Bu konuda ne öğreneceksin
Vücudundaki yaklaşık gen, hücrelerinin hepsinde aynıdır. Ama kas hücresi ile sinir hücresi neden bu kadar farklıdır? Çünkü her hücre, hangi geni protein olarak ifade edeceğine karar verir. Bu konuda transkripsiyonu (DNA'dan mRNA'ya), ökaryotta mRNA işlenmesini, translasyonu (mRNA'dan proteine), ribozomun çalışmasını, protein yapılarını ve gen ifadesinin düzenlenmesini öğreneceksin. AYT'de mRNA ve tRNA eşleştirme, nükleotit ve amino asit sayısı hesapları çıkar.
Hedefler
- Transkripsiyon basamaklarını anlatmak ve verilen DNA'dan mRNA yazmak.
- Ökaryotta intron çıkarma ve olgun mRNA'yı açıklamak.
- Translasyonun başlama, uzama ve sonlanma evrelerini sıralamak.
- tRNA'nın yapısını ve antikodon-kodon eşleşmesini yorumlamak.
- Gen, mRNA nükleotit sayısı ve amino asit sayısı arasındaki ilişkiyi hesaplamak.
- Gen ifadesinin düzenlenmesini ve proteinlerin yapı düzeylerini açıklamak.
1. Transkripsiyon
DNA'daki gen bilgisinin mRNA'ya kopyalanmasıdır.
- RNA polimeraz, genin başındaki promotor bölgeye bağlanır.
- DNA çift sarmalı kısmen açılır.
- Polimeraz kalıp (şablon) zincirini okur ve tamamlayıcı RNA nükleotitlerini yönünde ekler.
- Terminatör (bitiş) dizisine ulaşınca durur, mRNA ayrılır, DNA yeniden sarılır.
Örnek: Kalıp zinciri -TAC GGA- ise mRNA -AUG CCU- olur.
Ökaryotta mRNA işlenmesi: İlk RNA (pre-mRNA) çekirdekte işlenir:
- İntronlar (protein şifrelemeyen bölgeler) kesilip atılır, eksonlar birleştirilir (splicing).
- ucuna başlık, ucuna poli-A kuyruğu eklenir (kararlılık için).
- Olgun mRNA çekirdek zarındaki gözeneklerden sitoplazmaya çıkar.
Prokaryotta intron yoktur, transkripsiyon ve translasyon aynı yerde (sitoplazmada) eş zamanlı gerçekleşebilir.
2. Translasyon
mRNA'daki kodonların amino asit dizisine çevrilmesidir. Yer ribozomdur (sitoplazmada serbest ya da granüllü ER üzerinde).
tRNA: Yonca yaprağı biçiminde, bir ucunda amino asit bağlanma yeri, diğer ucunda antikodon (kodona tamamlayıcı üçlü) bulunur. Amino asit-tRNA sentetaz enzimi doğru amino asidi doğru tRNA'ya bağlar.
Ribozom: Büyük ve küçük alt birimden oluşur (rRNA ve protein). Üç bölgesi vardır: A (aminoasil, yeni tRNA girer), P (peptidil, büyüyen zincir), E (çıkış).
- Başlama: Küçük alt birim mRNA'ya bağlanır, AUG kodonunu bulur, metiyonin taşıyan tRNA bağlanır, büyük alt birim birleşir.
- Uzama: A bölgesine kodona uygun tRNA girer. Peptit bağı oluşur, ribozom mRNA üzerinde bir kodon kayar (translokasyon), tRNA E'den çıkar.
- Sonlanma: Ribozom dur kodonuna (UAA, UAG, UGA) gelir. Hiçbir tRNA bağlanmaz, polipeptit serbest kalır, ribozom alt birimlerine ayrılır.
Polizom: Bir mRNA üzerinde birçok ribozom aynı anda çalışabilir. Bu şekilde bir mRNA'dan kısa sürede çok sayıda protein sentezlenir.
Sayım: amino asitli polipeptit için mRNA'da en az nükleotit bulunur. Bu mRNA'yı kodlayan gende (kodlayıcı bölgede) iki zincir için nükleotit vardır. Peptit bağı sayısı 'dir, her peptit bağında bir su molekülü çıkar.
3. Protein yapısı
Amino asitler peptit bağıyla bağlanır.
- Birincil yapı: Amino asit dizisi (gen belirler).
- İkincil yapı: Hidrojen bağlarıyla sarmal ve tabaka.
- Üçüncül yapı: R gruplarının etkileşimiyle üç boyutlu kıvrım (hidrojen, iyonik, hidrofobik, disülfit bağı).
- Dördüncül yapı: Birden çok polipeptidin birleşmesi (hemoglobin zincir).
Isı, aşırı pH gibi etkenler proteinin üç boyutlu yapısını bozar (denatürasyon), birincil yapı aynı kalır ama işlevi kaybolur. Yapı bozulunca enzim çalışmaz.
4. Gen ifadesinin düzenlenmesi
Her hücrede tüm genler aynıdır ama yalnızca gerekli olanlar çalışır. Bu sayede hücreler farklılaşır.
Prokaryotta operon modeli (lac operon): Laktoz yokken baskılayıcı protein operatöre bağlanır, RNA polimeraz geçemez, genler kapalıdır. Laktoz varsa baskılayıcıya bağlanır, onu operatörden uzaklaştırır ve genler açılır, laktozu yıkan enzimler yapılır. Böylece hücre enerjiyi boşa harcamaz.
Ökaryotta: Transkripsiyon faktörleri, hormonlar, çevre sinyalleri gen ifadesini ayarlar.
Antibiyotikler: Bazı antibiyotikler bakteri ribozomuna bağlanarak translasyonu durdurur. İnsan ribozomu farklı yapıda olduğundan insan hücresi etkilenmez.
5. Sık yapılan hatalar
- mRNA'yı DNA'nın aynı zinciri gibi, T ile yazmak.
- Dur kodonunu amino asit saymak. Sayıma yalnızca nükleotit hesabında katılır.
- tRNA'nın kodona bağlandığını sanmak. tRNA antikodonu, kodona tamamlayıcıdır.
- Prokaryotta intron çıkarılması beklemek.
- Denatürasyonda birincil yapının bozulduğunu sanmak. Aminoasit dizisi bozulmaz.
6. Konuyu toparla
| Başlık | Kısa not |
|---|---|
| Transkripsiyon | DNA mRNA, RNA polimeraz |
| İntron | Atılır, ekson birleşir |
| Translasyon | mRNA protein, ribozom |
| Antikodon | tRNA'da, kodona tamamlayıcı |
| Dur kodonu | UAA, UAG, UGA, amino asit yok |
| mRNA nükleotit | |
| Polizom | Bir mRNA, çok ribozom |
Mini test
Soru 1
DNA'nın kalıp (şablon) zinciri -TAC GGA- ise bu zincirden sentezlenen mRNA'nın kodonları aşağıdakilerden hangisidir?
- AUAC CCU
- BTAC GGA
- CAUG GGA
- DAUG CCU
- EATG CCT
Cevabı ve çözümü göster
Doğru cevap: D
- mRNA kalıp zincirin tamamlayıcısıdır. , , , .
- TAC AUG, GGA CCU. Doğru cevap D.
Diğer şıklar: UAC CCU ilk kodon kalıbın kendisi yazılıp T yerine U konmuş / TAC GGA kalıbın kendisi / AUG GGA ikinci kodon tamamlanmamış / ATG CCT RNA'da T kullanılmış.
Soru 2
Translasyon sırasında tRNA'nın antikodonu aşağıdakilerden hangisine tamamlayıcıdır?
- ADNA kalıp zincirindeki üçlüye
- BrRNA'daki bazlara
- CmRNA'daki kodona
- DAmino asidin R grubuna
- EPromotor bölgeye
Cevabı ve çözümü göster
Doğru cevap: C
- tRNA'nın bir ucunda antikodon bulunur.
- Antikodon, ribozomda mRNA'nın kodonuyla baz eşleşmesi yapar ve doğru amino asidin sıraya girmesini sağlar. Doğru cevap C.
Diğer şıklar: A transkripsiyondaki eşleşme / B rRNA ribozomun yapısını kurar / D R grubu amino asidin yapısıyla ilgili / E promotor RNA polimerazın bağlandığı yerdir.
Soru 3
Ökaryotik bir hücrede olgun mRNA ile ilgili aşağıdakilerden hangisi doğrudur?
- Aİntronlar çıkarılmadan ribozoma gider.
- Bİntronlar çıkarılır, eksonlar birleştirilir.
- CTranslasyon çekirdek içinde başlar.
- DmRNA'ya antikodon dizisi eklenir.
- EPoli-A kuyruğu çıkarılarak kararlı hâle gelir.
Cevabı ve çözümü göster
Doğru cevap: B
- Transkripsiyonla oluşan ilk RNA'da intronlar ve eksonlar bulunur.
- Çekirdekte intronlar kesilip atılır, eksonlar birleştirilir. Başlık ve poli-A kuyruğu eklenir. Doğru cevap B.
Diğer şıklar: A prokaryotta böyle olabilir ama ökaryotta olmaz / C translasyon sitoplazmada ribozomlarda olur / D antikodon tRNA'dadır / E poli-A kuyruğu eklenir, çıkarılmaz.
Soru 4
Bir mRNA'da başlangıç kodonundan dur kodonuna kadar toplam amino asit şifrelenmiştir. Dur kodonu da dahil olmak üzere bu bölgede en az kaç nükleotit vardır?
- A
- B
- C
- D
- E
Cevabı ve çözümü göster
Doğru cevap: E
- amino asit için kodon gerekir.
- Dur kodonu da bir kodondur. Toplam kodon sayısı .
- Her kodon nükleotittir: . Doğru cevap E.
Diğer şıklar: 50 amino asit sayısı alınmış / 100 kodon başına iki nükleotit sanılmış / 150 dur kodonu hesaba katılmamış / 151 dur kodonu bir nükleotit sayılmış.
Kendini dene
Kendini dene
mRNA'da kodonlar hangi zincire tamamlayıcıdır?
DNA kalıp zincirine.
Dur kodonları hangileridir?
UAA, UAG, UGA.
Prokaryotta intron var mıdır?
Hayır.
amino asitli polipeptit için mRNA'da en az kaç nükleotit gerekir?
.
Ribozomun üç bölgesi hangileridir?
A, P ve E.
Yanlış yaptığın soruları yanlış soru defterine ekleyebilirsin. Birkaç gün sonra tekrar karşına çıkar.