DNA YAPISI VE ANALİZİ

Bir molekülün genetik materyal olarak davranması için kendini eşleme (replikasyon), bilgi depolama, bilgiyi ifade etme ve mutasyonla çeşitlenme (varvasyon) özelliklerini bulundurması gerekmektedir. Genetik materyalin replikasyonu, bütün organizmaların temel özelliğidir ve hücre döngüsü bölümünde gerçekleşir. Bilginin depolanması, molekül içinde hücre tarafından ifade edilse de edilmese de genetik bilgi hazinesi olarak davranmasıdır. Depolanan bilginin ifade edilmesi karmaşık bir işlemdir ve hücrede bilgi akışının temelini oluştururlar. Bu bilgi akışındaki ilk işlem üç tip RNA molekülünün oluşturulma işlemi olan DNA’nın transkripsiyonudur. Yani sadece m-RNA; r-RNA ve t-RNA’nın katılımıyla genetik materyalin proteine çevrilme işlemidir. İkinci işlem ise m-RNA’daki kimyasal bilginin polipeptit zincirinin yapımının yönetilmesi olan translasyondur. Bu işlemle oluşan polipeptit zinciri daha sonra katlanarak protein oluşturur. DNA’dan RNA, RNA’dan da protein sentezlenmesi moleküler genetiğin santral dogması olarak ifade edilir. Son özellik olan genetik materyalin mutasyonlar yoluyla çeşitlenmeyi oluşturmasıdır. Eğer bir mutasyon, DNA’nın kimyasal yapısında değişiklik yaparsa, bu değişiklik transkripsiyon ve translasyon işlemine yansır ve böylelikle proteinleri de etkiler.

DNA ve RNA’nın yapısal bileşenleri birbirine çok benzerler. Bu kimyasal benzerlik, gen ifadesi sırasında DNA ve RNA’nın birlikte yaptıkları işler açısından çok önemlidir. DNA nükleik asittir ve nükleotidler, bütün nükleik asitlerin yapı taşını oluştururlar ve bu yapılar azotlu baz, pentoz şekeri ve fosfat grubundan oluşur. Yapıdaki azotlu bazlar pürin ve pirimidin olan iki çeşit yapıdan oluşur. Pürinler, adenin ve guaninken pirimidinler ise sitozin, urasil ve timindir. DNA ve RNA’da adenin, guanin ve sitozin ortakken timin bazı DNA’da urasil ise RNA’da bulunur. Nükleik asite adını veren pentoz şekeridir. Ribonükleik asitlerde (RNA) riboz, deoksiribonükleik asitlerde ise deoksiriboz bulunur. Molekül, pürin ve pirimidin yanında riboz ve deoksiriboz şekeri de varsa bu kimyasal birime Nükleozit denir. Nükleozite fosfat grubu takılırsa buna da Nükleotid denir.

Adenin ile Timin ve Guanin ile Sitozin baz eşleşmesi tamamlayıcılığın temelini oluşturur. Bu tanımlayıcılık hidrojen bağları arasındaki kimyasal ilişkiyi tanımlayan kavramı oluşturur. Hidrojen bağları, kovalent bağla bağlı hidrojen atomu ile çiftleşmemiş atomlar arasındaki çok zayıf olan bir bağdır. Hidrojen atomu pozitif yüklü iken karşı kısımdaki çiftleşmemiş atom ise negatif yüklüdür. Böylelikle adenin ile timin arasında ikili hidrojen bağı oluşurken sitozin ile guanin arasında ise üçlü hidrojen bağı oluşur.

DNA yapısal olarak nükleik asit olduğu için nükleik asit yapısının denatürasyon ve renatürasyon işlemleri meydana gelir. Sıcaklık ve diğer durumlar DNA kompleks molekülünün denatürasyonuna neden olur ve denatürasyonla DNA’daki katlanmaları bozarak işlevinin kaybedilmesine neden olur. Çift iplikli DNA denatürasyon sonucunda çift sarmalın hidrojen bağları kopar, ikili yapı bozulur ve zincirler birbirinden ayrılır. Fakat kovalent bağlar kırılmaz. Laboratuvar çalışmalarında denatürasyon ısıtma ve kimyasal madde ile muamele edilerek yapılır. Guanin ile sitozin arasındaki hidrojen bağı diğer bazlar arasındaki hidrojen bağlarına göre ısıya daha dayanıklıdır. Isı ile denatüre edilen DNA yavaşça soğutulursa, tamamlayıcı zincirler arasında çarpışmalar olur ve zincirler tekrar bir araya gelir.

KAYNAKLAR:

1. Klug, W., Cummings, M., & Öner, C. (2003). Genetik kavramlar. Ankara: Palme.

2. Grup, B. (2021). DNA'nın Moleküler Yapısı | BilimFili.com. Retrieved 26 April 2021, from https://bilimfili.com/dnanin-molekuler-yapisi

Görüşmek Dileğiyle…