Konu Anlatımı
Ne Öğreneceğiz?
Bu konuda nükleik asitlerin yapı taşlarını, DNA'nın moleküler yapısını ve baz eşleşmesinin nasıl gerçekleştiğini inceleyeceğiz. Nükleik asitlerin her biri nükleotit denilen temel birimlerden kurulur; bu birimlerin dizilişi genetik bilgiyi taşır. Konu boyunca çift sarmal yapı, antiparalel zincirler, hidrojen bağları, fosfodiester bağları ve RNA'nın DNA'dan farkları ele alınacaktır.
Ön bilgi olarak şunu hatırlayalım: Canlılarda kalıtım materyali DNA'dır. DNA, ökaryot hücrelerde çekirdek içinde kromatin hâlinde bulunur. Kromatin, DNA'nın histon proteinlerine sarılmış biçimidir; hücre bölünmesi sırasında kromozom hâline dönüşür. Kromozomların sayısı sentromer sayısına göre belirlenir, DNA miktarı ise nükleotit toplamıyla ölçülür.
Nükleotit: Nükleik Asitlerin Yapı Taşı
Nükleik asitlerin temel yapı birimi nükleotittir. Her nükleotit üç bileşenden oluşur: beş karbonlu pentoz şeker, fosfat grubu ve azotlu baz. Azotlu baz şekere bağlandığında nükleozit adını alır; fosfat grubunun da eklenmesiyle nükleotit oluşur. DNA'da şeker deoksibiyoriboz, RNA'da ise ribozdur.
DNA'da adenin (A), guanin (G), sitozin (C) ve timin (T); RNA'da ise timin yerine urasil (U) bulunur. Adenin ve guanin çift halka yapılı purin bazlarıdır. Sitozin, timin ve urasil tek halkalı pirimidin bazlarıdır. Her purin bazı bir pirimidin bazıyla eşleştiği için toplam nükleotit sayısı her zaman çifttir.
Basit Örnek: Bir Nükleotidin Kuruluşu
Bir DNA nükleotidini düşünün: ortada deoksibiyoriboz şekeri bulunur, şekerin bir ucuna timin bazı, diğer ucuna ise fosfat grubu bağlanır. Aynı kurulumun RNA'daki karşılığında şeker riboz, baz ise urasil olur. Basit örneğimiz şunu gösterir: nükleotit üç parçanın birleşimiyle kurulur ve hangi moleküle ait olduğu şeker ve baz seçiminden anlaşılır.
İleri Örnek: Baz Eşleşmesi ve Hidrojen Bağları
DNA çift sarmalında adenin yalnızca timinle, guanin ise yalnızca sitozinle eşleşir. Adenin–timin çifti arasında 2, guanin–sitozin çifti arasında 3 hidrojen bağı bulunur. Bu düzenli eşleşme, toplam baz sayısı eşit olan bir DNA'da adenin sayısının timin sayısına, guanin sayısının da sitozin sayısına eşit olmasını sağlar.
Zincirler antiparalel dizilir: bir zincirin 5 ucu diğerinin 3 ucuna karşılık gelir. Nükleotitler birbirine fosfodiester bağı ile bağlanır; bu bağ, bir nükleotidin fosfat grubunu diğer nükleotidin şekerine bağlayarak omurga iskeletini kurar. Hidrolizle ayrılan zincirler birleşik kaldığında DNA denatürasyonu gerçekleşmiş olur.
Adım Adım Çözülmüş Örnek
Toplam 3000 nükleotit bulunan çift zincirli bir DNA'da 500 timin varsa önce adenin sayısını bulalım: A = T olduğundan adenin de 500'dür. Toplam nükleotitten adenin ve timin çıkarılır: 3000 − 500 − 500 = 2000. Kalan nükleotitler guanin ve sitozindir; G = C olduğundan her biri 1000 olur. Toplam baz çifti sayısını ise 3000 / 2 = 1500 olarak hesaplarız.
| Özellik | DNA | RNA |
|---|
| Şeker | Deoksibiyoriboz | Riboz |
| Azotlu bazlar | A, G, C, T | A, G, C, U |
| Zincir sayısı | Çift zincirli | Tek zincirli |
| Nükleotit adı | Deoksiribonükleotit | Ribonükleotit |
| Baz eşleşmesi | A–T ve G–C | A–U ve G–C |
| Temel görev | Genetik bilgiyi saklamak | Protein sentezinde görev almak |
Kavram Karşılaştırması ve Sık Yapılan Hatalar
En sık hata, baz çiftleri arasındaki hidrojen bağı sayılarının karıştırılmasıdır. Adenin–timin için 2, guanin–sitozin için 3 hidrojen bağı sayılır. Bir diğer hata da nükleozit ile nükleotidin aynı yapıda sanılmasıdır; nükleozitte fosfat grubu bulunmaz. Ayrıca kromozom sayısı ile DNA miktarının aynı şey olmadığı unutulmamalıdır: kromozom sayısı sentromer sayısına göre, DNA miktarı ise nükleotit toplamına göre belirlenir.
RNA üçe ayrılır: mRNA DNA'daki bilgiyi ribozoma taşır ve kodon dizilimi taşır; tRNA amino asitleri taşır ve antikodonu ile kodonu eşleştirir; rRNA ribozomun yapısına katılarak protein sentezini yürütür. DNA eşlenmesi yarımcı korunumludur: oluşan her molekülde bir eski, bir yeni sentezlenmiş zincir bulunur.
Sınav Odaklı Ek Not
Hidrojen bağı sayısı soruluyorsa önce baz çiftinin sayısını bulun, sonra çift türüne göre 2 ya da 3 ile çarpın. Yüzde sorularında toplam baz sayısından yararlanın: guanin sayısı x ise sitozin de x, timin sayısı y ise adenin de y olur. DNA miktarı sorularında ise n ve 2n ilişkisini açıkça yazın; somatik hücrede 2n kromozom ve 4C DNA, gamet hücresinde n kromozom ve 1C DNA bulunur.
Özet ve Kendini Dene
Bu konuda nükleotidin üç bileşenini, DNA ile RNA arasındaki farkları, tamamlayıcı baz eşleşmesini, hidrojen bağı sayılarını ve nükleik asitlerin kromozomdaki yerleşimini öğrendik. Kendinizi denemek için şu sorulara yanıt arayın: Bir DNA'da guanin sayısı 600 ise toplam kaç adenin vardır? RNA'da hangi baz bulunur, DNA'da hangi baz bulunmaz? DNA eşlenmesi yarımcı korunumlu mudur?
Karşılaştırma Tablosu
| Kavram | Açıklama |
|---|
| Nükleotit; pentoz şeker, fosfat grubu ve | Nükleotit; pentoz şeker, fosfat grubu ve azotlu baz olmak üzere üç bileşenden oluşur. |
| Nükleozitte fosfat grubu bulunmaz; fosfa | Nükleozitte fosfat grubu bulunmaz; fosfat eklendiğinde nükleotit oluşur. |
| DNA'da deoksibiyoriboz ve timin bulunur; | DNA'da deoksibiyoriboz ve timin bulunur; RNA'da riboz ve urasil bulunur. |
| Adenin ve guanin purin, sitozin ile timi | Adenin ve guanin purin, sitozin ile timin ve urasil pirimidin bazlarıdır. |
| Adenin–timin arasında 2, guanin–sitozin | Adenin–timin arasında 2, guanin–sitozin arasında 3 hidrojen bağı vardır. |
| DNA çift zincirli ve antiparaleldir; RNA | DNA çift zincirli ve antiparaleldir; RNA genellikle tek zincirlidir. |
| Çift zincirli DNA'da toplam nükleotit sa | Çift zincirli DNA'da toplam nükleotit sayısı, baz çifti sayısının iki katıdır. |
| Somatik hücre 2n kromozom taşır; gamet h | Somatik hücre 2n kromozom taşır; gamet hücresi n kromozomlu ve 1C DNA'lıdır. |