DNA’ NIN EŞLENMESİ (REPLİKASYON)

DNA nın eşlenmesi için önce hücrede nükleotid sentezi artar daha sonra hem önceden bulunan serbest nükleotidler hem de yeni üretilen nükleotidler kullanılarak yeni DNA zincirleri oluşturulur. (Yani başlangıçta biraz serbest nükleotid sayısı artsa da sonuç olarak ortamdaki nükleotid sayısı azalır). Oluşan bu yeni zincirlerle eski zincirler arasında hidrojen bağı kurulur. Böylece 1 DNA molekülünden 2 DNA molekülü sentezlenmiş olur.

Replikasyonun sıralaması:

1. Ortamda serbest nükleotid sentezi artar.

2. DNA’nın 2 zinciri arasındaki hidrojen bağları kopar.

3. Ortamdaki serbest nükleotidler kullanılarak her zincirin karşısına yeni nükleotidler eklenir. Bu esnada nükleotidler arasında hidrojen bağları ve fosfodiester bağları kurulur. Oluşan yeni DNA’ların bir zinciri eski, bir zinciri yeni olduğu için buna yarı korunumlu DNA eşlenmesi denir.

Bilim adamları DNA eşlenmesini daha iyi anlayabilmek için işaretleme yöntemini kullanmışlardır. Örneğin azotlu organik bazlarda bulunan azot molekülleri işaretlenerek DNA eşlenmesi incelenmiştir. Bir DNA nın her iki ipliğinde ki azot moleküllerinin numarası 14 olursa buna normal azotlu DNA denir. Her iki ipliğindeki azotların numarası radyoaktif izotoplarla işaretlenerek 15 haline getirilirse buna ağır azotlu DNA denir. Eğer bir zinciri 14 diğeri 15 olursa buna melez DNA denir. Bir kabın içine bu DNA ları koyup santrifüjlediğimizde, ağır azotlu DNA en dibe çöker, melez DNA ortada toplanır, normal azotlu DNA ise kabın en üst kısmında toplanır.

DNA eşlenmesinde önemli bir durum daha vardır. DNA molekülünün ipliklerinden birinin en sonunda yer alan deoksiriboz şekerinin beşinci karbonuna fosfat bağlıdır, bu iplik 5’ ucu olarak adlandırılır. Aynı ipliğin diğer ucundaki deoksiribozun üçüncü karbonuna hidroksil grubu bağlıdır. Bu iplik 3’ ucu olarak adlandırılır. Bir ipliğin 3’ ucu, diğerinin 5′ ucuna karşılık gelir. Bu yüzden DNA’nın iki ipliği birbirine antiparaleldir.

Yeni oluşan iplik hep 5’ ucundan 3’ ucuna doğru ilerler. Bu durumda 3’ ucundan 5’ ucuna doğru uzanan DNA zincirinin karşısına gelecek olan yeni zincir 5’ ucundan 3’ ucuna doğru kesintisiz olarak sentezlenir. ikinci kalıp DNA zinciri 5’ ucundan 3’ ucuna doğru uzanır. İkinci ipliğin karşısına gelecek olan yeni iplik 5’ ucundan 3’ ucuna doğru sentezlenmesi gerektiği için kesintisiz üretilemez. Replikasyon çatalı açıldıkça yeni iplik 5’ ucundan 3’ ucuna doğru kesintili olarak parçalar halinde sentezlenir. Daha sonra oluşan parçalar enzimler yardımıyla birleştirilir. Bu kesintili parçalara okazaki parçaları adı verilmiştir. özetle söylemek gerekirse 3’ ucundan 5’ ucuna doğru uzanan DNA ipliğinin karşısına gelen yeni iplik, ileri doğru kesintisiz sentezlenir. 5’ ucundan 3’ ucuna doğru uzanan DNA
ipliğinin karşısına gelen yeni iplik geriye doğru kesintili olarak sentezlenir.

DNA replikasyonu “replikasyon orjini” denen özel bölgelerden başlar. Replikasyonu başlatacak olan proteinler bu dizileri tanır ve bu bölgedeki iki zinciri ayırarak replikasyonu başlatır. DNA replikasyonu, replikasyon orjininden her iki yöne doğru ilerler. Sonunda replikasyon kabarcıkları birleşir ve sentez tamamlanmış olur.

DNA eşlenmesi sırasında helikaz adı verilen enzim, çift sarmal yapıyı açar (hidrojen bağlarını koparır). DNA polimeraz enzimi ise ayrılmış olan her DNA ipliğinin karşısına uygun yeni nükleotidleri ekler. DNA ligaz enzimi DNA tamirinde görev alır.

Replikasyon olayı hücre döngüsünün interfaz evresinde gerçekleşir. Replikasyonun olması hücrenin bölüneceğini gösterir.

Yetişkin insanların sinir hücreleri ve olgun alyuvarları gibi bölünmeyen hücrelerinde replikasyon gerçekleşmez.