Göz rengin, kan grubun, parmak izin — hepsi üç parçalı küçük bir birimin milyonlarca kez tekrarlanmasıyla yazılmış. Bu ünitede o birimi kurup DNA ile RNA'nın neden farklı işler yaptığını çıkaracağız.
İlk defa 1869 yılında Friedrich Miescher tarafından kanda ve somon balığı hücrelerinin çekirdeğinde rastlanmıştır. Çekirdekte bulunduğu için çekirdek asidi anlamına gelen nükleik asit ismi verilmiştir. Yönetici moleküller de denmektedir.
Yapı birimine nükleotit denir. Nükleik asitler nükleotit polimerleridir.
Karbonhidrat, lipit ve proteinlerde fosfor yoktu. Nükleik asitleri diğer organik bileşiklerden ayıran temel element işte bu: P (fosfor). Sınavda "hangi bileşikte P bulunur" diye sorulduğunda cevap nükleik asitler (ve ATP) olur. Asit özellikte olmalarının sebebi de yapılarındaki fosfat gruplarıdır.
Nükleotitler azotlu organik baz, 5 karbonlu şeker (pentoz) ve fosfat grubu (PO₄) olarak 3 alt birimden oluşur.
Adenin, guanin, sitozin hem DNA'nın hem RNA'nın yapısına; timin sadece DNA'nın, urasil ise sadece RNA'nın yapısına katılır.
Pentoz şekerler tüm nükleotit çeşitlerinde bulunur; ancak riboz RNA'nın, deoksiriboz DNA'nın yapısına katılır. Bu nedenle DNA'ya ve RNA'ya ait nükleotitler pentozlarına bakılarak ayırt edilir.
Üçüncü molekül inorganik fosfat grubudur (HPO₄²⁻).
Bir nükleotit sentezi sırasında azotlu organik baz ile 5 karbonlu şeker glikozit bağı ile bağlanarak nükleozit oluşturulur. Şekere inorganik fosfat grubunun ester bağı ile bağlanmasıyla da nükleotit meydana getirilir. Glikozit ve ester bağlarının kurulumu sırasında su açığa çıkar (dehidrasyon).
İki komşu nükleotit birbirlerine fosfodiester bağı ile bağlanır. Bu bağ, iki nükleotidin şekerini fosfat grubu ile birbirine bağlayarak nükleotit zincirlerini (polinükleotit) oluşturur ve nükleik asitleri meydana getirir.
Bir hücrede azotlu organik baz 5, nükleotit ise 8 çeşittir.
Neden 8? DNA'da 4 (A, G, C, T — deoksiribozlu), RNA'da 4 (A, G, C, U — ribozlu). Aynı baz iki farklı şekerle geldiğinde farklı nükleotit sayılıyor, bu yüzden 5 baz → 8 nükleotit.
Karşılıklı gelen bazlardan adenin ile timin arasında ikili, guanin ile sitozin arasında üçlü hidrojen bağı kurulur ve DNA'daki adenin sayısı timin sayısına, guanin sayısı da sitozin sayısına eşit olur.
Hidrojen bağları zayıf fiziksel bağlar olduğu için oluşumları sırasında su açığa çıkmaz.
DİKKAT: DNA'nın fiziksel dayanıklılığı yapısındaki hidrojen bağları ile sağlanır. G+C sayısı A+T sayısından fazla olan DNA'nın iki ipliğini birbirinden ayırmak için gerekli olan ısı miktarı daha fazladır.
DNA'da nükleotit sayıları ve nükleotitlerin diziliş sıraları farklıdır. Bu durum çeşitliliğe sebep olduğundan canlıların DNA'ları belli oranda birbirinden farklılık gösterir.
Hücre bölüneceği zaman DNA kendini eşler; buna replikasyon denir. Sonucunda DNA'da nükleotit sayıları birbirinin aynısı olan iki DNA molekülü oluşur. Replikasyon sayesinde yeni oluşacak hücrelere kalıtım bilgisinin eşit miktarda aktarılması sağlanır.
DİKKAT: Hangi canlıya ait olursa olsun tüm DNA moleküllerinde A/T, G/C, Pürin/Pirimidin oranları 1'e eşittir. Bir tür için (A + T) / (G + C) oranı hemen hemen sabittir.
Ökaryot hücrelerde DNA çekirdektedir ve bölünme haricinde çekirdek dışına çıkamaz. Protein sentezi sitoplazmadaki ribozomlarda gerçekleştiğinden DNA'daki bilginin ribozomlara taşınması gerekir. mRNA, DNA'dan aldığı şifreyi ribozoma taşır.
Bu şifre; sentezlenecek proteindeki amino asitlerin çeşitlerini, dizilişlerini ve sayılarını belirler.
Protein sentezi sırasında sitoplazmadaki kendine özgü serbest amino asitlere bağlanıp bu amino asitleri ribozoma taşır.
Diğer RNA'lar gibi tek zincirlidir. Bir nükleotit zincirinin kıvrımlar yapmasıyla oluşur; bu kıvrımlar hidrojen bağlarıyla bir arada tutulur.
Proteinle birlikte ribozomun yapısını oluşturur. Çekirdekçikte sentezlenir.
Ribozomun yapısına katılırken zayıf hidrojen bağları ile kendi üzerinde katlanıp üç boyutlu yapı kazanır. Enzim gibi davranarak amino asitler arasında peptit bağı kurulmasında görev alır ve polipeptit sentezinin gerçekleşmesini sağlar.
Her tRNA molekülü kendine özgü bir amino asidi bağlayıp protein sentezine katılması için ribozoma taşıdığından hücrelerde en az 20 çeşit tRNA bulunmalıdır.
tRNA diğer RNA çeşitlerinden farklı olarak hidrojen bağı içerir.
| Özellik | DNA | RNA |
|---|---|---|
| Karakteristik organik baz | Timin | Urasil |
| Şeker | Deoksiriboz | Riboz |
| Zincir | Çift iplikli sarmal yapıda | Tek iplikli |
| Kendini eşleme / onarma | Eşleyebilir ve onarabilir | Eşleyemez ve onaramaz |
| Yıkılıp yeniden üretilme | Yıkılıp yeniden üretilemez | Yıkılıp yeniden üretilebilir |
| A/T, G/C, Pürin/Pirimidin oranı | 1'e eşittir | Böyle bir oran yoktur |
24 sorudan oluşan bu test ile "Nükleik Asitler" ünitesini ne kadar kavradığını gör.
1869'da Friedrich Miescher kanda ve somon balığı hücrelerinin çekirdeğinde bulmuştur; çekirdek asidi anlamına gelen nükleik asit adı verilmiştir. Yönetici moleküller de denir. Temel elementleri C, H, O, N ve P'dir; asit özelliktedir. Yapı birimi nükleotittir.
Baz ile şeker glikozit bağıyla bağlanıp nükleozit olur; şekere fosfatın ester bağıyla bağlanmasıyla nükleotit oluşur (su açığa çıkar). İki komşu nükleotit fosfodiester bağı ile bağlanır. Bir hücrede 5 çeşit baz, 8 çeşit nükleotit bulunur.
Pürinler (çift halkalı): adenin, guanin. Pirimidinler (tek halkalı): timin, sitozin, urasil. A, G, C her ikisinde; timin sadece DNA'da, urasil sadece RNA'da. Riboz RNA'nın, deoksiriboz DNA'nın yapısına katılır; nükleotitler pentozlarına bakılarak ayırt edilir.
Tüm canlılarda bulunur; prokaryotta sitoplazmada ve halkasal, ökaryotta çekirdekte ve doğrusaldır. Mitokondri ve plastitlerin kendi DNA'sı vardır. A karşısına T (ikili H bağı), G karşısına C (üçlü H bağı) gelir. Hidrojen bağları zayıf fiziksel bağdır, oluşurken su açığa çıkmaz.
A/T = 1, G/C = 1, Pürin/Pirimidin = 1, Fosfat/Şeker = 1. Toplam nükleotit = toplam şeker = toplam fosfat. G+C sayısı A+T'den fazla olan DNA'nın ipliklerini ayırmak daha fazla ısı ister. Hücre bölünmeden önce DNA kendini eşler: replikasyon.
Tek zincirlidir, kendini kopyalayamaz ve onaramaz, timin yerine urasil içerir, tümü DNA üzerinden üretilir. mRNA şifreyi ribozoma taşır; tRNA amino asitleri ribozoma taşır (en az 20 çeşit, hidrojen bağı içerir); rRNA çekirdekçikte üretilir, ribozomun yapısına katılır ve peptit bağı kurulmasında görev alır.