10-21-2012
|
#1
|
|
Prof. Dr. Sinsi
|
Genlerın Dünyası Hakkında Bilgi
Genlerın Dünyası Hakkında Bilgi
Bu bölümde ise DNA dünyasinin birazdaha derinliklerine inerek hem egitici hem de ilgi çekici bilgiler edinecegiz DNA nin canlilarin genetik sifresi oldugunu siklikla duyarizBelgesellerde, dergilerde gazetelerde vsFakat genlerle ilgili olarak her zaman kafamizda soru isaretleri kalirDNA ne demek?, genler insanin neresinde bulunur veya genlerle nasil oynarlar gibi sorulardir bunlarAslinda pekte bahsedildigi kadar karmasik bir konu degildirEn azindan burada anlatilanlardan DNA ve genler hakkinda kaba ama öz bilgiler edinebilirsiniz Ilk olarak "DNA" ve "Gen" kavrami üzerinde durarak ne olduklarini izah etmeye çalistikSade tanimlarin ardindan ilginç konulara degindikZevkle okuyabilirsiniz DNA nedir, nerede bulunur?: DNA "Deoksi Ribo Nükleik Asit" isimli bir tür molekül grubunun kisaltilmis isimidirDNA'nin çift zincirli ip merdivene benzediginden bahsetmistikÇift zincirli yapidaki DNA zinciri oldukça uzun bir zincirdirBu zincir hücre içindeki özel enzimler ve proteinler araciligi ile paketlenir Nasilki uzun bir ipi makaraya düzenli bir sekilde sariyorsaniz, hücrede buna benzer bir mekanizma ile DNA yi paketleyerek çekirdeginin (Nukleus) içine yerlestirirDNA her hücrede bulunurÖrnegin su an ekrana bakan gözlerinizdeki her hücrenin içinde DNA zinciri paketlenmis bir vaziyette yerlesik olarak bulunurVeyahut klavyeyi kullanan ellerinizdeki herbir hücrenin içerisinde ayri ayri DNA molekülü bulunurBöbreklerinizin hücrelerinde, karacigerinizin hücrelerinde, kemik hücrelerinizde kisacasi vücudunuzdaki her hücrede DNA molekülü mevcuttur DNA uzun bir zincir olmasina karsilik üzerindeki baz siralari bir düzen içerisinde taksim edilmistir Taksim edilen bu baz gruplarina ise" Gen "denirMesela bir canlinin DNA zincirinde 15000000 adet baz(Nukleotid) dizisi olsun ve bu baz dizileri 1000 ' er adet olmak üzere 15 gruba ayrilmis olsunIste bu 15 tane grubun her biri birer "gen" dirInsan hücresinde ise yaklasik olarak 3 milyar adet gen bulunurTabii her genin içinde binlerce nükleotid dizisi vardir Bir canlinin bütün karakterleri ise DNA daki genlerde saklidirBu genlerin nasil olupta bir canliyi meydana getirdigine ilerleyen bölümlerde deyinecegiz
Yukaridaki DNA zincirine bakacak olursaniz a,t,g ve c olmak üzere 4 farkli bazin birbirleriyle karsi karsiya gelerek baglandigini görürsünüzBu baglanmalar belirli bir düzene göre yapilir "a=adenin","t=timin","g=guanin" ve "c=sitozin" bazlari arasinda adenin bazi yanlizca timin ile guanin bazi ise yanlizca sitozin(c) ile bag yaparBunun nedeni ise oldukça ilginçtir Adenin ve Guanin bazlari yapisal olarak büyük boylu moleküllerdirTimin ve Sitozin ise küçük boylu moleküllerdirAdenin ve timin bazlarini bir futbol topu, guanin ve sitozin bazlarini ise tenis topu olarak düsünebilirsiniz Eger adenin bazinin karsisina timin degilde guanin gelseydi heliks yapisinin düzgün ilerlemesi mümkün olmayacaktiFakat DNA da küçük bazlara karsi büyük bazlarin gelmesiyle aradaki mesafenin her noktada sabit olmasi saglanmistir DNA nin yapisi bazlarin bu sekilde ardi ardina siralanmasiyla uzayip gider
Eminizki bazlarin DNA üzerinde bu sekilde siralanmasinin, canliligin "sifresi" ile ne ilgisi oldugunu merak ediyorsunuzdurAz öncede belirttigimiz gibi bu sifrelerin bir canli organizmayi nasil meydana getirdigini simdi açiklayacagiz DNA daki sifrelerden canli bir organizmanin meydana gelmesi, aslinda hücre içinde oldukça karmasik bir dizi islem neticesinde meyadana gelirFakat yazimizda bu islemleri en kaba haliyle ele aldik DNA daki sifrelerin desifre olup organizmayi meydana getirmesi asama asama meydana gelmektedirBu asamalar ise sirasiyla ;
1-) DNA dan RNA sentezi (Transkripsiyon)
2-) RNA dan protein sentezi (Translasyon)
3-) Proteini üretilen hücrenin farklilasmasi (Morfogenez) Simdi bu asamalari teker teker ele alarak yanlizca bir DNA molekülünden devasal bir canlinin nasil mükemmel bir sekilde meydana geldigini ögrenelim
1-) DNA dan RNA sentezi (Transkripsiyon) : Erkek bir canlidan gelen spermin tasidigi bir miktar DNA ile disi bir canlidan gelen yumurtanin tasidigi DNA birleserek tam bir DNA yi verirBu DNA meydana gelecek yavrunun tüm özelliklerini içinde barindirirMesela bu canlinin DNA sinda 1 milyar gen var ise bu genlerin 500 milyontanesi anneden 500 milyon taneside babadan gelirYumurta ile spermin birlesmesinin ardindan DNA daki o essiz sifreler çözülerek, küçücük bir yumurta (zigot) dan kocaman bir canliyi meydana getirmeye baslar Ilk asama RNA sentezidirBu islem DNA nin açilmasiyla baslarBiliyoruzki DNA daki bazlar karsi karsiya gelip el ele tutusarak her iki omurgayi birlestirmislerdiFakat bu bazlar ellerini birakarak yani aralarindaki baglari kopararak DNA nin çift zincirli yapisini tipki bir "fermuar" gibi açmaya baslar DNA çözülmeye basladikça "RNA polimeraz" adi verilen özel bir protein DNA nin üzerinde gezerek onu okumaya ve RNA yi sentezlemeye baslar
Büyük mavi bölge RNA polimerazi temsil etmektedirYesil serit ise sentezlenen RNA dir Anlasilacagi gibi DNA zinciri açilmis ve RNA polimeraz enzimi vasitasiyla DNA daki bazlara karsilik gelen diger bazlar birbirlerine eklenerek RNA üretilmektedir Üretilen RNA nin DNA dan tek farki Adenin bazinin karsisina Timin yerin " U " harfiyle gösterilen " Urasil " bazinin gelmis olmasidirÜretimi tamamlanan RNA daha sonra DNA üzerinden ayrilarak bir dizi isleme tabii tutulur Bu islemler sirasinda RNA kaba olarak DNA dan üretildikten sonra üzerinde düzeltmeler yapilirNasilki bir marangoz kestigi tahtalari düzeltmek için yontuyorsa, hücrede ayni sekilde üretilen kaba RNA yi düzeltmek için bir dizi enzimi görevlendirir Not: Üretilen bu RNA, mRNA (mesajci RNA) dir
2-) RNA dan protein sentezi (Translasyon): Düzeltme islemleri tamamlanmis olan mRNA daha sonra çekirdek (nukleus) den çikarak "Ribozom" adi verilen bir organele dogru yol almaya baslarRibozoma ulasan mRNA ribozoma baglanir mRNA nin bir özelligi ise DNA daki gibi siralanan bazlarin 3 lü gruplar halinde ayrilmis olmasidirBir örnek verelim ; DNA üzerindeki kodonlar " AATGCCGATGTA " seklinde ise, sentezlenen mRNA nin görünümü " UUA-CGG-CUA-CAU " seklinde olacaktirDikkat ederseniz baz siralamasinda bir degisme yoktur, yanlizca bazlar 3 lü gruplar halinde taksim edilmislerdirTaksim edilen bu 3 lü gruplara ise "Kodon" adi verilirTabii RNA da adenin bazina karsilik urasil bazinin, guanin bazina karsilik ise sitozin bazinin geldigini unutmamak gerekir Bu sekilde üretilen mRNA ribozoma baglandiktan sonra 3 lü gruplarin okunmasina baslanirtRNA adi verilen bir baska RNA çesidi ise bildigimiz mRNA veya DNA kadar uzun degildirtRNA (Tasiyici RNA) üzerinde yanlizca 15-20 baz sirasi bulundururtRNA nin diger bir özelligi ise birbiri ardina siralanan bazlarin bir daire olusturacak sekilde baglanmasidirBunu halay çeken bir grup insana benzetebilirsiniz tRNA halkasinin üzerinde iki önemli bölge vardirBu bölgelerden ilki, tasiyacagi aminoasidin taninmasini saglayan bölgedirDiger bölge ise tRNA nin mRNA ya baglanacagi, 3 adet baz sirasindan olusan bölgedirBu bölgeye ise " Anti-kodon " adi verilir mRNA üzerinde bazlarin 3 lü gruplar halinde dizildiginden bahsetmistikIste tRNA üzerinde bulunan, " anti-kodon " adi verilen ve yanlizca 3 adet baz sirasindan olusan bu bölge, ribozoma tutunmus mRNA üzerindeki " kodon " adi verilen 3 lü gruplara baglanirTabii tRNA larin anti - kodonlari, mRNA üzerindeki kodonlara sirasiyla baglanirken beraberlerinde tasidiklari aminoasitleride getirmislerdirBu yüzden tRNA ya bu isim verilmistir" Aminoasiti tasiyan RNA " tRNA lar aminoasitleri tasiyip sirasiyla kodonlara baglandikça, tRNA larin sirtlarindaki aminoasitlerde birbirleriyle baglanmaya baslarlar
Görüldügü gibi mRNA daki kodonun baz dizilimi GCC, bu kodona baglanan tRNA nin ise anti - kodonu CGG seklindedir tRNA üzerinde bulunan pembe halka ise " aminoasit " i temsil etmektedir Yüzlerce binlerce tRNA yanyana dizildiklerinde, üzerlerindeki aminoasitlerde yanyana gelmis olurIste yanyana gelmis olan bu aminoasitler birbirleriyle bag yaparak proteini sentez etmeye baslarHatirlarsaniz protein molekülünün aminoasit zincirlerinden meydana geldigini soylemistik Yukarida anlatmak istedigimiz olaylari yandaki sekil gayet iyi açikliyorSag tarafta yaklasmakta olan mavi renkli tRNA lar görülüyortRNA larin üzerlerinde ise yesil ve sari renklerle gösterilmis " aminoasit " ler görülüyorYesil renkli serit mRNA yi, boynuzlu gri yapi ise ribozomu temsil etmektedir tRNA lar sirasiyla mRNA üzerine yerlestikten sonra, sirtlarindaki amino asitler bag yaparTam bu sirada isi biten tRNA yükünü bosaltmis olarak mRNA dan bagini kopararir ve ribozomdan ayrilirFakat tasidigi amino asit, kendinden önceki tRNA nin getirdigi aminoasitle bag yapmis olarak protein zinciri olusumuna katilir Bu gerçektende insani hayranlik içerisinde birakan bir sistemdirBugün dünya üzerinde yapay olarak üretilen proteinler bile canli bir hücre tarafindan üretilen proteinin adi bir taklidi olmaktadir
3-) Proteini üretilen hücrenin farklilasmasi: Buraya kadar olan asamalar hücrede protein sentezi için gerekli islemleri kapsiyorduBundan sonra ise üretilen proteinin çesidine göre hücrenin kazandigi fonksiyondur Bir yumurta ile bir spermin birlesmesiyle meydana gelen yapi zigot adini alir ve tek bir hücreden ibarettirZigot içerisinde DNA kendisinin bir kopyasini çikarirDolayisiyla hücrede DNA miktari iki katina çikmis olurFakat hücre derhal bölünmeye baslar bu DNA lardan birisi bir hücreye giderken diger DNA ise ikinci yavru hücreye aktarilirBöylelikle hücre ikiye bölünmüs olurBölünmeler ta ki anne karninda bir bebegin meydana gelmesine dek sürer Yani tek bir hücre, o kadar çok bölünme geçirirki sayilari trilyonlari bulur ve bir canli embriyoyu (anne karnindaki bebek) meydana getirirDNA sifrelemesi ise bu noktada devreye girer Bir önceki basamagimiz protein sentezi ile ilgiliydiFakat proteinler çesitli hücreler için farkli tiplerde üretilirBir yavru anne karninda gelisirken, yavrunun gözlerini olusturacak hücrelerdeki DNA lar yanlizca göz organi ile ilgili proteinleri üretirlerAyni sekilde yavrunun beynini olusturacak hücrelerin DNA lari ise yanlizca beyin organi ile ilgili proteinleri üretirler Burada önemli olan nokta sudurInsanin kemik hücresi olsun, karaciger hücresi olsun, böbrek hucresi olsun kisacasi vücudunun her bolgesindeki hücrelerin içindeki DNA larda insanin bütün organlarini olusturacak bilgiler saklidirFakat saklanan bu bilgilerden yanlizca ilgili organ için üretilecek protinlerin meydana getirilmesi saglanirYani her hücrede insan vücudunun her organinin protein bilgileri saklanir fakat bu proteinlerin hepsi üretilmezYanlizca meydana getirilecek organla ilgili proteinler üretilirBir organda, organla ilgili proteinler disinda DNA da saklanan diger proteinlerin üretilmemesi için DNA nin üzeri " Histon " adi verilen özel bir proteinle örtülür Hücrelerin programlanmis bir sekilde farkli farkli proteinler üretip farkli organlara dönüsmesi olayina Tip dilinde farklilasma (morfogenez) denirBugün bilim adamlarinin kafasini kurcalayan en büyük problem ise hücrelerdeki " Histon " larin hangi genlerin üzerini örtüp hangilerinin üzerini açik birakacagini nereden bildigidirÇünkü proteinlerde birer moleküldür ve moleküllerde atomlardan olusurDolayisiyla suursuz atomlarin bu derece zekice düsünülmüs bir mekanizmayi meydana getirmesi beklenemez
KLONLAMA (KOPYALAMA)
Kopyalama konusunu açiklamadan önce bazi terimlerin en anlama geldigini belirtelim
Kromozom : Kromozomlar, genetik materyalin (DNA) ' nin yardimci proteinlerle birlikte dönümler yapip katlanmasiyla ve kisalmasiyla olusan yogunlasmis yapilardir
Somatik hücre : Insanin veya baska bir canlinin esey hücreleri (üreme) disindaki tüm hücrelere somatik hücre denirÖrnegin deri hücresi, karaciger hücresi, kas hücresi gibiBu hücrelerin tasidiklari kromozom sayisi 2n ile gösterilir
|
|
|
|