DNA’nın Yapısı
DNA, nükleotit adı verilen yapı birimlerinin tekrarından oluşur. DNA’yı oluşturan her bir nükleotitte azotlu organik baz, beş karbonlu deoksiriboz şekeri ve fosfat grubu bulunur. Baz ile şeker arasında glikozit bağı, şekerle fosfat arasında ester bağı bulunur.
DNA’nın nükleotitlerinde bulunan azotlu organik bazlar pürün ve pirimidin olmak üzere ikiye ayrılır. DNA’nın yapısına çift halkalı olan pürün grubu bazlardan adenin (A) ve guanin (G) ile tek halkalı olan pirimidin grubu bazlar dan sitozin (C) ve timin (T) katılır. Pirimidin bazlarından olan urasil (U) sadece RNA’nın, timin ise sadece DNA’nın yapısında bulunur.
DNA nükleotitlerinin yapısında beş karbonlu şeker olarak deoksiriboz yer alır. Diğer bel karbonlu şeker olan riboz ise RNA’nın nükleotitlerinde bulunur.
Fosfat, DNA VE RNA’nın nükleotitlerinde ortak olarak bulunan bir moleküldür. DNA ve RNA molekülleri çok sayıda nükleotitin birine bağlanarak uzun bir zincir oluşturmasıyla meydana gelir. Nükleotitler birbirine şeker ve fosfat birimleri arasındaki fosfodiester bağlarıyla bağlanır.
1953 yılında Amerikalı J. Watson ve İngiliz F. Crick DNA’nın çift sarmal modelini oluşturmuşlardır. Bu modele göre DNA, sarmal oluşturan iki nükleotit zincirinden meydana gelmiştir. Molekülün iki kenarında şeker – fosfat, iç kısımlarında ise azotlu bazlar bulunur. Azotlu bazlardan adenin bazı timin bazıyla iki zayıf hidrojen kurarken, guanin bazı sitozin bazıyla üç zayıf hidrojen bağı kurar. Tüm DNA moleküllerinde adenin sayısı timine, guanin sayısı sitozine eşittir. Buradan pürin miktarının piramidin miktarına eşit olduğu anlaşılır (A + G = C + T).
DNA’nın Kendini Eşlemesi
DNA eşlenmesi, hücre bölünmesi başlamadan önce (interfaz evresinde) çift sarmalı DNA’nın kendini kopyalaması işlemidir.
Eşleşme sırasında DNA’nın iki zinciri bir arada tutan zayıf hidrojen bağları koparılır ve iki zincir eşlemenin olacağı bölgelerde bir fermuar gibi açılmaya başlar. Bunun sonucu uçları açıkta kalan adeninin karşısına timin, guaninin karşısına sitozin nükleotitleri yerleşir. DNA polimeraz enzimi bu nükleotitleri birbirine bağlar ve bütün nükleotitler eşlendiğinde, hücre içindeki bir DNA’dan iki DNA oluşur. Oluşan iki DNA molekülünün her birinde bir eski iplik ve bir de yeni sentezlenmiş iplik yer alır. DNA’nın bu şekilde eşlenmesine yarı konumlu eşlenme denir.
1958 yılında M. Meseslson ve F. Stahl azotun N14 ve N15 izotoplarını kullanarak. E. Coli bakterileriyle yaptıkları deneyde DNA’nın yarı korunumlu olarak eşlendiğini göstermişlerdir.
Gen (Nokta) mutasyonu
DNA molekülü kendini eşlerken nadiren de olsa bazı hatalar ortaya çıkabilir. Gen mutasyonları, kromozomların yapısı ya da sayısında değil gende meydana gelen değişmeyi ifade eder. Gen mutasyonları; yanlış baz eşlenmesi, karşılıklı bulunan bir nükleotit çiftinin yer değiştirmesi, zincire bir ya da daha çok nükleotitin eklenmesi veya zincirdeki nükleotitlerin eksilmesi şeklinde olabilir.
Gen mutasyonları, üreme hücrelerinde meydana gelirse gelecek kuşaklara aktarılır. Orak hücreli anemi, fenilketonüri, albinizm gibi kalıtsal hastalıklar gen mutasyonu sonucu ortaya çıkar.
RNA’nın yapısı ve çeşitleri
RNA’nın nükleotitlerinde DNA’dan farklı olarak deoksiriboz yerine riboz şekeri, timin yerine de urasil bazı bulunur. Ayrıca RNA, tek nükleotit zincirinden meydana gelir ve kendini eşleyemez.
RNA, prokaryot hücrelerin sitoplazmasında bulunur. Ökaryot hücrelerde ise çekirdek, sitoplazma ve organellerinin bazılarında yer alır. RNA’nın işlevi, DNA’dan aldığı genetik şifreye göre protein sentezini gerçekleştirmektir.
Hücrede, baz dizilişleri DNA tarafından belirlenen üç çeşit RNA vardır.
1. Mesajcı RNA = Elçi RNA (mRNA): Çekirdekte, DNA’nın anlamlı zinciri üzerinden RNA polimeraz enzimi ile sentezlenir. mRNA sentezlenirken DNA’daki adeninin karşısına urasil gelir. mRNA’nın görevi, DNA’da bulunan genetik bilgiyi çekirdekten sitoplazmadaki ribozomlara götürmektir. mRNA’da amino asitlerin şifrelenmesini sağlayan üçlü nükleotit dizilerine kodon denir.
2. Taşıyıcı RNA (tRNA): Görevi, hücre içindeki amino asitleri tanımak ve bunları ribozomlara taşımaktır. Bütün tRNA’lar, yonca yaprağı biçimini alan tek bir zincirden oluşur. Ancak uygun nükleotitler arasında yer yer hidrojen bağı kurulduğu için, çift zincirden oluşmuş gibi görünür. tRNA’nın bir tarafında amino asidin bağlandığı özel bir bölüm, karşı tarafında ise üçlü nükleotit dizisinden oluşan antikodon bulunur. Protein yapısına giren 20 çeşit amino asidi tanıyıp ribozomlara taşıyacak en az 20 çeşit RNA görev alır.
3. Ribozomal RNA (rRNA): Proteinlerle birlikte ribozomun yapısını meydana getirir. Hücrede en fazla bulunan RNA çeşididir.
