Bu konuda ne öğreneceksin
Aynı ailede olan iki kişi neden birbirine benzer? Bir hücre bölünürken metre uzunluğundaki DNA nasıl hatasız kopyalanır? Genetik bilgi, neden dört harfle yazılır ve proteine nasıl çevrilir? Nükleik asitler (DNA ve RNA) hücrenin yönetim bilgisini taşır. Bu konuda DNA'nın yapısını, RNA türlerini, DNA'nın eşlenmesini (replikasyon), genetik şifreyi ve mutasyonları öğreneceksin. AYT'de Chargaff kuralı, replikasyon enzimleri ve kodon çözme soruları her yıl çıkar.
Hedefler
- Nükleotitin bileşenlerini ve DNA ile RNA farklarını sıralamak.
- Chargaff kuralını kullanarak baz yüzdelerini hesaplamak.
- DNA replikasyonunu yarı korunumlu modelle ve enzimleriyle anlatmak.
- mRNA, tRNA ve rRNA'nın görevlerini ayırt etmek.
- Genetik şifrenin özelliklerini sıralamak ve kodon tablosunu kullanmak.
- Mutasyon türlerini sonuçlarıyla eşleştirmek.
1. Nükleotit ve DNA
Nükleotit, nükleik asitlerin yapı taşıdır ve üç parçadan oluşur: fosfat, pentoz şeker (DNA'da deoksiriboz, RNA'da riboz) ve azotlu organik baz. Bazlar: A (adenin), G (guanin) purin, C (sitozin), T (timin) ve U (urasil) pirimidindir.
DNA'nın yapısı (Watson-Crick modeli):
- İki zincir sağa dönüşlü çift sarmal oluşturur.
- Zincirler antiparaleldir: Biri , öteki yönündedir.
- Bazlar hidrojen bağlarıyla eşleşir: ve .
- Nükleotitler fosfodiester bağıyla bağlanır (bir nükleotidin şekeri ile diğerinin fosfatı arasında).
- Şeker-fosfat omurgası dışta, bazlar içtedir.
Chargaff kuralı: Çift zincirli DNA'da , . Bir DNA'da guanin varsa sitozin de 'dir. Kalan adenin ve timin arasında eşit bölünür: A , T .
Örnek: oranı fazla olan DNA daha kararlıdır (üç bağ), erimesi için daha yüksek sıcaklık gerekir.
Hücrede bulunuşu: Ökaryotta DNA çekirdekte (histonlarla sarılı kromozom), mitokondri ve kloroplastta ayrıca dairesel DNA vardır. Prokaryotta halkasal tek kromozom sitoplazmada bulunur.
2. RNA türleri
RNA tek zincirlidir, riboz ve urasil içerir.
| RNA | Görev |
|---|---|
| mRNA (haberci) | DNA'daki bilgiyi ribozoma taşır, protein sentezinin şablonudur |
| tRNA (taşıyıcı) | Antikodonu ile mRNA kodonunu tanır, amino asit getirir |
| rRNA (ribozomal) | Ribozomun yapısını kurar ve peptit bağının oluşumunu katalizler |
3. DNA replikasyonu (eşlenme)
Hücre bölünmesinden önce S evresinde DNA kendini eşler. Model yarı korunumludur: Her yeni DNA'da bir eski, bir yeni zincir bulunur.
Basamaklar ve enzimler:
- Helikaz çift sarmalı açar (hidrojen bağlarını kırar) ve replikasyon çatalı oluşur.
- Primaz kısa bir RNA primer yapar.
- DNA polimeraz primerin ucuna yeni nükleotitler ekler, yalnızca yönünde sentezler.
- Lider (öncü) zincir kesintisiz, geciken zincir kesikli parçalarla (Okazaki parçaları) sentezlenir.
- DNA ligaz parçaları birleştirir.
Replikasyon birden çok noktadan başlar (ökaryotta), iki yönlüdür. DNA polimeraz hatayı kendisi düzeltir (okuma-düzeltme). Eşlenme sonucu aynı bilgiyi taşıyan iki DNA oluşur.
4. Genetik şifre
DNA'daki baz dizisi proteinin amino asit dizisini belirler. Gen, bir proteini ya da RNA'yı kodlayan DNA parçasıdır. mRNA'da üç baz bir amino asidi belirler, buna kodon denir.
Genetik şifrenin özellikleri:
- Üçlüdür: kodon vardır. kodon amino asit, kodon (UAA, UAG, UGA) dur (stop) anlamındadır.
- Başlangıç kodonu AUG (metiyonin).
- Dejeneredir (yedekli): Bir amino asit birden çok kodonla şifrelenebilir (20 amino asit, 61 kodon).
- Özgüldür: Bir kodon yalnızca bir amino asidi belirler.
- Üst üste binmez, virgülsüzdür: Okuma kesintisiz üçlüler hâlindedir.
- Evrenseldir: Neredeyse tüm canlılarda aynıdır.
Örnek: DNA kalıp zinciri -TAC GCT AAT- ise mRNA -AUG CGA UUA- olur ve amino asit sayısı 'tür.
5. Mutasyon
DNA dizisinde kalıcı değişikliktir. Nedenleri: UV, radyasyon, kimyasallar, replikasyon hatası.
| Tür | Etki | Sonuç |
|---|---|---|
| Sessiz | Yeni kodon aynı amino asidi verir | Protein değişmez |
| Yanlış anlamlı | Başka amino asit gelir | Protein değişir ya da işlev kaybı |
| Anlamsız (nonsense) | Kodon stop kodona dönüşür | Protein erken kesilir |
| Çerçeve kayması | Baz eklenmesi ya da silinmesi (3'ün katı değil) | Sonraki tüm kodonlar değişir |
Mutasyon, eşey hücrelerinde olursa kalıtılır, vücut hücrelerinde olursa bireyle sınırlıdır. Mutasyonlar evrimin ham maddesidir (çeşitlilik kaynağı), ama çoğu zararlıdır.
6. Sık yapılan hatalar
- RNA'da timin olduğunu sanmak. RNA'da urasil bulunur.
- mRNA'yı DNA'nın kalıp zinciriyle aynı yazmak. mRNA kalıba tamamlayıcıdır.
- Stop kodonlara amino asit saymak.
- Eşleşmede ve yazmak. A=T iki, G≡C üç bağdır.
- Polimeraz yönünü sanmak. Yeni zincir uzar.
7. Konuyu toparla
| Başlık | Kısa not |
|---|---|
| DNA | Çift zincir, A=T, G≡C, antiparalel |
| RNA | Tek zincir, riboz, urasil |
| Chargaff | A=T, G=C, A+G=%50 |
| Replikasyon | Yarı korunumlu, |
| Helikaz / polimeraz / ligaz | Açar / ekler / birleştirir |
| Kodon | 3 baz, 64 çeşit, AUG başlar |
| Anlamsız mutasyon | Stop kodon oluşur |
Mini test
Soru 1
Çift zincirli bir DNA molekülünde guanin oranı %20'dir. Bu DNA'da adenin ve timin bazlarının toplam oranı yüzde kaçtır?
- A
- B
- C
- D
- E
Cevabı ve çözümü göster
Doğru cevap: E
- Chargaff kuralına göre olduğundan ve .
- Geriye kalır. Bu miktar olarak paylaşılır.
- A ve T toplamı . Doğru cevap E.
Diğer şıklar: 20 yalnızca guanin oranı alınmış / 30 tek bir bazın (adenin) oranı alınmış / 40 G ve C toplamı alınmış / 50 toplamın yarısı alınmış.
Soru 2
DNA replikasyonunda görev alan enzimlerle ilgili aşağıdaki eşleştirmelerden hangisi doğrudur?
- AHelikaz: Okazaki parçalarını birleştirir.
- BDNA ligaz: Okazaki parçalarını birleştirir.
- CDNA polimeraz: Çift sarmalı açar.
- DPrimaz: Nükleotitleri ucuna ekler.
- EHelikaz: RNA primer oluşturur.
Cevabı ve çözümü göster
Doğru cevap: B
- Geciken zincir kesikli sentezlenir. Okazaki parçalarını DNA ligaz birleştirir.
- Doğru cevap B.
Diğer şıklar: A ve E helikaz sarmalı açar / C çift sarmalı helikaz açar, polimeraz nükleotit ekler / D nükleotit ekleyen polimerazdır, primaz RNA primeri yapar.
Soru 3
Kalıp zinciri -TAC CGA ATT- olan bir genden sentezlenen mRNA translasyona uğradığında oluşan polipeptit kaç amino asit içerir?
- A
- B
- C
- D
- E
Cevabı ve çözümü göster
Doğru cevap: B
- mRNA kalıba tamamlayıcıdır: -AUG GCU UAA-.
- AUG metiyonini, GCU alanini verir. UAA bir dur kodonudur ve amino asit belirlemez.
- Polipeptit amino asitten oluşur. Doğru cevap B.
Diğer şıklar: 1 yalnızca başlangıç kodonu sayılmış / 3 dur kodonu da amino asit sayılmış / 6 ilk iki kodonun baz sayısı alınmış / 9 mRNA'daki toplam baz sayısı alınmış.
Soru 4
Bir nokta mutasyonu sonucunda bir amino asit kodonu dur (stop) kodonuna dönüşüyorsa bu mutasyon türü aşağıdakilerden hangisidir?
- ASessiz mutasyon
- BYanlış anlamlı mutasyon
- CÇerçeve kayması
- DDelesyon
- EAnlamsız (nonsense) mutasyon
Cevabı ve çözümü göster
Doğru cevap: E
- Bir baz değişimi bir kodonu UAA, UAG veya UGA'ya çevirirse translasyon o noktada durur.
- Protein erken kesilir. Bu mutasyon anlamsız (nonsense) mutasyondur. Doğru cevap E.
Diğer şıklar: A aynı amino asit gelir / B başka bir amino asit gelir / C baz ekleme ya da silme olur / D delesyon DNA parçasının kaybıdır.
Kendini dene
Kendini dene
RNA'da timin yerine hangi baz bulunur?
Urasil.
A=T arasında kaç hidrojen bağı vardır?
İki.
Okazaki parçalarını hangi enzim birleştirir?
DNA ligaz.
Başlangıç kodonu hangisidir?
AUG.
Dur kodonuna dönüşen mutasyon hangisidir?
Anlamsız (nonsense) mutasyon.
Yanlış yaptığın soruları yanlış soru defterine ekleyebilirsin. Birkaç gün sonra tekrar karşına çıkar.