 mg Guthrie kan damlasi 5 mm'lik bir damlanin yarisi 0.5-1 mg Semen 30 ml 5-10 mg Tam kan 30 ml 0.5-1 mg Yanak mukoza hücresi bir agiz çalkanti suyu 0.1-1 mg Doku bloklari 50 mg 0-10 mg Hücre Süspansionlari 5x105 hücre 2-5 mg 3.3.F. Genetik Kodlar (Sifreler) Polinükleotid iplikciklerinde bulunan 4 bazin (A,T,G,C) dizilis sirasinda çok önemli bilgilerin sifreleri saklanir. Bu bazlardan yan-yana bulunan 3 tanesi bir Amino asit'in kodunu (triplet veya kodon) olusturur. Bu üçlü sistemde 64 kodon bulunur. Bu durumda 20 amino asit için 64 kodon vardir ve her bir aminoasit için de en az bir veya birden fazla kodon bulunacak demektir (Tablo 3.1 ve Tablo 3.2). Genetik kodlarin özellikleri su sekilde özetlenebilir: 1. Kodlar tripletdirler. 2. Kodlar degiskendir. 3. Kodlar birbirleriyle çakismazlar. Ayni harflerle olusan kodon ancak bir amino asidin sifresidir. 4. Kodlar arasinda bosluk yoktur. 5. Kodlar üniversaldir yani tüm canlilarda ayni kodlama vardir. Bu durum DNA yapisinin canlilarda ayni karakterde oldugunu gösterir. Denatürasyon: Çift iplikli DNA'larin bazlari arasi kurulmus olan hidrojen baglarinin fiziksel veya kimyasal yollarla açilmasi halidir. Denatürasyon, isi degisiklikleri ile (buna melting ya da erime); pH'si degistirilerek ve bazi proteinler ile gerçeklestirilir. Gerek DNA; gerek RNA asit hidrolizine dayaniksizdir. Fosfo-diester bagi kirilmaktadir. RNA alkali ile de hidrolize edilir. Denatürasyonda etkili faktörler sunlardir: 1. DNA'nin tipi; homojen DNA - Ör. viral DNA, çok kisa bir isi araliginda erir. Heterojen DNA ise daha genis bir erime spektrumu verir. 2. DNA'nin G + C miktari: her DNA'nin Tm derecesi GC miktari ile direkt ilgilidir; zira G=C çifti; moleküle ekstra bir stabilite verir. Renatürasyon, Tm'in yaklasik 10°C asagisinda yapilir. Tablo 3.1. Amino asitler, üç harflik kisaltmalari, tek harf sembolleri ve moleküller agirliklari Üç harfli Tek-harf Moleküler Aminoasit kisaltmasi sembolü agirligi Alanine Ala A 89 Arginine Arg R 174 Asparagine Asn N 132 Aspartic acid Asp D 133 Asparagine veya Aspartic acid Asx B - Cysteine Cys C 121 Glutamine Gln Q 146 Glutamic acid Glu E 147 Glutamine veya Glutamic acid Glx Z - Glycine Gly G 75 Histidine His H 155 Isoleucine Ile I 131 Leucine Leu L 131 Lysine Lys K 146 Methionine Met M 149 Phenylalanine Phe F 165 Proline Pro P 115 Serine Ser S 105 Threonine Thr T 119 Tryptophan Trp W 204 Tyrosine Tyr Y 181 Valine Val Z 117 Tablo 3.2. Genetik Kodlar (Kodonlar 5' --- 3' yönünde okunurlar.) 2. nci Pozisyon UUU Phe UCU Ser UAU Tyr UGU Cys U U UUC Phe UCC Ser UAC Tyr UGC Cys C UUA Leu UCA Ser UAA Son UGA Son A UUG Leu UCG Ser UAG Son UGG Trp G CUU Leu CUU Pro CAU His CGU Arg U C CUC Leu CCC Pro CAC His CGC Arg C CUA Leu CCA Pro CAA Gln CGA Arg A CUG Leu CCG Pro CAG Gln CGG Arg G 1. pozisyon 3. pozisyon AUU Ile ACU Thr AAU Asn AGU Ser U A AUC Ile ACC Thr AAC Asn AGC Ser C AUA Ile ACA Thr AAA Lys AGA Arg A AUG Met ACG Thr AAG Lys AGG Arg G GUU Val GCU Ala GAU Asp GGU Gly U G GUC Val GCC Ala GAC Asp GGC Gly C GUA Val GCA Ala GAA Glu GGA Gly A GUG Val GCG Ala GAG Glu GGG Gly G 3.4. INSAN GENOMUNDAKI DNA SINIFLARI DNA'nin insan genomundaki organizasyonu çok kompleksdir. Genomdaki DNA'nin %10'dan az bir parçasi genleri kodlamaktadir. Toplam lineer genom uzunlugunun yaklasik dörtte üçlük bir bölümü tek kopya ya da Özgün (Unique) olup genomda bir kez temsil edilmektedirler. Geri kalan genomun hemen tamami tekrarlayan (Repetitive) DNA'dan olusmaktadir.Genomda 50-100000 genin tek kopya DNA olarak bulundugu düsünülmektedir. Tekrarlayan DNA kisminin ise kromozom yapisinin korunmasinda rolü olduguna inanilmaktadir (Tablo 3.3). Tablo 3.3. Insan genomundaki DNA siniflari Genomdaki DNA Tipi Orani Özellikleri Özgün DNA veya a. Bir çok geni kapsamaktadir. Tek kopya DNA % 75 b. Tüm genoma dagilmistir. Tekrarlayan DNA a. Genler ve diger tek kopya DNA I. Daginik arasina dagilmistir. % 15 b. Iki ana aileden olusur. (Alu ve LI) c. Tüm genoma dagilmistir. II. Satellite a. Yüksek tekrarli diziler. b. Bir çok aileden olusurlar. % 10 c. Lokalizasyonlari sentromer ve telomer gibi özel yerlerde 3.5. DNA-RNA-PROTEIN Hücre çekirdegi içindeki kromozomlardaki DNA genetik bilgiyi tasirken; protein sentezi sitoplazmada olusur. DNA ile protein arasindaki iliskiyi kuran RNA (Ribonükleik asittir). RNA'nin kimyasal yapisi DNA'ya benzerdir. Aralarindaki fark RNA'nin sekerinin Riboz olmasi ile pirimidine bazlarindan Timin yerine Urasil (U) gelmesidir (Sekil 3.7). Aradaki farklardan biriside DNA çift sarmal iken; RNA tek iplikçikli bir molekül seklindedir. DNA, RNA ve PROTEIN arasindaki bilgisel iliski dairesel niteliktedir. DNA, RNA sentezi ve dizisini idare ederken; RNA polipeptidlerin sentezini ve dizisini idare eder. Spesifik proteinlerde DNA ve RNA'nin sentezi ve metabolizmasi içinde rol alir. Genetik bilgi DNA'da "kodlanarak" saklanir. Bu ise sonunda polipeptidi olusturacak aminoasitlerin dizisini belirler. Önce, TRANCRIPTION olarak bilinen bir olusum sürecinde DNA parçasindan RNA sentezlenir. Kodlanmis bilgiyi tasiyan RNA (Messenger RNA-Haberci RNA-mRNA) ile çekirdekten, sitoplazmaya tasinir. RNA dizisinin desifre edilmesi ribozomlarda gerçeklesir. TRANSLATION. Ribozomlar, sitoplazmik organeller olup; bir çok molekül için, bu arada mRNA içinde baglanma noktalari tasimaktadir. Ribozomlar, bir çok yapisal protein kapsadiklari gibi; özel bir tip RNA olan ribozomal RNA (rRNA)'da vardir. Translation, üçüncü tip RNA'ya transfer RNA (tasiyici RNA- tRNA)'ya ihtiyaç gösterir. tRNA, mRNA'nin sifreli baz dizisi ile proteinin amino asit dizisi arasinda moleküler bir bag olusturur. 3.6. DNA'DA ORTAYA ÇIKAN DEGISIMLER 3.6.A. Mutasyonlar: Mutasyon; DNA'da kalici degisiklik olarak tanimlanmaktadir.Mutasyonlar genel olarak 3 kategoride toplanirlar. 1. Genom mutasyonlari. (Sikligi her hücre bölünmesinde 10-2'dir.) 2. Kromozom mutasyonlari. (Sikligi her hücre bölünmesinde 6x10-4 'dir.) 3. Gen mutasyonlari. (Sikligi her hücre bölünmesinde 10-10 baz çiftidir.) Mutasyonlar, hem somatik hem de germline hücrelerde ortaya çikar. Germline mutasyonlar bir kusaktan digerine devam ederek geçer ve bunlar kalitsal hastaliklardan sorumludur. Gen mutasyonlari, baz çifti yer degistirmesi, kaybi, eklenmesi gibi durumlar içerir (Sekil 3.8) Iki tip mekanizma ile olusurlar. DNA replikasyonu, normal kosullarda kesin bir islemdir. Mutasyonlar, her milyon baz çiftinde olussa bile; DNA polimeraz araciligi ile bu degisimler tamir edilerek; her 10 milyon baz çiftinde bir mutasyon olmasi saglanir. Bu degisimler, DNA tamir enzimleri ile gerçeklestirilir. Insan genomunda her hücre bölünmesinde bir'den daha az yeni bir mutasyon olusur. DNA hasari spontan kimyasal islemlerle de olusabilir. Çevresel kimyasallarla; ultraviole isigi; ionizan radrasyon bunlara birer örnektir. Bunlarin sonucu ortaya çikan mutasyon kalicidir. DNA tamirinde veya replikasyonunda defektler sonucu olusan hastaliklar xeroderma pigmentosum, ataksi telenjiektazi, Fanconi anemisi ve Bloom Sendromudur. Mutasyon oranlari bazi hastaliklarda yaklasik olarak hesaplanmistir. Örnegin F8 eksikligi için bu oran 3-6x10-5;Faktör 9 eksikligi için 2-3x10-6; Retinoblastoma için 5-12x10-6 seklindedir. 3.6.B. Mutasyonlarin Moleküler Incelenmesi Insan Kalitsal Hastaliklarinda Mutasyon Tipleri su sekildedir: 1. Nükleotid Yerdegisimleri (Nokta Mutasyonlari) DNA dizisindeki tek nükleotid degisimi, üçlü bazdaki kodlari degistirerek, gen ürünündeki aminoasidi degistirir. Bu degisimlere "missense mutasyon" da denir (Sekil 3.9). Nonsense mutasyonlarda ise translation olayinin stop kodonla durmasiyla sonuçlanir (Sekil 3.10). Nükleotid degisikleri sonucunda bir pürin bazindan, diger bir pürin bazina veya pirimidin bazina (T Æ C) olursa TRANSITION: bir pürin bazi pirimidin bazina veya tersi olursa TRANSVERSION ismi verilir. Glu NORMAL ALLEL ... AAA GAA TTC ACC CCA CCA ... ANORMAL HEMOGLOBIN ... AAA CAA TTC ACC CCA CCA ... Gln Sekil 3.9. Missense Mutasyon Örnegi (Hb D Los Angeles Özelinde) RNA KAYMA (SPLICING) MUTASYONLARI (intron/ekson splice noktalarinda). RNA'dan intronlar kirpilarak; olgun mRNA olusturulur. Bu islem intron/ekson (acceptor site) ve ekson/intron (donor site) sinirlarindaki özel nükleotid dizilerine baglidir. Ya ekson/intron sinirlarindaki gerekli bazlardaki degisiklikler olusmasi seklinde ortaya çikar; ya da ekson/intron sinirlarindaki baz degisiklikleri olusmadan, intron içindeki herhangi bir bölgede alternatif bir donor veya akseptör nokta olusmasi ile ortaya çikar. Bu da olgun mRNA'da uygun olmayan intron dizilerinin de yer almasina neden olur (Sekil 3.11, 3.12, 3.13). Asp Asp Ala Lys Arg Gln NORMAL ALLEL ... GAT GAT GCC AAA CGA CAA ... NF1 ALLEL ... GAT GAT GCC AAA TGA CAA ... DUR Sekil 3.10. Nonsense Mutasyon Örnegi (Neurofibromatosis Tip I özelinde) Ile Ile Phe Gly Val NORMAL ALLEL ... T ATC ATC TTT GGT GTT ... KF (CTT Del) ... T ATC AT ------ T GGT GGT ... Ile Ile Gly Val Sekil 3.11. Delesyona örnek (Kistik Fibrosis Özelinde) Normal HEXA alleli. normal splice site ekson Ø intron CCAGGCTCTG g taagggt = Tay-Sacs. CCAGGCTCTG c taagggt = splicing olmuyor Sekil 3.12. Tay Sachs Exon 12 ile intron 12 arasindaki RNA Splicing Mutasyonu Sekil 3.13. Hepatosellüler Karsinomada Splicing site Mutasyonu 2. Delesyonlar ve insertionlar Bir veya birden fazla nükleotid sayisi üçün katlari seklinde degilse; amino asit dizisinde okumada kayma olur ki ortaya çikan protein farkli yapida olusur. Bu mutasyonlara FRAMESHIFT MUTASYONLAR (ÇERÇEVE KAYMASI MUTASYONLAR) denir. - Frameshift mutasyonlar: olaya katilan baz sayisi 3'ün katlari seklinde degildir. Örnegin beta thalassemiada CD 5 -CT bir çerçeve kaymasi (çerçeve kaymasi) mutasyondur. - Kodon delesyonlari ve insersiyonlarinda olaya katilan baz sayisi 3'ün katlari seklinde olabilir. - Gen delesyonlari ve duplikasyonlari: Birbirine çok benzeyen ya da idantik DNA dizileri arasinda rekombinasyon sonucu delesyon veya duplikasyonlar sik ortaya çikan mutasyon tipleridir. Bir çok gen, bir gen ailesinin bireyi olarak vardir. Bu genler arasinda esit olmayan çaprazlama sonucu degisimler ortaya çikmaktadir (Sekil 3.14) Bunun en güzel örnegi Hb Lepore'dur. - Tekrarlayan elemanlarin araya girmesi.(BK. Frajil X). Sekil 3.14. Hb Lepore olusum mekanizmasinin sematik görünü 3.6.C Insan Gen Mutasyonlarinin Isimlendirilmesi Insan gen mutasyonlarinin isimlendirilmesi için standardizasyon çalismalari bulunmaktadir. Bu isimlendirme örnekleri Tablo 3.4'de görülmektedir. 3.7. GEN YAPISI VE ORGANIZASYONU Gen, bir fonksiyonel ürünün üretimi için gerekli olan kromozomal DNA dizisi olarak tanimlanabilir. Genlerin büyük bir bölümü, bir ya da bir kaç kodlamayan bölgelerle bölünürler. Bu aradaki, genleri bölen dizilere intron adi verilir. Intronlar baslangiçta çekirdekde RNA'ya transcribe olurken, sitoplazmada olgun mRNA'da ve sonuçta olusan proteinde yer almazlar. Kodlayan diziler ve eksonlar, proteinin amino asit dizisini olustururlar. Genomda, çok az gende intron bulunmamaktadir. Genlerin uzunluklari da çok degiskendir. 3.8. TIPIK BIR INSAN GENININ YAPISAL ÖZELLIKLERI Sadece kodlayan diziler degil ama genin uygun ekspresyonunu düzenleyen nükleotid dizilerini tasimaktadir. Bu diziler, mRNA sentezi için gerekli olan "baslama" ve "durdurma" komutlarini tasimaktadir. Genin 5'ucunda (bazan "upstream flanking region" olarak da tanimlanabilir.) "PROMOTER" bölgesi yer alir. 3'ucu (downstream flanking region) olarak da tanimlanabilir) bölgesinde polyadenosine dizisi (Poly A kuyrugu) yer alir ki, bu da olgun mRNA'nin sonuna isaret eder. Tipik bir genin sematik görünümü Sekil 3.15'de verilmistir. Sekil 3.15. Tipik bir genin sematik görünümü 3.9. PSÖDOGENLER Aktif genlerin replike olmus halleridir, fakat bunlar saptanabilir bir protein ürünü yapmazlar. Bunlar muhtemelen aktif genlerin duplikasyonu ile olusmuslar ve evrim sirasinda ard arda olusan mutasyonlar bunlari inaktif hale getirmistir. Bunlar DNA dizi datasi ile taninabilirler. Farkli kromozomda olsalar dahi; aktif genle dizi benzerligi saptanabilir (Sekil 3.16). Sekil 3.16. Beta ve alfa globin gen kümeleri özelinde aktif ve psödogenlere örnekler. 3.10. MITOKONDRIAL DNA Genlerin küçük ama önemli bir bölümü mitokondri sitoplazmasinda yer almaktadir.Tüm insan hücreleri, yüzlerce mitokondriden olusmaktadir. Mitokondrial DNA molekülü, kapali-sirküler, çift sarmalli olup, 16569 baz uzunluktadir. Bitkilerde daha uzundur. 13 yapisal gen ile bazi yapisal RNA genleri kodlamaktadir. Sirküler sekli ile bu yapinin açik düzlem sekli Sekil 3.17. ve Sekil 3.18.'de gösterilmektedir. Kodlama yapan tüm genler ve son ürün olan peptidler solunum zincirine katkida bulunurlar. Mt DNA'da ki mutasyonlar veya degisimler oksidatif fosforilasyonda biokimyasal bozukluklara yol açarlar. Bunun sonucu mtDNA'ya bagli olarak gelisen hastaliklar bir çok sistemi tutarlar. Bir çok hastalikta mtDNA degisimleri tanimlanmistir. Bu hastaliklari Mitokondrial DNA hastaliklari ve non-mitokondrial DNA hastaliklari olarak iki ana grupta toplamak mümkündür. Mitokondrial kalitimda, en önemli nokta agirlikli olarak MATERNAL Mesajı son düzenleyen Gizem_07* ( 14-03-07 - 19:55 ).*

14-03-07, 19:58	#3 (permalink)
Gizem_07 Üye Giriş Tarihi: 03-03-2007 Yer: İstanbul Mesajlar: 162 Rep Puanı: 446799 Rep Gücü: 4488	C: Biyoloji ile bir sorunum vardı arkadaşlar lütfen yardım edermisiniz ????? NÜKLEİK ASİTLER • Bu moleküller ilk defa Friderich Miescher tarafından balık spermi ve akyuvar çekirdeğinde tespit edilmiştir.En çok çekirdekte bulundukları için nükleik asitler(çekirdek asitleri) diye isimlendirilmiştir. • Asidik özelliğe sahiptirler.Hücre yönetiminden sorumludurlar. • DNA ve RNA olmak üzere 2 tiptir.Bunlar hücrenin en büyük dev moleküllerdir. • Nükleotitlerden oluşmuştur.Onun için DNA ve RNA birer polinükleotidtir. PürinlerÞÞÞAzotlu Organik Baz (Adenin,Guanin) (Çift zincirlidirler.) PirimidinlerÞÞÞ (Timin,Urasil,Sitozin) (Tek zincirlidirler.) ÞÞÞÞÞNükleik asitler DeoksiribozÞÞÞNükleotit 5 C’ lu Şeker (pentoz) RibozÞÞÞ Fosfat Fosforik asit (H3PO4)ÞÞÞ • Bütün nükleotitlerde aynı fosforik asit (H3PO4) bulunur. • Nükleotitlerin farklı yapıda olmasının sebebi yapısındaki şeker ve organik baz moleküllerinin farklı olmasındandır. • Nükleotitler birbirlerine şeker-fosfat bağlarıyla bağlanırlar. • Nükleotitler taşıdığı baza göre,nükleik asitler ise taşıdığı şekere göre isimlendirilir. 1) DEOKSİRİBONÜKLEİK ASİT (DNA) • Çift zincirlidir ve sarmal yapıdadır. • Deoksiriboz şekeri bulunur. • Nükleotitleri A,T,G,S’dir. • Adenin sayısı Timin sayısına,Guanin sayısı Sitozin sayısına eşittir. • Adenin ile Timin arasında iki,Guanin ile Sitozin arasında ise üç tane zayıf hidrojen bağı vardır. • Kendini tek taraflı olarak eşleyebilir. • Genlerdeki değişmeye mutasyon denir. • Mitekondri ,kloroplast ,çekirdek ,çekirdek yoksa sitoplazmada bulunabilir.Ancak kloroplast ve mitekondrideki DNA’lar kalıtım materyali sayılmazlar,bunlar eşlenirken çekirdek DNA’sına bağımlıdırlar. • DNA tabiatta kendini eşleyerek benzerini yapabilen tek moleküldür. • DNA sentezi sırasında açığa çıkan su sayısı (n;nükleotit sayısı olmak üzere) 3n-2 tanedir. A) DNA’NIN EŞLENMESİ (Replikasyon-Duplikasyon) • DNA kendini yarı korunumlu olarak eşler. • Bu olaylar hücre bölünmesinin interfaz safhasında meydana gelir. • Replikasyonda görev alan enzim DNA polimeraz enzimidir.(Şekil-1) • DNA’nın kendini bu şekilde yarı korunumlu olarak eşlemesine seminkonservatif eşlenme denir. • Bir hücrede DNA’nın eşlenmeye başlaması hücrenin mutlaka bölüneceği anlamına gelir. • Eğer DNA bir ucundan değil de orta kısımlarından açılırsa protein sentezi için şifre verecek demektir. • Sonuçta; oluşan DNA’lar aynı genetik bilgiyi taşır,hücre sayısı artar,canlılarda büyüme ve üreme olur, üremeyle karakterler yavrulara aktarılır. • DNA’nın görevi canlılar arasındaki çeşitliliği sağlamak ,hücreyi yönetmek ,replikasyon ile canlılarda büyüme ve kalıtsal karakterlerin aktarılmasını sağlamak,trankripsiyon ile de RNA sentezini yapmaktır 2) RİBONÜKLEİKASİT(RNA) • Tek zincirlidir. • Riboz şekeri bulunur. • Nükleotitleri A,U,G,S’dir. • Kendini eşleyemez.DNA’dan sentezlenir. • Mitekondri,kloroplast,çekirdek ve sitoplazmada bulunabilir. • 3 çeşittir ve hepsi de protein sentezinde görevlidir.Hepsi de çekirdekte üretilir ve hepsi de tekrar tekrar kullanılabilir. • Riboz şekeri bulunduran Adenin nükleotidi RNA’dan başka ATP,NAD,NADP ve FAD gibi moleküllerinde bulunur. • Bazı virüslerde sadece RNA bulunduğu için bunlarda RNA kalıtsal görevi üstlenmiştir,yani kendini eşleyebilir. • RNA’nın yapısında protein yoktur. • RNA’ların DNA üzerinden sentezine transkripsiyon (yazılma) denir. • Bu olay DNA’nın tek zincirinden olur. • Bu olayda görevli enzim RNA polimeraz enzimidir. • RNA’ya şifre veren DNA parçasına gen denir.(Şekil-2) A) mRNA (Elçi RNA = Mesajcı RNA) • DNA’dan aldığı bilgiyi ribozoma taşır. • Ribozom birimlerini aktifleştirir ve protein sentezine kalıplık yapar. • Her protein çeşidi için ayrı bir mRNA sentezlenir. • Bir mRNA aynı proteinin sentezinde çok defa kullanılabilir. • Yeterli protein sentezlendikten sonra mRNA yıkılır. • mRNA düz bir zincir biçiminde olup hücredeki RNA’ların en az oranda bulunanıdır. • mRNA’ daki üçlü nükleotit grubuna kodon denir. • Her kodon bir tRNA ve bir aminoasiti belirler. • 4.4.4=64 çeşit kodon vardır.Bunlardan biri başlama kodonu (AUG);üç tanesi de (UAG-UGA-UAA) bitiş kodonudur.Bitiş kodonlarının aminoasiti yoktur. B) tRNA (Taşıyıcı RNA) • Sitoplazmadaki aminoasitleri mRNA’ daki şifreye göre ribozoma götürür. • tRNA’ daki üçlü nükleotit grubuna antikodon denir.Maksimum 64 çeşit antikodon olması gerekirken 61 çeşit antikodon vardır.Bunun sebebi ise bitiş kodonlarının aminoasitlerinin olmamasıdır. • Düz zincirli değildir.Belli bölgelerinde çiftler oluşmuştur. C) rRNA (Ribozomal RNA) • Proteinlerle birlikte ribozomun yapısını oluşturur. • Düz zincirlidir. • Hücredeki RNA’ların çoğu rRNA’dır. DNA RNA 1. Çekirdek,mitekondri ve kloroplastta bulunur. 1. Çekirdek ,çekirdekçik,mitekondri ve kloroplastta bulunur. 2. Deoksiriboz şekeri bulunur. 2. Riboz şekeri bulunur. 3. Nükleotitleri A,T,G,S’dir. 3. Nükleotitleri A,U,G,S’dir. 4. Kalıtımı sağlar.Protein sentezine emir verir. 4. Protein sentezinde görevi vardır. 5. Çift zincirlidir. 5. Tek zincirlidir. 6. Hidroliz enzimi DNAaz enzimidir. 6. Hidroliz enzimi RNAaz enzimidir. 7. Kendini eşleyebilir. 7. Kendini eşleyemez. 8. Sentezinde DNA polimeraz enzimi görevlidir. 8. Sentezinde RNA polimeraz enzimi görevlidir. 9. Yöneticidir. PROTEİN SENTEZİ VE ENZİMLER • Bütün canlı hücrelerde meydana gelen en önemli özümleme olayıdır. • Aminoasitlerin ribozomlarda birleştirilerek protein yapılmasıdır. • Bir a.a da aminoasit ve radikal grup bulunur. • 20 çeşit a.a vardır.Aminoasitlerde çeşitliliği radikal grub belirler. • Aminoasitler birbirlerine peptit bağlarıyla bağlanırlar. • İki a.asitin birleşmesine dipeptit denir. • aa + aa + aa + aa + aa + ........... + aa PROTEİN + (n-1)H2O PROTEİN SENTEZİ MEKANİZMASI 1) Çekirdekte,DNA'nın anlamlı zincirinden mRNA sentezlenir.Buna transkripsiyon denir.Bu işte RNA polimeraz enzimi görevlidir. 2) mRNA ribozomun küçük alt birimine bağlanır.Büyük alt birim ile küçük alt birim birleşir ve ribozomlar aktif hale geçerler. 3) mRNA' daki kodonlar ribozom tarafından okunur.Buna translasyon denir. 4) mRNA' daki kodonlara göre, ATP ve enzimlerle aktifleştirilmiş olan tRNA' lar kendilerine ait a.a'leri ribozoma taşırlar. 5) Protein sentezine başlama sinyalini AUG kodonu verir. 6) Ribozoma gelen a.a'ler birbirlerine peptit bağlarıyla bağlanırlar. 7) Protein sentezini UAG,UGA ve UAA kodonları durdurur.Çünkü bu kodonlara karşılık gelen a.a yoktur. • Bir mRNA üzerine birden fazla ribozomun bağlanması ve mRNA' nın okunması olayına polizom denir.Eğer sentez hızlı yapılacaksa polizom yoluyla sentez yapılır. • Polizomlar protein büyüklüğünü ve çeşitliliğini etkilemez. • Proteinlerde çeşitliliği : 1) a.a sıra,sayı ve çeşidi 2) tRNA sıra,sayı ve çeşidi 3) mRNA sıra,sayı ve çeşidi 4) Gen sıra,sayı ve çeşidi 5) Nükleotit sıra,sayı ve çeşidi sağlar • DNA(nükleotit) mRNA(kodon) tRNA(antikodon) a.a su peptit bağı 3N N N N (N-1) (N-1) • Su ve peptit bağı çeşitlilik göstermez.Ancak sayısı çeşitlilik gösterir

15-03-07, 17:31	#4 (permalink)
PSG Geçerken Uğradım Giriş Tarihi: 05-10-2006 Mesajlar: 57 Rep Puanı: 79228 Rep Gücü: 817	C: Biyoloji ile bir sorunum vardı arkadaşlar lütfen yardım edermisiniz ????? çok tşk ederim arkdaşımm elimden geldikçe rep verdim sana tekreardan tşklerr

15-03-07, 18:38	#5 (permalink)
Gizem_07 Üye Giriş Tarihi: 03-03-2007 Yer: İstanbul Mesajlar: 162 Rep Puanı: 446799 Rep Gücü: 4488	C: Biyoloji ile bir sorunum vardı arkadaşlar lütfen yardım edermisiniz ????? rica ederm

Konu Araçları
Çıktı Görüntüsünü Göster Sayfayı E-posta İle Yolla