DNA NEDİR, NEREDE BULUNUR?
DNA, hücrenin ortasındaki, kromozom adı verilen 46 tane çok uzun ve çok ince iplikçiğin içinde. Bu iplikçiler o kadar incedir ki onları elektron mikroskobunun yardımı ile bile göremezsiniz. Ama bu tek hücrenin içindeki bütün DNA'yı söküp alabilseydiniz elde edeceğiniz DNA,bir buçuk metre uzunluğunda olurdu! DNA iplikçilerinin kalınlıklarını gözünüzde canlandırabilmemiz de aynı ölçüde zordur; bir fikir edinebilmemiz için şunu söyleyebiliriz: Bir dikiş iğnesinin deliğinden beş milyon tane iplikçiği aynı anda geçirebilirsiniz! Bir hücre bölünmek üzereyken DNA kıvrılarak sıkışır.Kromozomları görebilmenizin nedeni de budur. Benzersiz bir canlı yapılması için gerekli bilgilerin tümü bu kromozomların içinde bulunmaktadır.
DNA tam olarak neye benzer?
Kromozomlardan birindeki bir DNA iplikçiğini alıp inceleyelim. Baktığınız şeyleri elli milyon kere büyüten sihirli bir gözlük taktığınızı düşünün. (Böyle bir gözlükle bir kum tanesini bir dağ kadar büyük görürdünüz.) Artık bir DNA iplikçiğini kolayca görebilir ve onun en önemli sırrını öğrenebilirsiniz.Aslında DNA iplikçiği bir değil iki diziden oluşur. Birbirinin etrafında dolanan bu diziler,DNA'nın bükülmüş bir merdiven gibi görünmesine neden olur. Bu şekil ikili sarmal olarak adlandırılır. Hücreler vücudumuzun yapıtaşlarıdır. 23 kromozomlu bir sperma hücresi ile 23 kromozomlu bir yumurta hücresi birleşince,sizi oluşturan o ilk hücre ortaya çıkmış oldu.Bu ilk hücre,DNA'sını kopyalayarak bölündü ve aynı plana sahip iki ayrı hücre oluştu. Sonra bu iki hücre dört hücre oldu;dört hücre sekiz hücre oldu;bu süreç milyonlarca hücre ortaya çıkına,yani siz oluşana dek böyle devam etti.İlgi çekici nokta ise her bir hücrenin bölünüşü sırasında DNA planının da kopyalanmış olmasıydı. Her bir hücremiz 46 kromozom vardır.
Önce ikili sarmal açılıyor,böylece iki ayrı DNA dizisi ortaya çıkıyor. Sonra her dizi başka bir dizinin yapılması için model olarak kullanılıyor. DNA'yı oluşturan kimyasal maddeler hücrenin içinde serbest bir biçimde yüzer ve kusursuz bir düzende bir araya gelirler. Bu dört kimyasal madde şunlardır: Adenin,Timin,Sitozin ve Guanin. Sırasıyla A,T,C ve G harfleriyle gösterilen bu kimyasal maddeleri,çizimlerde dört farklı renkle gösterdik.Kimyasal maddelerin hangi kurala göre birleştiklerini bulabildiniz mi?
- A her zaman T ile birleşir.
- T her zaman A ile birleşir.
- C her zaman G ile birleşir.
- G her zaman C ile birleşir.
Kopyalanma işi sona erdiğinde 46 kromozomun her birinde tıpatıp aynı iki DNA iplikçiği oluşur.DNA planınız gizli bir şifre gibidir.Amao kadar karmaşıktır ki bilim adamları bu şifreyi ancak 1940'lı yıllardan sonra,biraz olsun çözmeyi başarmışlardır. Peki ama bu gizemli,bükülmüş iplikçik nasıl oluyor da sizin oluşmanızı sağlıyor?
Vücudunuz hücrelerden oluşmaktadır. Hücreleriniz,su,proteinler,DNA,şekerl er ve yağlardan oluşmaktadır. DNA,proteinlerin yapımında kullanılan şifredir. Proteinler önemlidir,çünkü hücreye işini yapması için gerekli olan diğer kimyasal maddeleri üretmesinde yardımcı olur. Hücrelere şekillerini ve renklerini veren proteinlerdir.DNA planınızda,yaklaşık 50 bin farklı tipte protein yapılabilmesini sağlayan tarifler bulunur. Her bir protein tarifi,DNA iplikçilikleri içinde A,T,C,G kimyasal maddelerinden oluşan bir dizi biçiminde yer alır. Protein tariflerine gen adı verilir. DNA “deoksi ribo nükleik asit”isimli molekül grubunun kısaltılmışıdır. Çift zincirli yapıya sahip olup çok uzun bir zincirdir.Vücudumuzdaki her hücrede DNA molekülü vardır. DNA uzun bir zincir olmasına rağmen üzerindeki baz sıraları bir düzen içindedir ve bu baz gruplarına “gen” denir. Bir canlının bütün karakterleri DNA daki genlerde saklıdır.4 farklı bazdan oluşur.Bunlar;a=adenin,g=guanin,c=sitozin ve t=timin dir. DNA daki şifrelerin deşifre olup organizmayı oluşturması aşama aşama gerçekleşir. DNA’DAN RNA SENTEZİ (TRANSKRİPSİYON)
Erkekten gelen spermin ve dişiden gelen yumurtanın taşıdığı DNA birleşerek tam bir DNA yı verir. Bu DNA oluşacak yavrunun tüm özelliklerini taşır. İlk aşama RNA sentezidir. Bu işlem DNA nın açılmasıyla başlar. RNA polimeraz proteini DNA yı okuyup RNA yı sentezlemeye başlar. Timin yerine urasil bazı gelerek mRNA sentezlenir. RNA’DAN PROTEİN SENTEZİ
MRNA çekirdekten çıkar ve ribozoma tutunur. Aminoasit taşıdığı için tRNA adı verilen başka bir RNA da ribozoma gelir. mRNA daki kodonlarla tRNA daki antikodonlar birbirine bağlanır. Busırada aminoasitlerde birbirine bağlanır. yüzlerce bağlanma gerçekleştikten sonra protein meydana gelir. PROTEİNİ ÜRETİLEN HÜCRENİN FARKLILAŞMASI
Bir yumurta ile bir spermin birleşmesiyle oluşan zigot birtek hücreden ibarettir. Zigot içeriside DNA bölünmeler gerçekleştirir. Bu,ta ki anne karnında bir bebeğin meydana gelmesine kadar sürer. İnsan vücudunun her bölgesindeki hücrelerin içindeki DNA larda insanların bütün organlarını oluşturacak bilgiler saklıdır. Bu bilgilerden yalnızca ilgili organ için proteinlerin üretilmesi sağlanır. Bir organda,ilgili proteinler dışında DNA da saklanan diğer proteinlerin üretilmesi için DNA nın üzeri “histon” denilen özel bir proteinle örtülüdür. Hücrelerin farlı proteinler üretip farklı organlara dönüşmesi olayına “FARKLILAŞMA” (morfogenez) denir.
ABD'li bir grup araştırmacı, her canlının doğal kalıtım şifresi olan DNA'yı, yapay yeni eklerle "zenginleştirmeye" çalışıyor. Hedefleri, bu yolla şimdiye değin doğada hiç görülmemiş proteinler elde etmek. Yalnızca RNA (ribonükleik asit) taşıyan bazı virüsler dışında, tüm canlı organizmalar, genetik bilgilerini hep aynı dört bazdan oluşan, yangın merdiveni gibi sarmal biçimde birleşmiş DNA (deoksiribonükleik asit) dizelerinde taşırlar. Bu bazlar, adenin, timin, sitozin ve guaninden oluşuyor.
Bunlardan adenin, yalnızca timin; sitozin de yalnızca guaninle birleşiyor. Bazlar, kodon adı verilen üçlü dizeler oluşturuyor. Her kodon da doğada bulunan 20 amino asitten birini seçerek protein zincirlerine ekliyor.
La Jolla'da (California) bulunan Scripps Araştırma Enstitüsü moleküler biyologlarından Floyd Romesberg başkanlığındaki ekip, orijinal dört DNA bazına sentetik yeni bazlar ekleyerek kodon modeli sayısını arttırmayı denemiş.
Araştırmacılara göre bu yeni kodonların yapay amino asitler üretmeleri, bunların da yepyeni proteinler oluşturmaları gerekiyor.Gerçi doğal olmayan bazlarla yapılan deneyler, 1980'li yıllara değin gidiyor; ama şimdiye kadar bunların eklendiği DNA örnekleri hep kararsız duruma dönüşmüş.
Romesberg ve ekibiyse, bu engeli aşmış görünüyor. Araştırmacıların oluşturduğu 20 yapay baz, tıpkı doğalları gibi şekerlere bağlanıp nükleosid oluşturmuş. Ekip daha sonra bu yapay bazlardan birini, tek bir DNA şeridine eklemiş. DNA'nın kendini kopyalama sürecinde polimeraz denen enzimler, tek şerit halinde dizili kalıpları okuyup, gerekli bazları ekleyerek çiftler oluştururlar. Örneğin, adenini timine, sitozini guanine bağlarlar. Doğal olmayan bir bazsa, değişik biçimde olduğundan gene değişik bir bağ kurar.
Daha önceki araştırmalarda polimerazların bu yapay bazları da gene yapay çiftlere bağladığı görülmüş. Ancak karşılaşılan sorun, bu yapay çiftin, DNA'nın kopyalanma sürecini durdurması.Sorunu aşmak için ekip, değişik yapıdaki polimerazları, yapay bazlarla deneyerek sonunda sistemi durdurmadan işleyen bir model elde etmiş.
Deney sonunda kopyalama işleminin, yapay baz çiftinde kesilmeyerek sürdüğü görülmüş. Ancak, araştırmacılar sınama ve yanılma yöntemiyle çalıştıklarından süreç ağır işliyor.Ekibin en son amacı, yapay DNA'yı bakterilere aşılayarak, hücre etkinliklerini kesintiye uğratmadan yeni kodonların okunup kopyalanmasını sağlamak. Hedef gerçekleşirse, tıpta ve kimya sanayiinde kullanılabilecek yepyeni proteinler elde edilebilecek.
Son düzenleyen Safi; 9 Haziran 2016 18:02
