1 DNA’nın Tanımı 3 Kimyasal Değişimler Özet: “DNA Nedir? DNA Ne Anlamına gelir? Anlamı” başlıklı yazımızda DNA nedir, DNA ne anlamına ge...
1 DNA’nın Tanımı
3 Kimyasal Değişimler
Özet: “DNA Nedir? DNA Ne Anlamına gelir? Anlamı” başlıklı yazımızda DNA nedir, DNA ne anlamına gelir, DNA kelimesinin tanımı, DNA Özellikleri, Kimyasal Değişimleri, teknolojide DNA’nın yeri şeklinde DNA hakkında ayrıntılı detayları göreceksiniz.
Özet: “DNA Nedir? DNA Ne Anlamına gelir? Anlamı” başlıklı yazımızda DNA nedir, DNA ne anlamına gelir, DNA kelimesinin tanımı, DNA Özellikleri, Kimyasal Değişimleri, teknolojide DNA’nın yeri şeklinde DNA hakkında ayrıntılı detayları göreceksiniz.
Özet: “DNA Nedir? DNA Ne Anlamına gelir? Anlamı” başlıklı yazımızda DNA nedir, DNA ne anlamına gelir, DNA kelimesinin tanımı, DNA Özellikleri, Kimyasal Değişimleri, teknolojide DNA’nın yeri şeklinde DNA hakkında ayrıntılı detayları göreceksiniz.
DNA’nın Tanımı
Deoksiribonükleik asit ya da özetlemek gerekirse DNA, tüm organizmalar ve bir takım virüslerin canlılık işlevleri ve biyolojik gelişimleri için lüzumlu olan genetik talimatları taşıyan bir nükleik asittir. DNA’nın başlıca görevi bilginin uzun soluklu saklanmasıdır. Protein ve RNA şeklinde hücrenin başka bileşenlerinin inşası için lüzumlu olan detayları içermesinden dolayı DNA; bir kalıp, şablon ya da reçeteye benzetilir. Bu genetik detayları içeren DNA parçaları gen olarak adlandırılır. Ama başka DNA dizilerinin yapısal işlevleri vardır (kromozomların şeklini edinmek şeklinde), ötekileri ise bu genetik bilginin ne şekilde (hangi hücrelerde, hangi şartlarda) kullanılacağının düzenlenmesine yararlar.
Kimyasal olarak DNA, nükleotit olarak adlandırılan kolay birimlerden oluşan iki uzun polimerden oluşur. Bu polimerlerin omurgaları, ester bağları ile birbirine bağlanmış şeker ve fosfat gruplarından meydana gelir. Bu iki iplik birbirlerine ters yönde uzanırlar. Her bir şeker grubuna baz olarak adlandırılan dört tip molekülden birisi bağlıdır. DNA’nın omurgası süresince bu bazların oluşturduğu dizi, genetik bilgiyi kodlar. Protein sentezi esnasında bu bilgi, genetik kodaracılığıyla okununca proteinlerin amino asit dizisini belirler. Bu süreç esnasında DNA’daki bilgi, DNA’ya benzer yapıya haiz başka bir nükleik asit olan RNA’ya kopyalanır. Bu işleme transkripsiyon denir.
Hücrelerde DNA, kromozom olarak adlandırılan yapıların içinde yer alır. Hücre bölünmesinden evvel kromozomlar eşlenir, bu sırada DNA ikileşmesi gerçekleşir.Ökaryot canlılar (şu demek oluyor ki hayvan, nebat, mantar ve protistalar) DNA’larını hücre çekirdeği içinde bulundururken prokaryot canlılarda (şu demek oluyor ki bakteri ve arkelerde) DNA, hücre sitoplazmasında yer alır. Kromozomlarda bulunan kromatin proteinleri (histonlar şeklinde) DNA’yı sıkıştırıp organize ederler. Bu sıkışık yapılar DNA ile başka proteinler arasındaki etkileşimleri düzenleyerek DNA’nın hangi kısımlarının okunacağını denetim eder.
DNA’nın Özellikler
Nükleotit olarak adlandırılan birimlerden oluşan bir polimerdir. DNA zinciri 22 ila 26 Ångström arası (2,2-2,6 nanometre) genişliktedir, bir nükleotit birim 3,3 Å (0.33 nm) uzunluğundadır. Herbir birim çok minik olmasına karşın, DNA polimerleri milyonlarca nükleotitten oluşan çok önemli moleküllerdir. Mesela, en büyük insan kromozomu olan 1 numaralı kromozom ortalama 220 milyon baz çiftiuzunluğundadır.
Dna’nın yarısı dişi bireyden yarısı da adam bireyden gelir. Canlılarda DNA genel anlamda tek bir molekül değildir, birbirine sıkıca sarılı bir çift molekülden oluşur. Bu iki uzun iplik sarmaşık şeklinde birbirine sarılarak bir çift sarmal oluşturur. Nükleotit birimler bir şeker, bir fosfat ve bir bazdan oluşurlar. Şeker ve fosfat DNA molekülünün omurgasını oluşturur, baz ise çifte sarmaldaki diğer DNA ipliği ile etkileşir. Genel olarak bir şekere bağlı baza nükleozit, bir şeker ve bir ya da daha çok fosfata bağlı baza ise nükleotit denir. Aniden çok nükleotidin birbirine bağlı haline polinükleotit denir.
DNA ipliğinin omurgası almaşıklı şeker ve fosfat artıklarından oluşur. DNA’da bulunan şeker 2-deoksiribozdur, bu bir pentozdur (beş karbonlu şekerdir). Bitişik iki şekerden birinin 3 numaralı karbonu ile öbürünün 5 numaralı karbon atomu arasındaki fosfat grubu, birfosfodiester bağı oluşturarak şekerleri birbirine bağlar. Fosfodiester bağın asimetrik olması sebebiyle DNA ipliğinin bir yönü vardır. Çifte sarmalda bir iplikteki nükleotitlerin birbirine bağlanma yönü, diğer ipliktekilerin yönünün tersidir. DNA ipliklerinin bu düzenine antiparalel denir. DNA ipliklerin asimetrik olan uçları 5′ (beş üssü) ve 3′ (üç üssü) olarak adlandırılır, 5′ uç bir fosfat grubu, 3′ uç ise bir hidroksil grubu taşır. DNA ve RNA arasındaki başlıca farklardan birisi, içerdikleri şekerdir, RNA’da 2-deoksiriboz yerine başka bir pentoz şeker olan ribozbulunur.
Çift sarmalı iki ipliğe bağlı bazlar arasındaki hidrojen bağları DNA’yı stabilize eder. DNA’a bulunan dört baz, adenin (A olarak kısaltılır),sitozin (C), guanin (G) ve timin (T) olarak adlandırılır. Bu dört baz şeker-fosfata bağlanarak bir nükleotit oluşturur, mesela “adenozin monofosfat” bir nükleotittir.
Bazlar iki tip olarak sınıflandırılırlar: adenin ve guanin, pürin türevleridir, bu tür şeyler beş ve altı üyeli halkaların kaynaşmasından oluşmuş heterosiklik bileşiklerdir; sitozin ve timin ise pirimidin türevleridir, bu tür şeyler altı üyeli bir halkadan oluşur. Bir başka baz olan urasil (U), sitozinin yıkımı sonucu seyrek olarak DNA’da bulunabilir. Kimyasal olarak DNA’ya çok benzeyen RNA’da timin yerine urasil bulunmaktadır.
İki sarmal iplik DNA omurgasını oluşturur. Bu iplikler araındaki boşluklar takip edilerek iki tane düşsel boşluk ya da oyuk daha bulunabilir. Bu oyular baz çiftlerine bitişiktir ve onlara bağlanmak için bir yer olşuturabilirler. Bu oyuklar birbirlerinin tam karşısında olmadıkları için büyüklükleri aynı değildir. Ekranda görülen pencereden büyük oyuk (majör oyuk) olarak adlandırılanı 22 Å genişliğinde, minik (minör) oyuk ise 12 Å genişliğindedir. Minik oyuğun darlığı sebebiyle bazların kenarlarına erişmek büyük oluktan daha kolaydır. Bu yüzden, DNA’daki belirgin baz dizilerine bağlanan, transkripsiyon faktörü şeklinde proteinler büyük oyuktan bazların kenarlarına temas ederler. Hücredeki DNA’nın bir takım bölgelerinde bu vaziyet değişik olabilir (alt tarafta “Seçenek çifte sarmal yapılar” bölüne bakınız) ama oralarda dahi, eğer DNA düzgüsel B biçimini alacak şekilde burulsaydı görülecek büyüklük farklılıklarına bakılırsa adlandırılır.
DNA’nın bir ipliğindeki bir baz tipi, diğer iplikten tek bir baz tipi ile bağ kurar. Buna tümleyici (komplemanter) baz eşleşmesi denir: pürinler pirimidinler ile hidrojen bağı kurar, A yalnızca T’ye bağlanır, C’de yalnızca G’ye bağlanır. Çift sarmalda karşıdan karşıya herhangi birine bağlı iki baza bir baz çifti denir. Çift sarmalı kesin kılan ayrıcahidrofobik tesir ve pi istiflenmesi vardır, bu tür şeyler DNA dizisisinden bağımsızdır. Hidrojen bağları kovalent bağlardan daha zayıf olduklarından kolayca kopup yeniden oluşabilirler. Bu nedenle DNA zincirinin iki ipliği bir fermuar şeklinde kolayca birbirlerinden ayrılabilir, ya mekanik güç ile ya da yüksek sıcaklıkta. Komplementerliğin bir sonucu olarak bir DNA sarmalındaki iki iplikli dizideki tüm bilgi ipliklerin her birinde kopyalanmış durumdadır, bu da DNA kopyalanması için esas bir özelliktir. Aslen komplementer baz çiftleri arasındaki spesifik ve tersinir etkileşimler DNA’nın canlılardaki işlevleri için şarttır.
İki tip baz çifti değişik sayıda hidrojen bağları oluşturur, AT’nin iki hidrojen bağı, GC’nin üç hidrojen bağı vardır (bakınız biçim). Bu nedenle GC çiftleri AT baz çiftlerinden daha güçlüdür. Dolayısyla iki DNA ipliğinin birbirine bağlanma enerjisini belirleyen, hem DNA çift sarmalının uzunluğu hem de onu oluşturan GC baz çiftlerinin yüzde oranıdır. Yüksek oranda GC’li uzun DNA’ların iplikleri birbirine daha sıkı bağlıdır, AT oranı yüksek kısa sarmalların iplikleri ise birbiriyle daha zayıf etkileşirler. Biyolojide, DNA çifte sarmalının kolay ayrılması ihtiyaç duyulan bölgelerinde AT oranı yüksek olur, mesela bir takım promotörlerde bulunan TATAAT Pribnow kutusu. Laboratuvarda bu etkileşimin enerjisini ölçmek için hidrojen bağlarını koparmak için lüzumlu ısı, ergime sıcaklığı belirlenir (bu, Tm sıcaklığı olarak da adlandırılır). DNA çifte sarmalındaki tüm baz çiftleri eridikten sonrasında iplikler ayrışır ve çözeltide iki bağımsız molekül olarak varlığını sürdürür. Bu iki tek iplikli DNA molekülün tek bir şekli yoktur, ama bir takım şekiller öbürlerinden daha kararlıdır.
YORUMLAR