DNA VE EŞLENMESİ

DNA

Hücre çekirdeğinde bulunan DNA, canlı hücrelerini yöneten moleküldür. DNA, nesiller boyunca taşınan genetik materyalleri içerir. DNA'da bulunan genetik bilgi tüm canlıların işlev görmesine, yani büyümesi ve çoğalmasına olanak sağlar.

Hücrenin temel kısımları hücre zarı, sitoplazma ve hücrenin yönetim merkezi olan çekirdektir. Çekirdeğin içerisinde DNA (Deoksiribo Nükleik Asit) bulunur. DNA ve özel proteinler kromatin ağını oluşturur. Bölünme sürecinde kromatin ağı da yoğunlaşıp, kısalıp kalınlaşarak kromozom adını alır. Kromozomlar, kalıtsal özellikleri taşıyan ve hücre bölünmesi başlangıcında oluşan yapılardır.

DNA’nın Görevleri:

1. DNA hücreyi yönetir. Yönetici moleküldür. Protein sentezi ve diğer yaşamsal faaliyetler (Solunum, beslenme, üreme gibi) yönetir.
2. Kalıtımı sağlar. Canlılara ait özellikleri taşıyan kalıtım maddesini bulundurur. Özeliklerin gelecek nesillere taşınmasını sağlar.
3. Hücre bölünmesinde görev alır.(Çekirdekte bulunan kromozomları oluşturur.)

DNA ÖZELLİKLERİ:

• Çift zincirli sarmal bir yapıya sahiptir.
• Yapısını Genler ve genleri oluşturan Nükleotidler oluşturur
• DNA modelinin yapısını ilk keşfedenler James Watson ve Francis Crick'dir. James D. Watson halen daha ABD'de DNA ile ilgili çalışmalarını sürdürmektedir.
• Yapı birimi Nükleotid, görev birimi ise Gen’dir.
• Bazı basit yapılı canlılarda DNA sitoplazma içerisinde bulunur. Gelişmiş yapılı canlılarda ise DNA çekirdek içerisinde bulunur.

DNA’nın yeri:

• Çekirdekli hücrelerde (ökaryot); çekirdek içinde bulunur.(insan, hayvan, bitki, amip, öglena) Ökaryot hücrelerde çekirdek dışında mitokondri ve kloroplastlarda DNA bulunur.
• Çekirdeği olmayan ilkel hücrelerde (prokaryot); sitoplazmada bulunur.(bakteri, mavi-yeşil alg (su yosunu) ve arkeler)

DNA‘YI OLUŞTURAN BİRİMLER:

• DNA’nın en küçük Yapı Birimine nükleotid denir. Bir nükleotidin yapısında; Fosfat, Şeker ve Azotlu organik baz bulunur.
• Azotlu Organik bazlar: 4 çeşittir. Adenin (A), Timin (T), Sitozin (C &S) ve Guanin (G)'dir.
• Nükleotidler hangi organik bazı içeriyorlarsa o bazın ismiyle adlandırılır. ( Örneğin; Timin Nükleotidi )
• Bir DNA molekülünde her zaman, Adenin nükleotid karşısına Timin nükleotid, Guanin nükleotid karşısına Sitozin nükleotid gelir. Bu durumda bir DNA çift sarmalında Adanin Sayayısı=Timin Sayısı, Guanin Sayısı=Sitozin Sayısı olacaktır.
• DNA zincirlerini zayıf hidrojen bağları bir arada tutar. Adenin ile Timin arasında 2 zayıf hidrojen bağı; Guanin ile Sitozin arasında 3 zayıf hidrojen bağı bulunur.
• DNA molekülünde; her zaman Nükleotid = deoksiriboz şekeri = fosfat sayısı birbirine eşittir.

• 

  Adenin Nükleotidi

• 

  Guanin Nükleotidi

• 

  Timin Nükleotidi

• 

  Sitozin Nükleotidi

• Gen:
  • Canlının belli bir özelliğinden sorumlu olan DNA’nın anlamlı her bir parçasına gen denir.
  • DNA’nın görev birimleridir.
  • Canlıların özelliklerini bir sonraki kuşağa aktarılmasını sağlar.
  • Tüm kalıtsal bilgiler DNA üzerindeki genlerde şifrelenmiş olarak kayıtlıdır. Her genin şifresi birbirinden farklıdır. Canlı karakterlerinin ortaya çıkmasını sağlayan şifrelerdir.(Örneğin bir insanın genlerinde kıvırcık saçlılık varsa o insan kıvırcık saçlı olur.)
  • Canlıların kendilerine özgü SAYI ve ÇEŞİTTE genlere sahip olması canlıların birbirinden farklı olmasını sağlar. Örneğin gen çeşitliliği sonucunda mavi, yeşil, ela, kahverengi gibi göz renkleri oluşabilir.
• Kromozom: DNA'nın proteinler etrafına sarılmasıyla, yoğunlaşarak oluşturduğu, canlılarda kalıtımı sağlayan genetik birimlerdir.
  • DNA, hücre bölünmesi sırasında kısalıp kalınlaşır ve etrafı özel bir protein kılıfla kaplanır. Bu hâldeki DNA’ya kromozom adı verilir. (DNA + özel protein = kromozom)
  • Kromozomlar sadece hücre bölünmesi sırasında belirginleşir.
  • Normal yaşam evrelerinde çekirdekte kromatin iplikler halinde görülür. Hücre bölünmesi sırasında bu iplikler kısalıp kalınlaşarak kromozomu oluşturur.
  • DNA kendini esleyince oluşan iki DNA molekülünün etrafına protein kılıf örülür. Bu şekilde oluşan ipliklerden her birine kromatit denir. Bir kromozom iki kromatitten oluşur. Eş kromozom parçalarının birbirine tutunduğu yere sentromer adı verilir.
  • Kromozom sayısı canlıya özgüdür. Her canlının kromozom sayısı genellikle birbirinden farklıdır. Fakat aynı sayıda kromozoma sahip farklı türde canlılar da vardır.
  • Vücut hücreleri: Canlıların vücut özelliklerini belirleyen ve 2n kromozomlu olan hücrelere vücut hücreleri denir. İnsanların vücut hücrelerinde 2n=46 kromozom bulunur.
  • Üreme hücreleri veya gametler: Canlılarda üreme olayını gerçekleştiren ve n kromozomlu olan hücrelere üreme hücreleri veya gametler denir. İnsanların üreme hücrelerinde (yani sperm ve yumurta hücrelerinde) n=23 tane kromozom bulunur.
  • Kromozom sayısı ile canlıların gelişmişliği arasında bir ilişki yoktur. Canlıların gelişmiş ya da ilkel olması DNA’larındaki nükleotid diziliminin, genlerin yapısının ve sayısının birbirinden farklı olmasından kaynaklanır. İnsan ve Moli balığının kromozom sayısı aynı olmasına rağmen insan, Moli balığından tamamen farklı canlıdır. Aynı tür içinde tüm sağlıklı bireylerin kromozom sayısı aynı olur.
• Kromozom – DNA – Gen – Nükleotid ilişkisi: Nükleotidler birleşerek genleri, genler birleşerek DNA’yı oluşturur. DNA’lar birleşerek ise Kromozomu oluşturur. Nükleotid < Gen < DNA < Kromozom < Çekirdek < Hücre şeklinde ifade edebiliriz.

DNA

İkili Sarmal Yapı:

DNA, iki iplikten veya zincirden oluşur. Birbirinin etrafında dolanan bu iplikler, DNA`nın bükülmüş bir merdiven gibi görünmesine sebep olur. DNA nükleotidlerinin özel bağlarla karşılıklı ve üst üste dizilmeleri sonucu bükülmüş merdiven şeklindeki DNA’nın bu yapısına ikili sarmal yapı olarak adlandırılır.

NOT: Bütün canlılarda DNA molekülü Adenin, Timin, Sitozin ve Guanin bazlarından oluşmasına rağmen nükleotidlerin sayısında ve dizilisindeki farklılıklar canlıların birbirinden farklı olmasını sağlar.

DNA’nın Kendini Eşlemesi

DNA, hücrenin yönetim ve kontrol merkezi olduğu ve genleri taşıdığı için her hücrede bulunmak zorundadır. Bu nedenle yeni hücreler bölünüp çoğalmadan önce DNA kendini eşleyerek sayısını 2 katına çıkarmalıdır. Böylece yeni hücre oluşumu tamamlandığında DNA, her hücreye eşit miktarda aktarılır.

Aşamaları:

• DNA’daki nükleotidler arasındaki zayıf hidrojen bağları enzimler (Helikaz) yardımıyla kopmaya başlarken, DNA zincirleri de fermuar gibi açılmaya başlar.
• DNA zincirleri birbirinden ayrılır.
• Sitoplazma içerisindeki serbest halde bulunan tamamlayıcı nükleotidler çekirdek içerisine girmeye başlar.
• Açılan zincirdeki nükleotidlerin karşısına uygun nükleotidler yerleşir. (Bu sırada zayıf hidrojen bağları nükleotidler arasında tekrar oluşmaya başlar.)
• Başlangıçtaki DNA molekülünün aynısı 2 DNA molekülü oluşur. Eşleşme sonucunda oluşan yeni DNA’lardaki birer iplik, eski DNA’ya aittir. Diğeri ise hücrede bulunan nükleotidler kullanılarak sentezlenen yeni ipliktir.

NOT: DNA’nın kendini eşlemesi sırasında sitoplazmadaki; deoksiriboz şekeri sayısı, organik baz sayısı, fosfat sayısı azalır. Çekirdekteki nükleotid sayısı artar.