[ziuw]

NÜKLEİK ASİTLER
• Nükleik asitler ilk kez hücrelerin çekirdeklerinde saptanmış uzun zincirli makromoleküllerdir. Daha sonra sitoplazmada da bulundukları gösterilmiştir. Nükleik asitlerden DNA ve RNA kalıtımdan sorumlu oldukları bugün kesinlikle ispatlanmıştır.Nükleoproteinler ise Nükleik asitlerin proteinlerle birleşmesinden meydana gelirler.
• Nükleik asitler ,nükleotidlerin yan yana gelmesiyle oluşan bir zincir yapısı ve zincire polinükleotid denir. Her Nükleotid : Azotlu baz-Pentoz-Fosforik asit ‘den oluşur.
• Nükleozit : Azotlu baz-Pentoz dan oluşur.
• DNA dan başlayarak RNA ve Biyolojik bakımdan önemli nükleotidlerin metabolizmasını inceleyeceğiz.
• En önemli nükleik asit bileşikleri DNA ve RNA’dır. Daha sonra karbonhidrat metabolizmasında ve enerji transferinde rol alan ATP, [siklik AMP (cAMP) ve siklik GMP (cGMP)], UDP glukoz ve UDP galaktoz nükleik asit bileşikleridir. Yine lipit sentezinde CDP acil gliserol gibi yüksek enerjili ara ürünler bu gruba dahildir.
• FAD,(Flavinadenin dinükleotid) NAD+ (Nikotinadenin dinükleotid) ve NADP+ (Nikotinadenin dinükleotid fosfat) koenzimlerinin ve metil gurubu donörü olan S-adenozil metiyonin de önemli nükleik asit bileşikleridir.
BİYOLOJİK BAKIMDAN ÖNEMLİ NÜKLEOTİDLER
• Dokularda nükleik asitlerle birleşmemiş nüklotidler saptanmıştır. Bunların organizma da özel fonksiyonları vardır:
• AMP ile cAMP, ADP ve ATP.
• Diğer önemli nükleotidler :
• GMP= Guanilik asit= Guanizin monofosfat
• IMP=inozinik asit=inozinmonofosfat
• UMP=Üridilik asit=üridinmonofosfat
• CMP=sitidilikasit=sitidinmonofosfat
• TMP=Timidilikasit=Timidinmonofosfat
• Her nükleotid bir
– Fosfat
– Şeker
– Azotlu baz:
• Pürin bazlar (Adenin ve Guanin)
• Primidin (Timin veya Urasil ve Sitozin)
grubu içerir. Bunların C, N bağlarıyla düz bir şekilde bağlanmasıyla polinükleotidler oluşur.
Nukleoproteinlerin Hidrolizi
• Nukleoproteinlerin Metabolizması denince parçalanmaları ve sentezleri akla gelmelidir.
• Barsak kanalına alınan nukleoproteinler önce proteaz adı verilen nükleik asitler ve proteinlere parçalanırlar.Nükleik asitleri(Polinükleotit), mononükleotitlere ince barsakta bulunan nükleazlar parçalar.
• Polinükleotit olan nükleik asitlerde mononukleotidlere ve bunlarda nükleozit ve fosforik asite yıkılır.Nükleozitlerde azotlu baz ve pentoz’a parçalanır.
Nükleik Asitlerin Hidroliz Şeması
• Nükleik Asitler, Nükleazlar tarafından Mononükleotitlere
• Mononükleotitler, mononükleotidaz ( bir fosfotaz) tarafından nükleozitler ve Fosforik asite parçalanır.
• Nükleozitlerde ,Nükleozit fosforilaz tarafından pürin veya pirimidin bazları ve pentoza parçalanır.
Pürinlerin Yıkılması
• İnsan ve hayvan beslenmesinde pürin ve pirimidinler diğer maddelerden kolayca sentez edilebilirler. Adenozin, adenin dezaminaz enzimi ile NH2 grubunu kaybeder inozin oluşur.İnozinde hipoksantine dönüşür.Guanozin ise Guanin ve oda ksantine dönüşür. Sonuç olarak Ürik aside oksitlenen pürin bazları(şekil 36-1) emilime uğrarlar ve idrar ile atılabilirler.
Pürin Bazları kaynakları – IMP Sentezi ve IMP nin AMP ve GMP ye Dönüşümü
AMP ve GMP’nin Di ve Tri Fosfatlarına Dönüşümü Basamaklıdır.
• AMP ve GMP ‘nin karşıtları olan nükleozit di ve tri fosfatlara dönüşümü 2 aşamada meydana gelir. Şekil 36-5.
• ATP’den ardı ardına olan fosforilaz transferi sırası ile nükleozit monofosfat kinaz ve nukleozit difosfat kinaz tarafından katalizlenirler. Adenilatı fosforile eden enzime miyokinaz da denilir.
PİRİMİDİNLERİN YIKILMASI
• Urasil ve timinin yıkılmaları , dihidrourasil ve dihidrotimin gibi dihidro bileşikleri vermek üzere redüksiyon tepkimeleriyle başlatılır. Bunlar daha sonra hidro pirimidin hidraz tarafından ß-üreido bileşiklere hidrolize edilir.Daha sonra hidroliz ß-amino asitleri verir. Bak Şekil
PİRİMİDİN BİYOSENTEZİ
• İnek sütünde bulunan ORATAT’ın (6-karboksimasil) nükleik asit pirimidinlerinin ön maddesi olarak işlev gördüğü açıklanmıştır.Oratat sentezinde anahtar madde karbamil fosfattır.Karbamil Fosfat, aspartat ile birleşerek karbamil aspartat oluşur. Bu da kapanarak pirimidinlerin ön maddesi oratat meydana gelir ve oratat’dan da önemli pirimidin nükleotidleri elde edilir. Bak şekil
DNA YAPISI / REPLİKASYON-TRANSLASYON VE PROTEİNLER
• Nükleik asitler genetik bilginin depolanması ve ifade edilmesi için gereklidirler. Kimyasal olarak 2 değişik nükleik asit vardır. Dezoksiribonükleik asit (DNA) ve ribonükleik asit (RNA).
• RNA’ lar bazı virüslerde genetik materyal olarak görev alırken özellikle protein biyosentezinde görev alır. DNA daki genetik bilgi mRNA aracılığıyla ifade edilir. Yine tRNA ların ve rRNA ların protein biyosentezinde önemli görevleri vardır.
DNA’ nın Fonksiyonu
• DNA canlılarda genetiğin temelini oluşturur.
• Genetik materyal yani DNA dört önemli özelliğe sahiptir:
• A- Kendini eşleme (replikasyon) B- Bilgi depolama C- Bu bilgiyi ifade etme D- Mutasyonla çeşitlenme (varyasyon )
RNA
• Canlılarda üç tür RNA (rRNA,tRNA ve mRNA) vardır. Bunlar genellikle , ültrasantrifüj teknikleri ile birbirinden ayrılabilirler. En ağır olanı rRNA dır.RNA ların yapısı DNA lar gibidir. Yalnız RNA larda şeker riboz dur.
• RNA lar viruslarda genetik materyal olarak,metabolizmada ise protein sentezinde önemli görevler üstlenirler.
• Protein biyosentezini anlatarak RNA ların görevlerini daha iyi anlayabiliriz.
Semikonservatif DNA Replikasyonu
• DNA çift sarmalının Y-formunda açılarak yeniden sentezlenmesidir.
• Açılan DNA sarmalı sentez için kalıp görevi görmektedir.
• Spesifik baz çiftlenmesi nedeniyle zincirin sekuansı örnek olarak TACGCAT, eşlenen zincir ATGCGTA şeklindedir  komplementer zincir.
• TACGCAT
• ATGCGTA
Replikasyon sayesinde tüm soma hücreleri aynı DNA moleküllerini kapsarlar.
Ancak,
• Canlının tüm soma hücrelerinde aynı kalıtsal bilgi bulunmasına karşın çeşitli hücrelerin sentezleyebildikleri proteinler farklıdır !
Histon Represyonu:
Histonlar DNA molekülünün bazı bölümlerine tuz bağı ile bağlanarak belirli proteinlerin biyosentezleri için gerekli kalıtsal mesajları bloke ederler à Hücre farklılaşması
DNA yapısındaki baz grupları arka arkaya sıralanarak oluşturdukları kalıtsal bilgi doğrudan protein yapısına aktarılmaz.
Önce RNA çeşitleri sentezlenir ve sitoplazmaya verilirler. Bunlar:
1. Ribozomal RNA (rRNA)
2. Taşıyıcı RNA (tRNA)
3. Haberci RNA (mRNA)
Kalıtsal bilgi RNA moleküllerine geçirilir à transkripsiyon
RNA moleküllerinin taşıdıkları bilgi ribozomlar tarafından okunur ve protein moleküllerine çevrilir à translasyon
Peptid zincirinde amino asit sırasını, nükleik asit yapısında yer alan ve üç bazdan oluşan bir şifre gösterir à Kod
mRNA üzerinde yer alan bu genetik şifre Adenin, Guanin, Sitozin veya Urasilden oluşur.
Birbiri ile kesişmeyen herhangi 3 tanesinden yapılı bir dizi gerekiyorsa à 64 (43) kombinasyon
Bunlardan da sadece 61 tanesi gerçekten protein sentezinde yer alırà şifrenin dejenere olması
DNA dan mRNA ya ve mRNA dan Proteine Doğru Bilgi Akışı
• mRNA da her kelime üç ribonükleotit harfinden oluşur ve buna Kodon denir.
• Şifre üçlüdür, özgündür ve her bir üçlü (triplet) yalnız bir Amino asidi belirler.
GENETİK ŞİFRE VE TRANSKRİPSİYON
• Yapılan çalışmalar şifrenin temel işleyiş düzenini saptamıştır.
• Şifrenin üçlü doğası
• Şifrenin üst üste çakışmayan doğası
• Şifrenin duraksamasız ve dejenere doğası
• Şifrede başlat ve dur sinyalleri bulunur.
• mRNA üzerindeki şifre sözcükleri doğrudan karşılık gelen amino asitler tarafından tanınamaz à tRNA’ya ihtiyaç vardır.
• Her tRNA aminoasiti şifreleyen kodona komplementer olan 3 nükleotid ihtiva eder à Antikodon
• Kodon ile antikodon arası baz çiftlemesi ile şifre karşılığı amino asite çevrilir.
• Ökaryotlardaki protein sentezi şu aşamalarda geçmektedir:
– Yazılma (hem ekson hem de intronlardan RNA sentezlenir)
– Kesilme (ekson ve intronlardan gelen öncü RNA molekülleri birbirinden kesilerek ayrılır)
– Eklenme (eksonlardan oluşan öncü moleküller birleştirilir  özgül mRNA oluşur)
– Çeviri (protein sentezlenmiş olur)
GENETİK MATERYALİN REGÜLASYONU
• Ökaryotlarda gen ifa-desi regülasyonu pek çok seviyede yapılır.
• Transkripsiyonelkontrol
• Transkripsiyon sonrası
• Sitoplazmaya aktarım
• Translasyonel kontrol
• Protein ürününün Kon.
Ekson Ve İntron
• Yapısal genler ekson ve intronlardan oluşurlar.
• Ekson  Özgül mRNA moleküllerini yapan ve proteini sentezleten kesimdir.
• İntron  Özgül mRNA moleküllerini oluşturan DNA kesimidir; protein sentezine katkısı yoktur.
Amino Asitlerin Protein Biyosentezi’nde Kullanıması
• Amino asitlerin aktivasyonu
• Amino asit, ATP ile tepkimeye girer.
• Amino asil-RNA sentetaz enzimi aktivasyonu katalizler.
AMP-amino asit + aktif enzim
• Sitoplazmada gerçekleşir.

• Aktive olmuş asit molekülleri RNA’ya transfer olurlar.
• Aminoasil-solubl (veya transfer)-RNA sentetazlar gereklidir.
• Sitoplazmada gerçekleşir.
• Protein biyosentezi gerçekleşir.
• tRNA kompleksi, ribozomlar, enzim ve kofaktörler katılır.
• Ribozomlarda gerçekleşir.
• mRNA üzerine ribozomlar tesbih taneleri gibi dizilir  Polizom (=poliribozom)
• Biyosentez zincirin N-terminal ucundan (=serbest NH2grubundan) başlar ve her basamakta yeni bir amino asit eklenerek zincir uzatılır. Bu olayda özel enzimler görev alır:
– Transferaz I
– Transferaz II
• Protein sentezinin kalıplara uygunluğu mRNA şeridindeki üçlü baz gruplarının (=kodon) herbiri ile tRNA yapısında yer alan özel baz üçlüsü (=antikodon) arasındaki bütünlerlik ilişkisi sağlar.
• Enerji GTP’den sağlanır.
• Protein biyosentezinde spesifik etken mRNA’dır  ribozomlar değişmeden kalırlar.
 mRNA birkaç kez kullanılabilir.
Enzimin yeni fosfodiester bağları yapabilmesi için kesik bölgesindeki OH grubunun pentozun 3’ pozisyonunda, P grubunun ise diğer pentozun 5’ pozisyonunda olması gerekmektedir.
• Yeni fosfodiester bağının yapılması için gerekli enerji ATP ‘den sağlanır.

[Yazar]

Yazılar