Nükleik Asitler

Tablet Versiyonu

Özel Ders Konseptli

NÜKLEİK ASİTLERİN KEŞİF SÜRECİ

Friedrich Miescher (Firedrik Mişer): 1869 yılında balık spermi ve akyuvar hücrelerinde yapmış olduğu çalışmalar sonucunda nükleik asitlerin keşfini yapmıştır. Araştırmalarında hücre çekirdekleri içinde daha önce rastlanılmamış; C, H, O, N ve P içeren asit özelliğinde moleküllere rastlamış ve bunlara çekirdek asidi anlamına gelen nükleik asit adını vermiştir.

 

 

DNA’nın Yönetici Molekül Olduğunun Kanıtlanması


Frederick Griffth (Frederik Grifth): 1928 yılına Streptococcus pneumoniae (Streptokokus pnömoni) bakterisinin iki suşunu (Bunlar, S. pneumoniae’nin zatürreye yol açan (kapsüllü) ve zatürreye yol açmayan (kapsülsüz) formlarıdır.) kullanarak DNA’nın genetik madde olduğunu kanıtlayan deney yapmıştır.

1) Kapsüllü form, farelere enjekte edilmiş ve fareler ölmüştür.

2) Kapsülsüz formu, farelere enjekte edilmiş ve fareler yaşamına devam etmiştir.

3) Isıtılarak öldürülmüş kapsüllü form, farelere enjekte edilmiş ve fareler yaşamına devam etmiştir.

4) Isıtılarak öldürülmüş kapsüllü form ve kapsülsüz canlı form karıştırılmıştır. Bir süre beklendikten sonra farelere enjekte edilmiştir. Farelerin hastalanarak öldüğü gözlemlenmiştir.


Ölen farenin kanında yapılan incelemede kapsüllü formuna rastlanmıştır. Bu durum, kapsüllü formun sahip olduğu bir maddenin etkisiyle kapsülsüz formdaki bakterilerin kapsül üretme ve hastalık yapma yeteneği kazandığını göstermiştir. Canlı kapsülsüz bakteriler, ölü kapsüllü bakterilerin içerisindeki materyalleri kullanarak değişime uğramış ve hastalık yapıcı hâle gelmiştir.

 

✔ Bu deney ile transformasyon anlaşılmıştır. (Canlı bakterilerin cansız bakteriden genetik madde alması)

✔ Frederick Griffith yaptığı bu deneyle hücrelerde kalıtsal bilgiyi taşıyan bir molekülün varlığını tespit etmiş ancak bu molekül hakkında herhangi bir açıklama yapamamıştır.

Oswald Avery (Osvıld Eviry), Colin MacLeod (Kolin Meklod) ve Maclyn McCarty (Maklin Mekkarti): Griffith’in deneyi sonucunda transformasyona neden olan maddenin teşhisini yapacakları araştırmayı yapmışlar ve DNA’yı keşfetmişlerdir.

✔ Isıtarak öldürdükleri bir kapsüllü bakteriden özüt hazırlamışlardır.

✔ Bu özütün içine 5 farklı ortamda RNA, protein, DNA, yağ ve karbonhidratları parçalayan enzimlerle bir arada tuttuktan sonra her bir ortama canlı kapsülsüz bakteriler eklemişlerdir.

✔ Bu bakterilerden sadece DNAaz (Deoksiribonükleaz) enzimi eklenen özütteki bakteriler, kapsül yapma yeteneği kazanamamıştır. Çünkü DNAaz, kapsüllü bakterilere ait DNA moleküllerini parçalamış ve kapsülsüz bakterilerin kapsül yapabilmesine engel olmuştur.

✔ Bu deney, kapsüllü bakterilerden kapsülsüz bakteriye geçen ve kapsül oluşumu sağlayan molekülün DNA olduğunu göstermiştir. Bu şekilde transformasyon ile alınan madenin DNA olduğu tespit edilmiştir.
 

Alfred Hershey (Alfrıd Hörşi) ve Martha Chase (Marta Çeys): 1952 yılında konak olarak Escherichia coli (Eşerişa koli) bakterisi ve bu bakterinin içinde çoğalabilen T2 bakteriyofajını kullanarak genetik materyalin DNA olduğunu kanıtlayan deney yapmışlardır.

 

✔ DNA’nın yapısındaki fosforun radyoaktif izotopu (32P)
ile protein kılıfın yapısındaki kükürdün radyoaktif izotopunu (35S) kullanmışlardır. (İşaretlemişlerdir.)
✔ Protein kılıfındaki kükürtleri işaretlenmiş virüsler ile bakteri aynı ortama konulmuştur. Virüslerin protein kılıflarının bakteri dışında kaldığı tespit edilmiştir. Bakteri içerisinde yeni üretilen virüslerin protein kılıflarında işaretli kükürte rastlanmamıştır.

✔ Virüslerin DNA’larının fosforları işaretlenmiş ve yine bakteri ile aynı ortama bırakılmıştır. İşaretli fosfora bakteri hücresi içerisinde rastlanmıştır. Bu durum; virüslerinin sahip oldukları DNA’yı, E. coli bakterisi içerisinde çoğalabilmek için kullandıkları sonucunu ortaya çıkarmıştır.

✔ Kükürt elementi proteinin yapısında bulunur fakat DNA’nın yapısında bulunmaz. Bundan dolayı protein kılıf 35S izotopu ile işaretlenmiş, DNA ise 32P izotopu ile işaretlenmiştir.

Erwin Chargaff (Örvin Şargaf) :1949 yılında farklı organizmalardan izole ettiği saf DNA’ların baz dizilimlerini incelediğinde türden türe baz dizilimlerinin değiştiğini keşfetmiştir. Aynı zamanda bir bireyin değişik dokularından izole ettiği saf DNA’ların baz dizilerini karşılaştırdığında dizilerin aynı olduğunu açıklamıştır.

 

Rosalind Franklin (Rozalin Franklin) ve Maurice Wilkins (Moris Vilkins): X ışınları ile DNAnın kristal fotoğrafını elde ettiler.

 

✔ James Watson (Ceyms Vatsın) ve Francis Crick (Frensis Krik): Wilkins’in araştırmalarından yola çıkarak DNAnın  yapısını açıklamışlar ve günümüzde hala geçerli olan Watson-Crick modelini oluşturmuşlardır. Yaptıkları araştırma ile Watson ve Crick, Maurice Wilkins ile birlikte 1962 yılında Nobel Ödülü almışlardır.

NÜKLEİK ASİTLER

 

✔ Canlılarda gerçekleşen tüm hayatsal olayları denetleyen ve genetik özelliklerin nesilden nesile aktarılmasını sağlayan moleküllerdir.

✔ Virüsler dahil tüm canlılarda bulunurlar.

✔ Temel yapı birimlerine NÜKLEOTİT denir.

 

Nükleotit

Bir nükleotit üç kısımdan oluşmuştur.
1) Organik baz
2) Pentoz
3) Fosfat (Fosforik asit)

1) Organik baz: Yapısında C, H, O ve N atomları bulunur. Nükleotitler, içerdikleri organik baza göre isimlendirilir. Pürin ve pirimidin organik bazları olmak üzere iki çeşittir.

Pürin Bazı: Çift halkalı iskelete sahip organik bazlardır. Adenin (A) ve guanin (G) olmak üzere iki çeşittir.

Pirimidin Bazı: Tek halkalı iskelete sahip organik bazlardır. Timin (T), sitozin (S,C) ve urasil (U) olmak üzere üç çeşittir.

2) Pentoz: 5 karbonlu monosakkaritlerdir. Nükleik asitler içerdikleri pentoza göre isimlendirilir. (DNA ve RNA) Deoksiriboz ve riboz olmak üzere iki çeşittir.

3) Fosfat (fosforik asit): Kapalı formülü H3PO4 tür.

✔ Organik baz ile pentozun beraberce oluşturduğu yapıya ise nükleozit denir.

✔ Organik baz ile pentoz arasında glikozit bağı vardır.

✔ Pentoz ile fosfat arasında ise fosfoester bağı (ester bağı) bulunur.

DNA (DEOKSİRİBONÜKLEİKASİT)

 

✔ Temel nükleik asittir. Canlılardaki genetik özelliklerin nesilden nesile aktarılmasını sağlar.

✔ Prokaryot hücrelerin sitoplazmasında,

    Ökaryot hücrelerde çekirdek, mitokondri ve kloroplast organelinde bulunur.

✔ Yapısında adenin, guanin, sitozin ve timin organik bazları; deoksiriboz pentoz şekeri ve fosfat bulunur.

✔ Nükleotitlerin üst üste bağlanması ise fosfodiester bağı ile olur. Bir fosfodiester bağı bir nükleotidin pentozu ile diğer nükleotidin fosfatın arasında oluşturulur. Bu şekilde polinükleotit zincirleri oluşur.

✔ DNA’yı oluşturan ipliklerden birinin en uçta bulunan nükleotidinde deoksiriboz şekerinin beşinci karbonuna fosfat bağlıdır. Bu uç 5' olarak adlandırılır. Aynı ipliğin diğer ucundaki şekerin üçüncü karbonuna hidroksil (OH-) grubu bağlıdır. Bu uç da 3' olarak adlandırılır. Bu ipliğin karşısındaki iplikte fosfat ve hidroksilin yerleri terstir. Bu DNA ipliği 3' ucundan 5' ucuna (3’ à 5’) doğrudur. DNA iplikleri birbirine antiparaleldir.

✔ İki tane polinükleotit zincirinin karşılıklı yan yana gelmesi ile oluşmuştur. İki zincir birbirine hidrojen bağı ile bağlanır. Bu bağlar, zayıf bağlar olduğundan kurulumu sırası su açığa çıkmaz. Hidrojen bağları, karşılıklı gelen iki nükleotidin organik bazları arasında oluşturulur.

✔ Hidrojen bağları daima adeninin ile timin nükleotit; guaninin ile sitozin nükleotit arasında oluşur. Adenin ile timin arasında ikili, guanin ise sitozin arasında üçlü bağ kurulur.

✔ Zincirler sarmal şeklindedir. Bu nedenle ikili sarmal olarak adlandırılır.

✔ Urasil organik bazı ve riboz pentoz şekeri yapısında bulunmaz.

✔ Hücre bölünmesinin başlangıcında kendini yarı korunumlu olarak eşler. (Replikasyon)

RNA (RİBONÜKLEİKASİT)

 

✔ Protein sentezi sırasında DNA üzerindeki şifrelerden üretilerek (transkripsiyon) proteinin üretilmesini sağlayan nükleik asittir.

✔ Prokaryot hücrelerde sitoplazmada ve ribozomda;

    Ökaryot hücrelerde çekirdek, kloroplast, mitokondri, ribozom ve sitoplazmada bulunur.

✔ Yapısında adenin, guanin, sitozin ve urasil organik bazları; riboz pentoz şekeri ve fosfat bulunur.

✔ Bir tane polinükleotit zincirinden oluşmuştur.

✔ Bazı çeşitlerinde (r ve t) aynı polinükleotit zincirinin kendi üzerine katlanması sonucu hidrojen bağı bulunur.

✔ Timin organik bazı ve deoksiriboz pentoz şekeri yapısında bulunmaz.

✔ Kendisini eşleyemez. Yenisi DNA tarafından oluşturulur.

✔ Yapısında A = U ve G = S eşitliği yoktur.

RNA Çeşitleri

 

mRNA (mesajcı RNA):  DNA üzerindeki şifrenin gerekli kısmını alarak ribozoma taşıyan RNA’dır.

tRNA (taşıyıcı RNA): mRNA üzerindeki genetik şifreye göre aminoasitleri  ribozoma taşıyan RNA’dır. Yapısındaki polinükleotit zinciri kendi üzerine katlanmalar yapar. Bu nedenle yapısında hidrojen bağı vardır.

rRNA (ribozomal RNA): Ribozomun yapısına katılan RNA’dır. Çekirdekçikte üretilir. Yapısındaki polinükleotit zinciri kendi üzerine katlanmalar yapar. Bu nedenle yapısında hidrojen bağı vardır.

✔ RNA çeşitlerinin hücrede bulunma oranı

        r (%80)>t(%15)>m(%5)