Cells: Prokaryote vs Eukaryote
advertisement
ÖKARYOTLARDA GENETİK MATERYALİN YAPISI VE ORGANİZASYONU İnsan genomu ≈ 3 x 109 bp (n) İnsan diploidtir (2n) her çekirdek 6 x 109 bp yada ≈ 2 m DNA içerir Çekirdeğin çapı ise 5-10 mm Bu kadar uzunlukta bir yapı çekirdeğe nasıl sığar??? ÇEŞİTLİ PROTEİNLER YARDIMIYLA PAKETLENEREK VE KIVRILARAK… Ökaryot hücrelerde kromozomal DNA’ların oluşumu Histon adı verilen 5 farklı protein seti ile ilişkilidir. 2’şer tane H2A, H2B, H3, H4 proteinleri 150-180 bazlık DNA ile sarılarak nükleozomları oluştururlar (histon octamerleri) . Linker DNA (10-80 baz) iki nükleozom arasındadır, H1 ile bağlanır. 2nm çapındaki DNA 11 nm çapında nükleozom 30 nm kromatin iplikleri (solenoid) Mitotik kromozmda çok sayıda solenoid 300 nm çapında kromatin iplikleri Kromatinler metafaz kromzomundaki kromozom kolları olan kromatidleri oluşturmak üzere kıvrılır700 nm çapında kromatit kardeş kromatitler 1400 nm uzunluğunda kromozom DNA Paketlenmesi Histone octomer Histone proteins B DNA Helix 2 nm DNA Paketlenmesi Histone octomer Histone proteins B DNA Helix 2 nm DNA Paketlenmesi 11 nm Histone octomer Histone proteins Nucleosome B DNA Helix 2 nm DNA Paketlenmesi Histone H1 Histone H1 DNA Paketlenmesi “Beads on a string” 11 nm 30 nm Solenoid Looped Domains 200 nm Tight helical fiber Protein scaffold DNA Paketlenmesi Nucleosomes 11 nm 30 nm Tight helical fiber Metaphase Chromosome 700 nm 200 nm Looped Domains 2 nm B DNA Helix Protein scaffold DNA’NIN YAPISI 1800’lü yılların ortalarında Mendel’in çalışmaları: “karakterlerin aktarıldığı birim faktörler var ve tesadüfi olarak yavrulara geçiyorlar” 1940’lara kadar kalıtım materyalinin protein veya amino asitler düşünülüyor: “DNA’da sadece 4 nükleotid var ama amino asitler 20 çeşit ve çok sayıda protein var!!!” Griffith’in deneyi: Transformasyon prensibi (1928) Streptococcus pneumonia Avery, MacLeod ve McCarty deneyi: (1944) Hershey ve Chase deneyi (1952) : 32S izotopu ile işaretli protein 32P izotopu ile işaretli DNA Diğer kanıtlar: Somatik hücreler gametlere oranla iki kat fazla DNA içerirler. 2nn Mutasyon oluşturma deneyleri:En fazla mutasyon oluşturan dalga boyu (260nm) en fazla DNA tarafından absorbe edilir (protein 280). Bir organizmadaki tüm hücreler aynı tip DNA içerirlerken, DNA’daki baz oranları tür içinde hemen hemen aynıdır ve bu oran (Chargaff kuralı; A = T, C =G ve A + G = T + C) türler arasında farklılık gösterir. DNA her hücre bölünmesi sırasında kopyalanır ve bu yarı korunumludur (semiconservative) (Meselson ve Stahl deneyi). Genetik materyal her zaman DNA’mı? RNA içeren viruslar Retroviruslar… DNA’nın yapısı • Azotlu bazlar (nükleobazlar) Nükleozit beş karbonlu bir şeker ve bir azotlu organik bazdan oluşur. Nükleotit, bir fosfat grubu, beş karbonlu bir şeker (deoksiriboz) ve bir azotlu organik bazdan oluşur. Nukleotitler, nukleozitlerin fosfat esterleridir (nükleozit monofosfat). Bir nükleotidin 5' ucunda bulunan fosfat grubuna başka bir nükleotidin 3' hidroksil grubu bağlanırsa fosfodiester bağı oluşur. DNA’nın sentez yönü bu yüzden 5’ 3' AMP Adenin — adenozin — adenozin monofosfat Adenozin Urasil — Uridin —Uridin mono fosfat DUMPS hastalığı– Holştaynlarda!!! Üridin UMP DNA: Karşılıklı iki polinükleotit zincirinden oluşur ve Deoksiribonükleik asit’in kısaltmasıdır. Fosfodiester bağları Hidrojen bağları Polinükleotit zincir James Watson, Francis Crick, Maurice Wilkins Rosalind Franklin X-ray DNA kristalografisi … birbirleri üzerinde dönerek ikili sarmal oluşturan iplikçikler… Watson-Crick modeli=B-DNA anti-parallel Sağ el dönüş yönünde Düzlemsel ve eksene dik Tam bir dönüş 3,4nm Her dönüşte 10 baz Çap 2 nm Majör ve minör oluklar DNA'nın Değişik Formları B DNA Z DNA A T C G G C T A 1 nm Minor grooveG C T A C G A T Major groove A T C G G C T A A DNA 3.4 nm Minor groove 1.2 nm 2.8 nm 0.9 nm 6.8 nm Major groove 0.57 nm 0.26 nm 0.34 nm 10.4 Bp/dönüş 11 Bp/dönüş 12 Bp/dönüş +34.6o Rotasyon/Bp +34.7o Rotasyon/Bp -30.0o Rotasyon/Bp A-DNA, daha kısa, sıkı. normal fizyolojik koşullarda nadiren bulunur, genellikle dehidrasyon durumunda. Çap23 A⁰ ve bir dönüşte 9 baz. C, D , E ve P-DNA’lar da sağ el kıvrımlı formlar. D ve E DNA’da Guanin yok. P yapay uzatılmış DNA. Z-DNA, sol el kıvrımlı, zikzak konfigürasyonlu. geçiş formu. Tuzlu ortamlarda. viral hastalıklara dirençle ilişkilendirilmiş. RNA’nın yapısı Riboz şeker (C2 pozisyonunda hidroksil grubu) içerir. Ribonükleik asit RNA tipleri ,, tRNA • rRNA •mRNA Small nuclear RNA (snRNA) Small Nucleolar RNA molecule (snoRNA) Micro RNA (miRNA) Small interfering RNA (siRNA) RNA is a component of telomerase Antisense RNA tmRNA Catalytic RNA Kodon –Tek bir amino asidi belirleyen ya da bilgisini kodlayan ve mRNA üzerindeki nükleotid üçlüsü. • Amino asit – Protein oluşturmak üzere birbirlerine bağlanan protein yapıtaşlarından her biri. *Genetik kod* Evrensel Dejenere SANTRAL DOGMA Hücredeki bilgi aktarım reaksiyonlarının tamamına santral dogma denir. Replikasyon • DNA → DNA DNA → RNA Transkripsiyon DNA → RNA Translasyon • RNA → PROTEİN
