NÜKLEİK ASİTLER VE PROTEİN SENTEZİ
Bir hücrede DNA ve RNA olmak üzere 2 çeşit nükleik asit bulunur. Nükleik asitlere ismini veren yapısındaki şeker çeşididir. Örneğin deoksiriboz taşıyorsa DNA, riboz taşıyorsa RNA dır.
Nükleik asitler çok sayıda nükleotidden oluşur. Nükleotidler, yapısındaki azotlu organik baza göre isimlendirilir. Örneğin adenin bazı içeren nükleotid adenin nükleotidi, guanin bazını içeren ise guanin nükleotididir.
Deoksiribozun ribozdan farkı 1 oksijeninin eksik olmasıdır.
Deoksiriboz sadece DNA’nın yapısına katılan 5 karbonlu bir şekerdir (pentoz). Riboz ise RNA, ATP, NAD, FAD ve NADP nin yapısına katılan bir pentozdur.
ATP’nin yapısı, RNA’daki adenin nükleotidinin yapısına çok benzer. Aralarındaki fark ATP’de 3 molekül fosfat varken adenin nükleotidinde ise 1 molekül fosfat (fosforik asit) bulunur. Fosforik asit (H3PO4) kısaca “P” diye de simgelendirilir.
DNA ve RNA nın yapısındaki adenin bazı tamamen aynı yapıdayken, Adenin nükleotidlerinin yapısı bir birinden farklıdır. Bu yüzden bir hücrede toplam 8 çeşit nükleotid bulunabilir. RNA da adenin, urasil, guanin ve sitozin nükleotidlerinin riboz şekeri içeren çeşitleri var (ribonükleotid), DNA da ise adenin, timin, guanin ve sitozin nükleotidlerinin deoksiriboz şekeri içeren çeşitleri vardır (deoksiribonükleotid). Böylece toplam 8 çeşit nükleotid bulunur.
Bir nükleotidin yapısında C, H, O, N ve P elementleri bulunur.
DNA çift zincirli RNA ise tek zincirlidir.
Prokaryotların DNA’ sı sitoplazmada bulunur. Ökaryotlarda ise DNA çekirdek, mitokondri ve kloroplastın içinde bulunabilir.
Azotlu Organik Bazlar İkiye Ayrılır:
1. Pürin Bazları: Çift halkalıdır. Ör/ Adenin (A) ve Guanin (G) bazları
2. Pirimidin Bazları: Tek halkalıdır. Ör/ Timin (T), Urasil (U) ve Sitozin (C)
DNA (Deoksiribonükleik Asit)
DNA’nın çift zincirli yapısı
Hidrojen bağı DNA’nın karşılıklı ipliklerindeki nükleotileri bir arada tutar, fosfodiester bağı ise DNA’nın aynı ipliğindeki nükleotidleri bir arada tutan bağdır.
DNA ve RNA için ortak formül
Toplam nükleotid sayısı = Şeker sayısı = Fosfat sayısı
Temel Kurallar
DNA’nın toplamındaki pürin ve pirimidin nükleotidlerinin sayısı birbirine eşittir. Ancak DNA nın bir zincirindeki pürin ile pirimidin sayısı eşit olmak zorunda değildir. Aynı şekilde DNA’nın toplamındaki adenin ile timin nükleotidlerinin sayısı eşittir ama aynı zincirdekiler eşit olmak zorunda değildir (karşılıklı ipliktekiler eşittir).
DNA’nın adenin ile timin nükleotidleri arasında ikiIi hidrojen bağı, guanin ile sitozin nükleotidleri arasında üçlü hidrojen bağı bulunur. Bu yüzden G — S oranı yüksek olan DNA’yı ayırmak daha zordur. Yani G — S oranı yüksek olan DNA’yı ayırmak için daha yüksek sıcaklık gerekir.
DNA’ NIN EŞLENMESİ (REPLİKASYON)
RNA (Ribonükleik Asit)
RNA molekülünün mRNA, tRNA ve rRNA olmak üzere üç çeşidi vardır. Bu RNA moleküllerinin birçok özelliği aynıdır.
Bütün RNA çeşitlerinin ortak özellikleri:
1. Protein sentezinde görev alırlar.
2. Tekrar tekrar kullanılabilirler (enzim ve DNA da tekrar tekrar kullanılabilir).
3. Yapılarında adenin, urasil, guanin, sitozin, riboz ve fosfat bulunur.
4. Kendini eşlemezler, bütün çeşitleri transkripsiyonla DNA üzerinden sentezlenir. Örneğin tRNA önceden DNA üzerinden sentezlenerek sitoplazmaya geçer, rRNA önceden DNA üzerinden sentezlenerek ribozomun yapısına katılır, mRNA ise protein sentezi sırasında şifreyi almak için DNA üzerinden sentezlenir. Yani proteinin şifresi mRNA üzerinde bulunur.
mRNA (Mesajcı RNA = Elçi RNA): Proteinin şifresini DNA’dan alıp ribozomun küçük alt birimine getirir
tRNA (Taşıyıcı RNA): Amino asitleri sitoplazmadan alıp ribozomun büyük alt birimine getirir.
rRNA (Ribozomal RNA)
Ribozomun yapısına katılır. Protein sentezi sırasında mRNA ile tRNA’yı bir arada tutar. Bir hücredeki RNA’nın % 80’i rRNA, % 15 “i tRNA, % 5’i ise mRNA’dan oluşur.
PROTEİN SENTEZİ
Polizom (Poliribozom)
Aynı protein çeşidinden çok sayıda ihtiyaç duyulduğunda, aynı mRNA çok sayıda ribozomdan geçerek okunur. Böylece üretilen proteinlerin Aminoasit sayısı, aminoasit çeşidi, aminoasit dizilişi, peptid bağı sayısı ve açığa çıkan su sayısı kesin aynıdır. Çünkü aynı mRNA’nın (Aynı şifrenin) farklı ribozomlarda okunmasıyla, aynı proteinler üretilir. Ribozom proteini farklı yapmaz.
Proteinlerin Farklı Olmasını Sağlayan Faktörler
1. DNA ve mRNA’daki şifrelerin farklı olması
2. Aminoasit sayısı, aminoasit çeşidi ve aminoasit dizilişlerinin farklı olması
Her protein sentezinde 20 çeşit aminoasit kullanılmak zorunda değildir ancak bir protein sentezinde en fazla 20 çeşit aminoasit kullanılabilir.
DNA’yı sentezleyen enzim DNA polimeraz, RNA’yı sentezleyen enzim ise RNA polimerazdır. Ayrıca DNA eşlenmesinde DNA polimerazla birlikte helikaz ve DNA ligaz enzimleri de görev alır.
Proteinin primer yapısı aminoasitlerin yan yana gelerek oluşturduğu düz zincir halidir, Sekonder yapı, aminoasit zincirinin kendi üzerinde katlanmalar yapmış halidir. Tersiyer yapı, sekonder yapının biraz daha kompleks halidir. Bu yapıda katlanma bölgelerinin çakıştığı yerlerde disülfid bağları kurulur. Kuaterner yapı ise proteinin en karmaşık halidir. İki polipetidin birleşmesiyle oluşur. Kısacası proteinin düz zincir haline primer yapı denir ve protein primer halde işlevsel değildir. Proteinin sarmal oluşturmuş hali diğer yapılarını oluşturur. Protein sarmal yapıyı (üç boyutlu yapı) kazanmadan işlevsel değildir (çalışamaz).
Yüksek sıcaklık proteinin üç boyutlu yapısını (sarmal yapı) bozar ama primer yapıya etki etmez. Yani aminoasit dizilişi etkilenmez. Bu olaya denatürasyon denir. Zaten üç boyutlu yapısı bozulan protein çalışamaz.
Santral Dogma Olayı
BAKTERİLERDE ÇEŞİTLİLİK SAĞLAYAN OLAYLAR
1. Konjugasyon: Bazı bakteriler arasında görülen gen aktarımı olayıdır.
2. Transformasyon: Bakterilerin ortamdaki genleri alıp kendi yapısına katmasıdır.
3. Transdüksiyon: Virüs aracılığıyla bakteriye gen aktarılması olayıdır.
4. Mutasyon: Çevresel koşulların gen yapısını değiştirmesidir.
