Yonetici Molekuller ve Protein Sentezi Ders Notu ve Konu Anlatimi
YÖNETİCİ MOLEKÜLLER
DNA ve RNA olarak iki çeşidi bulunan nükleik asitler, hücrelerin en önemli ve en büyük molekülleridir.
A. NÜKLEİK ASİTLERİN YAPISI
Yönetici moleküllerin temel yapı birimine nükleotit denir. Bir nükleotid ise üç farklı molekülün bağlanmasıyla meydana gelmiştir. Bu moleküller; beş karbonlu şeker (pentoz), azotlu organik baz ve fosforik asit dir.
Şekil : Nükleik Asitlerin Yapı Elemanları
Nükleotidler alt alta bağlanarak nükleotid zincirlerini meydana getirirler. Bu bağlanma “şeker-fosfat” bağlarıyla sağlanır.
B. DNA MOLEKÜLÜ VE ÖZELLİKLERİ
-
Hücrelerin yönetimini ve kalıtımını sağlayan dev moleküllerdir.
-
İki nükleotid zincirinin helozonik (sarmal) yapıda bağlanmasıyla oluşur.
-
Yapısında azotlu baz olarak Adenin (A), Guanin (G), Sitozin (S) ve Timin (T) bulunur.
-
Çift zincirinde Adenin sayısı Timin sayısına, Guanin sayısıda Sitozin sayısına eşittir.
-
Çift zincirdeki Adenin ile Timin arasında iki, Guanin ile Sitozin arasında üç tane zayıf hidrojen bağı bulunur.
Şekil : DNA nın Bir Bölümünün Yapısı
-
RNA’dan farklı olarak deoksiriboz şekeri ve Timin bazı vardır.
-
Çekirdekte, kloroplastta, mitokondride ve prokaryot hücrelerde sitoplazmada bulunur.
DNA nın bu yapısını ilk defa 1950'li yıllarda, biyolog Watson ile fizikçi CRİCK keşfetmişlerdir.
DNA nın Eşlenmesi (Replikasyon)
DNA’nın kendini eşlemesi, hücre bölüneceği zaman gerçekleşir. Bunun için, iki ipliği bir arada tutan zayıf hidrojen bağları bir fermuar gibi açılmaya başlar ve iki nükleotid dizisi birbirinden ayrılır. Sonra hücre sitoplazmasında bulunan nükleotidlerden uygun olanlar açılan noktalardan yerlerini alırlar. Replikasyon olayında nükleotidlerin bağlanması DNA polimeraz enzimiyle sağlanır.
Şekil : DNA nın Kendini Doğru Olarak Eşlemesi
Böylece fermuarın sonuna gelindiğinde başlangıçtaki DNA’nın aynısı olan iki yeni DNA meydana gelir.
Bu şekilde DNA’nın kendini eşlemesi olayına yarı korunumlu eşlenme denir.
C. RNA ve ÇEŞİTLERİ
|
Bir nükleotid zincirinden oluşurlar. Yapılarında DNA dan farklı olarak Riboz şekeri ve Urasil bazı bulunur. Kendilerini eşleyemezler. RNA’ların DNA üzerinden sentezine transkripsiyon denir. Transkripsiyon yapılırken DNA nükleotidlerinin karşılarına onların eşi olan nükleotidler gelerek bağlanır. Sadece Timin yerine Urasil bağlanır. Görevlerinin farklı olmasına bağlı olarak, her hücrede üç eşit RNA bulunur. |
Şekil: DNA dan RNA Sentezi |
1. mRNA (elçi RNA)
Sentezlenecek olan proteinin şifresini DNA’dan alarak ribozoma getirir. Ribozom birimlerini aktifleştirir ve ribozomda protein sentezine kalıplık yapar.
mRNA üzerindeki nükleotidlerin üçerli olarak oluşturdukları gruplara kodon (şifre kelime) denir.
Şekil : mRNA ve Kodonları
Başlangıç kodonu belli ve sabittir. Bu bütün canlılarda ve her protein sentezinde aynı olup AUG nükleotidlerinden oluşur. Durdurucu kodon üç çeşit olup, her mRNA da bunlardan birisi bulunur. Bunlar UAG, UGA ve UAA kodonlarıdır.
2. tRNA (Taşıyıcı RNA)
|
Protein sentezi sırasında, sitoplazmadaki amino asitleri, kendine uygun olarak bağlayıp ribozomlara taşır. Proteinlerin yapısında 20 çeşit amino asit bulunduğundan, canlılarda en az 20 çeşit de tRNA vardır. |
Şekil: tRNA ların Genel Yapısı |
3. rRNA (Ribozomal RNA)
Proteinlerle birlikte ribozomların yapısını oluşturur. Hücredeki RNA’ların en çoğu rRNA’dır.
Tablo : DNA ile RNA nın Karşılaştırılması
PROTEİN SENTEZİ
Ökaryot bir hücrenin hangi proteinleri sentezleyebileceğine ait bilgi çekirdekteki DNA larda saklıdır.
Proteinlerin çeşitli olması; bir proteinde bulunan amino asitlerin sayısına, çeşidine ve diziliş biçimine bağlıdır.
Protein sentez basamaklarını şöyle özetleyebiliriz:
-
Çekirdekteki DNA molekülünün anlamlı zinciri üzerinden mRNA sentezlenir. Bu sırada DNA daki genetik bilgiler mRNA’ya aktarılır. Bu olaya transkripsiyon (yazılma) denir.
-
Sentezlenen mRNA sitoplazmaya geçerek ribozomun küçük alt birimine bağlanır ve protein sentezi sırasında kalıp olarak görev yapar.
-
ATP ve enzimlerle aktifleştirilmiş olan tRNA’lar kendilerine ait amino asitleri ribozoma taşırlar.
-
Protein sentezine başlama sinyalini mRNA’daki AUG kodonu verir. Bu kodon metionin amino asitini şifreler.
-
tRNA’nın antikodonları ile mRNA’nın kodonları geçici olarak birleşir ve bu esnada mRNA’daki bilgilerin tRNA’daki antikodonlara uygun olarak okunması başlar. Buna translasyon denir.
-
Protein sentezi mRNA üzerinde durdurucu kodonlar gelinceye kadar devam eder. UAG, UAA ve UGA kodonları protein sentezini durduran kodonlardır.
-
Durdurucu kodondan sonra sentezlenen polipeptid (protein) ribozomdan ayrılıp gerekli olan yerlerde kullanılır.
