Zeynel DALKILIÇ BB203 MOLEKÜLER BİYOLOJİ 2 teorik Salı 13:30-15:15

... konulu sunumlar: "Zeynel DALKILIÇ BB203 MOLEKÜLER BİYOLOJİ 2 teorik Salı 13:30-15:15"— Sunum transkripti:

1 0-533-5158159, zdalkilic@adu.edu.tr
Zeynel DALKILIÇ BB203 MOLEKÜLER BİYOLOJİ 2 teorik Salı 13:30-15:15 Doç. Dr. Zeynel DALKILIÇ , BB203 Zeynel DALKILIÇ BB408

2 Cumhuriyet Bilim Teknoloji 02 Ekim 2015 Cuma Sayı:1489 s.15
BB203 Zeynel DALKILIÇ

3 Memeli alyuvarı (eritrosit, kırmızı kan hücresi) neden çekirdeksizdir?
Hemoglobine daha fazla yer sağlayabilmesi için DNA içermediği için virüs saldırısına uğramaması için Geniş damarlar içerisinde daha hızlı akabilmesi için Damardaki tıkanmayı önlemesi için Kılcal kan damarından daha kolay geçebilmesi için BB203 Zeynel DALKILIÇ

4 Prof. Dr. Bahri KARAÇAY (1964- )
Iowa Üniversitesi, Carver Tıp Fakültesi, Pediatri Bölümü, Çocuk Nörolojisi Kürsüsü, h-index= Araştırmaları sinir sisteminde doğumsal kusurlara neden olan iki teratojen; alkol (fetal alkol sendromu) ve konjenital lymphocytic choriomeningitis virüs (LCMV) enfeksiyonu üzerinde yoğunlaşıyor BB203 Zeynel DALKILIÇ

5 Epigenetik Epi- : üst Genetik : kalıtım bilimi 25.04.2017
BB203 Zeynel DALKILIÇ

6 Genetik 5’-…GAG…-3’ glutamik asit (glu) normal hemoglobin
5’-…GAA…-3’ glutamik asit (glu) normal hemoglobin 5’-…GTG…-3’ valin (val) hasta-orak hücre BB203 Zeynel DALKILIÇ

7 mRNA'nın doğrultusu: 5' → 3' 25.04.2017 BB203 Zeynel DALKILIÇ
İkinci baz U C A G Birinci baz UUU (Phe/F) Fenilalanin UUC (Phe/F) Fenilalanin UCU (Ser/S) Serin UCC (Ser/S) Serin UAU (Tyr/Y) Tirozin UAC (Tyr/Y) Tirozin UGU (Cys/C) Sistein UGC (Cys/C) Sistein UUA (Leu/L) Lösin UCA (Ser/S) Serin UAA Okra (Dur) UGA Opal (Dur) UUG (Leu/L) Lösin UCG (Ser/S) Serin UAG Amber (Dur) UGG (Trp/W) Triptofan CUU (Leu/L) Lösin CUC (Leu/L) Lösin CCU (Pro/P) Prolin CCC (Pro/P) Prolin CAU (His/H) Histidin CAC (His/H) Histidin CGU (Arg/R) Arginin CGC (Arg/R) Arginin CUA (Leu/L) Lösin CUG (Leu/L) Lösin CCA (Pro/P) Prolin CCG (Pro/P) Prolin CAA (Gln/Q) GlutaminCAG (Gln/Q) Glutamin CGA (Arg/R) Arginin CGG (Arg/R) Arginin AUU (Ile/I) İzolösin AUC (Ile/I) İzolösin ACU (Thr/T) Treonin ACC (Thr/T) Treonin AAU (Asn/N) Asparagin AAC (Asn/N) Asparagin AGU (Ser/S) Serin AGC (Ser/S) Serin AUA (Ile/I) İzolösin ACA (Thr/T) Treonin AAA (Lys/K) Lizin AGA (Arg/R) Arginin AUG (Met/M) Metiyonin, Başla [2] ACG (Thr/T) Treonin AAG (Lys/K) Lizin AGG (Arg/R) Arginin GUU (Val/V) Valin GUC (Val/V) Valin GCU (Ala/A) Alanin GCC (Ala/A) Alanin GAU (Asp/D) Aspartik asit GAC (Asp/D) Aspartik asit GGU (Gly/G) Glisin GGC (Gly/G) Glicin GUA (Val/V) Valin GUG (Val/V) Valin GCA (Ala/A) Alanin GCG (Ala/A) Alanin GAA (Glu/E) Glutamik asit GAG (Glu/E) Glutamik asit GGA (Gly/G) Glisin GGG (Gly/G) Glisin BB203 Zeynel DALKILIÇ

8 Epigenetik-genler üstü genetik
“DNA’nın yapısında veya diziliminde herhangi bir değişiklik olmaksızın DNA’da kodlu olan genetik bilginin açığa çıkmasında meydana gelen değişikliklerdir.” Karaçay 2010 BB203 Zeynel DALKILIÇ

9 Epigenetik Beyin hücresini karaciğer hücresinden ayıran nedir? Çalışan
Susturulmuş Karaçay 2010 BB203 Zeynel DALKILIÇ

10 Senfoni orkestrası Beethoven-Marcia Alla Turka
“Seslendirilen eserin notası bütün müzisyenlerin önünde olmasına rağmen her müzisyen eserin sadece belli bölümlerinde çalar ve diğer kısımlarında sessiz kalır.” Karaçay 2010 BB203 Zeynel DALKILIÇ

11 Epigenetik “Embriyonun gelişimi sırasında başın vücudun bir ucunda, ayakların diğer ucunda, gövdenin de baş ile bacaklar arasında olmasını sağlayan genler çalışırken, …” Ergenlikte çalışan genler! Yoksa…!        Karaçay 2010 BB203 Zeynel DALKILIÇ

12 Epigenetik Genetik materyal hücre çekirdeğinde çok sıkı şekilde paketlenmiştir (2 m). DNA Histon Kromatin Transkripsiyon faktörleri (protein) Genin çalışabilmesi için kromatinin açılması gerekir! BB203 Zeynel DALKILIÇ

13 Epigenetik Yetişkin deri hücresine sadece 4 gen aktarılarak bu hücrenin kök hücreye dönüşmesi başarılmıştır. Kök hücre nedir? Karaçay 2010 BB203 Zeynel DALKILIÇ

14 Shinya YAMANAKA Nobel Fizyoloji/Tıp 2012
(1962 Osaka, Japonya–…53 yaş) BB203 Zeynel DALKILIÇ

15 Sir John B. GURDON Nobel Fizyoloji/Tıp 2012
(1933, Dippenhall, Birleşik Krallık–…82 yaş) BB203 Zeynel DALKILIÇ

16 Nobel Fizyoloji/Tıp 2012 Prize motivation: "for the discovery that mature cells can be reprogrammed to become pluripotent" Field: Genetics Prize share: ½ BB203 Zeynel DALKILIÇ

17 Ne yiyorsanız o musunuz?
Annenin yedikleri çocuğunun genlerinin çalışmasını etkiler mi? Ödev BB203 Zeynel DALKILIÇ

18 Ödev Eğer yenilenler/yaşanılan çevre ile genlerin çalışması etkilenebiliyorsa, neler yapılabilir? İkizlerden birisi kısa, diğeri uzun boylu Hastalık (bağışıklık) ortaya çıkması / süresi Zayıflık / şişmanlık Sinirsel / duygusal tepki Saç dökülmesinin zamanlaması Yaşlılık (Alzheimer) / yaşam süresi BB203 Zeynel DALKILIÇ

19 Nutrigenetik Her insana özel beslenme / hareket sistemi. 25.04.2017
BB203 Zeynel DALKILIÇ

20 Johann Gregor Mendel (1823 -1884, 61 yaş)
Pisum sativum 2n=2x=14, n=x=7 Çiçek rengi (MOR-beyaz) Çiçek pozisyonu (YANDA-tepede) Tohum rengi (SARI-yeşil) Tohum şekli (YUVARLAK-buruşuk) Dış kabuğun şekli (DÜZ-kırışık) Dış kabuk rengi (YEŞİL-sarı) Bitki uzunluğu (UZUN-kısa) s.23 Karaçay 2012 BB203 Zeynel DALKILIÇ

21 “pangene” 1889 Hugo de Vries Carl Erich Correns Erich von Tschermak
( , 87 yaş) ( , 69 yaş) ( ) “pangene” 1889 Karaçay 2012 BB203 Zeynel DALKILIÇ

22 Terimler Lokus: Özelliğin kromozom üzerindeki yeri
Gen : Özelliği kontrol eden DNA parçası A Allel : Özelliğin değişik halleri, A, a, IA, Ia, A A : dominant, a : resesif, IA, Ia : intermediyer 2n=2x=2 (baskın) (çekinik) (orta dereceli) A a BB203 Zeynel DALKILIÇ

23 Terimler Lokus: Özelliğin kromozom üzerindeki yeri
Gen : Özelliği kontrol eden DNA parçası Z Allel : Özelliğin değişik halleri, Z, z, IZ, Iz, Z Z : dominant, z : resesif, IZ, Iz : intermediyer 2n=3x=3 (baskın) (çekinik) (orta dereceli) Z z z BB203 Zeynel DALKILIÇ

24 İlk kez “gen” kelimesini kim kullanmıştır?
Om arvelighed i samfund og i rene linier, 1903 Wilhelm Ludwig Johannsen ( , 70 yaş) BB203 Zeynel DALKILIÇ

25 İlk kez “genetik” kelimesini kim kullanmıştır?
The Third International Conference on Plant Hybridization in London in 1906 William Henry Bateson ( , 65 yaş) BB203 Zeynel DALKILIÇ

26 BB203 Zeynel DALKILIÇ

27 Maurice Wilkins Rosalind Franklin 1953 King’s College, England
Rosalind Franklin-Life in Discovery , 38 yaş A/9LvKNWBrUyk/s1600/franklin-typebphoto.jpg - Foto No: 51, 1953 , 88 yaş BB203 Zeynel DALKILIÇ

28 James Watson Francis Crick 1953 Cambridge University, England
1928- , 88 yaş BB203 Zeynel DALKILIÇ

29 DNA_nın Babası James D. Watson Kampüste-BogaziciUniv18Nisan2011
BB203 Zeynel DALKILIÇ

30 BÖLÜM 1 BİYOMOLEKÜLLER VE HÜCRE
Element: C, O, H, N, Na, K, Ca, Mg, P, S, Cl Atom  Molekül  Moleküler yapı blokları  Hücre BB203 Zeynel DALKILIÇ

31 1.1.1. Kimyasal bağlar Atom çekirdeğinde: Proton (+): Elektron (-):
Nötron (yüksüz) kimyasal bağ oluşturamaz. - Güçlü (kovalent) bağ: ilişkili atomlar arasında elektronların paylaşılması - Zayıf (kovalent olmayan) bağ: elektronların bir atomdan diğerine geçirilmesi Kovalent > kez k.olmayan (Şekil 1.1) BB203 Zeynel DALKILIÇ

32 1.1.1.1. Güçlü (Kovalent) Bağlar
BB203 Zeynel DALKILIÇ

33 Üçlü kovalent bağ: 2 atom arasında 3 çift elektron paylaşılması.
Yaşayan sistemlerdeki H, C, N, P, O, S atomları en dış yörüngelerinde karakteristik sayıda elektrona sahiptir. Tekli kovalent bağ: 2 atom arasında 1 çift elektron paylaşılması. Atomlar eksen etrafında dönebilir. Çift kovalent bağ: 2 atom arasında 2 çift elektron paylaşılması. Atomlar eksen etrafında serbestçe dönemez. Üçlü kovalent bağ: 2 atom arasında 3 çift elektron paylaşılması. BB203 Zeynel DALKILIÇ

34 Elektronegatiflik: bir atomun elektron çekme gücü
Bir kovalent bağda atomlar aynı elektronegatifliğe sahipse bağlanan elektronlar eşit olarak paylaşılır. Eğer değilse: Kısmi yüklü kovalent bağ: O-H Dipole moment: iki kutupluluk (Şekil 1.2) BB203 Zeynel DALKILIÇ

35 Yaşam nedir? BB203 Zeynel DALKILIÇ

36 Benzer benzeri çeker, aynı aynıyı iter! ☺
Yüklü kovalent bağ, sürekli dipol oluşturdukları için biyolojide çok önemlidir. (Çekim yasası olabilir mi?☺) Atomlar başlangıçta dalgalanan elektrik yüklerinden dolayı zayıf bağlanma ilişkisi gösterirler. Aynı atomlar çok yaklaşırlarsa birbirlerini güçlü şekilde iterler. BB203 Zeynel DALKILIÇ

37 1.1.1.2. Zayıf (Kovalent Olmayan) Bağlar
Çözelti içindeki atomlar arasında sürekli olarak kurulur/kırılır. Kısa mesafeli ilişkilerdir. Hem makromolekülleri şekillendirmek için yeterince güçlü hem de çabucak bozulması için yeterince zayıftırlar. Proteinlerin, nükleik asitlerin, zarların şekillenmesinde ve sağlamlaştırılmasında rol oynarlar (Şekil 1.3) BB203 Zeynel DALKILIÇ

38 Kovalent olmayan bağlar 3 çeşittir: - iyonik - hidrojen
Yeterince yakın olan atomlar arasında kendiliğinden şekillenirler, enzimatik kataliz gerekmez. Kovalent olmayan bağlar 3 çeşittir: - iyonik - hidrojen - van der Waals kuvvetleri BB203 Zeynel DALKILIÇ

39 BB203 Zeynel DALKILIÇ

40 1.1.1.3. Suyun Önemi, Hidrofilik ve Hidrofobik Etkiler
Yaşam olayları sulu ortamda oluşur. Hücrenin ağırlığının %70’ini su oluşturur. Su molekülleri yüklü birimler, dipoller, halinde bulunur. H’in bulunduğu ucunda net + yük, O’in bulunduğu ucunda net – yük bulunur. Her su molekülünde 2 H atomu kovalent bağlarla O atomuna bağlanır. Polar bağlardır. BB203 Zeynel DALKILIÇ

41 Su molekülleri birbirleri ile tetrahedral yapıda H bağları oluştururlar.
Komşu moleküllerin yüklü bölgeleri birbirine yaklaştığı zaman aralarında H bağları oluşur. Suyun H’leri H bağı vericisi (donor), O’in bağlanmamış diğer 2 elektronu H bağı alıcısı (acceptor) olarak rol oynar. Su molekülleri arasındaki H bağları, birçok bileşiğin suda çözünürlüğünü belirlediği için yaşam olaylarında çok önemlidir. BB203 Zeynel DALKILIÇ

42 Su molekülleri birçok başka molekülle de H bağı oluşturur.
Su moleküllerini komşuları ile H bağları sürekli olarak kurulur veya kırılır. Suyun sıcaklığı 100°C’ye doğru yükselince moleküllerin kinetik enerjisi H bağlarının enerjisinden daha yüksek hale geldiğinden moleküller arası ilişki bozulur ve gaz hali oluşur. Su molekülleri birçok başka molekülle de H bağı oluşturur. BB203 Zeynel DALKILIÇ

43 Hidrofilik: Su molekülleri ile H bağı kurarak suda çözünen, suyu seven moleküllerdir. Örn.: Şekerler, nükleik asitler, proteinler. Hidrofobik: iyon içermeyen, apolar, suda çözünmeyen, suyu sevmeyen moleküllerdir. Örn.: Hidrokarbonlar. Su ve benzen, su ve zeytinyağı vb. çalkalandığında birbirine karışmaz, ayrılır. BB203 Zeynel DALKILIÇ

44 Mono, di, tri, tetra, penta, hekza, hepta, okta, nona, deca:
Çözünmek: Erimek: Buharlaşmak: Kaynamak: Mono, di, tri, tetra, penta, hekza, hepta, okta, nona, deca: BB203 Zeynel DALKILIÇ

45 1.1.2. Biyomoleküllerin ve Biyolojik Olayların Ortak Özellikleri
Karbonlu Bileşikler C atomları arasında oldukça dayanıklı C–C bağlarının kurulması ile zincir veya halka şeklinde büyük moleküller oluşur. C atomu diğer atomlarla 4 kovalent bağ oluşturur. Organik kimya, C kimyası BB203 Zeynel DALKILIÇ

46 BB203 Zeynel DALKILIÇ

47 C atomuna 4 farklı atom bağlandığı zaman asimetri oluşur.
Optik İzomerler C atomuna 4 farklı atom bağlandığı zaman asimetri oluşur. Asimetrik C (kiral C) atomu ile şekillenen bağlar, 3 boyutlu yapılarında 2 farklı şekilde düzenlenebilirler. Aynadaki görüntüsünü oluşturur. Optik izomerler veya stereoizomerler denir. BB203 Zeynel DALKILIÇ

48 Şekerlerde D, proteinlerde L izomerler çoğunluktadır.
Asimetrik molekül olan şekerlerde ve amino asitlerde en büyük numaralı kiral C atomuna bağlı OH- veya NH3+’ler sağda ise D (dekstro), solda ise L (levo) izomer olarak isimlendirilir. Şekerlerde D, proteinlerde L izomerler çoğunluktadır. BB203 Zeynel DALKILIÇ

49 Tekrarlanan Kimyasal Gruplar Metil –CH3- Hidroksil –OH-
Karboksil –COOH Karbonil –C=O Fosfat –PO3-2, –PO4-3 Amino –NH2- , –NH3 , –NH4+ , BB203 Zeynel DALKILIÇ

50 Hormonlar sadece kendi almacı (anten, receptor) ile birleşerek özel etkiler oluşturur.
Antikora (canlı, konukçu) sadece özel bağlanma yerine sahip olan antijen (mikroorganizmadan) bağlanır. BB203 Zeynel DALKILIÇ

51 BB203 Zeynel DALKILIÇ

52 Zeki Levent KIRCA (1948 Samsun-2015 İstanbul) 67 yaş

53 Nobel Prize in Chemistry 2015
Zeynel DALKILIÇ Nobel Prize in Chemistry 2015 Tomas Lindahl Paul Modrich Aziz Sancar “for mechanistic studies of DNA repair” BB408

54 DNA zararı / bozulması A, T, C, G Cancer - kanser Ageing – yaşlanma
DNA disintegrates over time! – DNA zamanla bozulur! And also in our living cells! – Ve bizim yaşayan hücrelerimiz de! 54

55 Tomas Lindahl Francis Crick Institute and Clare Hall Laboratory, Hertfordshire, UK
Problem: DNA bozulması  Kendiliğinden oluşan kimyasal işlemler DNA’yı yavaşça kırabilir C – G normal C  U normal değil 200 kez / yaşayan hücre / gün Çözüm: Baz Kesip Çıkarma Tamiri  U’yu tanır, döndürür, C ile tekrar düzeltir 55

56 Paul Modrich Howard Hughes Medical Institute and Duke University School of Medicine, Durham, NC, USA
Problem: DNA bozulma / mutasyon / yanlış baz çifti / uygunsuzluk  DNA kopyalanması sırasında 1 hücre  2 yavru hücre 1 / hücre bölünmesi T – A normal T  A normal değil Çözüm: Yanlış baz çifti Tamiri  A’yı tanır, döndürür, T ile tekrar düzeltir 56

57 Aziz Sancar University of North Carolina, Chapel Hill, NC, USA
Problem: DNA bozulması / UV-radyasyonu  T—T normal değil kimyasal olarak bağlı T’ler T-T normal fosfodiester bağı ile | Çözüm: Nükleotid Kesip Çıkarma Tamiri  Kimyasal olarak bağlı T’leri tanır,UV ile uyarılan hasarlı DNA’yı her iki ucundan da ayırır, zararlanmış DNA’yı kesip uzaklaştırır, yeni DNA sarmalını sentezler Sigara / zehirli duman tarafından oluşturulan bileşikler 57

58 Prof. Dr. Aziz SANCAR (1946- ) aziz_sancar@med.unc.edu, h-index=97
North Carolina Üniversitesi, Chapel Hill Tıp Fakültesi, Sarah Graham Kenan Professor of Biochemistry and Biophysics Circadian clock (biyolojik ritim, günlük saat) Güneş ışığı, egzoz gazı ve sigara gibi başlıca çevresel karsinojenlerden oluşan DNA hasarının düzeltilmesi BB203 Zeynel DALKILIÇ

59 3.2. DNA’nın Hasarı ve Onarımı
Yıldırım ve ark. 2007 TM221 Zeynel DALKILIÇ

60 3.3. DNA Moleküllerindeki Değişmeler
Diğer zincirdeki karşılığı ile H bağı bağı yapamayan hatalı bir baz Eksik bazlar Farklı bazlar Tek ve çift zincir kırıkları Çapraz bağlanma (cross-linking) TM221 Zeynel DALKILIÇ

61 BB408 Zeynel DALKILIÇ

62 BB408 Zeynel DALKILIÇ

63 3.6. Timin Dimeri Tamiratının Biyokimyasal Mekanizması
Fotoreaktivasyon Eksisyon Tamiri TM221 Zeynel DALKILIÇ

64 BB408 Zeynel DALKILIÇ

65 BB408 Zeynel DALKILIÇ

66 BB408 Zeynel DALKILIÇ

67 TM221 Zeynel DALKILIÇ

68 1.1.3. Biyomoleküllerin Sınıflandırılması
Su İnorganik iyonlar Organik moleküller: - Küçük - Büyük BB203 Zeynel DALKILIÇ

69 Nükleotit  Nükleik asit Amino asit  Protein Şeker  Polisakkarit
Küçük organik molekül  Büyük organik molekül (mikro)  (makro) Nükleotit  Nükleik asit Amino asit  Protein Şeker  Polisakkarit Yağ asidi  Yağ BB203 Zeynel DALKILIÇ

70 BB203 Zeynel DALKILIÇ

71 Nükleotitler Nükleotit polimerlerini oluştururlar. Biyolojik bilgiyi depo ederler. Kimyasal enerjisi kısa süreli taşırlar. Aktif taşınmada ve çeşitli sinyal iletim yollarında işlev görürler. Koenzimlerin yapısına katılırlar. 5 C’lu şeker N’lu baz –PO3-2 BB203 Zeynel DALKILIÇ

72 BB203 Zeynel DALKILIÇ

73 Taşıdıkları bazdan dolayı Adenin nükleotidi
Asidik oldukları için Adenilik asit RNA: Ribonükleik asit DNA: Deoksiribonükleik asit Pürin grubu büyük bazlar: Adenin, Guanin Pirimidin grubu küçük bazlar: Timin, Sitozin, Urasil BB203 Zeynel DALKILIÇ

74 BB203 Zeynel DALKILIÇ

75 RNA tek, DNA çift nükleotit zincirinden yapılıdır.
Nükleotitler, kovalent 3’–5’ fosfodiester bağları ile bağlanarak DNA ve RNA’nın uzun, düz ve dallanmamış zincirlerini oluştururlar. RNA tek, DNA çift nükleotit zincirinden yapılıdır. mRNA (elçi), tRNA (taşıyıcı), rRNA (ribozomal), DNA’nın ilişkili bölgelerinden tek kopya ve asimetrik olarak sentezlenir. DNA, çift kopya ve kesintili olarak sentezlenir. BB203 Zeynel DALKILIÇ

76 BB203 Zeynel DALKILIÇ

77 Fosfat Grupları AMP, GMP, TMP, CMP: -monofosfat
ADP, GDP, TDP, CDP : -difosfat ATP, GTP, TTP, CTP : -trifosfat BB203 Zeynel DALKILIÇ

78 BB203 Zeynel DALKILIÇ

79 Nükleotit Dili DNA  DNA (eşleşme için)
DNA  mRNA (protein sentezi için) Genetik kod: DNA ve mRNA’daki kod kelimeleri ile proteinlerdeki amino asitler arasındaki ilişki. Nükleotit: 4 Kod: 3’lü nükleotit Kod Kelimesi: 64 (=43) Amino asit: 20 BB203 Zeynel DALKILIÇ

80 BB203 Zeynel DALKILIÇ

81 5’3’ 5’ PO-4 3’ OH \ / 5C - T = A - C5 ∕ \
\ / 5C - T = A - C5 ∕ \ |(fosfodiester) |(fosfodiester) 5C - C ≡ G - C5 |(fosfodiester) |(fosfodiester) 5C - G ≡ C - C5 ∕ \ 3’ OH PO-4 5’ ‖ BB203 Zeynel DALKILIÇ

82 Vücudumuzda insan hücresinden daha çok bakteri mi var?
Siz mikropsunuz!☻ Vücudumuzda insan hücresinden daha çok bakteri mi var? Soru: İnsanların taşıdığı bakterilerin miktarı ne kadardır? Yanıt: Popular Science, Ekim 2011 Ulusal Sağlık Enstitüsü (NIH)’nden İnsan Mikrobiyom Projesi koordinatörü Lita Proctor: “İnsanlar 1.5 kg ile 2.25 kg arasında bakteri taşırlar” diyor. Proctor ve ekibi bu proje kapsamında insan vücudunun içinde ve dışında ne kadar bakteri kolonisi bulunduğunu inceliyor. Kaynak: Cumhuriyet Bilim Teknoloji 07 Ekim 2011 Sayı:1282, s.16 BB203 Zeynel DALKILIÇ

83 Vücudumuzdaki bakteri hücreleri, normal insan hücrelerinden daha küçük olduğu için vücut kütlemizin yalnızca %1-2’sini oluşturur. Ayrıca vücuttan attığımız atığın (gayta) yaklaşık yarısı bakteridir. Vücudumuzda barınan bakteriler son günlere dek doğru dürüst sınıflandırılmamıştı. Temmuz ayında Kuzey Carolina Eyalet Üniversitesi’nde yürütülen Göbek Deliği Biyoçeşitliliği (Belly Button Biodiversity) çalışması 95 gönüllünün göbek deliğinde 1,400 farklı bakteri türü buldu. Bunların 662’si daha önce tanımlanmamıştı. Kaynak: Cumhuriyet Bilim Teknoloji 07 Ekim 2011 Sayı:1282, s.16 BB203 Zeynel DALKILIÇ

84 1.1.3.2. Amino Asitler Küçük organik moleküllerdir. Görevleri:
- Proteinleri oluştururlar. - Moleküler tanıma - Amino asit dili BB203 Zeynel DALKILIÇ

85 Yan zincirlerin sudaki çözünürlüğüne göre
Hidrofobik amino asitler: alanin, valin, lösin, izolösin, metiyonin, fenilalanin, tirozin, triptofan Hidrofilik amino asitler: arjinin, lizin, aspartik asit, glutamik asit, histidin, serin, treonin, asparajin, glutamin Özel amino asitler: sistein, prolin, glisin BB203 Zeynel DALKILIÇ

86 Amino asit sırası: 20 amino asidin polipeptit içinde yer alması
Peptit bağı Birincil (primer) yapı Amino asit kalıntısı: peptit yapısında yer alan amino asitler Oligopeptit: 10 amino aside kadar Polipeptit: >10 amino asit BB203 Zeynel DALKILIÇ

87 BB203 Zeynel DALKILIÇ

88 İkincil (sekonder) yapı: proteinlerde H bağları ile oluşan katlanmalar
İkincil (sekonder) yapı: proteinlerde H bağları ile oluşan katlanmalar. α-heliks, β-pilili, β-keratin (ipek) Üçüncül (tersiyer) yapı: spiral katlanan veya katlanmayan polipeptitler kendi üzerlerine her bir protein için oldukça özel şekilde katlanması Dördüncül (kuaterner) yapı: bağımsız olarak 1., 2. ve 3. dereceli katlanmalara sahip birden fazla polipeptidin bir araya gelmesi BB203 Zeynel DALKILIÇ

89 BB203 Zeynel DALKILIÇ

90 1.1.3.3. Karbonhidratlar Yapı (riboz, deoksiriboz)
Destek (selüloz, hemiselüloz, peptidoglikan) Enerji değişiminde iş görürler. (CH2O)n’den oluşur. Oz’lar denir. Monosakkaritler: trioz, pentoz, hekzoz Yapısında hidroksil (-OH), aldehit (H-C=O), keton (=C=O) grubu bulunur. BB203 Zeynel DALKILIÇ

91 BB203 Zeynel DALKILIÇ

92 Glukoz, galaktoz, mannoz, fruktoz
Hekzozlar: Glukoz, galaktoz, mannoz, fruktoz BB203 Zeynel DALKILIÇ

93 L-fukoz dışında biyolojik sistemlerde bulunan şekerler genel olarak D-formundadır.
1. ve 2. C’lardaki -OH grupları α-formda birbirine yakın, β-formda uzak konumdadır. BB203 Zeynel DALKILIÇ

94 Polisakkaritler (C6H10O5)n formundadır.
Oligosakkaritler: 10’a kadar monosakkaridin birleşmesi ile oluşur. En önemlileri disakkaritlerdir. Maltoz: glikoz + glikoz Sukroz: glikoz + fruktoz Laktoz: glikoz + galaktoz BB203 Zeynel DALKILIÇ

95 Yapısal polisakkaritler
Selüloz: 8000 glikoz birbirine 14 β-glikozidik bağlarla bağlıdır. Kitin: β-glikozidik bağlarla bağlı N-asetilglukozaminler bulunur. Depo polisakkaritler Nişasta: bitki hücrelerinde Glikojen: hayvan hücrelerinde Glikozun α-glikozidik bağlarla bağlanması ile oluşur. BB203 Zeynel DALKILIÇ

96 1.1.3.4. Yağ Asitleri (Lipitler)
1. Yapısal 2. Depo a) Gliserofosfolipitler (fosfogliseritler): yağ asitlerin gliserol esterleridir. Hücrenin tüm zarlı yapılarını şekillendirirler. b) Sfingolipitler: miyelin kılıfın yapısına katılarak sinirsel uyarının aksonlardan kaybolmaması için izolasyon sağlarlar. BB203 Zeynel DALKILIÇ

97 Yapısal Lipitler a) Gliserofosfolipitler (fosfogliseritler): yağ asitlerin gliserol esterleridir. Hücrenin tüm zarlı yapılarını şekillendirirler. b) Sfingolipitler: miyelin kılıfın yapısına katılarak sinirsel uyarının aksonlardan kaybolmaması için izolasyon sağlarlar. BB203 Zeynel DALKILIÇ

98 Yapısal Lipitler c) Nötral glikolipitler ve gangliyositler bir veya daha fazla şeker monomeri içerir. Bazı hormonların ve toksinlerin reseptörlerini (almaç) oluştururlar. d) Ökosanoitler (prostaglandinler, tromboksanlar, lökotrienler): oluşturuldukları yerde hormon benzeri etki yaparlar. Üremede; yaralanma veya hastalıkla ilişkili ağrı, ateş ve iltihaplanmada; kan basıncının düzenlenmesinde ve kanamanın durdurulmasında etkilidirler. BB203 Zeynel DALKILIÇ

99 Yapısal Lipitler e) Steroller: yapılarına katıldıkları zarları sağlamlaştırırlar. Steroid hormonların öncüllerini oluştururlar. BB203 Zeynel DALKILIÇ

100 Depo Lipitler Yağ asitlerinin (3 molekül) alkol gliserolle yaptığı esterlerdir. Uzun süreli besin depoları olarak hizmet ederler. Triaçilgliserol molekülleri hücrede damlalar şeklinde depo edilirler. Parçalandıkları zaman glikozdan 6 kez daha fazla kullanılabilir enerji oluştururlar. BB203 Zeynel DALKILIÇ

101 Yağ asidinde bulunan bölgeler
1. Karboksil (COOH) grubu asit gibi davranır. Çözelti içinde iyonize (-COO) olur. Bu yüklü grup hidrofiliktir. Kimyasal olarak reaksiyona girer. Diğer moleküllere kovalent bağlarla bağlanır. 2. Uzun ve dallanmamış hidrokarbon zinciridir. Yüksüzdür. Hidrofobiktir. Kimyasal olarak reaksiyona girmez. BB203 Zeynel DALKILIÇ

102 RCOOH yağ asitlerinin genel formülüdür. En yaygın uzunluk C16-C18’dir.
Çoğunluğunda düzdür. Bazılarında dallanmıştır. Zincirin C atomları arasında bir veya daha fazla çift bağ bulunduğunda yağ asidi doymamıştır. Erime noktalarına göre doymuş yağ asitleri oda sıcaklığında (25ºC) mum gibi, doymamış yağ asitleri akışkandır. BB203 Zeynel DALKILIÇ

103 BB203 Zeynel DALKILIÇ

104 1.2. Hücre Prokaryot: hücre zarı bulunmayan. Bakteriler, mavi-yeşil algler Ökaryot: hücre zarı bulunan. Mantar, bitki, hayvan. BB203 Zeynel DALKILIÇ

105 Organeller Hücre duvarı (çeperi) Hücre zarı Ribozomlar
Endoplazmik retikulum Golgi sahası (cihazı) Lizozomlar, mikroyapılar Mitokondriler Kloroplastlar Çekirdek (nukleus) BB203 Zeynel DALKILIÇ

106 BÖLÜM 2 NÜKLEİK ASİTLER 2. 1. Giriş BB203 Zeynel DALKILIÇ

107 DNA’nın Keşif Yolu 1928 – Frederick Griffith ( )– zatürre – Streptococcus pneumoniae 1944 – Oswald Avery ( ) 1950 – Alexander Todd ( ) Nobel Kimya(1957) 1950 – Erwin Chargaff ( ) 1950 – Linus Pauling ( ), Nobel Kimya(1954), Barış(1962) 1950 – Maurice Wilkins ( ), Nobel Fizyoloji/Tıp(1962) 1950 – Rosalind Franklin ( ) s.30-33 Karaçay 2012 BB203 Zeynel DALKILIÇ

108 2.2. DNA’nın Keşfi 1940’a kadar genetik materyalin ne olduğu düşünülüyordu? Amino asit  Protein ? Büyük ve karmaşık Nükleik asit  DNA ☺ Küçük ve basit BB203 Zeynel DALKILIÇ

109 Friedrich Miescher (1844-1895, 51 yaş)
1868 – Sargı bezleri üzerindeki lökositlerin (beyaz kan hücreleri) çekirdeğinden nüklein isimli fosfor içeren maddeyi elde etmiştir. Nükleninin günümüzde bilinen şekliyle asidik DNA ve bazik protein yapısında olan bölümlerden oluştuğunu bulmuştur. Benzer asidik maddeyi somon balığı sperm hücrelerinde de bulmuştur. Miescher, F Ueber die chemische Zusammensetzung der Eiterzellen. Medicinisch-chemische Untersuchungen 4: 441–460. BB203 Zeynel DALKILIÇ

110 Frederick Griffith (1879-1941, 62 yaş)
1928 – Griffith Deneyi Pneumococcus (Streptococcus pneumoniae) bacteria Griffith F The significance of pneumococcal types. J Hygiene. 27(2): 113–59. Griffiths experiment.wmv.avi Yıldırım ve ark. 2007 BB203 Zeynel DALKILIÇ

111 Griffith Deneyi 25.04.2017 BB203 Zeynel DALKILIÇ Yıldırım ve ark. 2007
Yıldırım ve ark. 2007 BB203 Zeynel DALKILIÇ

112 BB203 Zeynel DALKILIÇ Klug and Cummings 1994

113 Oswald T. Avery Colin M. MacLeod Maclyn McCarty
( , 78 yaş) ( , 63 yaş) ( , 94 yaş) Avery, O.T., MacLeod, C.M., McCarty, M Studies on the chemical nature of the substance inducing transformation of pneumococcal types. Induction of transformation by a desoxyribonucleic acid fraction isolated from Pneumococcus type III. J. Exp. Med. 79:137–158. BB203 Zeynel DALKILIÇ

114 BB203 Zeynel DALKILIÇ Klug and Cummings 1994

115 BB203 Zeynel DALKILIÇ

116 25.04.2017 BB203 Zeynel DALKILIÇ Hershey and Chase Experiment
Klug and Cummings 1994 BB203 Zeynel DALKILIÇ

117 Erwin Chargaff ( , 97 yaş) Farklı organizmalarda DNA’yı oluşturan bazlar arasında her zaman aynı oranın geçerli olduğunu buldu. Chargaff oranı: A sayısı T sayısına, G sayısı C sayısına eşittir. BB203 Zeynel DALKILIÇ

118 %A %G %C %T A/T G/C %GC %AT 24.0 23.3 21.5 31.2 0.77 1.08 44.8 55.2
Organism %A %G %C %T A/T G/C %GC %AT φX174 24.0 23.3 21.5 31.2 0.77 1.08 44.8 55.2 Maize 26.8 22.8 23.2 27.2 0.99 0.98 46.1 54.0 Octopus 33.2 17.6 31.6 1.05 1.00 35.2 64.8 Chicken 28.0 22.0 21.6 28.4 1.02 43.7 56.4 Rat 28.6 21.4 20.5 1.01 42.9 57.0 Human 29.3 20.7 20.0 30.0 1.04 40.7 59.3 Grasshopper 41.2 58.6 Sea Urchin 32.8 17.7 17.3 32.1 35.0 64.9 Wheat 27.3 22.7 27.1 45.5 54.4 Yeast 31.3 18.7 17.1 32.9 0.95 1.09 35.8 64.4 E. coli 24.7 26.0 25.7 23.6 51.7 48.3 BB203 Zeynel DALKILIÇ

119 Chargaff Kuralları 1949-1953 İkili sarmaldaki DNA molekülünde:
1. %A = %T, %G = %C 2. (A+G) = (T+C) 3. %(A+T) ≠ %(G+C) Chargaff E Chemical specificity of nucleic acids and mechanism of their enzymatic degradation. Experientia 6(6): BB203 Zeynel DALKILIÇ

120 2.3. DNA’nın Fiziksel ve Kimyasal Yapısı
Nükleotitler BB203 Zeynel DALKILIÇ

121 BB203 Zeynel DALKILIÇ

122 Linus Pauling California Technology Institute (Caltec) 1953
X-ışını kristalografisi, Protein, Alfa sarmal (α-helix), 3’lü Nobel Prize in Chemistry 1954 Nobel Peace Prize 1962 files/2011/10/ EF97FDC3.jpg , 93 yaş BB203 Zeynel DALKILIÇ

123 Nobel Ödül Töreni 1962 25.04.2017 BB203 Zeynel DALKILIÇ
From left to right: Prof. Maurice Wilkins (Physiology & Medicine), Dr. Max Perutz (Chemistry), Francis Crick (Physiology & Medicine), John Steinbeck (Literature), James Watson (Physiology & Medicine), Dr. John Kendrew, (Chemistry).

124 34 Å – DNA’nın tam bir sarmal dönüşü
1 Angstrom (Å) = 1×10-10 metre 34 Å – DNA’nın tam bir sarmal dönüşü 3.4 – Birbirini izleyen iki baz arasındaki mesafe 10 baz/dönüş s.38 Karaçay 2012 BB203 Zeynel DALKILIÇ

125 km 1000 m hm 100 m dkm 10 m m 1 m dm 0.1 m cm 0.01 m mm 0.001 m
nm m (1×10-9) Å m (1×10-10) pm m (1×10-12) BB203 Zeynel DALKILIÇ

126 http://www. grin. com/object/external_document
BB203 Zeynel DALKILIÇ

127 2.3.3. Baz Eşleşmesi ve Çift Sarmal
2.4. DNA Replikasyonunun (Eşleşmesinin) Özelliği BB203 Zeynel DALKILIÇ

128 Meselson and Stahl Experiment.mp4.avi Meselson-Stahl Experiment.avi
Matthew Stanley Meselson Franklin William Stahl (1930- , 85 yaş) (1929- , 86 yaş) 1957 Meselson and Stahl Experiment.mp4.avi Meselson-Stahl Experiment.avi BB203 Zeynel DALKILIÇ

129 Klug and Cummings 1994 BB203 Zeynel DALKILIÇ

130 2.5. Farklı Organizmalarda DNA Molekülünün Büyüklüğü
Genom: organizmanın sahip olduğu tüm DNA Diploid: organizmanın 2 gen seti Haploid: organizmanın 1 gen seti C-değeri: haploid organizmadaki toplam DNA BB203 Zeynel DALKILIÇ

131 Kromozom, Genome, Gen Sayıları
Canlı (Latince) 2n Genom (bç) Gen Haploid C-değeri AIDS (HIV) ssRNA) 9.0×103 ? Influenza (grip) (Haemophilus influenzae) × ,738 Koli basili (Escherichia coli) × ,377 Maya (Saccharomyces cerevisiae) ×107 ? Nematod (Caenorhabditis elegans) ×107 ? Yabani tere (Arabidopsis thaliana) × ,000 Meyve sineği (Drosophila melanogaster) × ,000 Üzüm (Vitis vinifera) × ,434 Tavuk (Gallus gallus) × ,736 Zeytin (Olea europaea) ×109 ? İnsan (Homo sapiens) × ,333 Mısır (Zea mays) ×109 ? Salamander (Amphiuma means) ×1010 ? Yıldırım ve ark. 2007 BB203 Zeynel DALKILIÇ

132 İnsanda yaklaşık kaç gen bulunur?
Pertea, M., Salzberg, S.L Between a chicken and a grape: estimating the number of human genes. Genome Biology 11:206. BB203 Zeynel DALKILIÇ

133 İlk baz dizilimi çıkartılan organizmalar
1977 – DNA 1995 – Haemophilus influenzae, bakteri gram- 1996 – Saccharomyces cerevisiae, maya 1998 – Caenorhabditis elegans, nematod BB203 Zeynel DALKILIÇ

134 Şimdiye kadar kimlerin genom haritası çıkartılmıştır?
J. Craig Venter (1946- , 69 yaş) (Kafkasyalı erkek 7.5-kat) James D. Watson (1928- , 87 yaş) (Kafkasyalı erkek 7.4-kat) Han Çinli (YH 36-kat) Yoruban (Nijeryalı 30-kat) Lösemi hastası kadın (33- ve 14-kat tümör ve normal doku) Seong-Jin Kim (Koreli 29-kat) Steve Jobs ( , 56 yaş) ($100,000) … Haziran 2012 itibari ile 69 insanın genomu çıkartılmıştır. BB203 Zeynel DALKILIÇ

135 Ödev ’e Kasım 2015’e kadar kaç organizmanın genom haritası çıkartılmıştır? BB203 Zeynel DALKILIÇ

136 Sizce bir insanın genom haritasını çıkartmak kaça mâl olur?
BB203 Zeynel DALKILIÇ

137 US$100,000 by 2009, US$1,000 by 2014 25.04.2017 BB203 Zeynel DALKILIÇ
BB203 Zeynel DALKILIÇ

138 2.6. Genetik Kod DNA  RNA  protein Santral Dogma
DNA  RNA  protein Santral Dogma 1958 – Symp. Soc. Exp. Biol. XII, 1970 – Crick F Central dogma of molecular biology. Nature 227(5258): The Central Dogma of Biology.avi Animation The Central Dogma.avi BB203 Zeynel DALKILIÇ

139 Kodon: mRNA üzerinde her biri bir amino asidi temsil eden üçlü nükleotid dizilimi
Antikodon: tRNA’da bulunan ve mRNA’daki bir kodonun tamamlayıcısı olan üçlü baz dizisi (AUG-metiyonin) Çift iplikli DNA’nın sadece biri protein kodladığından genetik kod, baz çifti yerine baz dizilimi olarak yazılmaktadır s.67 Yıldırım ve ark. 2007 BB203 Zeynel DALKILIÇ

140 2.10. DNA’daki Özel Baz Dizileri
Tersine Çevrilmiş Tekrar ve Ayna Tekrar Dizilimleri BB203 Zeynel DALKILIÇ

141 BB203 Zeynel DALKILIÇ

142 2.11. DNA’nın Farklı Sarmal Formları
Z-DNA, B-DNA, A-DNA BB203 Zeynel DALKILIÇ

143 2.12. Halkasal ve Süper Kıvrımlı DNA
BB203 Zeynel DALKILIÇ

144 2.12.1. Özel Süper Kıvrım Tipleri
BB203 Zeynel DALKILIÇ

145 2.13.1. Histonlar ve Nükleozomlar
BB203 Zeynel DALKILIÇ

146 tRNA BB203 Zeynel DALKILIÇ

147 1968 Nobel Tıp veya Fizyoloji
Har Gobind Khorana – kodon -antikodon Marshall Warren Nirenberg – kodon-antikodon Robert Holley – taşıyıcı RNA yapısı s.43 , 89 yaş , 83 yaş , 71 yaş Karaçay 2012 BB203 Zeynel DALKILIÇ

148 Sınava katılacak: 51 Toplam puan: Ort.:
Arasınav Salı 13:30 C1-101 ADÜ ZF Çoktan seçmeli 5 seçenekli <50 soru dakika Sınava katılacak: 51 Toplam puan: Ort.: BB203 Zeynel DALKILIÇ