İçeriğe geç

Nükleik Asitler

 

Nükleik asitler (2023 AYT)

Nükleik asitlerin keşfedilmesi ve özelliklerinin ortaya çıkarılmasında katkıda bulunan bilim insanları

Miescher: Nükleik asitleri ilk kez adlandırmıştır (Nüklein).

Hertwig: Nükleik asitlerin kalıtımsal özellikleri aktaran kimyasallar olduğunu öne sürmüştür.

Feulgen: DNA’nın kromozomların içerisinde olduğunu ortaya koymuştur.

Levene: Nükleik asitlerin nükleotitlerden oluştuğunu kanıtlamıştır.

Griffith: Genetik bilgiyi taşıyan maddenin DNA olduğunu kanıtlamıştır.

Avery: Yaptığı deneylerden elde ettiği sonuçlarla DNA’nın genetik materyal olduğunu ortaya koymuştur.

Hershey ve Chase: Faj proteini ve nükleik asitlerin bakterilerin üremesi üzerindeki etkilerini araştırmış ve DNA’nın genetik materyal olduğunu kanıtlamıştır.

Chargaff: Türlerin sahip olduğu DNA’ların farklı nükleotit dizilişine sahip olduklarını keşfetmiştir.

Watson ve Crick: DNA’nın sarmal yapılı olduğunu kanıtlamışlardır. Aynı zamanda DNA molekülünün yapısında adenin bazının karşısında timin bazının, guanin bazının karşısında sitozin bazının konumlandığını ortaya çıkarmışlardır.

Meselson ve Stahl: DNA’nın yarı korunumlu (Semi – konservatif) olarak eşlendiğini kanıtlamışlardır.

 

Nükleik asitlerin çeşitleri ve görevleri (2022 AYT)

  • Nükleik asitler, nükleotit adını alan yapıtaşlarından meydana gelir.
  • Bir nükleotit hangi azotlu organik baza sahipse ona göre adlandırılır. Örneğin adenin nükleotit.
  • Bir nükleik asit ise hangi pentoz şekerini taşıyorsa o isimle adlandırılır. Örneğin, ribonükleik asit (RNA).
  • Nükleik asitler canlıların sahip oldukları kalıtsal özelliklerin aktarılmasını, yapılarındaki çeşitli moleküller sayesinde canlıların farklı özellikler kazanmasını sağlayan aynı zamanda canlılarda meydana gelen metabolik olayları denetleyen moleküllerdir.
  • Nükleik asitlerin iki çeşidi vardır. Bunlardan DNA (Deoksiribonükleik asit), çift nükleotit zincirinden oluşup sarmal yapılı iken, RNA (Ribonükleik asit) ise tek nükleotit zincirinden oluşup protein sentezinde görev alır.
  • Nükleik asitler glikoz, aminoasit, yağ asiti gibi moleküllere göre daha büyüktür.
  • Nükleik asitler organik yapılı moleküllerdir ve yapılarında C, H, O, N, ve P elementleri yer alır.
  • Nükleik asit zincirleri çok sayıda nükleotitin fosfodiester bağı ile birleşmeleri sonucu meydana gelir. Bu oluşum aynı zamanda polimer bir yapı gösterir (2019 TYT). Bu kompleks yapıları, nükleik asitlerin yönetici ve protein sentezini gerçekleştirebilen moleküller olmalarını sağlar.
  • Virüslerde ve tüm canlılarda nükleik asit çeşitlerinden en az biri yer almaktadır.

 

DNA

  • DNA, iki sıra nükleotit zincirinden meydana gelir ve sarmal (Heliks) yapılıdır (Sağa dönüşlü).
  • DNA, yapısında yer alan dört çeşit nükleotit sayesinde genetik bilgiyi şifreler.
  • Ökaryotik hücrelerde DNA çekirdekte yer alır. DNA çekirdek içerisinden sitoplazmaya çıkamayacak kadar büyüktür. Mitokondri ve kloroplast organellerinde kendilerine özgü DNA vardır. Prokaryotik hücrelerde DNA halkasal yapılı olup yalnızca sitoplazmada yer alır.
  • Bir canlıya ait tüm hücrelerdeki DNA aynı özelliklere sahiptir (Üreme hücreleri hariç). Benzer yapıda DNA’ya sahip farklı hücrelerden, farklı yapı ve göreve sahip dokuların oluşması her iki hücrenin yapısındaki DNA’ların farklı genlerinin aktif olması ile açıklanır.
  • Nükleotit sayısı ve nükleotit çeşitlerinin kullanım sıklığı iki DNA molekülünün birbirinden farklı olmasına neden olur (2020 TYT).

dna-sarmal-yapi

  • DNA, kendini eşleyerek kopyasını oluşturur ve aynı zamanda tüm RNA çeşitlerini üretir.
  • DNA yapısında yer alan nükleotitler üç farklı molekülden meydana gelir. DNA sarmal yapısının dış kısmına bakan bölümünde fosfat (Fosforik asit) grubu, ortada beş karbonlu deoksiriboz şekeri, DNA sarmalının iç bölümüne bakan kısımda ise adenin (A), guanin (G), sitozin (S veya C) ve timin (T) bazlarından herhangi birisi yer alır.
  • Adenin ve guanin bazları çift halkalı kimyasal yapıya sahip olup pürin grubu bazlardır. Sitozin ve timin bazları ise tek halkalı yapıya sahip olup pirimidin grubu bazlardır.

 

azotlu-organik-baz

 

  • Nükleotitleri oluşturan üç molekül, iki bağ ile bir araya gelmiştir. Pentoz şekeri ile azotlu organik baz arasında glikozit bağı oluşurken, pentoz şekeri ile fosfat grubu arasında ester bağı oluşmaktadır.

 

deoksiribonukleotit-nukleik-asitler

 

  • Pentoz şekeri ile azotlu organik bazın birleşimi sonucu nükleozit molekülü, nükleozit ile fosfat grubunun birleşimi sonucu ise nükleotit molekülü oluşmaktadır.

 

nukleozit-nukleik-asitler

  • Fosfat grubuna fosforik asit de denir ve DNA’nın bu molekülü taşıması DNA’ya asidik özellik kazandırır.
  • Nükleotitler arasında fosfodiester bağları oluşur ve bu sayede nükleotit zinciri meydana gelir.

dna-hesaplama-nukleik-asitler

  • Karşılıklı oluşan iki nükleotit zinciri, hidrojen bağları ile bir araya gelerek çift zincirli bir yapı oluşturulur. Söz konusu zincirlerin birinde adenin nükleotiti yer alırken bu nükleotitin karşısına timin nükleotiti getirilir. Guanin nükleotiti olan bölümün karşısına ise sitozin nükleotiti getirilir.
  • Adenin ve timin bazları arasında iki adet hidrojen bağı oluşurken, guanin ve sitozin bazları arasında üç adet hidrojen bağı oluşmaktadır.

hidrojen-bagi

  • DNA yapısındaki her iki zincir, birbirine antiparalel olarak uzanır. 

  • DNA’nın bir zincirinin son nükleotidinde yer alan pentoz şekerinin 5. karbonuna fosfat (PO4) molekülü bağlı iken, aynı zincirin diğer ucunda yer alan nükleotitin pentoz şekerinin 3. karbonuna hidroksil (OH) molekülü bağlıdır. Bu zincirin karşısında yer alan zincirde ise bu durumun tam tersi bir durum söz konusudur. Bu sayede DNA’nın antiparalel yapısı meydana gelmiş olur (2021 AYT).

dna-antiparalel-yapi

 

Hücredeki genetik materyalin organizasyonu

Kromozom, DNA ve histon proteinlerinden meydana gelir. Hücre bölünmediği zaman kromozomlar, DNA’nın sıkıştırılmamış formu olan kromatin iplik (Kromatin ağı) şeklindedir. Kromatin iplikler hücre bölünmesi sırasında kısalıp kalınlaşarak kromozoma dönüşür. Kromozomların hacimce en büyük olduğu bölünme aşaması metafazdır.

 

nukleoprotein

 

  • Prokaryotik hücrelerde DNA’nın tamamı halkasal yapılı, tek bir kromozomda yer alırken, ökaryotik hücrelerde DNA, canlı türüne göre farklı sayıda kromozomda yer alır.
  • Kromozom yapısında belli bir nükleotit sayısından oluşan gen bölgeleri vardır. Genler gerektiği zaman kendilerini kopyalayarak başka bir görev için kullanılır.
  • Gen bölgelerinden protein sentezi için şifre verildiği gibi, tüm RNA çeşitleri de üretilir.
  • DNA üzerindeki gen mRNA üretiyorsa protein geni, tRNA veya rRNA üretiyorsa RNA genidir. Genleri oluşturan nükleotit sayısı binler veya milyonlarla ifade edilir.
  • DNA molekülünün kendini eşlemesi sırasında meydana gelecek bir hata, DNA yapısında yer alan genlere de yansır. Bu duruma mutasyon denir.

 

Replikasyon (DNA eşlenmesi)

  • Hücre bölünmesi sırasında DNA eşlenerek kendine benzer yeni bir DNA oluşturur. Bu olaya replikasyon denir.
  • Üretilen DNA’lar oluşan yeni hücrelere aktarılır.
  • Replikasyon sonucu oluşan DNA’ların zincirlerinden birer tanesi bir önceki DNA’dan aktarılır. Bundan dolayı replikasyon yarı korunumlu (Semi – konservatif) bir olaydır.

dna-azot-deneyi

  • DNA eşlenmesi sırasında gerekli olan yapılar adenin, guanin, sitozin ve timin deoksiribonükleotitleri, kalıp DNA, helikaz, DNA ligaz, DNA polimeraz enzimleri ve Mg iyonlarıdır.
  • Tüm hücre tiplerinde, replikasyonun başlaması için bir replikasyon orjini (Başlangıç noktası) olmalıdır.
  • DNA üzerinde yer alan replikasyon bölgelerinde başlangıç ve bitiş noktaları vardır.
  • DNA çift zinciri, replikasyon orjininin başlangıç noktasından itibaren açılmaya başlar. DNA’nın açılan bu bölümüne repikasyon çatalı denir. Bu açılma ile birlikte oluşan yapıya replikasyon çatalı denir.
  • Prokaryotik canlılar halkasal DNA’ya sahip olduklarından, bu tip canlılarda tek bir başlangıç – bitiş noktası vardır ve replikasyon iki yönlü olarak seyreder.

prokaryot-replikasyon-nukleik-asitler

  • Ökaryotik hücrelerin DNA uzunluğu daha fazla olduğundan DNA eşlenmesi sırasında birden fazla replikasyon orjini belirlenir. Bu durumda replikasyon küçük parçalar halinde gerçekleşir ve eşlenme daha kısa sürede tamamlanır (2020, 2024 AYT). Bu yöntem aynı zamanda DNA polimeraz enziminin, oluşan yeni DNA zincirinin ihtiyaç duyduğu nükleotitleri karşılayabilmesini mümkün kılar
  • DNA eşlenmesinde öncelikle sarmal (Heliks) yapının açılması ve çift zincirin biribirinden ayrılması gerekmektedir. Bu dönüşümü helikaz enzimi sağlar (2019 AYT). Açılan zincirlerden her birisi yeni zincirler için kalıplık görevi görür.

replikasyon-1

replikasyon-2

  • Helikaz enziminin görevi sona erdiğinde devreye giren enzim DNA polimerazdır. Bu enzim, yeni oluşacak DNA zincirlerinin ihtiyaç duyduğu deoksiribonükleotitlerin zincire eklenmesini sağlar (2019 AYT).
  • DNA polimerazın diğer görevi replikasyon tepkimeleri sırasında meydana gelen nükleotit dizilim yanlışlıklarını önlemektir.

replikasyon-3

  • Replikasyon mekanizmasında görev alan bir diğer enzim DNA ligaz’dır. DNA ligaz, yeni oluşan DNA zincirinin parçalarını birbirine fosfodiester bağları ile bağlar (2019 AYT). Böylece kesintisiz bir DNA zinciri oluşturulmuş olur.

 

RNA

  • RNA (Ribonükleikasit) tek nükleotit zincirinden meydana gelir.
  • RNA, prokaryotik hücrelerde sitoplazma ve ribozomda yer alırken ökaryotik hücrelerde çekirdek, ribozom, sitoplazma, kloroplast ve mitokondride yer alır.
  • RNA, DNA’da olduğu gibi adenin, guanin ve sitozin bazı içeren nükleotitlerden oluşmasına karşılık, timin bazı içeren nükleotite sahip değildir. RNA timin yerine urasil bazı içeren nükleotitlere sahiptir.

ribonukleotit-nukleik-asitler

  • RNA’yı oluşturan nükleotitlerin yapısında beş karbonlu riboz şekeri yer alır.
  • Bazı durumlarda RNA molekülü katlanmalar yaparak çift zincirli yapıya dönüşür. Bu durumda guanin nükleotiti sitozin nükleotiti ile, adenin nükleotiti ise urasil nükleotiti ile eşleşir.
  • RNA kendini eşleyemediğinden yeni bir RNA ancak DNA tarafından üretilir.
  • mRNA, tRNA ve rRNA şeklinde üç çeşidi bulunan RNA moleküllerinin tümü protein sentezinde görev alır.

 

1- mRNA (Mesajcı RNA)

  • DNA molekülü, ökaryotik bir hücrenin çekirdek zarı gözeneklerinden dışarı çıkarak genetik bilgileri hücre içindeki başka bir yapıya aktaramaz. Buna karşılık, RNA molekülleri çekirdek zarı gözeneklerinden geçer. Bundan dolayı DNA, RNA ile işbirliğine girer.
  • mRNA molekülü, DNA’dan aldığı genetik bilgiyi çekirdekten sitoplazmaya geçerek ribozoma iletir.
  • mRNA sentezi için DNA’daki ilgili gen bölgesi çift zinciri açılır. Açılan bölgede, anlamlı zincirden mRNA üretimi gerçekleşir.
  • mRNA miktarca hücrede en az (%5) rastlanan RNA çeşididir ve gerektiğinde tekrar kullanılır.
  • Bir hücrede var olan protein çeşidi kadar mRNA çeşidi vardır.
  • Aynı dokuya ait iki hücrenin farklı proteinlere ihtiyacı olabilir. Bu durumda bu iki hücrede farklı mRNA’lar üretilir. Farklı dokuların hücreleri ise aynı proteine ihtiyaç duyabileceğinden, bu farklı iki dokunun hücrelerinde aynı mRNA’ya rastlanılır.

 

2- tRNA (Taşıyıcı RNA)

  • tRNA, protein üretimi için gerekli olan aminoasitleri sitoplazmadan ribozoma taşır.
  • tRNA molekülü, görevini yerine getirirken katlanmalar yapar ve bu katlanma bölgelerinde hidrojen bağı oluşur.

trna-nukleik-asitler

  • Protein sentezinde 20 çeşit aminoasit kullanılabildiğinden, bir hücrede en az 20 çeşit tRNA yer alır. Bundan dolayı her tRNA ancak bir çeşit aminoasit çeşidini taşır.
  • Bir hücredeki RNA’ların %15’i tRNA’dan oluşmaktadır.

 

3- rRNA (Ribozomal RNA)

  • rRNA, bir ribozomun %60’lık bölümünü (2018 AYT) oluşturduğundan bu ismi almıştır.
  • Tüm hücrelerde çok sayıda ribozom organeli olduğundan, hücredeki RNA’ların çoğu (%80) rRNA’dan oluşmaktadır.
  • rRNA, protein sentezinde enzim gibi çalışarak iki aminoasit arasında peptit bağı oluşmasını sağlar.
  • Bir ribozomun %65’lik bölümünü rRNA oluşturur.

 

Konu Testi

Nükleik Asitler / Doğru – Yanlış

 

Nükleik Asitler Konu Testi

Ders Videosu

İçindekiler