DNA

Nükleik Asitler
Yrd. Doç. Dr. Ahmet GENÇ
Adıyaman Üniversitesi
Sağlık Hizmetleri Meslek
Yüksekokulu
Nükleik Asitlerin İşlevi





Metabolik işlemlerde kullanılan enerji (ATP: Adenozintrifosfat)
Hücrelerin hormonlara ve diğer hücre dışı uyarılara karşı
yanıtında ana bağlantı bileşeni olması (cAMP: siklik Adenozin
monofosfat)
Metabolik araürünlerin ve enzim kofaktörlerin yapısal bileşeni
(NAD: Nikotinamid adenin dinükleotid)
Genetik bilginin depo edildiği moleküller olan deosinükleik
asit (DNA) ve ribonükleik asit (RNA) gibi nükleik asitlerin
yapı taşı olması
Her protein nükleik asit dizisinde şifrelenmiş olması ve genetik
bilginin nesiller boyu geçişi hayati önem taşımaktadır
Nükleik Asitlerin İşlevi



Protein veya RNA gibi işlevsel biyolojik ürünlerinin sentezi için
gerekli olan bilgiyi taşıyan DNA dizisi gen olarak
tanımlanmaktadır.
DNA’nın en önemli işlevi genetik bilginin depolanması ve
aktarılmasıdır.
RNA’nın işlevi geniştir ve birçok sınıfa ayrılır:



Protein sentezinin yapıldığı ribozomal RNA (rRNA) nın
bileşenidir
Proteinin sentez edildiği ribozomlara genetik bilginin
taşınmasına aracılık eden haberci RNA (mRNA)
mRNA’daki bilgileri özgül amino asit dizilerine tranfer eden
moleküller olan transfer RNA (tRNA)

Nükleotidlerin bileşeni

Azot içeren baz

Şeker (Pentoz)

Fosfat

Fosfat grubu olmayan molekül nükleozit olarak isimlendirilir

Azot içeren bazlar;

Pirimidin

Pürin türevleridir
DNA

Pürinler





2’-deoksi-D-riboz
Pürinler



Sitozin
Timin
Şeker


Adenin
Guanin
Pirimidin

RNA
Pirimidin



Adenin
Guanin
Sitozin
Urasil
Şeker

D-riboz
DNA ve RNA moleküllerinin yapısını oluşturan ard arda dizilmiş
nükleotidler birbirine fosfat grubu köprüleriyle kovalent olarak
bağlanırlar. Bağlanma sırasında fosfat grubu, nükleotidlerin birinin
5’-hidroksil grubuyla bunu izleyen nükleotidin 3’-hidroksil grubu
arasında fosfodiester bağı oluşturur.
Nükleik asitlerin kovalent
yapıdaki omurgası, birbirini
izleyen fosfat ve pentoz
gruplarından oluşurken, azot
içeren baz grupları ise omurgaya
düzenli aralıklarla bağlanmış
yan grup görünümündedir.

DNA ve RNA moleküllerinin
omurgaları hidrofilik yapıdadır

Genelde 50 veya daha az
sayıda nükleotid içeren
polimerler oligonükleotid, daha
uzun polimerler polinükleotid
olarak isimlendirilir

Zincir boyunca bütün
fosfodiester bağları aynı
yönelime sahip olup, sonuçta
doğrusal yapıdaki nükleik asit
zincirine 5’ ve 3’ uçları oluşur.

Serbest pürin ve pirimidinler
zayıf bazik bileşikler olup, bu
özelliklerinden ötürü baz diye
isimlendirilir.


James D. Watson ve Francis C
Chargaff Kuralları
DNA’yım meydana getiren baz bileşimi genelde türden
türe değişiklik gösterir

Aynı türün değişik dokularından saflaştırılan örnekler aynı
baz bileşimine sahiptir.

Türe
ait baz bileşimi organizmanın yaşı, beslenme durumu
veya çevre değişimiyle değişmez.
Tüm
hücre DNA’larında adenozin baz sayısı, timidin baz
sayısına (A=T), guanozin baz sayısı da sitidin baz sayısına
eşittir (G=C). Dolayısıyla A+G=T+C’dir
DNA Çifte Sarmal Yapıdadır
DNA molekülü heliks yapıda olup, uzun
ekseni boyunca düzenli tekrarlayan iki yapı
(biri 3,4 Å ve diğeri 34 Å uzunluğunda)
gösterir.

DNA çifte sarmal yapıda olup, birbirini
izleyen deoksiriboz ve fosfat gruplarının
hidrofilik omurgası dış yüzeydedir. Her bir
iplikçiğin pürin ve pirimidin bazları çift
sarmalın iç tarafına yığışmıştır.

DNA’daki
iki ipliğin karşılığıyla
(komplementeriyle) eşleşerek dengelenmesi
sonucu sarmalın yüzeyinde majör ve minör
oluk oluşur.
Polipeptid Zincirini Haberci RNAlar Kodlar
RNA, DNA’da kodlanmış bilginin işlevsel bir proteinin amino asit
dizilimi oluşturmasında bir ara bileşik gibi davranır.

Ökaryotlarda DNA genel olarak çekirdek içerisinde bulunurken,
protein sentezi sitoplazma içinde bulunan ribozomlarda yer alır.

RNA hem çekirdek, hem de sitoplazma içinde bulunur ve
sitoplazmada protein sentezi artışıyla RNA’nın sitoplazmada miktarı
artar.

Genetik bilgiyi DNA’dan ribozomlara taşıyan molekül haberci
(messenger) RNA (mRNA)dır. mRNA polipeptid zincirindeki
aminoasit dizisinin belirlenmesi için şablon (kalıp) oluşturur. DNA
şablon olarak kullanılarak mRNA oluşmasına transkripsiyon denir

RNA Kompleks Üç Boyutlu Yapıya Sahiptir
Transfer RNA (tRNA) protein sentezinde adaptör olarak
işlev görür. tRNA bir uçlarından bir amino aside kovalent
olarak bağlanmış olup mRNA ile eşleşir ve üzerinde bulunan
amin asidi büyümekte olan polipeptid zincirine doğru
dizilimle aktarır.


Ribozomal RNA (rRNA) ise ribozomun yapısal bileşenidir.
Bunların dışında özgül işlev gösteren ribozimler enzimatik
aktiviteye sahiptir.

DNA
transkripsiyonunun ürünü daima tek iplikçikli RNA’dır;
baz yığılması etkileşimiyle tek iplikçili sağ-el dönüşümlü sarmal
yapı oluşturma eğilimindedir.
Çift
sarmal DNA’da olduğu gibi RNA’nın standart ve referans
oluşturabilecek basit ve düzenli iki-boyutlu yapısı yoktur. Saç
tokası halkası birbirine yakın tümleyici dizilimler sonucunda
oluşur ve bu yapı RNA’nın ikincil yapının en yaygın tipidir
Maya fenilalanin tRNA’sı
Protozoan mRNA parçacığı
Çift Sarmal DNA ve RNA Denatüre Edilebilir
DNA ve RNA uç pH’ta veya sıcaklık 80oC’nin üzerine çekilecek
olursa denatürasyona veya çift sarmal birbirinden ayrılması
meydana gelecektir. Eşleşmiş baz çiftleri ve hidrojen bağlarının
bozulması çift sarmalın bozulmasına, tek iplikçik oluşturmasına,
iplikçiklerin DNA boyunca denatürasyonuna yol açacaktır.
Denatürasyonda DNA’nın kovalent bağları kırılmaz.

Sıcaklık ve pH’nın organizmanın yaşaması için geçerli bir sınıra
getirilmesiyle birbirinden ayrılmış iki iplikçik kendiliğinden eski
haline gelir ve sarılır. Bu olaya renatürasyon denir.

Nükleik Asitler Değişime Uğrayabilir
Pürin ve pirimidinler kovalent yapıları içinde
kendi kendine oluşan birçok değişikliğe uğrarlar.
Genetik bilginin şifrelendiği DNA yapısında
değişik nedenlerle oluşan kalıcı değişiklikler
mutasyon olarak tanımlanır.

Bazı nükleotid bazları dış halka amino
gruplarını kendiliğinden kaybeder
(deaminasyon). Sitozin deaminasyonu sonucunda
ortaya çıkan urasil onarım sistemiyle
uzaklaştırılabilmektedir. Sitozin deaminasyonu
G≡C baz eşleşmesinda azalmaya, A=U baz
eşleşmesinde fazlalaşmaya neden olacaktır.

U.V,
X-ışınları, nitröz asit, nitrit ve nitrat tuzları
DNA hasarına yol açtıkları kanıtlanmıştır
 Diyetle alınan nükleotidlerin dokuların
nükleik asit sentezi için kullanılmazlar (~%5)
 Diyette bulunan nükleik asitlerin yıkımı ince
barsakta gerçekleşir.
 Pankreatik enzimler nükleotidleri hidroliz
ederek nükleozidlere ve serbest bazlara
parçalanır.
 Hücrelerin içinde, pürin nükleotidleri
spesifik enzimlerle ardaşık reaksiyonlar sonucu
yıkılır ve son ürün olarak ürik asit oluşur.
 Pürinler ürik asite metabolize edildikten
sonra idrarla atılır.