Genetik şifre ve protein sentezi

• DNA’yı oluşturan milyarlarca nükleotitin bireye özel olarak sıralanması sonucu oluşan zincirlerin şifre veren belli bölümlerine gen denir.
• Dört çeşit nükleotit (A, G, S, T) farklı sayı ve sıra ile dizilerek farklı özellikte genlerin oluşmasını sağlar.
• Genlerin protein sentezi veya RNA üretimi için verdiği kodlara genetik kod (DNA kodonu) denir.
• Tüm canlılarda Adenin, Guanin, Sitozin ve Timin nükleotitleri sayesinde sayısız çeşitte genetik şifre üretilir.
• Protein sentezinde en fazla 20 çeşit aminoasit kullanılır.
• Dört çeşit nükleotit üçerli gruplar halinde toplam 4 X 4 X 4= 64 çeşit nükleotit üçlüsü oluşturabilir.
• Üç nükleotitin bir araya gelmesi ile oluşan şifreye kodon denir.
• DNA gen bölgesinin şifre veren zincirindeki (Kalıp iplik) ilk kodon TAS’tır.
• Buna karşılık gelen mRNA’nın ilk kodonu AUG (Metiyonin)’dir. Protein sentezini başlatan bu kodona başlama kodonu denir.

• DNA’nın şifre veren zincirinde bulunabilecek 64 çeşit kodon’un mRNA en fazla 61 çeşidini aminoasit kodlamak için kullanabilir.
• Geriye kalan üç kodon aminoasit kodlamak için kullanılamaz.
• Durdurma (Stop) kodon’u (UAA, UAG, UGA) adını alan bu kodonlardan herhangi biri protein sentezinin sona ermesini sağlar (2019 AYT’de soruldu).

• 20 aminoasit çeşidine karşılık 61 kodonun aminoasit şifrelemesi, protein sentezi sırasında meydana gelebilecek hataların telafi edilme ihtimalini arttırır. Örneğin, serin aminoasitini AGU ve AGC kodonları şifreleyebilir.
• mRNA’daki kodonun AGU şeklinde yazılması gerekirken AGC şeklinde yazılması durumunda bile serin aminoasiti, üretilecek protein için kodlanmış olur (2020, 2021 AYT’de soruldu).
• DNA’da yer alan gen bölgesindeki AGT kod’u mRNA’da USA kodonu olarak yazılır. Bu kodon tRNA tarafından ise AGU şeklinde okunur.
• tRNA’daki bu nükleotit üçlüsüne antikodon denir.
• tRNA sonlandırıcı kodonları okuyamadığından bu kodonlara karşı aminoasit taşıyamaz ve bu duruma bağlı olarak protein sentezi sonlanmış olur.

Protein sentezi

• Gen bölgesinin mRNA’ya şifre veren ipliğine kalıp iplik, buna karşılık gelen DNA ipliğine ise kalıp olmayan (Anlamlı iplik) iplik adı verilir.
• Protein sentezinin ilk aşaması DNA’da yer alan genin kalıp ipliğinden mRNA üretilmesidir. Bu olaya transkripsiyon (Şifrenin yazılması) denir.
• Transkripsiyon öncesinde RNA polimeraz enzimi DNA’nın şifre verecek gen bölgesindeki çift zincirin açılmasını sağlar.
• Aynı enzim şifre verildikten sonra DNA’nın gen bölgesindeki iki ipliği birleştirir.

• Ökaryotik hücrelerde transkripsiyon çekirdekte gerçekleşir.
• Transkripsiyon esnasında DNA’nın kalıp iplik bölgesindeki adenin deoksiribonükleotitine karşılık mRNA’da urasil ribonükleotiti getirilir.
• Transkripsiyon tamamlandıktan sonra, üretilen mRNA çekirdek zarı porlarından sitoplazmaya geçiş yapar.
• mRNA ribozoma ulaştıktan sonra tRNA devreye girerek mRNA kodonlarına karşılık antikodon üretir.
• tRNA, üretilen her bir antikodona, ATP harcayarak aminoasit bağlar ve bu aminoasitleri ribozoma taşır. 
• Kodon’a karşılık getirilen antikodon mRNA zincirini okur. Bu olaya Translasyon (Şifrenin okunması) adı verilir.
•  Translasyon işlemi, mRNA’daki sonlandırıcı kodon ribozoma girene kadar devam eder.
• Sonlandırıcı kodon ribozoma girdiğinde tRNA tarafından okunamaz.
• Bu durum Translasyon sürecinin sona ermesine neden olur (2022 AYT’de soruldu).

• Son aşamada, Peptit bağları ile birleşen aminoasitler polipeptit molekülünü oluşturur. Böylece hücrenin ihtiyaç duyduğu polipeptit molekülü elde edilmiş olur (2020 AYT’de soruldu).
• Prokaryotik hücrelerde protein sentezi sitoplazmada başlar ve yine sitoplazmada sona erer.
• Ökaryotik hücrelerde ise protein sentezi çekirdekte başlayıp sitoplazmada sona erer.

Polizom (Poliribozom) (2024 AYT’de soruldu)

• Yan yana dizilmiş ribozomların oluşturduğu yapıya polizom (Poliribozom) denir.
• Polizom sayesinde hücrenin ihtiyaç duyduğu çok sayıda ve aynı özellikteki polipeptit molekülleri kısa sürede üretilebilir.
• Ribozom, üretilecek polipeptit molekülünün aminoasit dizilişi, sayısı ve çeşidi üzerinde etkili değildir.

• Protein sentezi sonucunda hücrede su ve polipeptit miktarı artarken, serbest aminoasit, serbest nükleotit ve ATP miktarı azalır.
• Serbest aminoasit miktarı azaldığından dolayı hücre içi pH değeri artar.