Nükleik Asitlerin Biyokiyasal Yapısı Ve Sentezi Hakkında Bilgiler

Nükleik Asitlerin Biyokiyasal Yapısı Ve Sentezi Hakkında Bilgiler
Nükleik Asitlerin Biyokiyasal Yapısı Ve Sentezi Hakkında Bilgiler

Yaşam bilgilerini içeren, bunları saklayan ve proteine dönüştürülmesini gerçekleştiren biyopolimere “Nükleik Asitler” denir Nükleik asitler, kalıtsal faktör taşıyıcıları ve protein sentezinin anahtar maddeleridir

Nükleik asitler, uzun zincirlerden yapılmış makro moleküllerdir Her zincir, bir birine benzeyen pek çok sayıdaki ufak birimlerin bağlamalarından oluşmuştur Bu birimlere “Nükleotid” denir Her nükleotid 1 : 1 : 1 oranıyla üç maddeden oluşur Bu maddeler organik bir baz, bir pentoz ve fosforik asittir
Nükleik asitleri oluşturan bileşenler, doğrudan hidroliz ya da enzimatik hidrolizle elde edilebilirler Tam hidroliz sonunda bir şeker, heterosiklik bazlar, inorganik fosfat iyonları meydana gelir

NÜKLEİK ASİTLERİN YAPISAL ÜNİTELERİ

Nükleik asitler yalnız kalıtsal bilgiyi taşıyan makromoleküller olmakla kalmayıp bu bilgiyi protein sentezine aktarmaktan da sorumludurlar Bir polipeptidin sentezinden sorumlu DNA parçasına “Gen” adı verilmektedir Temelde proteinler için asıl şifreyi DNA molekülleri taşımaktadır DNA’nın görevini yapabilmesi yani protein sentez ve yapısını denetleyebilmesi, diğer birkaç nükleik asit çeşidinin varlığını gerektirmektedir Şu halde nükleik asitleri iki gruba ayırabiliriz
- Deoksiri bonükleik Asitler ( DNA )
- Ribonükleik Asitler ( RNA )
Her iki nükleik asit de nükleotitlerin polimerize olması ile meydana gelmektedir

Makromoleküler yapıda şeker ve fosfat üniteleri fosfodiester bağı ile bir birine bağlanarak molekülün ana omurgasını oluşturmakta, bazlar ise iki omurgayı bir arada tutmaktadır O halde nükleik asitler bir çok yapısal ünitenin bir düzen halinde bir araya gelmesi ile ortaya çıkmıştır Nükleik asitlerin yapısını oluşturan üniteler şunlardır:
Şekerler
Purin ve pirimidin bazları
Nükleozidler
Nükleotitler
İnorganik fosfat

Nukleik asitler
DNA ve RNA molekülleri bir çok bakımdan bir birine benzemektedir Genel yapı bakımından birbirinin benzerleridirler Ancak bir takım farklılıklar vardır Bunları şu şekilde sıralayabiliriz:
DNA’nın yapısında deoksiriboz şekeri, RNA’ nın yapısında riboz şekeri bulunur
DNA’nın yapısında adenin, timin, sitozin ve guanin bulunur Yani DNA’daki timin yerine RNA’da urasil bazı girmektedir
DNA hemen hemen her zaman çift sarmal yapıda bulunur İstisna olarak bazı viruslardaki DNA tek sarmallıdır RNA’lar hemen hemen her zaman tek zincir halinde bulunurlar Nadir hallerde örneğin ; tRNA yapısında kısmi çift sarmal yapı meydana getirirler
DNA her zaman kalıtsal özelliği taşıyan molekül olarak ödev yapmaktadır RNA’lar çoğu zaman yapısal ödev yapmakta veya protein sentezinde genetik bilginin DNA’dan proteine aktarılmasında aracı rolü taşıyan bir molekül olarak hareket etmektedir

DNA’ larda adeninin sayısı timine, guaninin sayısı ise sitozine eşittir RNA’ daki bazlar arasında böyle bir oran söz konusu değildir
DNA ve RNA arasındaki farkları bu şekilde sıraladıktan sonra şimdi de nasıl polimerize olduklarına bakalım:
262 Polinukleotitler
Deoksiribonukleotitlerin polimerize olmasıyla DNA ve ribonukleotitlerin polimerize olmasıyla da RNA meydana gelmektedir Bir nukleotitteki şekerin 5’ – karbonuna bağlı fosfat grubunun hidroksili ile diğer nukleotitteki şekerin 3’ – hidroksil grubu arasında bir fosfodiester bağı oluşur Böylece bir şeker ile bir fosfatın münavebeli bir şekilde devam etmesi ve arada fosfodiester bağının bulunması ile nukleik asitlerin ana omurgası meydana gelmektedir

Makromolekül Yapısı
Nukleik asitler
DNA ve RNA molekülleri bir çok bakımdan bir birine benzemektedir Genel yapı bakımından birbirinin benzerleridirler Ancak bir takım farklılıklar vardır Bunları şu şekilde sıralayabiliriz:
DNA’nın yapısında deoksiriboz şekeri, RNA’ nın yapısında riboz şekeri bulunur
DNA’nın yapısında adenin, timin, sitozin ve guanin bulunur Yani DNA’daki timin yerine RNA’da urasil bazı girmektedir
DNA hemen hemen her zaman çift sarmal yapıda bulunur İstisna olarak bazı viruslardaki DNA tek sarmallıdır RNA’lar hemen hemen her zaman tek zincir halinde bulunurlar Nadir hallerde örneğin ; tRNA yapısında kısmi çift sarmal yapı meydana getirirler
DNA her zaman kalıtsal özelliği taşıyan molekül olarak ödev yapmaktadır RNA’lar çoğu zaman yapısal ödev yapmakta veya protein sentezinde genetik bilginin DNA’dan proteine aktarılmasında aracı rolü taşıyan bir molekül olarak hareket etmektedir
DNA’ larda adeninin sayısı timine, guaninin sayısı ise sitozine eşittir RNA’ daki bazlar arasında böyle bir oran söz konusu değildir
DNA’ nın Yapısı ve Özellikleri
DNA’ nın Birincil Yapısı:
DNA polimeri,fosfat gruplarıyla birbirlerine bağlanmış nukleosit birimlerinden oluşmuştur Fosfat, bir şeker biriminin 3/ hidroksil grubu ile diğer şeker biriminin 5/ hidroksil grubu arasında bir inorganik ester bağı oluşturur ( Şekil 12 ) Doğrusal bir DNA polimeri, bir uçta serbest bir 5/ – hidroksil grubu, diğer uçta serbest bir 3/ – hidroksil grubu içerir Bir DNA molekülü, bir baz serisi ( A, G, C, T ) taşıyan bir şeker – fosfat grubu omurgası içerir Bu omurgada, bazların oluşturduğu sıraya, baz dizisi denir Bir tekli DNA zincirinde, baz dizisini belirtmek için, birkaç kısaltılmış formül geliştirilmiştir En basit yöntem, zincirin 5/ hidroksil ucundan başlayarak 3/- hidroksil ucuna doğru ilerleyerek; baz sırasını bazları simgeleyen büyük harfleri kullanarak belirtmektir

DNA'nın İkinci Yapısı : İkili Sarmal
Bir baz dizisi içeren DNA polimeri genetik şifreyi nasıl taşır ? 1950 yılılda J D Watson ve F H Crick, DNA' nın davranışını açıklayan bir model önermişlerdir 1962 yılında Maurice Wilkins ile birlikte bu iki araştırmacı; X – ışınları analiziyle modelin yapısına ilişkin önemli kanıtlar elde etmişler ve çalışmalarından dolayı nobel ödülü kazanmışlardır
DNA'nın Çeşitli Formları :
DNA çift sarmalı için ileri sürülen orjinal model sağ el heliks yapısı göstermektedir
DNA' daki sağ el heliks yapısı sterokimyasal konfigurasyon bakımından sol el heliks yapısından daha kararlı bir yapı şeklidir DNA' ların büyük bir kısmının sağ el heliks yapısı göstermesi bu duruma bir kanıt olarak gösterilebilir
Klasik Watson – Crick çift sarmal modeli sağ el heliks yapısı gerektirmekte ve çift zincirin bir tam dönüşünde ise yapıya 10 baz girmektedir Baz çiftleri çift sarmal eksenine dikey olarak yer almış bulunmaktadır Bu yapıdaki DNA’ ya B – DNA adı verilmektedir
NÜKLEİK ASİTLERİN FONKSİYONLARI :
DNA’da saklanan genetik bilgiler iki amaca hizmet ederler Bunlar, bir yandan protein moleküllerinin tümünün sentezinde bilgi kaynağı iken, aynı zamanda yeni oluşan hücrelere kalıtsal bilgiler sağlarlar
RNA molekülleri protein sentezinde görev alırlar Bundan başka RNA, ne yapısal ne de bilgi verici bir iş görmez

SONUÇ
1865'de F Mischer’in ilk kez balık sperminden izole etmesiyle başlayan nükleik asit serüveni ; canlılığın yapı taşı olduğunun anlaşılmasıyla insanlığın yararına pek çok çalışmaya konu olmuş ve olmaya devam etmektedir Her geçen gün bilinen ve teknolojideki ilerlemeler ışığında nükleik asitlerin yapı ve fonksiyonları hakkında yeni bilgiler elde edilmekte ve bu bilgiler çeşitli hastalıkların teşhis ve tedavisi ile yaşamımızı kolaylaştıracak pek çok araştırmada kullanılmaktadır
Genetik bilgilerin çekirdek bazların diziliş sırasıyla ilgili olduğu anlaşıldıktan yaklaşık 10 yıl sonra genetik kod tamamen çözümlenmiş ( 1966 ) ve bundan sonra moleküler biyoloji ve biyokimya alanında büyük ilerlemeler kaydedilmiş, gen teknolojisi geliştirilmiştir Günümüzde canlıların, cinsel hücrelere gerek kalmadan, herhangi bir doku hücresiyle kopyalanması gündemdedir ( Koyunun meme hücrelerinden kopyalanmış olan Dolly kuzusu )
Nükleik asitler genetik bilginin kopyalanmasından sorumludur ve protein sentezini yönetirler Nükleik asitler polimerik nükleotidlerdir Nükleositler, D – Riboz ve 2 – deoksi – D – ribozun purin ve pirimidin N – glikozitler dir ve nükleotitler, nükleositlerin fosfat esterleridir Deoksiribonükleikasit ( DNA ) adenin ile timin ve guanin ile sitozin arasında tamamlayıcı baz eşleşmesinden sorumlu hidrojen bağlarının bulunduğu ikili sarmal şeklindedir Hücre bölünmesi sırasında zincirler açılır ve aynısı kopya edilir Her zincir bir tamamlayıcı zincirin oluşması için model olarak etki eder
Protein sentezinin transkripsiyon safhasında bir mRNA molekülü, DNA’ya uygun tamamlayıcı nükleotit dizisine sahiptir Transkripsiyonu translasyon takip eder Kodon olarak adlandırılan mRNA'nın üçlü nükleotitleri tRNA tarafından özel bir aminoasit için tanınır ve o aminoasit sentezlenen protein zincirine eklenir Böylece protein sentezi gerçekleşmiş olur Daha önce de açıklamaya çalıştığımız gibi nükleik asitler hücredeki bütün hayatsal olayların gerçekleşmesi için gerekli bir biyokimyasal yapıdır Yani nükleik asitler, canlının yapıtaşı olan hücrenin yöneticisidir