NUKLEİK ASİTLERİN BİYOKİYASAL YAPISI VE SENTEZİ


Yaşam bilgilerini iceren, bunları saklayan ve proteine donuşturulmesini gercekleştiren biyopolimere “Nukleik Asitler” denir. Nukleik asitler, kalıtsal faktor taşıyıcıları ve protein sentezinin anahtar maddeleridir.

Nukleik asitler, uzun zincirlerden yapılmış makro molekullerdir. Her zincir, bir birine benzeyen pek cok sayıdaki ufak birimlerin bağlamalarından oluşmuştur. Bu birimlere “Nukleotid” denir. Her nukleotid 1 : 1 : 1 oranıyla uc maddeden oluşur. Bu maddeler organik bir baz, bir pentoz ve fosforik asittir.
Nukleik asitleri oluşturan bileşenler, doğrudan hidroliz ya da enzimatik hidrolizle elde edilebilirler. Tam hidroliz sonunda bir şeker, heterosiklik bazlar, inorganik fosfat iyonları meydana gelir.

NUKLEİK ASİTLERİN YAPISAL UNİTELERİ

Nukleik asitler yalnız kalıtsal bilgiyi taşıyan makromolekuller olmakla kalmayıp bu bilgiyi protein sentezine aktarmaktan da sorumludurlar. Bir polipeptidin sentezinden sorumlu DNA parcasına “Gen” adı verilmektedir. Temelde proteinler icin asıl şifreyi DNA molekulleri taşımaktadır. DNA’nın gorevini yapabilmesi yani protein sentez ve yapısını denetleyebilmesi, diğer birkac nukleik asit ceşidinin varlığını gerektirmektedir. Şu halde nukleik asitleri iki gruba ayırabiliriz.
- Deoksiri bonukleik Asitler ( DNA )
- Ribonukleik Asitler ( RNA )
Her iki nukleik asit de nukleotitlerin polimerize olması ile meydana gelmektedir.





Makromolekuler yapıda şeker ve fosfat uniteleri fosfodiester bağı ile bir birine bağlanarak molekulun ana omurgasını oluşturmakta, bazlar ise iki omurgayı bir arada tutmaktadır. O halde nukleik asitler bir cok yapısal unitenin bir duzen halinde bir araya gelmesi ile ortaya cıkmıştır. Nukleik asitlerin yapısını oluşturan uniteler şunlardır:
Şekerler
Purin ve pirimidin bazları
Nukleozidler
Nukleotitler
İnorganik fosfat


. Nukleik asitler
DNA ve RNA molekulleri bir cok bakımdan bir birine benzemektedir. Genel yapı bakımından birbirinin benzerleridirler. Ancak bir takım farklılıklar vardır. Bunları şu şekilde sıralayabiliriz:
DNA’nın yapısında deoksiriboz şekeri, RNA’ nın yapısında riboz şekeri bulunur.
DNA’nın yapısında adenin, timin, sitozin ve guanin bulunur. Yani DNA’daki timin yerine RNA’da urasil bazı girmektedir.
DNA hemen hemen her zaman cift sarmal yapıda bulunur. İstisna olarak bazı viruslardaki DNA tek sarmallıdır. RNA’lar hemen hemen her zaman tek zincir halinde bulunurlar. Nadir hallerde orneğin ; tRNA yapısında kısmi cift sarmal yapı meydana getirirler.
DNA her zaman kalıtsal ozelliği taşıyan molekul olarak odev yapmaktadır. RNA’lar coğu zaman yapısal odev yapmakta veya protein sentezinde genetik bilginin DNA’dan proteine aktarılmasında aracı rolu taşıyan bir molekul olarak hareket etmektedir.



DNA’ larda adeninin sayısı timine, guaninin sayısı ise sitozine eşittir. RNA’ daki bazlar arasında boyle bir oran soz konusu değildir.
DNA ve RNA arasındaki farkları bu şekilde sıraladıktan sonra şimdi de nasıl polimerize olduklarına bakalım:
2.6.2. Polinukleotitler
Deoksiribonukleotitlerin polimerize olmasıyla DNA ve ribonukleotitlerin polimerize olmasıyla da RNA meydana gelmektedir. Bir nukleotitteki şekerin 5’ – karbonuna bağlı fosfat grubunun hidroksili ile diğer nukleotitteki şekerin 3’ – hidroksil grubu arasında bir fosfodiester bağı oluşur. Boylece bir şeker ile bir fosfatın munavebeli bir şekilde devam etmesi ve arada fosfodiester bağının bulunması ile nukleik asitlerin ana omurgası meydana gelmektedir.

Makromolekul Yapısı
Nukleik asitler
DNA ve RNA molekulleri bir cok bakımdan bir birine benzemektedir. Genel yapı bakımından birbirinin benzerleridirler. Ancak bir takım farklılıklar vardır. Bunları şu şekilde sıralayabiliriz:
DNA’nın yapısında deoksiriboz şekeri, RNA’ nın yapısında riboz şekeri bulunur.
DNA’nın yapısında adenin, timin, sitozin ve guanin bulunur. Yani DNA’daki timin yerine RNA’da urasil bazı girmektedir.
DNA hemen hemen her zaman cift sarmal yapıda bulunur. İstisna olarak bazı viruslardaki DNA tek sarmallıdır. RNA’lar hemen hemen her zaman tek zincir halinde bulunurlar. Nadir hallerde orneğin ; tRNA yapısında kısmi cift sarmal yapı meydana getirirler.
DNA her zaman kalıtsal ozelliği taşıyan molekul olarak odev yapmaktadır. RNA’lar coğu zaman yapısal odev yapmakta veya protein sentezinde genetik bilginin DNA’dan proteine aktarılmasında aracı rolu taşıyan bir molekul olarak hareket etmektedir.
DNA’ larda adeninin sayısı timine, guaninin sayısı ise sitozine eşittir. RNA’ daki bazlar arasında boyle bir oran soz konusu değildir.
DNA’ nın Yapısı ve Ozellikleri
DNA’ nın Birincil Yapısı:
DNA polimeri,fosfat gruplarıyla birbirlerine bağlanmış nukleosit birimlerinden oluşmuştur. Fosfat, bir şeker biriminin 3/ hidroksil grubu ile diğer şeker biriminin 5/ hidroksil grubu arasında bir inorganik ester bağı oluşturur. ( Şekil 12 ) Doğrusal bir DNA polimeri, bir ucta serbest bir 5/ – hidroksil grubu, diğer ucta serbest bir 3/ – hidroksil grubu icerir. Bir DNA molekulu, bir baz serisi ( A, G, C, T ) taşıyan bir şeker – fosfat grubu omurgası icerir. Bu omurgada, bazların oluşturduğu sıraya, baz dizisi denir. Bir tekli DNA zincirinde, baz dizisini belirtmek icin, birkac kısaltılmış formul geliştirilmiştir. En basit yontem, zincirin 5/ hidroksil ucundan başlayarak 3/- hidroksil ucuna doğru ilerleyerek; baz sırasını bazları simgeleyen buyuk harfleri kullanarak belirtmektir.

DNA'nın İkinci Yapısı : İkili Sarmal
Bir baz dizisi iceren DNA polimeri genetik şifreyi nasıl taşır ? 1950 yılılda J. D. Watson ve F. H. Crick, DNA' nın davranışını acıklayan bir model onermişlerdir. 1962 yılında Maurice Wilkins ile birlikte bu iki araştırmacı; X – ışınları analiziyle modelin yapısına ilişkin onemli kanıtlar elde etmişler ve calışmalarından dolayı nobel odulu kazanmışlardır.
. DNA'nın Ceşitli Formları :
DNA cift sarmalı icin ileri surulen orjinal model sağ el heliks yapısı gostermektedir.
DNA' daki sağ el heliks yapısı sterokimyasal konfigurasyon bakımından sol el heliks yapısından daha kararlı bir yapı şeklidir. DNA' ların buyuk bir kısmının sağ el heliks yapısı gostermesi bu duruma bir kanıt olarak gosterilebilir.
Klasik Watson – Crick cift sarmal modeli sağ el heliks yapısı gerektirmekte ve cift zincirin bir tam donuşunde ise yapıya 10 baz girmektedir. Baz ciftleri cift sarmal eksenine dikey olarak yer almış bulunmaktadır. Bu yapıdaki DNA’ ya B – DNA adı verilmektedir.
NUKLEİK ASİTLERİN FONKSİYONLARI :
DNA’da saklanan genetik bilgiler iki amaca hizmet ederler. Bunlar, bir yandan protein molekullerinin tumunun sentezinde bilgi kaynağı iken, aynı zamanda yeni oluşan hucrelere kalıtsal bilgiler sağlarlar.
RNA molekulleri protein sentezinde gorev alırlar. Bundan başka RNA, ne yapısal ne de bilgi verici bir iş gormez.



SONUC
1865'de F. Mischer’in ilk kez balık sperminden izole etmesiyle başlayan nukleik asit seruveni ; canlılığın yapı taşı olduğunun anlaşılmasıyla insanlığın yararına pek cok calışmaya konu olmuş ve olmaya devam etmektedir. Her gecen gun bilinen ve teknolojideki ilerlemeler ışığında nukleik asitlerin yapı ve fonksiyonları hakkında yeni bilgiler elde edilmekte ve bu bilgiler ceşitli hastalıkların teşhis ve tedavisi ile yaşamımızı kolaylaştıracak pek cok araştırmada kullanılmaktadır.
Genetik bilgilerin cekirdek bazların diziliş sırasıyla ilgili olduğu anlaşıldıktan yaklaşık 10 yıl sonra genetik kod tamamen cozumlenmiş ( 1966 ) ve bundan sonra molekuler biyoloji ve biyokimya alanında buyuk ilerlemeler kaydedilmiş, gen teknolojisi geliştirilmiştir. Gunumuzde canlıların, cinsel hucrelere gerek kalmadan, herhangi bir doku hucresiyle kopyalanması gundemdedir. ( Koyunun meme hucrelerinden kopyalanmış olan Dolly kuzusu ).
Nukleik asitler genetik bilginin kopyalanmasından sorumludur ve protein sentezini yonetirler. Nukleik asitler polimerik nukleotidlerdir. Nukleositler, D – Riboz ve 2 – deoksi – D – ribozun purin ve pirimidin N – glikozitler dir ve nukleotitler, nukleositlerin fosfat esterleridir. Deoksiribonukleikasit ( DNA ) adenin ile timin ve guanin ile sitozin arasında tamamlayıcı baz eşleşmesinden sorumlu hidrojen bağlarının bulunduğu ikili sarmal şeklindedir. Hucre bolunmesi sırasında zincirler acılır ve aynısı kopya edilir. Her zincir bir tamamlayıcı zincirin oluşması icin model olarak etki eder.
Protein sentezinin transkripsiyon safhasında bir mRNA molekulu, DNA’ya uygun tamamlayıcı nukleotit dizisine sahiptir. Transkripsiyonu translasyon takip eder. Kodon olarak adlandırılan mRNA'nın uclu nukleotitleri tRNA tarafından ozel bir aminoasit icin tanınır ve o aminoasit sentezlenen protein zincirine eklenir. Boylece protein sentezi gercekleşmiş olur. Daha once de acıklamaya calıştığımız gibi nukleik asitler hucredeki butun hayatsal olayların gercekleşmesi icin gerekli bir biyokimyasal yapıdır. Yani nukleik asitler, canlının yapıtaşı olan hucrenin yoneticisidir.
__________________