PROTEİN SENTEZİ

1. PROTEİN SENTEZİ Canlıların yaşamlarını sürdürebilmeleri için proteinin önemi çok büyüktür. Çünkü protein vücudumuzda yapım ve onarım işlerinden sorumludur. Ayrıca vücudumuzu belirli düzen içinde tutan birçok enziminde temel taşıdır. Protein vücudumuz içinde belirli kurallra göre ve ihtiyaca göre üretilir. Bu öyle bir düzendir ki hiçbir hataya yer yoktur. Herhangi bir hata olursa güvenlik kontrol sistemi sayesinde hemen düzeltilir. Bütün canlı hücreler ,kendilerine özgü özel proteinlerini DNA şifresine göre sentezler. Bu nedenle DNA çok önemli bir moleküldür. Bunun için DNA molekülünü iyi anlamamız gerekir.

2. DNA NEDİR, NEREDE BULUNUR? DNA “deoksiribo nükleik asit” grubunun kısaltılmış ismidir. DNA çift zincirli merdivene benzer.DNA her hücrede bulunur. DNA uzun bir zincir olmasına karşın üzerindeki baz sıraları belirli bir düzen içinde yerleştirilmiştir. Bu baz gruplarına “gen” denir. İnsan hücresinde yaklaşık olrak 3 milyar gen bulunur. Her genin içinde binlerce nükleotid dizisi vardır. Bir canlının bütün karakterleri DNA’ daki genlerde saklıdır. Dna nükleotidlerinin yapısında Adenin ,Guanin,Sitozin,Timin bazları , Deoksiriboz şekeri ve fosfat bulunur. Nükleotidler birbirine fosfat şekeriyle bağlanır. Nükleotidler birbirine zayıf H bağı ile bağlanır.

3. Üstteki şekilde bir DNA zincirini görmekteyiz. Yapısındaki bazlardan Adenin Timin ile 2 hidrojen bağı ile bağlanır. Guanin ile sitozin ise birbirlerine 3 hidrojen bağı ile bağlanır. Adenin ile Guanin yapısal olarak büyük boylu moleküller, Sitozin ile Timin ise küçük boylu moleküllerdir. Eğer Adenin karşısına Timin değilde Guanin gelseydi heliks yapısının düzgün ilerlemesi mümkün olmayacaktı. Fakat DNA’ da büyük moleküllere karşı küçük moleküllerin gelmesiyle aradaki mesafenin her noktada sabit olması sağlanmıştır. DNA’daki şifrelerin deşifre olup proteini oluşturması aşama aşama gerçeleşir.

4. Proteinsentezi 3 aşamada meydana gelir. Bunlar; 1) TRASKRİPSİYON(Yazılma) 2) mRNA’nın RİBOZOMA BAĞLANMASI 3) TRANSLASYON şimdi bunları açıklayalım 1)Transkripsiyon: ilk aşama RNA sentezidir. Bu işlem DNA zincirinin açılmasıyla başlar. DNA’daki bazlar karşı karşıta gelerek her iki omugayı birleştirmişlerdir. Fakat bu bazlar birbirleri arasındaki bağları kopararak DNA’nın çift zincirli yapısını bozarak tıpkı bir fermuar gibi açılmaya başlar.

5. DNA çözülmeye başladıkça “RNA polimeraz” adı verilen molekül DNA’ nın üzerinde gezerek onu okumaya ve RNA’yı sentezlemeye başlar. Üretilen bu RNA , mRNA (mesajcı RNA)’dır. Bunu daha iyi anlamak için üstteki şekle bakalım. Şekilde DNA çözülmüş bir vaziyettedir. Mavi bölge RNA polimerazı temsil etmektedir. Yeşil şerit ise RNA’dır.

6. Üretilen RNA’nın DNA’dan farkı Timin yerine “U” harfiyle gösterilen Urasilin gelmesidir. Üretimi tamamlanan RNA daha sonra DNA üzerinden ayrılarak bir dizi işleme tabi tutulur. Bu işlemler sırasında kaba olarak DNA’dan üretildikten sonra bazı düzeltmeler yapılır. 2)mRNA’nın Ribozoma Bağlanması: Düzeltme işlemi tamamlanmış olan mRNA daha sonra ribozoma doğru hareket eder. Ribozoma ulaşan mRNA ilk önce ribozomun küçük alt birimine bağlanır. Büyük alt birim küçük alt birim ile birleşerek ribozom aktif hale geçer.

7. mRNA’nın bir özelliği ise DNA’daki gibi sıralanan bazların 3’lü gruplar halinde sıralanmış olmasıdır.örneğin;DNA üzerindeki kodonlar “AATGCCGATGTA”şeklinde ise sentezlenen mRNA’nın görünümü UUA-CCG-CUA-CAU şeklinde olacaktır. Dikkat edrseniz baz sıralamasında bir değişme yoktur,yalnızca bazlar 3’lü gruplar halinde sıralanmıştır. Bu 3’lü gruplara “kodon” adı verilir. Tabi RNA’da Adenin bazına karşılık Urasil , Guanin bazına karşılık Sitozin bazının geldiğini unutmamak lazım. 3)Traslasyon(okuma): mRNA’nın ribozoma bağlanmasından sonra sıra mRNA’daki kodonların okunmasına gelir. Bunun için başka bir RNA türü olan tRNA( taşıyıcı RNA) devreye girer. Bu RNA molekülü de DNA’daki şifrelere göre özel

8. olarak üretilir. tRNA’nın görevi protein üretiminin hammaddesi olan aminoasitlerin ribozoma taşınmasını sağlamaktır.tRNA üzerinde iki önemli bölge vardır. İlki, taşıyacağı aminoasitin tanınmasını sağlayan bölgedir. Şekilde de görüldüğü gibi eflatun rengindeki üst bölge aminoasiti temsil etmektedir. İkinci bölge ise tRNA’nın mRNA’ya bağlanacagı 3’lü baz sırasıdır. Bu bölgeye “anti-kodon” adı verilir.

9. Şimdi translasyon (okuma) işleminin nasıl olduğunu kademe görelim. a) Aminoasitlerin birleştirileceği bölgeye, yani ribozoma önce mRNA gelir. Ardından aminoasit hammaddeleri taşıyan taşıyıcı RNA’larda bu bölgeye gelir. b) Kodon-antikodon metodo sayesinde, tercüme birleştirme işlemi sırasında hata yapılmamasını sağlar. Bu metoda göre mRNA bir ucunda aminoasit taşıyan tRNA ile anahtar-kilit gibi karşı karşıya gelir. mRNA’daki her 3 harf “kodon” yani kilit sayılır. tRNA’daki bu kilidi açabilecek ucuda “antikodon” anahtar karşı karşıya gelir.

10. c) mRNA ile tRNA’nın karşı karşıya geldiği yerde ribozomal RNA devreye girer. Ribozomal RNA’nın iki özel bölümü vardır. Küçük bölümüne mRNA, büyük bölümünede tRNA yerleşir. Ayrıca tRNA’ların bağlandığı bölümde de iki kısım bulunur. Bu iki kısmın birincisini ribozoma yeni gelen tRNA kullanırken diğerini işi bittiği için ribozomdan ayrılacak olan tRNA kullanır. d) Tercüme işleminin başlaması için siparişin üzerinde bulunan “başlatma kodonu” adı verilen özel bir kodonun karşısına, tRNA tarafından üretilmek istenen proteinin ilk aminoasiti getirilir. Bütün proteinlerin başlatma kodonu metiyonindir.

11. e) Başlatma kodonun tanınmasından sonra sıra kodonların tercüme edilmesine gelir. İlk olarak başlatma kodonu tercüme birimi olan ribozomal RNA’daki küçük bölüme bağlanır. Sonra ribozomal RNA sipariş bilgisini taşıyan mRNA üzerinde bu kodonu geçerek hareket eder. Aynı anda tRNA üzerinde yazılı anti-kodon şifresi ve taşıdığı aminoasitle birlikte ribozomdaki yerini alır. İşi biten aminoasitle yeni gelen aminoasit birbirine peptid bağı ile bağlanır. f) Sonra ilk gelen tRNA ribozomu terk ederek ve ikinci tRNA kendisine bağlı olan iki aminoasitle beraber birinci kısımdan ikinci kısıma geçer.

12. g) Ribozoma gelen bir sonraki tRNA, yine tRNA’ların bağlandığı büyük bölümün birinci kısmına bağlanır. Birinci ve ikinci tRNA’nın aminoasitleri, bu yeni gelen üçüncü tRNA’nın aminoasidine bağlanır. h) Bu bağlanma işlemi olduktan sonra ikinci tRNA’da ribozomdan ayrılır. ı) Aynı anda birinci kısımda bulunan üçüncü tRNA’da kendisine bağlı olan üç aminoasitle beraber ikinci kısma hareket eder. Ribozomal RNA bu işlemlere mRNA iplikçiğindeki sipariş boyunca devam eder.

13. i) Bu işlem ribozomal RNA’nın mRNA’daki durdurma kodonunu tanıyınca sona erer. Bu işlem bu kadarla bitmez. Çünkü ;son bir kontrolden geçer. Yapılacak bir hata büyük hastalıklara neden olabilir. Kontroller yapıldıktan sonra üretilen proteinler oldukları yerde bırakılmazlar. Kullanılacakları yere doğru özel taşıyıcılarla hücre dışına taşınır yada ihtiyaç duyulana kadar golgi cisimciğinde depolanır.

14. Yandaki şekilde bir proteinin 3 boyutlu görünüşüdür. Protein üretiminde izlenilen yol aynı olmasına karşın proteinlerde de çeşitlilik olur. Bunun iki ana sebebi vardır. 1) Gendeki nükleotid sırası: a) mRNA’daki kodon sırası b)Kullanılan tRNA sırası c)Proteindeki aminoasit sırası

15. 2)Gendeki nükleotid sayısı: a)mRNA’daki kodon sayısı b)Kullanılan tRNA sayısı c)Proteindeki aminoasit sayısı bu nedenlerden dolayı protinde çeşitlilik meydana gelir. Proteinler enzimlerin yapısına katıldığından dolayı katalizör olarak görev yapar. Ayrıca hücrenin yapısına katıldığından dolayı canlının yapısını oluşturur ve canlılarda çeşitliliğin meydana getirilmesini sağlar.