Ödevsel

Dna

12 Temmuz 2007

DNA

DNA “Deoksi Ribo Nükleik Asit” isimli bir tür molekül grubunun kısaltılmış isimidir.DNA’nın çift zincirli ip merdivene benzer.Çift zincirli yapıdaki DNA zinciri oldukça uzun bir zincirdir.

Nasılki uzun bir ipi makaraya düzenli bir şekilde sarıyorsanız, hücrede buna benzer bir mekanizma ile DNA yı paketleyerek çekirdeğinin (Nukleus) içine yerleştirir.DNA her hücrede bulunur.Örneğin şu an ekrana bakan gözlerinizdeki her hücrenin içinde DNA zinciri paketlenmiş bir vaziyette yerleşik olarak bulunur.Veyahut klavyeyi kullanan ellerinizdeki herbir hücrenin içerisinde ayrı ayrı DNA molekülü bulunur.Böbreklerinizin hücrelerinde, karaciğerinizin hücrelerinde, kemik hücrelerinizde kısacası vücudunuzdaki her hücrede DNA molekülü mevcuttur.

DNA uzun bir zincir olmasına karşılık üzerindeki baz sıraları bir düzen içerisinde taksim edilmiÅŸtir. Taksim edilen bu baz gruplarına ise” Gen “denir.Mesela bir canlının DNA zincirinde 15.000.000 adet baz(Nukleotid) dizisi olsun ve bu baz dizileri 1000 ‘ er adet olmak üzere 15 gruba ayrılmış olsun.Ä°ÅŸte bu 15 tane grubun her biri birer “gen” dir.Ä°nsan hücresinde ise yaklaşık olarak 3 milyar adet gen bulunur.Tabii her genin içinde binlerce nükleotid dizisi vardır.

Bir canlının bütün karakterleri ise DNA daki genlerde saklıdır.

“a=adenin”,”t=timin”,”g=guanin” ve “c=sitozin” bazları arasında adenin bazı yanlızca timin ile guanin bazı ise yanlızca sitozin(c) ile baÄŸ yapar.

Adenin ve Guanin bazları yapısal olarak büyük boylu moleküllerdir.Timin ve Sitozin ise küçük boylu moleküllerdir.Adenin ve timin bazlarını bir futbol topu, guanin ve sitozin bazlarını ise tenis topu olarak düşünebilirsiniz.

Eger adenin bazının karşısına timin değilde guanin gelseydi heliks yapısının düzgün ilerlemesi mümkün olmayacaktı.Fakat DNA da küçük bazlara karşı büyük bazların gelmesiyle aradaki mesafenin her noktada sabit olması sağlanmıştır. DNA nın yapısı bazların bu şekilde ardı ardına sıralanmasıyla uzayıp gider.

DNA daki şifrelerin deşifre olup organizmayı meydana getirmesi aşama aşama meydana gelmektedir.Bu aşamalar ise sırasıyla ;

1-) DNA dan RNA sentezi (Transkripsiyon)

2-) RNA dan protein sentezi (Translasyon)

3-) Proteini üretilen hücrenin farklılaşması (Morfogenez)

1-) DNA dan RNA sentezi (Transkripsiyon) :

Erkek bir canlıdan gelen spermin taşıdığı bir miktar DNA ile dişi bir canlıdan gelen yumurtanın taşıdığı DNA birleşerek tam bir DNA yı verir.Bu DNA meydana gelecek yavrunun tüm özelliklerini içinde barındırır.Mesela bu canlının DNA sında 1 milyar gen var ise bu genlerin 500 milyontanesi anneden 500 milyon taneside babadan gelir.Yumurta ile spermin birleşmesinin ardından DNA daki o eşsiz şifreler çözülerek, küçücük bir yumurta (zigot) dan kocaman bir canlıyı meydana getirmeye başlar.

Ä°lk aÅŸama RNA sentezidir.Bu iÅŸlem DNA nın açılmasıyla baÅŸlar.Biliyoruzki DNA daki bazlar karşı karşıya gelip el ele tutuÅŸarak her iki omurgayı birleÅŸtirmiÅŸlerdi.Fakat bu bazlar ellerini bırakarak yani aralarındaki baÄŸları kopararak DNA nın çift zincirli yapısını tıpkı bir “fermuar” gibi açmaya baÅŸlar. DNA çözülmeye baÅŸladıkça “RNA polimeraz” adı verilen özel bir protein DNA nın üzerinde gezerek onu okumaya ve RNA yı sentezlemeye baÅŸlar.Bu iÅŸlemi daha iyi anlamak icin aÅŸagıdaki ÅŸekle bakalım.

Sekilde DNA çözülmüş bir vaziyette görülmektedir.Büyük mavi bölge RNA polimerazı temsil etmektedir.Yeşil şerit ise sentezlenen RNA dır. Anlaşılacağı gibi DNA zinciri açılmış ve RNA polimeraz enzimi vasıtasıyla DNA daki bazlara karşılık gelen diğer bazlar birbirlerine eklenerek RNA üretilmektedir.

Uretilen RNA nın DNA dan tek farkı Adenin bazının karşısına Timin yerin ” U ” harfiyle gösterilen ” Urasil ” bazının gelmiÅŸ olmasıdır.Ãœretimi tamamlanan RNA daha sonra DNA üzerinden ayrılarak bir dizi iÅŸleme tabii tutulur.

Bu işlemler sırasında RNA kaba olarak DNA dan üretildikten sonra üzerinde düzeltmeler yapılır.Nasılki bir marangoz kestiği tahtaları düzeltmek için yontuyorsa, hücrede aynı şekilde üretilen kaba RNA yı düzeltmek için bir dizi enzimi görevlendirir.

Not: Üretilen bu RNA, mRNA (mesajcı RNA) dır.

2-) RNA dan protein sentezi (Translasyon):

Düzeltme iÅŸlemleri tamamlanmış olan mRNA daha sonra çekirdek (nukleus) den çıkarak “Ribozom” adı verilen bir organele doÄŸru yol almaya baÅŸlar.Ribozoma ulaÅŸan mRNA ribozoma baÄŸlanır. mRNA nın bir özelliÄŸi ise DNA daki gibi sıralanan bazların 3 lü gruplar halinde ayrılmış olmasıdır.Bir örnek verelim ;

DNA üzerindeki kodonlar ” AATGCCGATGTA ” ÅŸeklinde ise, sentezlenen mRNA nın görünümü ” UUA-CGG-CUA-CAU ” ÅŸeklinde olacaktır.Dikkat ederseniz baz sıralamasında bir deÄŸiÅŸme yoktur, yanlızca bazlar 3 lü gruplar halinde taksim edilmiÅŸlerdir.Taksim edilen bu 3 lü gruplara ise “Kodon” adı verilir.Tabii RNA da adenin bazına karşılık urasil bazının, guanin bazına karÅŸilik ise sitozin bazının geldiÄŸini unutmamak gerekir.

Bu şekilde üretilen mRNA ribozoma bağlandıktan sonra 3 lü grupların okunmasına başlanır.tRNA adı verilen bir başka RNA çeşidi ise bildiğimiz mRNA veya DNA kadar uzun değildir.tRNA (Taşıyıcı RNA) üzerinde yanlızca 15-20 baz sırası bulundurur.tRNA nın diğer bir özelliği ise birbiri ardına sıralanan bazların bir daire oluşturacak şekilde bağlanmasıdır.Bunu halay çeken bir grup insana benzetebilirsiniz.

tRNA halkasının üzerinde iki önemli bölge vardır.Bu bölgelerden ilki, taşıyacağı aminoasidin tanınmasını saÄŸlayan bölgedir.DiÄŸer bölge ise tRNA nın mRNA ya baÄŸlanacağı, 3 adet baz sırasından oluÅŸan bölgedir.Bu bölgeye ise ” Anti-kodon ” adı verilir. mRNA üzerinde bazların 3 lü gruplar halinde dizildiÄŸinden bahsetmiÅŸtik.Ä°ÅŸte tRNA üzerinde bulunan, ” anti-kodon ” adı verilen ve yanlızca 3 adet baz sırasından oluÅŸan bu bölge, ribozoma tutunmuÅŸ mRNA üzerindeki ” kodon ” adı verilen 3 lü gruplara baÄŸlanır.Tabii tRNA ların anti - kodonları, mRNA üzerindeki kodonlara sırasıyla baÄŸlanırken beraberlerinde taşıdıkları aminoasitleride getirmiÅŸlerdir.Bu yüzden tRNA ya bu isim verilmiÅŸtir.” Aminoasiti taşıyan RNA “

tRNA lar aminoasitleri taşıyıp sırasıyla kodonlara bağlandıkça, tRNA ların sırtlarındaki aminoasitlerde birbirleriyle bağlanmaya başlarlar.

Usteki ÅŸekilde mRNA (messenger RNA) daki kodonlardan birisine baÄŸlanmakta olan bir tRNA görülüyor.Görüldüğü gibi mRNA daki kodonun baz dizilimi GCC, bu kodona baÄŸlanan tRNA nın ise anti - kodonu CGG ÅŸeklindedir.tRNA üzerinde bulunan pembe halka ise ” aminoasit ” i temsil etmektedir.

Yüzlerce binlerce tRNA yanyana dizildiklerinde, üzerlerindeki aminoasitlerde yanyana gelmiş olur.İşte yanyana gelmiş olan bu aminoasitler birbirleriyle bağ yaparak proteini sentez etmeye başlar.Hatırlarsanız protein molekülünün aminoasit zincirlerinden meydana geldiğini soylemiştik.

tRNA lar sırasıyla mRNA üzerine yerleştikten sonra, sırtlarındaki amino asitler bağ yapar.Tam bu sırada işi biten tRNA yükünü boşaltmış olarak mRNA dan bağını kopararır ve ribozomdan ayrılır.Fakat taşıdığı amino asit, kendinden önceki tRNA nın getirdiği aminoasitle bağ yapmış olarak protein zinciri oluşumuna katılır.

Bu gerçektende insanı hayranlık içerisinde bırakan bir sistemdir.Bugün dünya üzerinde yapay olarak üretilen proteinler bile canlı bir hücre tarafından üretilen proteinin adi bir taklidi olmaktadır.

3-) Proteini üretilen hücrenin farklılaşması

Buraya kadar olan aşamalar hücrede protein sentezi için gerekli işlemleri kapsıyordu.Bundan sonra ise üretilen proteinin çeşidine göre hücrenin kazandığı fonksiyondur.

Bir yumurta ile bir spermin birleşmesiyle meydana gelen yapı zigot adını alır ve tek bir hücreden ibarettir.Zigot içerisinde DNA kendisinin bir kopyasını çıkarır.Dolayısıyla hücrede DNA miktarı iki katına çıkmış olur.Fakat hücre derhal bölünmeye başlar bu DNA lardan birisi bir hücreye giderken diğer DNA ise ikinci yavru hücreye aktarılır.Böylelikle hücre ikiye bölünmüş olur.Bölünmeler ta ki anne karnında bir bebeğin meydana gelmesine dek sürer.

Yani tek bir hücre, o kadar çok bölünme geçirirki sayıları trilyonları bulur ve bir canlı embriyoyu (anne karnındaki bebek) meydana getirir.DNA şifrelemesi ise bu noktada devreye girer.

Bir önceki basamağımız protein sentezi ile ilgiliydi.Fakat proteinler çesitli hücreler için farklı tiplerde üretilir.Bir yavru anne karnında gelişirken, yavrunun gözlerini oluşturacak hücrelerdeki DNA lar yanlızca göz organı ile ilgili proteinleri üretirler.Aynı şekilde yavrunun beynini oluşturacak hücrelerin DNA ları ise yanlızca beyin organı ile ilgili proteinleri üretirler.

Burada önemli olan nokta ÅŸudur.Ä°nsanın kemik hücresi olsun, karaciÄŸer hücresi olsun, böbrek hucresi olsun kısacası vücudunun her bolgesindeki hücrelerin içindeki DNA larda insanın bütün organlarını oluÅŸturacak bilgiler saklıdır.Fakat saklanan bu bilgilerden yanlızca ilgili organ için üretilecek protinlerin meydana getirilmesi saÄŸlanır.Yani her hücrede insan vücudunun her organının protein bilgileri saklanır fakat bu proteinlerin hepsi üretilmez.Yanlızca meydana getirilecek organla ilgili proteinler üretilir.Bir organda, organla ilgili proteinler dışında DNA da saklanan diÄŸer proteinlerin üretilmemesi için DNA nın üzeri ” Histon ” adı verilen özel bir proteinle örtülür.

Hücrelerin programlanmış bir ÅŸekilde farklı farklı proteinler üretip farklı organlara dönüşmesi olayına Tıp dilinde farklılaÅŸma (morfogenez) denir.Bugün bilim adamlarının kafasını kurcalayan en büyük problem ise hücrelerdeki ” Histon ” ların hangi genlerin üzerini örtüp hangilerinin üzerini açık bırakacağını nereden bildiÄŸidir.Çünkü proteinlerde birer moleküldür ve moleküllerde atomlardan oluÅŸur.Åžuursuz ve aklı olmayan atomlar, bu derece muazzam bir tasarım harikasını meydana getiremeyeceÄŸine göre, bu sistem bize açık bir ÅŸekilde yaratıldığını göstermektedir.

RÄ°BONÃœKLEÄ°K ASÄ°T (RNA)

RNA’lar ribonukleotitlerinbirbirlerine baÄŸlanması ile meydana gelen tek zincirli nukleik asitlerdir. DNA molekülleri ile kıyaslandığı zaman boyları daha kısadır. Hemen hemen bütün hücrelerde bol olarak bulunmaktadırlar. Gerek prokaryotik gerek ökaryotik hücrelerde genellikle üç ana sınıf RNA’ya rastlanmaktadır. Bunlar mesencır RNA (mRNA), ribozomal RNA (rRNA) ve transfer RNA (tRNA) dır. Bütün RNA’lar tek zincirli özel bir baz dizisine, karakteristik bir molekül ağırlığına sahip ve belirli bir biyolojik fonksiyonu yerine getirmektedir.

MESENCIR RNA (mRNA)

DNA’da saklı bulunan genetik bilginin, protein yapısına aktarılmasında kalıplık görevi yapan aracı bir moleküldür. mRNA ribozomlara tutunur ve DNA’dan aldığı genetik ÅŸifreye göre sentezlenecek proteinin amino asit sırasını tayin etmektedir. Her mRNA molekülü, DNA üzerinde bulunan ve gen adı verilen belirli bir bölge ile komplementerlik göstermektedir. Tek bir ökaryotik hücre yaklaşık 10.000 farklı mRNA molekülü ihtiva etmekte ve bunların her birinden bir veya daha fazla polipeptid zinciri sentezlemektedir.

TRANSFER RNA (tRNA)

tRNA’lar da ribonukleotidlerin polimerize olması ile meydana gelmiÅŸ, çok kıvrımlar gösteren ve tek zincirli yapıya sahip bir RNA çeÅŸididir. tRNA’lar yonca yaprağına benzeyen üç boyutlu yapılarında yer yer çift sarmallı bir durum göstermektedir. Zincirde yer alan ribonukleotid sayısı 70 ile 99 arasında, molekül ağırlığı ise 23.000 ile30.000 dalton arasında deÄŸiÅŸmektedir. DoÄŸada yer alan 20 aminoasitin her biri için en az bir tRNA molekülü bulunmaktadır. tRNA’lar adaptörlük görevi yaparak bir uçlarına baÄŸladıkları amino asiti, ribozoma tutunmuÅŸ mRNA’nın taşıdığı kodono göre polipeptid zincirine dizerler. tRNA’lar üç bazdan meydana gelen antikodon adı verilen uçları ile yine mRNA üzerinde bulunan ve kodon adı verilen bölgeye geçici baÄŸlanarak amino asitlerin mRNA üzerindeki ÅŸifreye göre doÄŸru bir ÅŸekilde dizilmelerini temin etmektedir.

RÄ°BOZOMAL RNA (rRNA)

rRNA’lar ribozomların ana yapısal elementi olup yaklaşık olarak ribozom ağırlığının % 65′ini teÅŸkil ederler. Prokaryotik hücrelerde 3 çeÅŸit, ökaryotik hücrelerde ise 4 çeÅŸit rRNA bulunmaktadır. Ribozomal RNA’lar ribozomların yapı ve fonksiyonlarında önemli rpller oynamaktadır.

Bunlara ilave olarak ökaryotik hücrelerde iki çeÅŸit RNA daha bulunmaktadır. Bunlardan birincisi heterojen nuklear RNA (hnRNA)’lardır. Bunlar ökaryotik hücrede sentezlenen ve prosese uÄŸramamış öncül mRNA molekülleridir. Ä°kincisi ise küçük nuklear (snRNA)’dır ve yine öncül mRNA moleküllerinin prosese uÄŸraması esnasında ortaya çıkmaktadırlar.

Kategori: Biyoloji