Genetik olaylarin hücrede moleküler düzeydeki temeli genetik materyal görevini üstlenen nükleik asitlerin yapi ve özelliklerine dayanir. Nükleik asitlerin iki türü olan deoksiribonükleik asit DNA ve ribonükleik asit RNA temelde ayni yapisal özelliklere sahiptir.

Genler, DNA?daki bazi kimyasal dizilimler olan nükleotidlerden meydana gelmistir. Çogunluk kromozomlarin içersinde bulunurlar. Ayrica DNA molekülü prokaryotlarda (Bakteriler) kromozom disi genetik sistem, olan plazmidlerde, Ökaryotik hücrelerde genetik materyalin kromozomlar (Nukleus) disinda temel olarak (hayvan ve bitkilerde) mitokondri ve (sadece bitkilerde ve alglerde) kloroplastlarda bulundugu bilinmektedir.

1953 yilinda Watson ve Crick DNA molekülünün kendine has özelliklere sahip bir çift sarmal yapi halinde bulundugunu ileri sürdüler. Bu arastiricilarin önerdikleri DNA yapisi o tarihlerde baska arastiricilar tarafindan ortaya konulan DNA ya iliskin önemli bulgulara dayanmaktadir. Bunlardan biri, Wilkins ve Franklin tarafindan, izole edilmis DNA fibrillerinin X-ray isinlarini kirma özelliklerinin açiklanmasidir. Elde edilen X isini fotograflari, DNA nin zincirlerindeki bazlarin dizilis sirasina bagli olmaksizin, çok düzenli biçimde dönümler yapan bir molekül oldugunu göstermektedir. Ayrica TMV (tütün Mozaik Virusu) üzerinde yapilan çalismalar da DNA ile ilgili çalismalarda isik tutmustur.

Bir baska önemli bulguda Chargaff tarafindan saptanmistir. Herhangi bir türe ait DNA nin nükleotidlerine parçalandiginda serbest kalan nukleotidlerde adenin miktarinin timine, guanin miktarinin da sitozine daima esit oldugunun saptanmasidir.. Yani Chargaff kurali?na göre dogal DNA moleküllerinde adeninin timine veya guaninin sitozine orani daima 1?e esittir. (A/T=1 ve G/C=1).

Iste Watson ve Crick bu bulgulari degerlendirerek böyle özelliklere sahip DNA makro molekülünün sekonder yapisina ait bir model gelistirdiler. Bu modele göre, bir çok sorunun açiklanmasi yapilabildiginden dolayi 1962 yilinda bu iki bilim adamina Nobel Ödülü verildi.

Bu modele göre;
DNA molekülü, heliks (=sarmal) seklinde kivrilmis, iki kollu merdiven seklindedir. Kollarini, yani merdivenin kenarlarini, seker (deoksiriboz) ve fosfat molekülleri meydana getirir. Deoksiriboz ile fosfat gruplari ester baglariyla birbirlerine baglanmistir. Iki kolun arasindaki merdiven basamaklarinda gelisigüzel bir siralanma yoktur; her zaman Guanin (G), Sitozin?in (C ya da S); Adenin (A), Timin?in (T) karsisina gelir. Hem pürin (yani adenin ve guanin) ile pirimidin (yani sitozin ile timin) arasindaki hidrojen baglari, hemde diger baglar, meydana gelen heliksin düzgün olmasini saglar. Pürin ve pirimidin bazlari, yandaki sekerlere (Riboz), glikozidik baglarla baglanmistir. Baz, seker ve fosfat kombinasyonu, çekirdek asitlerinin temel birimleri olan nükleotidleri meydana getirmistir. Dört çesit nükleotid vardir. Bunlar tasidiklari bazlara göre isimlendirilirler (Adenin, Guanin, Sitozin,Timin).

DNA molekülü kendini olusturan nukleotidlerin sayisina bagli olarak, büyüklügü türden türe degisen, uzun zincir seklinde bir yapi gösterir. Insanda bu zincirin uzunlugu açildiginda 2 metreye kadar varabilir. Bütün halinde eldesi zincirin hassas ve kirilgan yapisindan ötürü çok güçtür.

Iki polinükleotid zincirin seker fosfat omurgalari, ortak bir eksen çevresinde esit çapli ve sag yöne dogru dönümler meydana getirir. Nükleotidlerin bazlari molekülün omurgasinin iç kisminda bulunur. Bazlarin konumlari sarmalin eksenine 90 derece açi yapacak sekilde konumlanmistir. Birbirine komsu baz çiftlerinin dönümleri arasindaki uzaklik 3,4A dür. Ayrica her baz çifti komsusuna 36 derecelik açi yapacak sekilde yerlesmistir. Buna göre, yaklasik 10 baz çifti 360 derecelik tam bir dönümü tamamlayacagindan, her dönümün boyu 34A dür.

Iki polinükleotid zincirdeki nukleotidler karsilikli olarak birbirlerine hidrojen baglari ile baglanmistir. Bu bag fosfor baglari kadar kuvvetli olmadigi için pH degisikligi, sicaklik basinç gibi faktörlerde kolaylikla birbirlerinden ayrilabilmektedir. DNA nin kendi kopyasini yapmasi ve gen anlatimi, nukleotidler arasindaki hidrojen baglarinin ayrilmasi ile gerçeklesmektedir.

Nükleotidler birbirlerine fosfat baglariyla baglanarak, seker ve fosfat kisimlarinin birbirlerini izledigi serilerden olusan bir omurgaya sahip uzun ve dallanmis polinükleotid zincirlerini meydana getirmistir. Kovalent ester baglari veya fosfodiester baglari olarak da bilinen bu baglar son derece kuvvetlidir. Fosfodiester baglarinin varligi DNA molekülünün tek zincirli yapi halinde iken bile dayanikli ve stabil yapida olmasini saglar. Genetik mühendisliginin hedeflerinden biri olan klonlama çalismalari, dogal yolla gerçeklesmesi mümkün olmayan kovalent bag kirilmalarini gerçeklestirerek yeni türler olusturma çabalarini içerir.

Nukleotidlerin yapisi bazik olmasina karsin oimurgadaki PO4(fosforik asit) grubunun varligi polinükleotid zincirlerin asit özellikte olmalarina yol açar ve nükleik asit terimi de bu özellikten kaynaklanir.

Hidrojen baglari daima bir pürin(A,G) ile bir pirimidin (T,C) bazi arasindan meydana gelir. A-T baz çiftinde 2 hidrojen bagi, G-C baz çiftleri arasinda ise 3 hidrojen bagi bulunmaktadir. Hidrojen baglarinin özellesmesi; anahtar kilit modelinini andiran, uygun nukleotid moleküllerinin karsilikli gelerek birbirlerine yine uygun sayida hidrojen baglari ile baglanmasini saglar. Böylece zincirin bir kolunda bulunan nukleotidlerin dizilisi,karsi kolda bulunan nukleotidlerin dizilisini bir çesit dikte ve kontrol eder. Tesadüfe birakmayan bir titizlikle molekül yapisi olusturulur ve kontrol edilir.

DNA molekülünün en önemli özellik iki polinükleotid zincirin birbirinin tamamlayicisi olmasidir. Pozitif (+) ve negatif (?) iki polinukleotid zincirlerinin tamamlayicilik özelligi,genetik materyalin islevlerini dogru biçimde nasil yapabildiginin açiklanmasi açisindan DNA?nin en önemli temel özelliklerinin basinda gelir.

DNA çift sarmalinin dikkate deger ve önemli bir özelligi, molekülü olusturan zincirlerin birbirlerinden kolaylikla ayrilabilmesi ve yeniden birlesebilmesidir. Protein sentezi ve Dna replikasyonu (kendi kopyasini olusturmasi) bu özellik sayesinde meydana gelebilir. DNA?nin iki zinciri, birbirine sadece H baglari ve hidrofobik etkilesimlerle bagli olmalari nedeni ile, nükleotidleri arasindaki kovalent baglardaki herhangi bir kopma olmaksizin çözülebilir (denatürasyon). Ayni sekilde çözülmüs molekülün zincirleri tamamlayici bazlari arasinda H baglarinin olusumu ile birlesip sarmal yapiyi yeniden olusturabilir (renatürasyon).

Nükleotidler arasindaki fosfor baglarinin kopmasi nedeniyle nükleotidlerin yerine baska nukleotid veya nukleotid dizisinin geçmesi mutasyonlara yol açar.Bu mutasyonlarin tek zincirli RNA molekülünde olusma olasiligi çift zincirli DNA molekülüne göre daha fazladir.Mutasyonlarin neticeleri ölümcül olabilir. Evrimsel gelisim içinde mutasyonlarin menfi yada müspet etkileri gözardi edilemeyecek noktadadir. Günümüzde viral hastaliklarin basinda gelen AIDS?in önüne geçilememesinin en geçerli nedeni genomu tek zincirli RNA olan virusun sürekli mutasyonlar geçirerek kendini sürekli yenilemesi gösterilebilir..

Beğeniler: 0
Favoriler: 0
İzlenmeler: 361
favori
like
share