1.45k likes | 2.27k Views
NÜKLEİK ASİTLER. Prof.Dr.H.Asuman TOKULLUGİL. 1.RNA: Ribonükleik asitler 2.DNA: Deoksiribonükleik asitler Genetik bilginin depolanmasında → DNA Genetik bilginin transferinde → RNA rol oynar. Azotlu bir baz + şeker nükleotid
E N D
NÜKLEİK ASİTLER Prof.Dr.H.Asuman TOKULLUGİL
1.RNA: Ribonükleik asitler 2.DNA: Deoksiribonükleik asitler Genetik bilginin depolanmasında → DNA Genetik bilginin transferinde → RNA rol oynar.
Azotlu bir baz + şeker nükleotid + (monomer) fosforik asit nükleotidler=N.A oluşturur (polinükleotid) monomer polimer mononükleotid= N.A yapıtaşı,yapı birimi
Nükleotid Yapı Taşları • 1.Azotlu baz: Pürin veya pirimidin • 2.Şeker : D-riboz veya 2 deoksi D- riboz • 3.Fosforik asittir
I.AZOTLU BAZLAR A-PURİNLER a.PURİNLER
İnozin : (pürin) • Pseudoüridin : (pirimidin) → t.RNA yapısında metilli türevlerdir.
TAUTOMERİZASYON Molekülün farklı bölgeleri arasında proton alış-verişi oksopurin, keto → enol dengeli oksopirimidinlerde C=0 C -OH
Keto-enol izomerizasyonu Fizyolojik şartlarda keto formu
Nükleozid= baz + şeker • Nükleotid= baz + şeker+ fosforik asit • Nükleik asit= poli nükletid
b-N GLİKOZİD BAĞI • A) PURİNLERDE
NÜKLEOTİDLERİN FONKSİYONLARI • 1.ATP: Evrensel kimyasal enerji taşıyıcısı ATP ADP + Pi →7.3 kcal/mol enerji ATP AMP + PPi PPi → 2Pi pirofosfataz
2.Biosentez reaksiyonlarında TAŞIYICI ve AKTİVATÖR a)S-adenozil methionin: Transmetilasyon reak.da
b)AMP 3 fosfoadenozin 5’fosfo sülfat =PAPS yapısında bulunur Kondroitin sülfatın sülfatlanması
d)UTP: Uridin trifosfat 1- Glikojen sentezi • UDP-glukoz 2- Galaktoz metab • UDP-galaktoz 3- Amino-şeker metab • UDP-glukuronik asit 4- Uronik asit yolu 5- Bilirubin metab
e)CTP:Sitidin trifosfat CDP-Kolin → fosfolipid sentezi CDP-digliserit → trigiserid sentezi CDP-Kolin (=sitidin difosfat kolin)
3-Nükleozid trifosfatlar (nükleotid), biyosentez reaksiyonunda gerekli fosfat ve pirofosfatı sağlarlar: Ör:ATP a)Fosforilasyon Reaksiyonu Heksokinaz X +NTP X-P + NDP Glukokinaz Fruktokinaz Glukoz + ATP G.6.P +ADP Proteinkinaz kinaz Mg++ glukokinaz
B) Pirofosforilasyon Reaksiyonu Ör: Nükleotid sentezinde kullanılan ribozun sentezi Riboz-1-P + ATP PRPP + AMP ( PRPP = 1 Fosforibozil-5-pirofosfat )
4-Elektron transfer reaksiyonuna katılan koenzimler • NAD (nikotinamid adenin dinükleotid) • NADP (nikotinamid adenin dinükleotid fosfat) • FMN (Flavin adenin mononükleotid) • FAD (Flavin adenin dinükleotid) • FAD 1-D-riboz yerine D-ribitol (şeker alkolü) • FMN 2-Flavin azotlu baz ama N.A yapısında bulunmaz
ATP • CTP RNA polinükleotidlerinin prekürsörü • GTP URASİLRİBOZ • UTP • dATP • dCTP DNA polinükleotidlerinin prekürsörü • dGTP TİMİNDEOKSİRİBOZ • dTTP
5)İkincil haberci =Secondary messenger= Hücre içi habercisi Ör: c.AMP (çembersel AMP) ATP 3’5’ cAMP +PPi Adenilat siklaz
DNA’nın YAPISI ve ÖZELLİKLERİ • 1) 3’ 5’ fosfodiester bağı Adenin Urasil (DNA’da timin) Guanin Sitozin
2)Polinükleotid zincirinin 3’ ucunda : serbest OH 5’ ucunda : 5’ trifosfatlar bulunur (öncül molekül) 5’ → 3’
3)RNA ile DNA’nın farkları • Baz :RNA ‘da Urasil DNA’ da Timin • Şeker : RNA’ da riboz 2’de OH grubu DNA’da deoksiriboz 2’de H grubu
HÜCRELER EUKARYOTİK PROKARYOTİK
I-Prokaryotik Hücrelerin Özellikleri E.koli gibi bakteriler Riketsiya Küçük ilkel Spiroket canlılar 1) Hücreler küçük 2) Sitoplazma: -depo granülleri -nükleer zon (çekirdeğimsi bölge) -sitoplazma zarı (tek zar) 3)Ribozomlar: Protein sentez yeri Ultrasantrifüjde 70 s çökme hızı 30 s , 50 s’lik iki alt birim 4)DNA : - Tek bir dev makromolekül - DNA-protein ilişkisi yok - Küçük sitoplazmik - DNA plazmid,epizom denir
II-Eukaryotik Hücrelerin Özellikleri: • Yüksek bitki, hayvan, insan hücreleri 1)Hücreler 1000-10000 kat büyük 2)Sitoplazma: Zarla çevrili, sınırlı, şekilli organeller -mitokondri, kloroplast -Golgi cisimcikleri -Düz ve kaba EPR -lizozom -çekirdek 3)Ribozomlar: daha büyük 80 s de çöker : 40 s ve 60 s lik 2 alt birim 4)DNA:Kromozomlar halinde dağılmış durumda Drosofilia 8 kromozom İnsan 46 kromozom Tavuk 78 kromozom
Kromozom = 1 veya daha fazla sayıda DNA molekülü içerir • Kromatin= DNA + bazik protein(histonlar) = (nükleoprotein) • NÜKLEOLUS= Çekirdekçik:Ribozom sentez bölgesi -% 0.1, 0.2 DNA mitokondri veya kloroplastlar içinde yer alır
DNA’nın Kimyasal Analiz Sonuçları • 1)Adenin = Timin A=T A/T= 1 Guanin= Sitozin G=C G/C=1 • 2)Pürin nükleotid sayısı=Pirimidin nükleotid sayısı (A+G=T+C) • 3) 4 ve 6. C da (NH2) grubu içeren bazların toplamı = 4 ve 6. C da (=O) grubu içeren bazların toplamı (A+C=G+T) (NH2) (=O) • 4)Dissimetri oranı = A+T/G+C Belirli bir tür için sabit ve karakteristik, türler arası değişim gösterir.
DNA X- Işını Kırınımı Bulguları • 1953’te Watson ve Crick • DNA çift sarmal yapısı
Watson-Crick DNA Modeli • 1)Bazlar sarmal eksenine dik düzlem yapar • 2)İki baz düzlemi arası arası =0.34 nm • 3)Sarmalın bir tam dönüşü= 10 nükleotid=3.4 nm • 4) Her 2 zincir birbirine komplementer A=T G=C
5) Fosfodiester iskeleti • 2 nükleotid birbirine fosfat grubu aracılığı ile 3’, 5’ grubları vasıtasıyla bağlanır. • 5’ 3’ ne doğru uzar.
3’, 5’ fosfodiester bağı Fosfoester iskeleti
6)DNA Sarmalının Stabilitesi 1-Hidrojen bağları 2- Bazlar arası hidrofobik etkileşimler • 7) pH= 7’ de fosfat grubları (-) yüklü. Bu nedenle asidik özellik Bu nedenle N.A denir Hidrofilik Hidrofobik
Denaturasyon, Renaturasyon: • İzole edilmiş DNA çözeltisi Oda sıcaklığında pH 7 deviskoz çözelti • Aşırı pH viskozite ↓ Isı 80-90 olunca DNA da fiziksel değişim H bağları Hidrofob etkileşimler bozulur ↓ karşıt zincirler kısmen veya tamamen açılır DNA denaturasyonu= DNA erimesi Tersinir olaydır
Hibrit DNA’ların Oluşumu DNA’lar izole edilir sıçan insan Ayrı ayrı denatüre edilir İnsan sıçan Hibrid DNA 65°C birkaç saat bekletilir Karıştırılır
İki tür birbirine ne kadar yakınsa -Hibridleşme -DNA da sarmal yapı oluşturma oran olur Ör: İnsan –sıçan hibritleşmesi İnsan – maya hibritleşmesi
Hibritleşme deneyleri genetik biyokimyada; • 1)Akrabalık derecesinin tayini, • 2)DNA-RNA hibridleşmesi → DNA-RNA ilişkisi • 3)Genlerin izolasyonu için kullanılır
Prokaryotik Hücrelerin DNA’ları • Prokaryotik hücre → E.coli (bakteri) 200 misli DNA • DNA virusu → Lamda faj.(bakteri virusu) • E.coli’de DNA -Tek ve çok büyük molekül -Çift sarmal yapısında , halkasal -4 milyon baz çiftinden m.g. -DNA’ nın uzunluğu, hücrenin uzunluğundan 700 kat -Süpercoiling ( DNA fonks. için gerekli) -Nükleer zon (=Çekirdeğimsi bölge) -Topoizomeraz(DNA giraz): Supercoiling yapan ya da açan enzimler -Halkasal DNA :plazmid- sitoplazmada
Nükleer DNA: Bir kaç bin gen • Küçük halkasal DNA: Bir kaç gen • GEN: Tek bir protein veya enzim kodlamak için gerekli DNA parçası (nükleotid dizisi)
Eukaryotik Hücre DNA’ları • -E.coli’ ye göre : Drosofilia ‘da 25 misli İnsanda 600 misli DNA -E.coli DNA sı=1.4 mm -İnsan hücre DNA sı = 2m
KROMOZOM: -nükleoprotein kümeleri -genetik materyal kromozomlara bölünmüş -kromozom organizmanın türüne özgü sayıda -kromozomların DNA içeriği ve hacmi farklıdır
Her KROMOZOMDA 1) 1 DNA sarmalı 2) Proteinler (histonlar) 3) E.coli DNA’ sının 4-100 katı kadar nükleotid içerir (E.coli DNA’sı= 4 milyon baz çifti) -Eukoryotik hücre DNA’ları doğrusal yapıda
GENOM: Bir hücredeki genlerin hepsi İnsan KC hücresi Hücre çapı = 25 μmetre Çekirdek çapı= 5 μmetre 46 kromozom DNA’ların toplam uzunluğu = 2 metre (=2.106μ m)
KROMATİN -Kromozom materyali -Dağınık, koyu boyanan, ağımsı %60 protein %35 DNA dan oluşur %5 RNA
DNA sarmalı Nükleozom çekirdeği H1 histon 10 nm Ayırıcı DNA NÜKLEOZOMLAR