DNA, DEZOKSİRİBONÜKLEİK ASİTin kısaltması.

DNA’yı oluşturan her bir nükleotitte azotlu organik baz, beş karbonlu deoksiriboz şekeri ve fosfat grubu bulunur. Baz ile şeker arasında glikozit bağı, şekerle fosfat arasında ester bağı bulunur.

DNA'nın yapısı.

DNA’nın yapısı 1953’te F. Crick ve J. D. VVatson tarafından kesinlikle ortaya kondu. DNA, kuramsal olarak sonsuz uzunlukta ve sarmal olarak birbirine dolanmış yan yana iki molekül zinciridir. Bu zincir, hayali bir eksene sarılı bir ip merdivene benzetilebilir. Merdivenin kolları düzgün ardışık sırayla dizili bir şeker molekülü (dezoksiriboz) ile bir fosforlu molekülden oluşur. Merdivenin basamakları kollardaki şeker moleküllerine bağlıdır. Basamaklar tam ortada gevşek bir hidrojen bağıyla birbirine bağlanmış biri pürik, öteki pirimidik olan iki bazdanluğuna nükleotit denir. DNA molekülündeki sarmallık sağa doğrudur; her on çift nükleotitte tam bir t„ur tamamlanır; hepsinde tur aralığı 34 A , nükleotitler araosı uzaklık 3,4 Â , molekül genişliği 25 A 'dur.

DNA hücreyi yöneten moleküllerdir. Türe ve canlıya özgü olan bütün kalıtsal bilgiler DNA da gizlidir.
DNA’nın yapısında kalıtsal özellikleri taşıyan genler bulunur.
DNA’nın en küçük yapı birimine nükleotit denir.
Nükleotitler DNA`nın temel yapı birimleridir. Bir nükleotidin yapısında aşağıdaki gibi fosfat, seker ve organik baz bulunur.

Organik bazlar adenin (A), timin (T), sitozin (C) ve guanin (G)`dir. Nükleotidler hangi organik bazı içeriyorlarsa o bazın ismiyle adlandırılırlar.

• Nükleotitin yapısında bulunan şeker 5 karbonlu olup Deoksiriboz şekeridir.
• Fosfatlar DNA ya asitsi özelliği kazandırırlar.
• Nükleik asitler iki çeşittir. DNA ve RNA dır.
• Her bir Nükleik asidin (DNA) yapısındaki 4 çeşit nükleotidin farklı sıra , miktar ve farklı kullanımı sonucu farklı kalıtsal şifrelere sahip nükleik asitler (DNA) oluşur.

Nükleotit, gen, DNA, kromozom, çekirdek, hücre, doku, organ, sistem, canlı..... basitten karmaşığa doğru sıralanışı bu şekilde olmaktadır.
Nükleotitler (fosforik asit, deoksiriboz pürik ya da pirimidik bazlar) DNA'nın temel yapı taşlarıdır. Nükleotitlerin özelliklerini pentozlarının (d-2-deoksiriboz) ve azotlu pürik bazları (adenin ve guanin) ile azotlu pirimidik bazlarının (sitozin ve timin) cinsi belirler; bununla birlikte sitozin, faj'larda ve üstün yapılı bitkilerde 5 konumda metillenmiş olabilir. DNA’larda, komşu nükleotitlerin pentoz molekülleri, dezoksiribonükleaz denen özgül fosfodi- esterazlarla hidrolizlenmiş fosforlu diester bağlarıyla birleştirilmiştir; bu nedenle DNA’lar hidrojen köprüleriyle ikişer ikişer birleşmiş nükleotitlerden oluşan ve aynı eksen çevresinde helis biçiminde kıvrılan uzun polinükleotit zincirleri oluşturur. Birleşik iki zinciri heliste bir arada tutan hidrojen köprüleri, bir nükleotitteki oksijenli bazın, öbür nükleotitteki azotlu bazla eşleşmesinden ya da ona bağlanmasından doğar (adenin-timin ya da guanin-sitozin gibi). Hidrojen bağlarıyla birbirine bağlanan iki polinükleotit zinciri, tıpkı basit organik cisimlerde olduğu gibi, belli bir çözülme sıcaklığında birbirinden ayrılabilir; erime sıcaklığı denen bu sıcaklık her DNA’da başkadır. Çok iyi belirlenmiş koşullarda, çözülerek ayrılmış iki DNA zinciri (ya da parçası) ya da bir DNA parçasıyla bir ribonükleik asit parçası ya da RNA yeniden birleştirilebilir; böylece örneğin, RNA-polimeraz enzimi aracılığıyla bireşimi sağlanan bir RNA ve DNA parça melezi elde edilir. Sarmal zincirlerin iki ucu genellikle açıktır ve bunlar bazen o kadar uzun bir iplik meydana getirirler ki, açıldıklarrnda uzunlukları iki santimetreyi bulur (insan kromozomu DNA’sı); ama DNA’lar özellikle fajlarda ve bakterilerde halka biçiminde kapalı da olabilirler.
DNA zincirleri, art arda yinelenen 4 nükleotitlik bölütler içerir; bunlardaki azotlu bazlar bir çeşit genetik alfabe oluşturur. Moleküllerinin boyu çok büyük olduğundan DNA’ların ince yapısı ancak kısmen bilinmektedir. DNA’ların çeşitliliği, özellikle içerdikleri tetranükleotit birimlerinin zincirler üzerindeki dağılımına dayanır ve kimi durumlarda (kanser) birimlere normal azotlu bazlardan değişik bazlar katılır (pürik ya da pirimidik halkanın H’si yerine -CH3 gibi organik bir kökün girmesi). Zincirlerin uzunluğu göz önüne alındığında bu düzendeki farklılıklar nedeniyle pek çok DNA çeşidi bulunabileceği kolayca anlaşılır Çoğunlukla DNA moleküllerinin boyu bugün bilinen biyolojik yüksek polimerlerin tümünün boyunu geçer. DNA'ların molekül ağırlığı bakterilerde genellikle 20 000 000’a yakındır; fazlarda 1 000 000 ile 350 000 000 arasında, memelilerin kromozomlarında 20 000 000 ile 2 000 000 000 arasındadır.
DNA'nın yeri. DNA'lar virüslerle fajların etkin bölümünü oluşturur; bunların en iyi bilinenlerinde bu cisimlerden bir tek molekül bulunur. Çekirdekli hücrelerde DNA' lar kromozomlarda ve mitokondrilerde yer alır. Kromozomlarda bunların birçoğu bir arada bulunur ve her biri bağımsız bir genom birimi oluşturur (her birim biyolojik açıdan bir gen anlamına gelir) Fajların ve virüslerin DNA'ları bunlara eşlik eden proteinlerden bağımsızdır; proteinler onların sadece kılıfını oluşturur; ayrıca bu prote inler bakterilere girmez ve fajların girdiği hücrelerin içinde de çoğalmaz. Kromozomların ve mitokondrilerin DNA’ları bazlı proteinlerle, genel olarak histonlarla birlikte bulunur, onlarla birlikte nükleoproteitleri oluşturur.

DNA’nın Özellikleri

• Çift zincirlidir.
• Spiral şeklindedir.
• Çekirdek, mitekondri ve kloroplastta bulunur.
• Adenin, guanin, sitozin ve timin bazlarını içerir.
• Deoksiriboz şekeri bulunur.
• Yöneticidir ve hücre bölünmesinden sorumludur.
• Kendini eşleyebilir.
• Üzerinde genetik kodların nesilden nesile geçmesini sağlar
• Hücrenin yönetim merkezi çekirdektir.
• Çekirdekte kromotin iplikler hücre bölünmesi sırasında kısalıp kalınlaşarak kromozomları oluşturur.
• Kromozomlar DNA moleküllerinin özel proteinlerle birleşmesiyle oluşur. (Kromozom : DNA +Özel proteinler)
• Hücrenin her türlü faaliyetleri DNA tarafından yapılır. Büyüme ,gelişme protein sentezi ve bölünmeyi yönetir.
• DNA üzerinde kalıtsal bilgileri taşır ve nesillere aktarılır.
• Gen, herhangi bir karakterin oluşumunda rol oynayan DNA parçasıdır. DNA'da kalıtsal bilgiler genler tarafından taşınır.
• DNA'nın yapı birimine nükleotit ; görev birimine ise gen denir.

DNA’nın Şekli

DNA çift zincirli spiral şeklindedir.

DNA`da, nükleotidler bir iplik oluşturacak şekilde bir araya gelirler. Bu iplikte her zaman adeninin karşısına timin, sitozinin karsısına guanin nükleotiti gelir.
DNA, iki iplikten veya zincirdenoluşur. Üstteki şekilde görüldüğü gibi birbirinin etrafında dolanan bu iplikler, DNA`nın bükülmüş bir merdiven gibi görünmesine sebep olur.

• DNA da Guanin nükleotit ile Sitozin nükleotit arasında 3 adet hidrojen bağı vardır.
• DNA da Adenin nükleotit ile Timin nükleotit arasında 2 adet hidrojen bağı vardır.

Bu Hidrojen bağları ile bağlanmış yapıya ikili sarmal olarak adlandırılır. Bu iki zincirin birleşmesi ile DNA oluşur.
Çevremize baktığımızda canlıların birbirlerinden ve diğer canlı türlerinden farklı olduğunu görüyoruz. Bir insanin, tırtılın, domatesin, hidranın; kısacası bütün canlıların her birinin hücrelerindeki yönetici molekül DNA`dır.

DNA’nın Kendini Eşlemesi

Hücrenin çoğalmasını çekirdekte bulunan DNA lar kontrol eder. Hücrenin bölünmesi öncesinde hücredeki DNA molekülü miktarı iki katına çıkar. Bu olaya DNA’nın kendini eşlemesi denir.

DNA`nin kendisini nasıl eslediği üstteki şekilde görülmektedir.

• İlk önce DNA’nın iki zinciri bir uçtan itibaren fermuar gibi açılıp birbirinden ayrılmaya başlar.
• Sitoplazmadaki serbest olan nükleotitler açıkta olan bazların uçlarına uygun olarak bağlanır.
• Eşleme sırasında Adeninin(A) karşısına her zaman Timin(T), guaninin(G) karşısına her zaman Sitozin(C) gelir.
• Nükleotit eşlemeleri bittiğinde birbirinin tıpatıp aynısı olan iki yeni DNA oluşmuş olur.
• DNA molekülünde her zaman Adenin sayısı Timin sayısına, Guanin sayısı Sitozin sayısına eşittir.
• A=T, G=S DNA= A+T+G+S
• DNA kendini eşlerken her zaman A karşısına T, G’nin karşısına C gelir. Bir DNA molekülündeki Nükleotit sayısı kadar şeker bulunur.
• Bir DNA molekülündeki nükleotit sayısı kadar fosfat bulunur.

DNA kendini eşlerken önce

• DNA`nın iki ipliği bir enzim yardımı ile birbirinden ayrılır. Aralardaki hidrojen bağları kopar.
• Daha sonra sitoplazmada serbest halde bulunan nükleotidler çekirdeğin içerisine girer ve DNA`nın açılan kısmındaki nükleotidlerle eşleşir.
• Bu esleşme sırasında, adenin nükleotitin karsısına timin nükleotit, sitozin nükleotitin karsısına da guanin nükleotit gelir.
• Sonuçta başlangıçtaki DNA molekülünün aynisi olan bir DNA molekülü daha oluşur.

DNA, hücre bölünmesi sırasında kendini eşleyerek yapısında bulunan bilgilerin yeni oluşacak yavru hücrelere geçmesini sağlar. Bütün canlılarda DNA molekülü adenin, timin, sitozin ve guanin bazlarından oluşmasına rağmen nükleotitlerin sayısında ve dizilisindeki farklılıklar canlıların birbirinden farklı olmasını sağlar.

Kromozomlar DNA`ları, DNAlar da genetik özellikleri belirleyen genleri taşır. Genler ise nükleotidlerden oluşur.
Tahtaya yazılan bilgileri defterimize geçirirken bazı hatalar yapabiliriz. Benzer şekilde DNA molekülü de kendisini eslerken hatalar oluşabilir.

DNA hesaplanması

• DNA molekülünde her zaman Adenin sayısı Timin sayısına, Guanin sayısı Sitozin sayısına eşittir.

A=T, G=S DNA = A+T+G+C
Soru: 1200 nükleotitli bir DNA molekülünde 400 tane Timin var ise kaç tane guanin vardır?
Çözüm:
DNA molekülü 1200 nükleotitli
T = 400 ise A = 400 dür (A = T)
DNA = A + T + G + C
1200 = 400 + 400 + G + C
G + C = 1200-800
G + C = 400
G = C olduğundan 400/2 = 200 Guanin nükleotidi vardır

• A ile T arasında 2’li zayıf hidrojen bağı (A=T), G ile C arasında ise 3’lü zayıf hidrojen bağı (G≡C) vardır.

Soru: Bir DNA molekülünde 200 A, 300 G vardır. Bu DNA molekülünde kaç tane zayıf hidrojen bağı vardır?
Çözüm:
A = T -----200x2 = 400 ( A ile T arasındaki Hidrojen bağı)
G = C------300x3 = 900 (G ile C arasındaki Hidrojen bağı)
400 + 900 = 1300 tane zayıf hidrojen bağı vardır.