DNA nedir?

DNA’nın yapısı nasıldır?

DNA, nükleotit adı verilen yapı birimlerinin uç uca eklenmesiyle oluşan uzun bir zincirdir. Her nükleotit üç parçadan oluşur: beş karbonlu bir şeker olan deoksiriboz, bir fosfat grubu ve azotlu bir baz. Şeker ve fosfatlar zincirin omurgasını kurar, bazlar ise bu omurgadan içeriye doğru uzanır.

DNA’da dört farklı baz bulunur: adenin (A), guanin (G), sitozin (C) ve timin (T). Adenin ve guanin çift halkalı pürin bazlarıdır; sitozin ve timin tek halkalı pirimidin bazlarıdır. İki zincir, karşılıklı bazlar arasındaki hidrojen bağlarıyla bir arada durur ve birbirinin çevresine sarılarak çift sarmalı oluşturur.

İki zincir birbirine ters yönde, yani antiparalel uzanır. Bu düzen, DNA’nın kopyalanması ve okunması sırasında enzimlerin hangi yönde ilerleyeceğini belirler.

Baz eşleşme kuralı nedir?

DNA’da bazlar rastgele eşleşmez. Adenin her zaman timinle, guanin her zaman sitozinle eşleşir. A–T çifti arasında iki, G–C çifti arasında üç hidrojen bağı bulunur. Her eşleşmede bir pürin bir pirimidinle karşılaştığı için sarmalın çapı boydan boya aynı kalır.

Bu kuralın önemli bir sonucu vardır: Zincirlerden birinin baz sırası biliniyorsa diğerininki de bilinir. Örneğin bir zincirde ATGC dizisi varsa karşı zincirde TACG dizisi bulunur. Bu tamamlayıcılık, DNA’nın kendini hatasız biçimde kopyalayabilmesinin temelidir. Avusturya doğumlu biyokimyacı Erwin Chargaff da çift sarmal keşfedilmeden önce, DNA’daki adenin miktarının timine, guanin miktarının sitozine eşit olduğunu göstermişti.

DNA kendini nasıl eşler?

Hücre bölünmeden önce DNA’sını kopyalar; böylece oluşan her yeni hücre aynı kalıtsal bilgiyi alır. Bu sürece replikasyon denir ve kabaca şu adımlarla gerçekleşir:

1. Enzimler çift sarmalı açar ve iki zinciri birbirinden ayırır.
2. Ayrılan her zincir yeni bir zincir için kalıp görevi görür.
3. DNA polimeraz enzimi, kalıptaki her bazın karşısına eşleşme kuralına uygun nükleotidi ekler.
4. Sonuçta her biri bir eski, bir yeni zincirden oluşan iki özdeş DNA molekülü ortaya çıkar.

Her yeni molekülün yarısının eski zincirden oluşmasına yarı korunumlu eşleme denir. Bu model 1958’de Matthew Meselson ve Franklin Stahl’ın azot izotoplarıyla yaptığı deneyle doğrulanmıştır.

DNA nasıl keşfedildi?

DNA’nın öyküsü 1869’da İsviçreli Friedrich Miescher’in hücre çekirdeklerinden fosfor bakımından zengin bir madde ayırmasıyla başladı. Miescher bu maddeye “nüklein” adını verdi. Ancak uzun süre kalıtsal bilginin proteinlerde saklandığı düşünüldü.

1940’lı ve 1950’li yıllarda yapılan bakteri ve virüs deneyleri, kalıtım maddesinin DNA olduğunu gösterdi. 1953’te James Watson ve Francis Crick, Nature dergisinde DNA’nın çift sarmal modelini yayımladı. Model, Londra’daki King’s College’da Rosalind Franklin ve Maurice Wilkins’in çalışmalarından elde edilen X ışını kırınım verilerine dayanıyordu. Watson, Crick ve Wilkins 1962 Nobel Fizyoloji veya Tıp Ödülü’nü paylaştı.

Sonraki on yıllarda DNA’nın baz sırasını okumayı sağlayan yöntemler geliştirildi. 1984’te İngiliz genetikçi Alec Jeffreys, bireyler arasındaki DNA farklılıklarını görünür kılan DNA parmak izi yöntemini buldu. 1990’da başlayan uluslararası İnsan Genom Projesi ise 2003’te tamamlandı ve insan DNA’sındaki yaklaşık 3 milyar baz çiftinin sırası büyük ölçüde belirlendi.

DNA ile RNA arasındaki fark nedir?

RNA da bir nükleik asittir, fakat yapısı ve görevi DNA’dan ayrılır:

• Şeker: DNA’da deoksiriboz, RNA’da riboz bulunur.
• Bazlar: RNA’da timin yerine urasil (U) vardır.
• Zincir sayısı: DNA genellikle çift zincirli, RNA genellikle tek zincirlidir.
• Görev: DNA bilgiyi uzun süre saklar; RNA ise bu bilgiyi protein yapımına taşır ve protein sentezinde doğrudan görev alır.

DNA’daki bilgi nasıl proteine dönüşür?

Genlerdeki bilgi iki aşamada kullanılır. Önce transkripsiyon (yazılım) sırasında DNA’daki bir genin kopyası mesajcı RNA (mRNA) olarak çıkarılır. Ardından translasyon (çeviri) sırasında ribozomlar bu mesajı okuyarak amino asitleri doğru sırayla birbirine bağlar. Mesaj, kodon adı verilen üçlü baz grupları hâlinde okunur. Dört bazın üçlü dizilişiyle 64 farklı kodon oluşur ve bunlar proteinlerde kullanılan 20 amino asidi ve okumanın nerede biteceğini belirler. Bu şifre sistemine genetik kod denir ve küçük istisnalar dışında bakterilerden bitkilere kadar bütün canlılarda aynıdır.

DNA ile ilgili sık yapılan yanılgılar

“DNA’nın tamamı gen demektir.” Yanlıştır. Gen, DNA’nın belirli bir protein ya da işlevsel RNA için bilgi taşıyan bölümüdür. Pek çok canlıda DNA’nın büyük kısmı doğrudan protein şifrelemez; bu bölgelerin bir kısmı genlerin ne zaman ve ne kadar çalışacağını düzenler.

“Yalnızca hayvanlarda DNA bulunur.” Yanlıştır. Bitkiler, mantarlar ve bakteriler dahil bilinen bütün hücreli canlılar kalıtsal bilgilerini DNA’da saklar. Bakterilerde DNA çoğunlukla halka biçimli tek bir kromozom hâlindedir ve çekirdek zarıyla çevrili değildir.