dna`nın kendini eşleme maketi (biyoloji)

YİBO Öğretmenleri (Fen ve Teknoloji-Fizik,Kimya,Biyoloji- ve matematik)
Proje Eğitimi Çalıştayı
DNA’NIN KENDİNİ EŞLEME MAKETİ
(BİYOLOJİ)
İKİLİ SARMAL GRUBU
Fatma YILMAZ
Recai AYBAT
DANIŞMANLAR
Prof.Dr.Serpil ÜNYAYAR
Doç.Dr.Şükran YALÇIN ÖZDİLEK
GEBZE
OCAK-2010
PROJENİN ADI: DNA’nın kendini eşleme maketi
PROJENİN AMACI: Okullarda kullanılmak üzere DNA’nın kendinin ikizini nasıl
oluşturduğunu gösteren maket oluşturmak.
GİRİŞ
Kalıtımda rol oynayan bir nükleik asit çeşidi “Deoksiribonükleik asit” adını alır ve
kısaca “DNA” olarak ifade edilir. Canlılarda yönetici bir moleküldür. Hücrenin protein ve
enzim sentezinde rol oynar. Ayrıca yeni bir hücre meydana getirecek gerekli elemanları
taşıdığından
hücre
bölünmesinin
esasını
oluşturur.
İlk defa A.F.Mıescwer adlı bir araştırıcı 19. yüzyılın sonlarında hücre çekirdeğini
incelerken
bu
maddeleri
fark
etmiştir
(Campbell
&
Reece.,
2006).
Ökaryotik hücrelerde DNA başlıca çekirdekte bulunmakla beraber mitokondri ve
kloroplastlarda da vardır. Hücre çekirdeğinde bulunan kromatin, DNA ve buna bağlı
proteinlerden yapılmıştır.
DNA teorik olarak sonsuz uzunlukta ve birbirine sarmal olarak dolanmış yan yana iki
molekül zinciridir. Buna ikili sarmal denir. Merdivenin kenarları bir şeker molekülü
(deoksiriboz) ile fosfottan meydana gelir. Merdiven basamaklarının arasında zayıf hidrojen
bağlarıyla birbirini çeken pürin ve pirimidin denilen azotlu bazlar bulunur. Bu basamaklar
merdivenin kenarındaki şeker moleküllerine bağlıdır. DNA’daki azotlu bazlar iki gruptur:
Pürin bazları adenin ve guanin; pirimidin bazları ise sitozin ve timindir. Bir adenin ancak bir
timinle ve bir sitozin ancak bir guaninle birleşebilir. Bunlar pratikte baş harfleri ile gösterilir.
Bu duruma göre her kademede ancak 4 çift baz bulunabilir. A-T, T-A, G-S, S-G. Her DNA
molekülünde; adenin (A) molekül sayısı, timin (T) molekül sayısına eşittir ve ancak
birbirleriyle karşılıklı bağ yapabilirler. Birbiriyle oranları 1’dir (A/T=1). Aynı durum guanin
(G) ile sitozin (S) arasında da vardır (G/S=1). Ancak (G+S)/(A+T) oranı 1‘e eşit değildir. Bu
oran bütün DNAlarda farklı olabilmektedir. Adeninle timin arasında çift hidrojen bağı
bulunur. Sitozinle guanin arasında ise üç hidrojen bağı mevcuttur. Bu azotlu baz-şeker-fosfat
topluluğuna “nükleotit” denir. DNA, bir nükleik asit olup, temel birimi “nükleotit”tir. DNA
nın bütün nükleotitlerinde şeker ve fosfat grupları aynıdır. Nükleotitlerin farklılığı taşıdıkları
bazlardan kaynaklanır. Nükleotitler taşıdıkları azotlu bazlara göre adlandırılırlar: Adenin
nükleotit, guanin nükleotit, timin nükleotit, sitozin nükleotit (Campbell & Reece., 2006).
Bu DNA molekülünü yapan nükleotitlerin belirli bir sıra ve düzenle dizilmeleriyle
molekül boyunca gen blokları meydana gelir. Sadece şeker ve bazdan oluşan birleşime ise
nükleosit denir.
DNA’nın iki görevi vardır: Birincisi hücre bölünmesinin hazırlıkları sırasında kendi
kopyasını yapmasıdır. Kromozomların ikiye bölünmesi sırasında DNA molekülü kendisinin
bir kopyasını yapar, buna replikasyon veya duplikasyon denir. Bu olay yavru kromozomda
aynı kısımların bulunabilmesi için gereklidir. DNA’nın kendini eşlemesi esnasında, iki sarmal
ipliği bir arada tutan hidrojen bağları adeta bir fermuar gibi açılır. Açıkta kalan pürin ve
pirimidin nükleotitlerin uçları, hücrede önceden sentezlenmiş nükleotitlerle tamamlanır.
Böylece birbirinin aynı olan iki DNA meydana gelmiş olur. Hücre bölünmesinde her biri bir
hücreye gider. İkinci görevi, kendinde toplanmış olan bilgiyi RNA’ya (Ribonükleik asit)
vermesidir. Bu işleme transkripsiyon denir. Transkripsiyonda DNA kalıbı üzerinden
RNA’nın sentezlenmesidir. Böylece DNA’daki bilgi RNA’ya aktarılmış olur. RNA’daki
toplanan bilgi ribozomlarda tercüme edilerek protein, enzim gibi moleküllerin sentezinde
kullanılır.
Kromozomlarda bulunan genler DNA yapısındadır. DNA molekülleri şifrelerle
kodlanmıştır. DNA’nın yapısına giren bazların (A,T,G,S) her biri şifre sembolü olarak
kullanılır. Yaşamın dili bu dört harfli alfabeyle DNA moleküllerinde yazılmaktadır. DNA’nın
ipliklerinde ard arda gelen üç nükleotit bazı bir şifreyi ifade eder. Bunlara üçlü kodon denir.
Dört farklı nükleotitle arka arkaya 64 şifre kodlanabilir (AAA, AAS, AAG, AGS, vb.).
Şifrelerin DNA’daki sıralanışlarının değişmesiyle ise binlerce anlam ifade edilebilir.
DNA’lar, kendilerinin kopyalarını yaparak, üreme hücreleriyle yaşam şifrelerini nesilden
nesile iletirler.
Şekil1:DNA’nın yaygın modeli
(Biotechnologyonline.2009 )
Bu DNA ikili sarmalının okullarda maketi derslerde örnek olarak gösterilmektedir. Fakat bu
maket DNA’nın yapısındaki molekülleri ve gerçeğe yakın yapıları hakkında bilgiye sahip
değildir.Bu gelecekte öğrencilerin biyoloji ve organik kimya konularında bu kavramları
ilişkilendirememelerine neden olmaktadır. Bununla birlikte, bu DNA modeli DNA’nın
kendini eşlemesini göstermek için yeterli değildir. DNA’nın eşlenmesini gösteren bir model
yoktur. Bu nedenle bu proje ile hazırlanan ikili sarmal modeli makette bu eşlenme kolaylıkla
ve pratik bir şekilde öğrencilere gösterilebilir.
MATERYAL VE YÖNTEM
Strafor kalıpları DNA’yı oluşturan nükleotit ve birimlerinin yapı ve şekline en benzer
şekilde kesildi( Resim-2 ). 2 adet farklı renkte strafor plak olduğu için, 6 değişik rengi
vermek amacıyla boyayarak her bir renk nükleotidin farklı bölümünü ve farklı bazları temsil
edecek şekilde kesildi( Resim-3 ). Kesilen bu straforların uçlarına birbirine bağlanmalarını
sağlayacak ve karşılıklı gelecek şekilde mıknatıslar yapıştırıldı, bunlar daha sonra bazın bağlı
olduğu fosfata yapıştırıldı( Resim-4 ). Zincir oluşması sağlandı. Oluşan zincir DNA’nın bir
zincirini temsil etti. Karşı zincir de aynı şekilde oluşturulduktan sonra bu iki zincirin
nükleotitleri temsil eden uçlarına da mıknatıs yerleştirerek çift sarmal tamamlandı( Resim-5 ).
DNA’nın çift zinciri ayrılarak nükleotitlerin karşısına yeni zincirin oluşması gösterilecek
şekilde nükleotitler monte edildi ( Resim-6,7 ).Mıknatısların zıt kutupların birbirini çekmesi,
prensibinden yaralanıldı.
7
Resim 1:Kullanılan materyaller
Resim 3:Bazların farklı renklere boyanması
Resim 2:Bazların kesilmesi
Resim 4:Nükleotidlerin oluşturulması
Resim 5:Nükleotit zincirinin oluşturulması
Resim 7:Zincirin eşlenmesi
SONUÇLAR VE TARTIŞMA
Resim 6: Zincirin ayrılması
DNA modelimizi oluştururken strafor renk çeşidinin yetersiz oluşu boyayarak giderildi.
Yapıştırıcının straforları eritmesi çok büyük sorun oluşturdu.Bunun için kullanılan straforun
maketi oluşturmaya uygun olmadığı görüldü.Ve bu soruna rağmen DNA modeli aslına uygun
şekillerde gösterilmeye çalışıldı.Var olan DNA modellerinin eksikliğini karşılayacak nitelikte
bir ürün ortaya çıktı tabi kullanılan malzemeler de düzeltilerek okullarda maketin
geliştirilmesi ile daha kullanışlı bir ürün ortaya çıkabilir. Makette mevcut zincir aradan açılır,
daha sonra öğrencilerin uygun nükleotitleri bularak karşılığı olan nükleotide bağlaması istenir.
Böylece konu oyunsallaşarak öğrencinin yaparak öğrenmesi sağlanır. Sonuç olarak, DNA
gösterilirken aslına uygun olarak modellenmesi ilerde kavram karmaşasının olmasını
engelleyecektir.
Yaptığımız makette straforun bu tip bir maketi yapmaya uygun olmadığı görüldü.
Çünkü yapıştırıcılar straforu eritti, bu da zincirin birarada durmasını zorlaştırdı. Mıknatısların
çekim gücünün hesaplanarak yerleştirilmesi ve güçlerinin maketin yapısına uygun olması
gerektiği
anlaşıldı.
Maketin
mantardan
yapılmasının
bu
sorunları
giderebileceği
düşünülmektedir.
KAYNAKÇA:
1. Fen ve Teknoloji Dersi Öğretim Programı. (2008). Talim Terbiye Kurulu
Başkanlığı, MEB Yayınları,Ankara.
2. Campbell & Reece, Altıncı Baskıdan Çeviri. (2006). Biyoloji, Çeviri
Editörleri : Prof.Dr. Ertunç Gündüz, Prof.Dr. Ali Demirsoy, Prof.Dr.
İsmail Türkan, Palme Yayıncılık,Ankara.
3. Biotechnologyonline.2009. What does DNA look
like?http://www.biotechnologyonline.gov.au/images/contentpages/sm_hel
ix.jpg&imgrefurl=http://www.biotechnologyonline.gov.au/biotec/dnalook
html&usg
Erişim tarihi:06/02/2010
TEŞEKKÜR
Proje danışmanlığımızı yapan Prof. Dr. Serpil ÜNYAYAR ve Doç. Dr. Şükran
YALÇIN ÖZDİLEK hocalarımıza teşekkürlerimizi sunarız.
Bu çalışmalarımızı yapmak için gerekli ortamı sağlayan Prof.Dr. Mehmet AY
hocamız başta olmak üzere tüm çalıştay elemanlarına teşekkürlerimizi sunarız.
Çalıştaya katılan tüm arkadaşlarımıza yardımlarından dolayı çokça teşekkür
ederiz.Çalışmalarımızda emeği geçen tüm TÜSSİDE personellerine ayrıca
teşekkürlerimizi sunarız.Her şey çok güzeldi.
ÖZ GEÇMİŞLER
FATMA YILMAZ
1982 yılında BURDUR doğumludur.İlkokulu Bedirli köyünde,ortaokulu
Yeşilova’da,liseyi Burdur’da,üniversiteyi Manisa/Demirci’de tamamlamıştır.İlk
görev olarak Muş’a atanmıştır.Halen Muş’ta görev yapmaya devam etmektedir.
RECAYİ AYBAT
1981 yılında ORDU Fatsa doğumludur.İlk orta ve lise öğrenimimi Fatsa da
tamamlamıştır.Üniversiteyi OMÜ fen bilgisi öğretmenliğini bitirmiştir.
Üniversite yıllarında tiyatro kulübü üyeliği,Eğitim gönülleri kulübü üyeliği, fen
bilimleri kulübü başkan yardımcılığı,fen bilgidsi öğretmenliği öğrenci
temciliğinde bulunmuştur.2003 yılında üniversiteden mezun olup 1,5 yıl ücretli
olarak çalıştıktan sonra 2005 yılında Ordunun Akkuş ilçesine atanmıştır.İl içi
tayin ile Ordu ikizce yoğunoluk yibo ya atanmıştır.Yoğunoluk yibo müdür
yardımcılığı ve yoğunoluk çpl müdür vekilliği görevlerinde bulunmuştur.