RNA-DNARİBONÜKLEİK ASİT

RNA'lar ribonukleotitlerinbirbirlerine bağlanması ile meydana gelen tek zincirli nukleik asitlerdir. DNA molekülleri ile kıyaslandığı zaman boyları daha kısadır. Hemen hemen bütün hücrelerde bol olarak bulunmaktadırlar. Gerek prokaryotik gerek ökaryotik hücrelerde genellikle üç ana sınıf RNA'ya rastlanmaktadır. Bunlar mesencır RNA (mRNA), ribozomal RNA (rRNA) ve transfer RNA (tRNA) dır. Bütün RNA'lar tek zincirli özel bir baz dizisine, karakteristik bir molekül ağırlığına sahip ve belirli bir biyolojik fonksiyonu yerine getirmektedir.MESENCIR RNA (mRNA)DNA'da saklı bulunan genetik bilginin, protein yapısına aktarılmasında kalıplık görevi yapan aracı bir moleküldür. mRNA ribozomlara tutunur ve DNA'dan aldığı genetik şifreye göre sentezlenecek proteinin amino asit sırasını tayin etmektedir. Her mRNA molekülü, DNA üzerinde bulunan ve gen adı verilen belirli bir bölge ile komplementerlik göstermektedir. Tek bir ökaryotik hücre yaklaşık 10.000 farklı mRNA molekülü ihtiva etmekte ve bunların her birinden bir veya daha fazla polipeptid zinciri sentezlemektedir.TRANSFER RNA (tRNA)tRNA'lar da ribonukleotidlerin polimerize olması ile meydana gelmiş, çok kıvrımlar gösteren ve tek zincirli yapıya sahip bir RNA çeşididir. tRNA'lar yonca yaprağına benzeyen üç boyutlu yapılarında yer yer çift sarmallı bir durum göstermektedir. Zincirde yer alan ribonukleotid sayısı 70 ile 99 arasında, molekül ağırlığı ise 23.000 ile30.000 dalton arasında değişmektedir. Doğada yer alan 20 aminoasitin her biri için en az bir tRNA molekülü bulunmaktadır. tRNA'lar adaptörlük görevi yaparak bir uçlarına bağladıkları amino asiti, ribozoma tutunmuş mRNA'nın taşıdığı kodono göre polipeptid zincirine dizerler. tRNA'lar üç bazdan meydana gelen antikodon adı verilen uçları ile yine mRNA üzerinde bulunan ve kodon adı verilen bölgeye geçici bağlanarak amino asitlerin mRNA üzerindeki şifreye göre doğru bir şekilde dizilmelerini temin etmektedir.RİBOZOMAL RNA (rRNA)rRNA'lar ribozomların ana yapısal elementi olup yaklaşık olarak ribozom ağırlığının % 65'ini teşkil ederler. Prokaryotik hücrelerde 3 çeşit, ökaryotik hücrelerde ise 4 çeşit rRNA bulunmaktadır. Ribozomal RNA'lar ribozomların yapı ve fonksiyonlarında önemli rpller oynamaktadır.Bunlara ilave olarak ökaryotik hücrelerde iki çeşit RNA daha bulunmaktadır. Bunlardan birincisi heterojen nuklear RNA (hnRNA)'lardır. Bunlar ökaryotik hücrede sentezlenen ve prosese uğramamış öncül mRNA molekülleridir. İkincisi ise küçük nuklear (snRNA)'dır ve yine öncül mRNA moleküllerinin prosese uğraması esnasında ortaya çıkmaktadırlar.
DEOKSİRİBONÜKLEİK ASİT (DNA)Genetik olayların hücrede moleküler düzeydeki temeli genetik materyal görevini üstlenen nükleik asitlerin yapı ve özelliklerine dayanır. Nükleik asitlerin iki türü olan deoksiribonükleik asit DNA ve ribonükleik asit RNA temelde aynı yapısal özelliklere sahiptir.Genler, DNA‘daki bazı kimyasal dizilimler olan nükleotidlerden meydana gelmiştir. Çoğunluk kromozomların içersinde bulunurlar. Ayrıca DNA molekülü prokaryotlarda (Bakteriler) kromozom dışı genetik sistem, olan plazmidlerde, Ökaryotik hücrelerde genetik materyalin kromozomlar (Nukleus) dışında temel olarak (hayvan ve bitkilerde) mitokondri ve (sadece bitkilerde ve alglerde) kloroplastlarda bulunduğu bilinmektedir.1953 yılında Watson ve Crick DNA molekülünün kendine has özelliklere sahip bir çift sarmal yapı halinde bulunduğunu ileri sürdüler. Bu araştırıcıların önerdikleri DNA yapısı o tarihlerde başka araştırıcılar tarafından ortaya konulan DNA ya ilişkin önemli bulgulara dayanmaktadır. Bunlardan biri, Wilkins ve Franklin tarafından, izole edilmiş DNA fibrillerinin X-ray ışınlarını kırma özelliklerinin açıklanmasıdır. Elde edilen X ışını fotoğrafları, DNA nın zincirlerindeki bazların diziliş sırasına bağlı olmaksızın, çok düzenli biçimde dönümler yapan bir molekül olduğunu göstermektedir. Ayrıca TMV (tütün Mozaik Virusu) üzerinde yapılan çalışmalar da DNA ile ilgili çalışmalarda ışık tutmuştur.Bir başka önemli bulguda Chargaff tarafından saptanmıştır. Herhangi bir türe ait DNA nın nükleotidlerine parçalandığında serbest kalan nukleotidlerde adenin miktarının timine, guanin miktarının da sitozine daima eşit olduğunun saptanmasıdır.. Yani Chargaff kuralı‘na göre doğal DNA moleküllerinde adeninin timine veya guaninin sitozine oranı daima 1’e eşittir. (A/T=1 ve G/C=1).Işte Watson ve Crick bu bulgulari degerlendirerek böyle özelliklere sahip DNA makro molekülünün sekonder yapisina ait bir model geliştirdiler. Bu modele göre, bir çok sorunun açiklanmasi yapilabildiginden dolayi 1962 yilinda bu iki bilim adamina Nobel Ödülü verildi.Bu modele göre;DNA molekülü, heliks (=sarmal) şeklinde kivrilmiş, iki kollu merdiven şeklindedir. Kollarini, yani merdivenin kenarlarini, şeker (deoksiriboz) ve fosfat molekülleri meydana getirir. Deoksiriboz ile fosfat gruplari ester baglariyla birbirlerine baglanmiştir. Iki kolun arasindaki merdiven basamaklarinda gelişigüzel bir siralanma yoktur; her zaman Guanin (G), Sitozin’in (C ya da S); Adenin (A), Timin’in (T) karşisina gelir. Hem pürin (yani adenin ve guanin) ile pirimidin (yani sitozin ile timin) arasindaki hidrojen baglari, hemde diger baglar, meydana gelen heliksin düzgün olmasini saglar. Pürin ve pirimidin bazlari, yandaki şekerlere (Riboz), glikozidik baglarla baglanmiştir. Baz, şeker ve fosfat kombinasyonu, çekirdek asitlerinin temel birimleri olan nükleotidleri meydana getirmiştir. Dört çeşit nükleotid vardir. Bunlar taşidiklari bazlara göre isimlendirilirler (Adenin, Guanin, Sitozin,Timin).DNA molekülü kendini oluşturan nukleotidlerin sayisina bagli olarak, büyüklügü türden türe degişen, uzun zincir şeklinde bir yapi gösterir. Insanda bu zincirin uzunlugu açildiginda 2 metreye kadar varabilir. Bütün halinde eldesi zincirin hassas ve kirilgan yapisindan ötürü çok güçtür.Iki polinükleotid zincirin şeker fosfat omurgalari, ortak bir eksen çevresinde eşit çapli ve sag yöne dogru dönümler meydana getirir. Nükleotidlerin bazlari molekülün omurgasinin iç kisminda bulunur. Bazlarin konumlari sarmalin eksenine 90 derece açi yapacak şekilde konumlanmiştir. Birbirine komşu baz çiftlerinin dönümleri arasindaki uzaklik 3,4A dür. Ayrica her baz çifti komşusuna 36 derecelik açi yapacak şekilde yerleşmiştir. Buna göre, yaklaşik 10 baz çifti 360 derecelik tam bir dönümü tamamlayacagindan, her dönümün boyu 34A dür.Iki polinükleotid zincirdeki nukleotidler karşilikli olarak birbirlerine hidrojen baglari ile baglanmiştir. Bu bag fosfor baglari kadar kuvvetli olmadigi için pH degişikligi, sicaklik basinç gibi faktörlerde kolaylikla birbirlerinden ayrilabilmektedir. DNA nin kendi kopyasini yapmasi ve gen anlatimi, nukleotidler arasindaki hidrojen baglarinin ayrilmasi ile gerçekleşmektedir.Nükleotidler birbirlerine fosfat baglariyla baglanarak, şeker ve fosfat kisimlarinin birbirlerini izledigi serilerden oluşan bir omurgaya sahip uzun ve dallanmiş polinükleotid zincirlerini meydana getirmiştir. Kovalent ester baglari veya fosfodiester baglari olarak da bilinen bu baglar son derece kuvvetlidir. Fosfodiester baglarinin varligi DNA molekülünün tek zincirli yapi halinde iken bile dayanikli ve stabil yapida olmasini saglar. Genetik mühendisliginin hedeflerinden biri olan klonlama çalişmalari, dogal yolla gerçekleşmesi mümkün olmayan kovalent bag kirilmalarini gerçekleştirerek yeni türler oluşturma çabalarini içerir.Nukleotidlerin yapisi bazik olmasina karşin oimurgadaki PO4(fosforik asit) grubunun varligi polinükleotid zincirlerin asit özellikte olmalarina yol açar ve nükleik asit terimi de bu özellikten kaynaklanir.Hidrojen baglari daima bir pürin(A,G) ile bir pirimidin (T,C) bazi arasindan meydana gelir. A-T baz çiftinde 2 hidrojen bagi, G-C baz çiftleri arasinda ise 3 hidrojen bagi bulunmaktadir. Hidrojen baglarinin özelleşmesi; anahtar kilit modelinini andiran, uygun nukleotid moleküllerinin karşilikli gelerek birbirlerine yine uygun sayida hidrojen baglari ile baglanmasini saglar. Böylece zincirin bir kolunda bulunan nukleotidlerin dizilişi,karşi kolda bulunan nukleotidlerin dizilişini bir çeşit dikte ve kontrol eder. Tesadüfe birakmayan bir titizlikle molekül yapisi oluşturulur ve kontrol edilir.DNA molekülünün en önemli özellik iki polinükleotid zincirin birbirinin tamamlayicisi olmasidir. Pozitif (+) ve negatif (–) iki polinukleotid zincirlerinin tamamlayıcılık özelliği,genetik materyalin işlevlerini doğru biçimde nasıl yapabildiğinin açıklanması açısından DNA’nın en önemli temel özelliklerinin başında gelir.DNA çift sarmalının dikkate değer ve önemli bir özelliği, molekülü oluşturan zincirlerin birbirlerinden kolaylıkla ayrılabilmesi ve yeniden birleşebilmesidir. Protein sentezi ve Dna replikasyonu (kendi kopyasını oluşturması) bu özellik sayesinde meydana gelebilir. DNA’nın iki zinciri, birbirine sadece H bağları ve hidrofobik etkileşimlerle bağlı olmaları nedeni ile, nükleotidleri arasındaki kovalent bağlardaki herhangi bir kopma olmaksızın çözülebilir (denatürasyon). Aynı şekilde çözülmüş molekülün zincirleri tamamlayıcı bazları arasında H bağlarının oluşumu ile birleşip sarmal yapıyı yeniden oluşturabilir (renatürasyon).Nükleotidler arasındaki fosfor bağlarının kopması nedeniyle nükleotidlerin yerine başka nukleotid veya nukleotid dizisinin geçmesi mutasyonlara yol açar.Bu mutasyonların tek zincirli RNA molekülünde oluşma olasılığı çift zincirli DNA molekülüne göre daha fazladır.Mutasyonların neticeleri ölümcül olabilir. Evrimsel gelişim içinde mutasyonların menfi yada müspet etkileri gözardı edilemeyecek noktadadır. Günümüzde viral hastalıkların başında gelen AIDS’in önüne geçilememesinin en geçerli nedeni genomu tek zincirli RNA olan virusun sürekli mutasyonlar geçirerek kendini sürekli yenilemesi gösterilebilir..