Basit bir deyimle gen, kalıtımın fiziksel ve fonksiyonel bir birimidir. Her gen, protein veya RNA molekülü gibi özel bir işlev taşıyan kromozomların belli bir noktasındaki nükleotid dizilerinden oluşur.

Gen, genom dizisinde yeri tanımlanabilen, transkripsiyonu yapılan, düzenleyici ve/veya fonksiyonel bölgeleri olan bir bölgedir. Gen regülasyonu ve transkripsiyonunun karmaşıklıklarını içeren, yeni ve öz bir tanıma göre gen, “aynı sınıftan (protein veya RNA) işlevsel ürünler şifreleyen, potansiyel olarak birbiriyle örtüşen, genom dizilerinin birleşimidir”.

Popüler ve resmi olmayan kullanımda gen sözcüğü, “ebeveynden çocuklarına geçen belirli bir karakteristiği taşıyan biyolojik birim” anlamında kullanılır.

Her gen her hücrede vardır. Ancak hücrenin özelliğine göre bazı genler bazı hücrelerde çalışmaz yanı atıl durumdadır. Örneğin tiroit hücresinde hormon yapımını kontrol eden gen, mide hücresinde de vardır ancak işlev görmemektedir. Zaten aynı genleri çalışan hücreler bir araya gelerek dokuları oluştururlar. Diğer yandan bazı genler ortak gendir ve her hücrede aynı işlevlere sahiptir.

Genler içerdikleri şifreler dolayısıyla vücuttaki her türlü olayı uzaktan kumanda sistemi sayılabilecek bir duyarlılıkla kontrol ederler. Bazı genler vücuda gerekli kimyasal yapıların ortaya çıkmasını sağlarken bazı genler diğer genler üzerinde düzenleyici olarak şifrelenmiştir. Bu genlerin çalışabilmesi için bir uyarana gereksinimleri vardır. Vücudun tiroit hormonuna olan gereksinimi artar ya da herhangi bir nedenle kanda tiroit hormonlarının miktarı azalırsa önce beyinde bulunan hipofizdeki ilgili gen, TSH hormonunun yapımını sağlar bu hormon kan yoluyla tiroit hücresine ulaşır ve hücrenin zarına yapışarak çekirdekteki hormon yapımını sağlayacak olan genlere mesaj iletir. Bu mesajı iletecek olan kimyasal yapılar da başka bir gen tarafından yaptırılmakta ve hücre içindeki miktarı düzenlenmektedir. Çekirdekte bu mesajı alan gen tiroit hormonlarını yaptırmak üzere gerekli şifreyi RNA adı verilen bir haberci ile hücrenin sitoplazmasına gönderir ve hormon yapımı başlar.

Herhangi bir nedenle yapısı değişen gen, ya fonksiyon göremez yani devre dışı kalır ya da aşırı fonksiyon görmeye başlar. Her iki halde de genin kontrol ettiği işlevlerde bozulma ortaya çıkar. Örneğin kan şekerini kontrol eden insülinin yapımını sağlayan gende fonksiyon kaybettirici bir değişiklik olursa insülin yapımı azalır ve bireyde şeker hastalığı ortaya çıkar.

Genler, hücrelerin ve dolayısıyla da canlıların kalıtsal karakterlerinin, yaşamları için gerekli olan proteinlerin, enzimlerin, diğer makro- ve mikromoleküllerin kodlarını taşıyan, kromozom üzerinde lokalize olmuş, değişik uzunlukta (kodladığı proteinin büyüklüğüne göre) DNA sekanslarıdır. Genler, aynı zamanda, canlılardaki bütün, genetik, biyokimyasal, fizyolojik, vs. olayların denetimini, doğru yönde ilerlemesini de kontrol ederler. Bir kromozom üzerinde, prokaryotiklerde 2000-3000 ve ökaryotiklerde de 50.000-100 bin arası gen bulunmaktadır. Aşağıdaki tabloda bazı organizmalarda gen ve baz sayıları gösterilmiştir.

1- Bir gen, belli bir molekül (genellikle bir protein) üretimi için gereken talimatları içeren küçük bir DNA bölümüdür.

2- Genlerin temel amacı, bilgi depolamaktır.

3- Her bir gen, bir organizmaya gereken belirli proteinlerin inşası için gereken bilgiyi taşır.

4- İnsan genomundaki protein kodlayan gen sayısı 20.687 tanedir.

5- Genler, allel gen adı verilen alternatif formlarda bulunabilirler.

6- Her bir gen diğerinden farklı bir şifre içerir ve farklı bir proteini kodlar.

The post Gen Nedir? Özellikleri ve Görevleri Nelerdir? appeared first on TechWorm.

Gen ve proteinlerin tanımlanmasını sağlayan “omiks çağı” olarak adlandırdığımız, genlerin ve proteinlerin “network” yapıları hakkında detaylı bir bakış açısı sağlayan sistem biyolojisi ile birleşerek, mühendislik ve diğer fen bilimleri prensiplerine dayalı disiplinler arası yeni bir bilim olan sentetik biyolojinin temellerini oluşturmuştur.

Sentetik biyolojinin nihai amaçları, doğada biyolojik tasarım prensiplerini, gen ve protein devrelerinin rasyonel inşası ile anlamaktır. Bu alan komplex moleküllerin hatta biyolojik sistemlerin nasıl olduğunu anlamamıza da fayda sağlamıştır. Bugün kullandığımız yeni nesil biyoteknolojik cihazlar molekülleri, yapıları net bir şekilde anlamamızdan sonra optimize edilmiştir. İlk inşa edilen sentetik gen ağı-genetik geçiş anahtarı ve represilatör, mühendisliğe dayanan metotların kullanımı ile sofistike, gelişmiş ve sayısal işlem davranışlarının biyolojik sistemlere entegre edilebildiğini göstermiştir.

Sentetik Biyoloji Kullanım Alanları Nelerdir?

Sentetik biyolojinin kullanıldığı çok fazla alan vardır. Örneğin; daha iyi özelliklere sahip daha dayanıklı ve verimli ürünler elde etmek hatta farklı türde meyve sebze elde etmek için sentetik biyoloji kullanılabilir. Bakteri ve mantarlara insan proteinleri ürettirmek hatta doku mühendisliği ile organ üretimi bile bu alanın konusu olabilir.

• Antibiyotik ve Hücre-Hücre İletişim Sistemini (Quorum Sensing) kullanarak transkripsiyonel biyosensörlerin üretilmesi.
• Sentetik biyoloji sayesinde tasarlanan hücrelerle sürdürülebilir enerji, biyolojik yenilenme, moleküler ilaçlar ve yeni nesil malzemelerin üretimi.
• Rekombinant olarak çeşitli hormonların ve ilaçların üretimi.

Sentetik biyoloji sayesinde ilerde DNA molekülünü tıpkı bir lego parçası gibi parçalarına ayırıp istediğimiz şekilde tekrar birleştirebileceğiz. Ortaya çıkan ürünler, malzemeler veya değişik organizmalar ne olur bilinmez ama bu alan günümüz biyoteknoloji dünyasının ilham aldığı eşsiz bir ayrıntı olma özelliğini korumaktadır.

The post Sentetik Biyoloji Nedir? Kullanım Alanları Nelerdir? appeared first on TechWorm.

Kromatin ise, interfaz halindeki ökaryot hücrelerin çekirdeğinde bulunan DNA‘nın, histon adı verilen küçük molekül ağırlıklı bazik proteinler ile beraber oluşturduğu yapıya denir. Kısacası; kromozomu meydana getiren ipliksi yapıdaki birimidir.  Hücrede bölünme zamanının dışındaki dönemlerde DNA uzun ve ipliksi şekil alır. Bu şekle “kromatin ağ” denir. Bölünme esnasında kromatin ağ kısalır ve kalınlaşır. Böylece kromozomu oluşturur.

Nükleozomlar, kromatin üzerinde bulunan, DNA ipliğinin histonlar üzerine sarılmasıyla oluşan yaklaşık 100 Angstrom aralıklarla yerleşmiş 4’lü formda bulunan nükleoproteinleridir. Bir nükleozom; H2A, H2B, H3 ve H4 histon proteinlerinin her birinin iki kopyası, bir adet H1 proteini ve 200 baz çifti uzunlukta bir DNA içermektedir.

Bölünme sürecine geçmekte olan bir hücre ışık mikroskopu ile incelenirse, çekirdeğin içinde ince ipçiklerden oluşmuş, yumak biçiminde bir ağ yapısı görülür. Bu yapı kromatin adını alır. Bu ağın üzerinde irili ufaklı tanecikler gözlenir. Elektron mikroskop ile yapılan incelemeler, kromatinde ökromatin ve heterokromatin olarak adlandırılan, birbirinden farklı iki yapısal bölümün varlığını ortaya koymuştur. Açık renkli ökromatin, çekirdeğin metabolizma bakımından çok aktif olan bolümü olduğu, koyu renkli heterokromatin bölgeleri ise metabolik bakımdan az aktif olan kromatin olarak bilinir. Çekirdeğinin aktifliği çok azalmış olan hücrelerde hemen bütün kromatin kitlesi heterokromatin görünümdedir. Örneğin; kırmızı kan hücreleri (eritrosit) olgunlaşırken çekirdeklerinin aktifliği gittikçe azalır. Bu yüzden kromatin çok yoğun bir görünüm alır. Bir hücrenin çekirdeğinin ölümünde (piknoz) tüm kromatinin heterokromatine dönüşmüş olduğu saptanır. Kromatin maddesi nükleoproteinden oluşmuştur.

The post Kromatin Nedir? Görevleri ve Özellikleri Nelerdir? appeared first on TechWorm.

Kromozom’daki her uzun parçaya ise kromatit denir. Farklı bir ayrıntılı ifade ile kromatit, DNA’nın hücre bölünmesi esnasında sentezlenen, protein bir zarf ile paketlenerek sentromer ile birbirine tutturulmuş iki kopyasından her biridir. (Aşağıda görüldüğü üzere kromozomlar genellikle X şeklinde gösterilirler; ancak bu kısmen doğrudur! Çünkü eğer bir kromozom X şeklinde gösteriliyorsa, o hücre bölünme safhasında -yani profaz evresinde- demektir. Bu evrede X şeklinin her bir yarısını oluşturan yapılara kromozom değil, kromatit adı verilir. Kromozomlar normal şartlarda tekil zincirlerdir; bölünme zamanı haricinde X şeklinde bulunmazlar! Ayrıca, özellikle bilimsel araştırmalarda kromozomlar bölünme sürecinde çiftler halinde incelendiği için sayı olarak ikiye çarpılarak sonuç verilir. Örneğin; insanda 23 çift kromozomdan toplam 46 kromozom var denilir.)

Kromatitlere aynı zamanda kardeş kromozomlar (sister chromatids) denir. Yani kromatit, yeni kopyalanmış ve halen birbirine yapışık kromozom demektir. Kardeş kromatitler (birbirine bağlı olan kromatitler), kromozom’un sentromer bölgesinden birbirlerine bağlıdır. Bu kromatitlerin her biri özdeş bir DNA molekülü taşır. Yani bir kromozomda iki DNA molekülü bulunmaktadır.

Bu her bir kromatit’de bulunan DNA molekülleri aynı genetik şifreyi bulundururlar. Daha basitçe ifade etmek gerekirse, her bir kromatit’de bir DNA kopyası vardır. Bölünme öncesi bir kromozom, birbirinin kopyası iki kitap gibidir.

“Bir kromozomdaki kromatit sayısı, o kromozomdaki DNA kopyası sayısını gösterir. Kardeş kromatitler, birbirlerinin kopyası olan DNA’ları taşırlar.”

Kromatitler; kromozom eşlenmesi sonucunda oluşurlar ve iki kromatit bir araya gelerek kromozomu oluşturur. Mitoz bölünme esnasında her bir kromatit, profaz evresinde eşlenerek yeni oluşacak hücrelere yönetici moleküller olarak geçerler ve böylece her iki hücre de aynı kalıtsal özelliklerine sahip olmuş olur.

Üstte bir numaralı şekilde iki kromozom bulunurken, iki numaralı şekilde ise yine iki kromozom bulunmaktadır.

Bir numaralı şekilde bölünme sonrası meydana gelen tek kromatitli kromozomlar görülürken, iki numaralı şekilde ise bölünme öncesi (eşlenme sonrası) oluşmuş olan kromozomlar görülmektedir.

“Tek kromatitli kromozom eşlenmemiş, iki kromatitli kromozom eşlenmiştir.”

Kromozom içindeki DNA işlevsel değildir. Zaten bölünme sonrası kromozom tekrar kromatin ipliğine dönüşür ve DNA’da tekrar işlevsel hale gelir. Üstteki resimde homolog kromozom kavramının geçtiğini görüyoruz. Homolog kromozom, biri anneden biri babadan gelen şekil ve büyüklük bakımından aynı, aynı karaktere etki eden kromozomlardır. Gen dizilişleri genelde farklı olabildiği gibi aynı da olabilir.

The post Kromatit Nedir? Özellikleri ve Görevleri Nelerdir? appeared first on TechWorm.

Adenin (A) ve Guanin(G) bazları birer Pürin iken, Timin(T), Urasil (U) ve Sitozin(C) bazları ise birer Pirimidin’dir. Toplamda iki pürin, üç pirimidin bazı vardır.

The post Azotlu Organik Bazlar (Pürin ve Pirimidin) Nedir? Farkları Nelerdir? appeared first on TechWorm.

Bir nükleotit üç meydana gelmiştir.

• Azotlu Organik Baz (Pürinler ve Pirimidinler)
• Beş Karbonlu Şeker (Pentoz) (Riboz ve Deoksiriboz)
• Fosfat Grubu (H₃PO₄)

Azotlu organik bazlar; glikozit bağıyla beş karbonlu şekere bağlıdır. Bu yapıya nükleozit denir. Nükleozitler fosfodiester bağ ile fosfat grubuna bağlandığında nükleotitler oluşur. Benzer yapı ATP‘de de vardır.

Nükleotitlerin baz kısmı olan nükleobazlar pürinler ve pirimidinler olarak ikiye ayrılır. Adenin ve guanin birer pürin iken, sitozin, timin ve urasil ise birer pirimidindir. Nükleotitlerin pentoz kısmı riboz veya deoksiriboz‘dur. Şeker kısmı deoksiriboz ise nükleotidin adının başına ‘deoksi’ eklenir. Nükleotidin fosfatsız kısmına -yukarıda bahsettiğimiz üzere- nükleozit denir. Nükleozit kısmına bir, iki veya üç fosfat grubu eklenebilir ve bunlara sırasıyla nükleotit monofosfat, difosfat ve trifosfat denir.

DNA‘da azotlu bazlara deoksiriboz şekeri (C₅H₁₀O₄), RNA’da ise riboz şekeri (C₅H₁₀O₅) bağlı olduğu için bu moleküllere sırasıyla Reoksiribonükleotit (DNA) ve Ribonükleotit (RNA) adı verilmiştir. Aşağıda -nükleotit kavramının daha iyi anlaşılması için- DNA’nın yapısı gösterilmiştir.

The post Nükleotit nedir? Nükleotitlerin Yapısı ve Özellikleri Nelerdir? appeared first on TechWorm.

Fotosentez, karbondioksit ve su gibi inorganik maddelerden ışık enerjisi yardımıyla organik madde üretilmesi olayıdır. Bu olayda krolofil pigmenti sayesinde ışık enerjisi kimyasal enerjiye dönüştürülür ve glukoz (karbonhidrat > şeker) ile oksijen açığa çıkar.

Kloroplast, içerdiği krolofil pigmentinden dolayı yeşil renkli olduğu için bitkilerin çoğunun yeşil renkli olmasının temel sebebidir. Kloroplast, çift katmanlı bir zarla çevrilidir. İç katman, fotosentez pigmentleri enzimleriyle klorofil içeren yassı keseciklere dönüşmüştür. DNA içeren kloroplastlar, bağımsız işlev gören ve kendi kendine çoğalan bir yapıdır.

Kloroplastta fotosentezi gerçekleştirmek üzere hazırlanmış tilakoidler, iç zar ve dış zar, stromalar, enzimler, ribozom, DNA gibi oluşumlar bulunur. Bu oluşumlar hem yapısal hem de işlevsel olarak birbirlerine bağlıdırlar ve her birinin kendi bünyesinde gerçekleştirdiği son derece önemli görevler vardır. Örneğin; kloroplastın dış zarı, kloroplasta madde giriş-çıkışını kontrol eder.

İç zar sistemi ise; “tilakoid” olarak isimlendirilen yapıları içermektedir. Tilakodiler, fotosentezde ışık bağlantılı reaksiyonların gerçekleştiği, tilakoid membran ile çevrili yapılardır. Kloroplast tilakoidleri, kloroplast içerisinde, ardı ardına dizili diskler şeklinde bulunur. Bu yapılara granum, ya da tekil olarak grana denir. Granalar, granalar arası bir yapı ile birbirlerine bağlıdır. Böylelikle bir bütünlük sağlanır. Tilakoid bölümünde pigment (klorofil) molekülleri ve fotosentez için gerekli olan bazı enzimler yer alır. Tilakoidler “grana” adı verilen kümeler meydana getirerek, güneş ışığının en fazla miktarda emilmesini sağlarlar. Bu da bitkinin daha fazla ışık alması ve daha fazla fotosentez yapabilmesi demektir.

Bunlardan başka kloroplastlarda “stroma” adı verilen ve içinde DNA, RNA, ribozomlar ve fotosentez için gerekli olan enzimleri barındıran bir de sıvı bulunur. Kloroplastlar sahip oldukları bu DNA ve ribozomlarla hem kendilerini çoğaltırlar, hem de bazı proteinlerin üretimini gerçekleştirirler.

Kloroplastın iç membran (zar) sistemine; klorofil ve diğer pigmentler yerleşmiş olarak bulunurlar. Fotosentezin ışık reaksiyonları ile buna bağlı elektron taşınım reaksiyonları grana adı verilen yapıda gerçekleşir. Stromada ise fotosentetik karbon çemberi (calvin çemberi) enzimleri, ribozomlar ve kloroplasta ait DNA yerleşmiştir. Bundan başka yine stromada çeşitli granüller, lipid damlacıkları, primer nişasta taneleri ve veziküller de bulunabilir.

Işık enerjisinin emilimi ile karbondioksit (CO₂) alınımı, karbondioksit (CO₂‘)’den karbonhidrat oluşumu ve oksijen (O₂) oluşumu olayları hep kloroplastta gerçekleşir. Işıktan faydalanarak ATP’nin fosfat bağlarındaki enerjiyi, hücrede kullanılabilecek enerjiye çevirir. ATP kullanarak karbonun hücre için gerekli organik maddelere dönüştürülmesini sağlar. Bitkiye yeşil rengi verir. Tabi böylece dünyanın havasını temizler.

Kloroplastın Özellikleri Nelerdir?

Kloroplast, sitoplazma içerisinde yer alan bir organeldir.

Kroloplast; çift zarlı bir organeldir ve fotosentez yapan bitki hücrelerinde bulunur.

Organelin dış zarı geçirgen, iç zarı ise seçici geçirgen bir yapıdan meydana gelmiştir.

Kroloplast yapısında iç ve dış zar dışında, tilakoid adı verilen üçüncü bir zar bulunmaktadır.

Kloroplast içerisinde bulunan tilakoidler; iç zar ve dış zar, stromalar, enzimler, ribozom, DNA gibi yapılar fotosentez olayını gerçekleştirmeyi sağlamaktadır

Tilakoid zarlar üst üste yassı biçimde dizilirler ve bu dizilişin adına granum denilmektedir.

Tlikoid yapıların dizilimi sayesinde güneş enerjisinden daha fazla yararlanır.

Kloroplast içerisinde yer alan stroma sıvısının içerisinde DNA, RNA, ribozom ve fotosentez olayı için gerekli enzimler bulunmaktadır. Stroma içerisinde bulunan bu yapılar sayesinde kloroplast kendi kendini eşleyebilmekte, protein sentezini yapabilmektedir.

Kroloplastın ana görevi ışık enerjisinin emilimi ile karbondioksit (CO₂) alınımı, karbondioksit (CO₂‘)’den karbonhidrat oluşumu ve oksijen (O₂) oluşumunu sağlar.

Kendine ait “DNA, RNA, Ribozom ve Metabolik Olayları” vardır.

Kloroplast yapısı içerisinde kendine özgü DNA bulunması nedeniyle kendi kendini eşleyebilmektedir.

Kök hücreleri gibi bazı hücreler ile prokaryotik canlılarda kroloplast bulunmaz.

Kloroplast yapısı içerisinde bulunan klorofil pigmenti sayesinde bitkiye yeşil rengini vermektedir.

Kloroplast organeli bitkilerin yeşil kısımlarında bulunur. Bitki hücrelerinin yanında, yeşil alglerde ve Euglena (öglena) gibi bazı tek hücreli ökaryotik canlılarda da bulunabilir.

The post Kloroplast Nedir? Özellikleri ve Görevleri Nelerdir? appeared first on TechWorm.

1- DNA (Deoksiribonükleik Asit) deoksiriboz , RNA (Ribonükleik Asit) ise riboz içerir.

2- DNA içindeki azot içeren bazlar adenin, guanin, sitozin, timin‘dir. RNA’da ise adenin, guanin, sitozin ve urasil‘dir. (RNA’da timin yerine urasil vardır.)

3- DNA’da adenin-timin, guanin-sitozin eşlenir. RNA’da adenin-urasil, guanin-sitozin eşlenir.

4- DNA alkali durumlarda kararlı ve sabittir, RNA ise değildir.

5- DNA ve RNA insan vücudunda farklı fonksiyonları yerine getirir. DNA genetik bilgiyi depolama ve transfer etmeyle sorumludur, RNA ise aminoasitleri kodlar ve protein üretiminde DNA ile ribozomlar arasında postacı rolünü görür.

6- DNA çift iplikli sarmal yapıdadır, RNA ise tek ipliklidir.

7- DNA kendini kopyalarak eşleyebilir. Buna replikasyon denir. Bu esnada oluşan hatalar kalıtsal olabilir. RNA ise DNA’nın bir zincirinden sentezlenir. Buna transkripsiyon denir. Bu esnada oluşan hatalar kalıtsal değildir, ancak hatalı protein oluşmasına neden olur.

8- DNA çekirdek, mitokondri ve kloraploast‘ta bulunur, RNA ise çekirdek, stoplazma ve ribozom‘da bulunur.

9- DNA, RNA’ya göre daha kararlıdır ve daha zor tepkimeye girer.

10- RNA’nın m-RNA, t-RNA, r-RNA şeklinde üç farklı çeşidi vardır, DNA’in ise çeşidi yoktur.

Özetlemek gerekirse DNA ile RNA arasındaki en temel fark moleküllerinde bulunan şekerdir. RNA’da riboz şekeri, DNA’da ise deoksiriboz şekeri bulunur. En büyük fark budur. Buna ek olarak DNA timin kullanırken, RNA urasil kullanır. DNA sadece çekirdekte (ve mitokondride) bulunurken, RNA hem çekirdekte bulunabilir hem de çekirdek dışında örneğin sitoplazmada bulunabilir. DNA genetik bilgi depolar, RNA genetik bilgi taşır, işler ve mRNA, tRNA ve rRNA şeklinde değerlendirir.

DNA ve RNA Karşılaştırması

The post DNA ve RNA Arasındaki Farklar Nelerdir? appeared first on TechWorm.

Mutasyon, DNA nükleotid diziliminde bir değişiklik olarak tanımlanabilir. Ya kendiliğinden ya da çevre faktörleri tarafından tetiklenebilir. Bu değişiklikler, gametlerde oluşursa, bir nesilden sonraki nesillere geçer. Mutasyonların, çerçeve kaydırma mutasyonu (nükleotidlerin eklenmesi veya silinmesi), baz çifti ikameleri (bir pürin veya bir pirimidin, bir başka pürin veya pirimidin ile ikame edilir) ve kromozomal yeniden düzenlenme (çoklu genlerin inversiyonu veya translokasyonu) gibi birçok türü vardır.

DNA sekansında bir değişiklik, transkripsiyon ve DNA kopyalama sürecini değiştirebilir. Buna ek olarak, sentezlenen proteinlerin yapısını değiştirebilir ve böylece biyolojik fonksiyonları engelleyebilir. Bazı durumlarda, mutasyona bağlı fenotipik değişiklikler meydana gelmezse, bu değişiklikler sessiz mutasyon olarak bilinir.

Biyolojide Mutajen Nedir?

DNA sekansındaki değişiklikler, spontan DNA hidrolizi, DNA çoğaltmasında hata, rekombinasyon ve hasar görmüş DNA’nın onarımı gibi bazı biyolojik işlemler tarafından genellikle ortaya çıkar. Bu mutasyonların sıklığı genellikle 10-9’dur. Bununla birlikte, bazı ajanlar, mutasyona neden olabilir veya sıklığı arttırabilir. Bu ajan mutajen olarak bilinir. Dolayısıyla bir mutajen, bir organizmanın DNA’sındaki nükleotid diziliminde bir değişiklik meydana getirebilecek bir madde olarak tanımlanabilir. Mutajenler; DNA’da kansere neden olabilecek zararlı değişikliklere neden olurlar ve kanserojen maddeler olarak bilinirler.

Mutajen Türleri Nedir?

Mutajenler DNA’ya doğrudan zarar verebilir. Bazen bazı ajanlar (promuterjanlar) yaşayan hücreler tarafından alınır ve bazı metabolitler üretilir, bu da mutajen gibi davranır. Fiziksel, Kimyasal ve Biyolojik olmak üzere üç çeşit mutajen vardır.

1- Fiziksel Mutajenler

260 nm üzerindeki UV ışınları, pirimidin dimerler olarak bilinen DNA’da belirli moleküler lezyonlara neden olur. İçinde bitişik timin ve sitozin bazları birbirleriyle kovalent bağlar oluşturur. Siklobütan pirimidin dimerleri ve 6,4 fotoprodüktörler oluşan ortak ürünlerdir.

X-ışınları ve gama ışınları gibi iyonlaştırıcı radyasyonlar genellikle DNA ipliğinde kırılmaya neden olur. Bu radyasyona maruz kalma, çoğu hücrenin ciddi hasar görmüş veya öldürülmüş olduğu deterministik etkiye sahip olabilir. Bazen bunlar, kansere yol açan stokastik bir etkiye sahip olabilir ve gamet DNA’sında değişiklikler olabilir. İyonlaştırıcı radyasyona maruz kaldıktan sonra, kanserin kendini göstermesi birkaç yıl sürebilir. Bazen, radyoaktif bozunma, izotop karbon 14C’yi azota değiştirebilir.

2- Kimyasal Mutajenler

Bazı kimyasal maddeler, DNA diziliminde bir değişikliğe neden olmak için çeşitli yollarla DNA ile reaksiyona girer.

Reaktif oksijen türleri (ROS) süperoksitler, hidrojen peroksit ve hidroksil kökleri gibi kimyasaldır. Bu kimyasallar, DNA’da birçok baz ilavesi, çapraz bağlar ve çentikler oluşmasını sağlar.

Bisülfit ve azot gibi kimyasalların deaminasyonuyla sitozin, urasil’e hidrolize edilir ve amonyak serbest bırakılır.

Temel analoglar yapısal olarak nükleotit bazlarına benzer kimyasallardır ve bazen nükleotid bazların yerine ikame edilirler, 2-aminopurin ve bromourasil bu kimyasal ajanların en yaygın örnekleridir.

Metilnitronitrosoguanidin (MNNG), Etilmetan sülfonat (EMS) ve Etil etan sülfonat (DES) gibi belirli alkilleyici ajanlar bazlara veya fosfat gruplarına bir metil veya etil grubu aktararak DNA uyumsuzluğu eşleştirmesi, DNA’nın çapraz bağlanması ve DNA’daki çentikler oluşmasına sebep olur.

Akridin orange, proflavin ve etidyum bromid gibi ara maddeler DNA’daki azotlu bazlar arasına sokulur ve DNA’da çerçeve kayması mutasyonuna neden olur.

3- Biyolojik Mutajenler

Virüsler genellikle konakçı hücrelere enfekte olur ve genetik materyali konakçı genomuna enjekte eder, bu bazen konukçu hücrelerde bir değişikliğe neden olabilir ve onları kanserli hücrelere dönüştürebilir. Bu tür virüslere örnek olarak İnsan papilloma virüsü, Kaposi sarkomu ile ilişkili herpesvirüs, hepatit C virüsü vb.

Helicobacter pylori gibi bakterilerin enfeksiyonu konakçı genomunda bir değişikliğe neden olmakla birlikte gastrik kanser prevalansında artışa neden olmuştur. Dahası, bakteriyel sitotoksin metabolik türevinin DNA’ya doğrudan zarar verebileceğinden şüphelenilmektedir.

Transpozonlar kendilerini genomdan uzaklaştıran veya kendileri yerleştiren DNA sekanslarıdır. Ayrıca atlama genleri olarak da bilinirler. Transposonlar, DNA’nın bir bölümünden diğerine geçtikçe, genomda mutasyona ve genomun değişimine neden olan bazı değişiklikler oluşturma eğilimindedirler.

Mutajenlerin doğada zararlı etkileri olmasına rağmen, cisplatin, doksorubisin ve iyonlaştırıcı radyasyon gibi mutajenler kanser hücrelerinin yok edilmesinde uygulanmıştır.

The post Mutajen Nedir? Biyolojide Mutajen Ne Anlama Gelir? appeared first on TechWorm.

Kimyasal olarak DNA, nükleotit olarak adlandırılan basit birimlerden oluşan iki uzun polimerden oluşur. Bu polimerlerin omurgaları, ester bağları ile birbirine bağlanmış şeker ve fosfat gruplarından meydana gelir. Bu iki iplik birbirlerine ters yönde uzanırlar. Her bir şeker grubuna baz olarak adlandırılan dört tip molekülden biri bağlıdır. DNA’nın omurgası boyunca bu bazların oluşturduğu dizi, genetik bilgiyi kodlar. Protein sentezi sırasında bu bilgi, genetik kod aracılığıyla okununca proteinlerin amino asit dizisini belirler. Bu süreç sırasında DNA’daki bilgi, DNA’ya benzer yapıya sahip başka bir nükleik asit olan RNA’ya kopyalanır. Bu işleme transkripsiyon denir.

Hücrelerde DNA, kromozom olarak adlandırılan yapıların içinde yer alır. Hücre bölünmesinden evvel kromozomlar eşlenir, bu sırada DNA ikileşmesi gerçekleşir.

“Ökaryot Canlılar” (yani hayvan, bitki, mantar ve protistalar) DNA’larını hücre çekirdeği içinde bulundururken, “Prokaryot Canlılarda” (yani bakteri ve arkelerde) DNA, hücre sitoplazmasında yer alır. Kromozomlarda bulunan kromatin proteinleri (histonlar gibi) DNA’yı sıkıştırıp organize ederler. Bu sıkışık yapılar DNA ile diğer proteinler arasındaki etkileşimleri düzenleyerek DNA’nın hangi kısımlarının okunacağını kontrol eder.

Nükleotit olarak adlandırılan birimlerden oluşan bir polimerdir. DNA zinciri 22 ila 26 Angström arası (2,2-2,6 nm) genişliktedir, bir nükleotit birim 3,3 Angström (0.33 nm) uzunluğundadır. Her bir birim çok küçük olmasına rağmen, DNA polimerleri milyonlarca nükleotitten oluşan muazzam moleküllerdir. Örneğin, en büyük insan kromozomu olan 1 numaralı kromozom yaklaşık 220 milyon baz çifti uzunluğundadır.

DNA’nın yarısı dişi bireyden yarısı da erkek bireyden gelir. Canlılarda DNA genelde tek bir molekül değil, birbirine sıkıca sarılı bir çift molekülden oluşur. Bu iki uzun iplik sarmaşık gibi birbirine sarılarak bir çift sarmal oluşturur. Nükleotit birimler bir şeker, bir fosfat ve bir bazdan oluşurlar. Şeker ve fosfat DNA molekülünün omurgasını oluşturur, baz ise çifte sarmaldaki öbür DNA ipliği ile etkileşir. Genel olarak bir şekere bağlı baza nükleozit, bir şeker ve bir veya daha çok fosfata bağlı baza ise nükleotit denir. Birden çok nükleotidin birbirine bağlı haline polinükleotit denir.

DNA ipliğinin omurgası almaşıklı şeker ve fosfat artıklarından oluşur. DNA’da bulunan şeker 2-deoksiribozdur, bu bir pentozdur (beş karbonlu şekerdir). Bitişik iki şekerden birinin 3 numaralı karbonu ile öbürünün 5 numaralı karbon atomu arasındaki fosfat grubu, bir fosfodiester bağı oluşturarak şekerleri birbirine bağlar. Fosfodiester bağın asimetrik olması nedeniyle DNA ipliğinin bir yönü vardır. Çifte sarmalda bir iplikteki nükleotitlerin birbirine bağlanma yönü, öbür ipliktekilerin yönünün tersidir. DNA ipliklerinin bu düzenine anti-paralel denir. DNA ipliklerin asimetrik olan uçları 5′ (beş üssü) ve 3′ (üç üssü) olarak adlandırılır, 5′ uç bir fosfat grubu, 3′ uç ise bir hidroksil grubu taşır. DNA ve RNA arasındaki başlıca farklardan biri, içerdikleri şekerdir, RNA’da 2-deoksiriboz yerine başka bir pentoz şeker olan riboz bulunur.

Çift sarmalı iki ipliğe bağlı bazlar arasındaki hidrojen bağları DNA’yı stabilize eder. DNA’a bulunan dört baz, adenin (A), sitozin (C), guanin (G) ve timin (T) olarak adlandırılır. Bu dört baz şeker-fosfata bağlanarak bir nükleotit oluşturur, örneğin “adenozin monofosfat” bir nükleotittir.

Bazlar iki tip olarak sınıflandırılırlar: adenin ve guanin, pürin türevleridir, bunlar beş ve altı üyeli halkaların kaynaşmasından oluşmuş heterosiklik bileşiklerdir; sitozin ve timin ise pirimidin türevleridir, bunlar altı üyeli bir halkadan oluşur. Bir diğer baz olan urasil (U), sitozinin yıkımı sonucu seyrek olarak DNA’da bulunabilir. Kimyasal olarak DNA’ya benzeyen RNA’da timin yerine urasil bulunur.

DNA (Deoksiribo Nükleik Asit) Özellikleri:

• DNA modeli 1453 de Watson ve Crick adlı bilim adamları tarafından ortaya konmuştur.
• DNA adını yapısında bulunan deksiriboz şekerinden almıştır.
• Çok sayıda deoksiribonükleodit belirli bir düzende birleşirse DNA oluşur. Bu nükleotidler, adenin,guanin,sitozin ve timin‘dir.
• Urasil nükleotidini bulundurmaz.
• Karşılıklı yer alan nükleotit zincirinde her zaman guanin sitozinle; adenin timinle eşlenir. Dolayısıyla adenin sayısı timine guanin sayısı sitozine eşittir.
• Bu eşitlikten A (adenin) + G (guanin) / T (timin) + S (Sitozin) = 1 elde edilir.
• İki tane iplikten oluşmuş, sarmal yapıya sahip bir moleküldür.
• DNA molekülü oluşurken bir zincirdeki nükleotitler birbirine fosfodiester, karşılıklı nükleotitler birbirlerine hidrojen bağı ile bağlanır
• Adenin ile timin arasında 2, guanin ile sitozin arasında 3 tane zayıf hidrojen bağı bulunur.
• DNA kendini eşleyebilir. Bu olaya replikasyon(=duplikasyon) denir.
• Ökaryot hücrelerde; çekirdek, mitokondri ve plastitlerde bulunur.
• Hücrelerin genetik bilgisini taşır ve sonraki nesillere aktarır.
• Protein ve RNA sentezini yönetir.
• DNA, polimeraz ve ligaz enzimleri tarafından sentezlenir.
• Mutasyon denen kalıtsal değişikliklere uğrar.
• A (adenin) +T (timin) /G (guanin) +S (sitozin) oranı türe özgüdür. İnsanda bu oran 1,52 dir.

RNA (Ribonükleik Asit)’Nın Özellikleri:

• Adenin, guanin, sitozin ve urasil nükleotitlerini bulundurur.
• RNA da timin bulunmaz.
• Riboz şekerini bulundurur.
• Kendisini eşleyemez. DNA üzerinden sentezlenir.
• Ökaryot hücrelerde çekirdek, mitokondri, plastitler, ribozom ve stoplazmalarda bulunabilir.
• DNA’dan aldığı bilgiyle protein sentezini sağlar.
• RNA polimeraz enzimiyle sentezlenir.
• Miktarı bir canlının aynı tip hücrelerinde bile farklı olabilir.
• Protein sentezinin fazla olduğu hücrelerde RNA miktarı fazladır.

Görevlerine göre 3 çeşit RNA bulunur. Bunlar:

1- Mesajcı RNA (m RNA=messenger RNA)

• Hücrede en az bulunan RNA çeşididir.Toplam RNA nın %5 ini oluşturur.
• DNA çekirdekten çıkamadığı için protein sentezi için gerekli şifreyi DNA dan alıp ribozomun küçük alt birimine getirir.
• Hücrede her farklı protein için farklı bir mRNA sentezlenir.

2- Taşıyıcı RNA( tRNA=Transfer RNA)

• Hücredeki RNA ların %15 ini oluşturur.
• Stoplazmada çözelti halinde bulunduğundan eriyebilir RNA da denir.
• Görevi, protein sentezinde kullanılacak amino asitleri ribozomun büyük alt birimine taşımaktır.
• Her tRNA, bir defada sadece bir amino asiti ribozoma taşıyabilir.
• Hidrojen bağı taşıyan tek RNA çeşididir.

3- Ribozomal RNA (rRNA)

• Hücredeki RNA ların %75-85 ini oluşturur.
• Proteinlerle birlikte ribozomun yapısına katılır.

DNA ile RNA’nın ortak özellikleri; adenin, guanin ve sitozin bazı taşımaları, fosfat grubu (H3PO4) bulundurmaları ve nükleotitleri birbirine bağlayan fosfodiester bağlarına sahip olmalarıdır.

The post DNA Nedir? DNA’nın Yapısı ve Özellikleri Nelerdir? appeared first on TechWorm.