Dna Nedir ?

DNA nın Yapısı ve Özellikleri

nükleotit olarak adlandırılan birimlerden oluşan bir polimerdir DNA zinciri 22 ila 26 Ångströmnanometre) genişliktedir bir nükleotit birim 33 Å (033 nm) uzunluğundadırbaz çifti uzunluğundadır



Canlılarda DNA genelde tek bir molekül değil birbirine sıkıca sarılı bir çift molekülden oluşur Bu iki uzun iplikçik sarmaşık gibi birbirine sarılarak bir çift sarmal oluşturur Nükleotit birimler bir şeker bir fosfat ve bir bazdan oluşurlar Şeker ve fosfat DNA molekülünün omurgasını oluşturur baz ise çifte sarmaldaki öbür DNA iplikçiği ile etkileşir Genel olarak bir şekere bağlı baza nükleozit bir şeker ve bir veya daha çok fosfata bağlı baza ise nükleotit denir Birden çok nükleotidin birbirine bağlı haline polinükleotit denir
DNA iplikçiğinin omurgası almaşıklı şeker ve fosfat artıklarından oluşur DNA'da bulunan şeker 2-deoksiribozdur bu bir pentozdur (beş karbonlu şekerdir) Bitişik iki şekerden birinin 3 numaralı karbonu ile öbürünün 5 numaralı karbon atomu arasındaki fosfat grubu bir fosfodiester bağı oluşturarak şekerleri birbirine bağlar Fosfodiester bağın asimetrik olması nedeniyle DNA iplikçiğinin bir yönü vardır Çifte sarmalda bir iplikçikteki nükleotitlerin birbirine bağlanma yönü öbür iplikçiktekilerin yönünün tersidir DNA iplikçiklerinin bu düzenine antiparalel denir DNA iplikçiklerin asimetrik olan uçları 5' (beş üssü) ve 3' (üç üssü) olarak adlandırılır 5' uç bir fosfat grubu 3' uç ise bir hidroksil grubu taşır DNA ve RNA arasındaki başlıca farklardan biri içerdikleri şekerdir RNA'da 2-deoksiriboz yerine başka bir pentoz şeker olan riboz bulunur
Çift sarmalı iki iplikçiğe bağlı bazlar arasındaki hidrojen bağları DNA'yı stabilize eder DNA'a bulunan dört baz adenin (A olarak kısaltılır) sitozin (C) guanin (G) ve timin (T) olarak adlandırılır Bu dört baz şeker-fosfata bağlanarak bir nükleotit oluşturur örneğin "adenozin monofosfat" bir nükleotittir
Bazlar iki tip olarak sınıflandırılırlar: adenin ve guanin pürin türevleridir bunlar beş ve altı üyeli halkaların kaynaşmasından oluşmuş heterosiklik bileşiklerdir; sitozin ve timin ise pirimidinurasil (U) sitozinin yıkımı sonucu seyrek olarak DNA'da bulunabilir Kimyasal olarak DNA'ya benzeyen RNA'da timin yerine urasil bulunur türevleridir bunlar altı üyeli bir halkadan oluşur Bir diğer baz olan

Büyük ve Küçük Oyuklar

Bir DNA parçasının yapısının animasyonu Bazlar birbirine sarılı iki iplikçik arasında yatay durumdadırlar Büyük versiyonu koordinatlarından elde edilmiştir

Çifte sarmal sağ elli bir spiraldir DNA iplikçiklerinin birbirine sarılı halinde şeker-fosfatlı omurgalar arasındaki aralıktan bazların kenarları görünür (animasyona bakınız) Sarmal etrafında dolanan bu oyuklardan iki tane vardır: bunlardan büyük oyuk (majör oyuk) olarak adlandırılanı 22 Å genişliğinde küçük (minör) oyuk ise 12 Å genişliğindedir Küçük oyuğun darlığı nedeniyle bazların kenarlarına erişmek büyük oluktan daha kolaydır Bu nedenle DNA'daki belli baz dizilerine bağlanan transkripsiyon faktörü gibi proteinler büyük oyuktan bazların kenarlarına temas ederler

Baz eşleşmesi

DNA iplikçiğindeki her baz tipi öbür iplikçikten tek bir baz tipi ile bağ kurar Buna tümleyici (komplemanter) baz eşleşmesi denir: pürinler pirimidinler ile hidrojen bağı kurar A yalnızca T'ye bağlanır C'de yalnızca G'ye bağlanır Çift sarmalda karşıdan karşıya birine bağlı iki baza bir baz çifti denir Çift sarmalı kararlı kılan ayrıca hidrofobik etki ve pi istiflenmesi vardır bunlar DNA dizisisinden bağımsızdır Hidrojen bağları kovalent bağlardan daha zayıf olduklarından kolayca kopup tekrar oluşabilirler Dolayısıyla DNA zincirinin iki iplikçiği bir fermuar gibi kolayca birbirinden ayrılabilir ya mekanik güç ile veya yüksek sıcaklıkta Komplementerliğin bir sonucu olarak bir DNA sarmalındaki iki iplikçikli dizideki tüm bilgi iplikçiklerin her birinde kopyalanmış durumdadır bu da DNA kopyalanması için esas bir özelliktir Aslında komplementer baz çiftleri arasındaki spesifik ve tersinir etkileşimler DNA'nın canlılardaki işlevleri için şarttır

İki tip baz çifti farklı sayıda hidrojen bağları oluşturur AT'nin iki hidrojen bağı GC'nin üç hidrojen bağı vardır (bakınız şekil) Dolayısıyla GC çiftleri AT baz çiftlerinden daha güçlüdür Dolayısyla iki DNA iplikçiğinin birbirine bağlanma gücünü belirleyen hem DNA çift sarmalının uzunluğu hem de onu oluşturan GC baz çiftlerinin yüzde oranıdır Yüksek oranda GC'li uzun DNA'ların iplikçikleri birbirine daha sıkı bağlıdır AT oranı yüksek kısa sarmalların iplikçikleri ise birbiriyle daha zayıf etkileşirler Biyolojide DNA çifte sarmalının kolay ayrılması gereken bölgelerinde AT oranı yüksek olur örneğin bazı promotörlerde bulunan TATAAT Pribnow kutusu Laboratuvarda bu etkileşimin gücünü ölçmek için hidrojen bağlarını koparmak için gerekli sıcaklık ergime sıcaklığı belirlenir (bu Tm sıcaklığı olarak da adlandırılır) DNA çifte sarmalındaki tüm baz çiftleri eridikten sonra ipliçikler ayrışır ve çözeltide iki bağımsız molekül olarak varlığını sürdürür Bu iki tek iplikçikli DNA molekülün tek bir biçimi yoktur ama bazı biçimler diğerlerinden daha kararlıdır

Anlam ve ters anlam

Bir DNA dizisi eğer ondan protein sentezlemeye yarayan mesajcı RNA kopyası ile aynı diziye sahipse "anlamlı" olduğu söylenir Öbür iplikçikteki diziye "ters anlamlı" dizi denir Aynı DNA iplikçiğinin farklı bölgelerinde anlamlı ve ters anlamlı diziler bulunabilir yani her iki iplikçikte hem anlamlı hem anlamsız diziler bulunur Hem prokaryot ve ökaryotlarda ters anlamlı yani protein üretimine yaramayan RNA'nın üretildiği olur bu RNA'ların işlevi halen tam bilinmemektedir Bir görüşe göre ters anlamlı RNA RNA-RNA baz eşleşmesi yoluyla gen ifadesinin düzenlenmesine yaramaktadır

Bazı DNA dizilerinde anlam ve ters anlam kavramları birbirine karışır çünkü bazen genler birbiriye örtüşebilir Böyle durumlarda bazı DNA dizileri çifte görev yapar bir iplikçik boyunca okununca bir protein kodlar öbür iplikçik boyunca okununca ikinci bir protein kodlar Bakterilerde bu tür gen örtüşmeleri gen transkripsiyonunun düzenlenmesi ile ilişkili olduğuna dair bulgular vardır virüslerde ise genlerin örtüşmesi küçük bir viral genoma daha çok bilginin sığmasını sağlar



Süper burulma

Süper burulma (İngilizce supercoiling) tabir edilen bir süreç ile DNA bir halat gibi burulabilir "Gevşek" halinde DNA'daki bir iplikçik her 104 baz çiftinde bir çift sarmalın ekseni etrafında bir tam dönüş yapar Ama eğer DNA burulursa iplikçikler daha sıkı veya daha gevşek sarılı olabilirler Eğer DNA sarmalı sarılma yönünde burulursa buna pozitif süperburulma denir ve bazlar birbirlerine daha sıkı şekilde tutunurlar Eğer ters yönde burulursa DNA buna negatif süperburulma denir ve bazlar birbirlerinden daha kolay ayrışırlar Doğadaki çoğu DNA molekülü az derecede negatif süper burguludur bundan topoizomeraz adlı enzimler sorumludur Bu enzimlerin bir işlevi transkripsiyon ve DNA ikileşmesi gibi süreçler sırasında DNA iplikçiklerine etki eden burulmayı bertaraf etmektir