Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz

Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz

NÜKLEİK ASİTLER Prof.Dr.H.Asuman TOKULLUGİL. 2 1.RNA: Ribonükleik asitler 2.DNA: Deoksiribonükleik asitler Genetik bilginin depolanmasında → DNA Genetik.

Benzer bir sunumlar


... konulu sunumlar: "NÜKLEİK ASİTLER Prof.Dr.H.Asuman TOKULLUGİL. 2 1.RNA: Ribonükleik asitler 2.DNA: Deoksiribonükleik asitler Genetik bilginin depolanmasında → DNA Genetik."— Sunum transkripti:

1 NÜKLEİK ASİTLER Prof.Dr.H.Asuman TOKULLUGİL

2 2 1.RNA: Ribonükleik asitler 2.DNA: Deoksiribonükleik asitler Genetik bilginin depolanmasında → DNA Genetik bilginin transferinde → RNA rol oynar.

3 3 Azotlu bir baz + şeker nükleotid + (monomer) fosforik asit nükleotidler=N.A oluşturur (polinükleotid) monomer polimer mononükleotid= N.A yapıtaşı,yapı birimi

4 4 Nükleotid Yapı Taşları  1.Azotlu baz: Pürin veya pirimidin  2.Şeker : D-riboz veya 2 deoksi D- riboz  3.Fosforik asittir

5 5 I.AZOTLU BAZLAR a.PURİNLER A-PURİNLER

6 6  B.PİRİMİDİNLER

7 7  İnozin : (pürin)  Pseudoüridin : (pirimidin) → t.RNA yapısında metilli türevlerdir.

8 8  TAUTOMERİZASYON Molekülün farklı bölgeleri arasında proton alış-verişi oksopurin, keto → enol dengeli oksopirimidinlerde C=0  C -OH

9 9  Keto-enol izomerizasyonu Fizyolojik şartlarda keto formu

10 10  Nükleozid= baz + şeker  Nükleotid= baz + şeker+ fosforik asit  Nükleik asit= poli nükletid

11 11 N GLİKOZİD BAĞI  A) PURİNLERDE

12 12  B)PİRİMİDİNLERDE

13 13 NÜKLEOTİDLERİN FONKSİYONLARI  1.ATP: Evrensel kimyasal enerji taşıyıcısı ATP  ADP + Pi → 7.3 kcal/mol enerji ATP  AMP + PPi PPi → 2Pi pirofosfataz

14 14  2.Biosentez reaksiyonlarında TAŞIYICI ve AKTİVATÖR a)S-adenozil methionin: Transmetilasyon reak.da

15 15  b)AMP 3 fosfoadenozin 5’fosfo sülfat =PAPS yapısında bulunur Kondroitin sülfatın sülfatlanması

16 16 c)ADP : Koenzim A’nın bir parçası

17 17  d)UTP: Uridin trifosfat 1- Glikojen sentezi  UDP-glukoz 2- Galaktoz metab  UDP-galaktoz 3- Amino-şeker metab  UDP-glukuronik asit 4- Uronik asit yolu 5- Bilirubin metab

18 18 e)CTP:Sitidin trifosfat CDP-Kolin → fosfolipid sentezi CDP-digliserit → trigiserid sentezi CDP-Kolin (=sitidin difosfat kolin)

19 19  3-Nükleozid trifosfatlar (nükleotid), biyosentez reaksiyonunda gerekli fosfat ve pirofosfatı sağlarlar: Ör:ATP a)Fosforilasyon Reaksiyonu Heksokinaz X +NTP X-P + NDP Glukokinaz Fruktokinaz Glukoz + ATP G.6.P +ADP Proteinkinaz kinaz Mg ++ glukokinaz

20 20  B) Pirofosforilasyon Reaksiyonu Ör: Nükleotid sentezinde kullanılan ribozun sentezi Riboz-1-P + ATP PRPP + AMP ( PRPP = 1 Fosforibozil-5-pirofosfat )

21 21  4-Elektron transfer reaksiyonuna katılan koenzimler  NAD (nikotinamid adenin dinükleotid)  NADP (nikotinamid adenin dinükleotid fosfat)  FMN (Flavin adenin mononükleotid)  FAD (Flavin adenin dinükleotid)  FAD 1-D-riboz yerine D-ribitol (şeker alkolü)  FMN 2-Flavin azotlu baz ama N.A yapısında bulunmaz

22 22  ATP  CTP RNA polinükleotidlerinin prekürsörü  GTP URASİL RİBOZ  UTP  dATP  dCTP DNA polinükleotidlerinin prekürsörü  dGTP TİMİN DEOKSİRİBOZ  dTTP

23 23  5)İkincil haberci =Secondary messenger= Hücre içi habercisi Ör: c.AMP (çembersel AMP) ATP 3’5’ cAMP +PPi Adenilat siklaz

24 24

25 25 DNA’nın YAPISI ve ÖZELLİKLERİ  1) 3’ 5’ fosfodiester bağı Adenin Urasil (DNA’da timin) Guanin Sitozin

26 26  2) Polinükleotid zincirinin 3’ ucunda : serbest OH 5’ ucunda : 5’ trifosfatlar bulunur (öncül molekül) 5’ → 3’

27 27  3)RNA ile DNA’nın farkları  Baz :RNA ‘da Urasil DNA’ da Timin  Şeker : RNA’ da riboz 2’de OH grubu DNA’da deoksiriboz 2’de H grubu

28 28 HÜCRELER EUKARYOTİK PROKARYOTİK

29 29 I-Prokaryotik Hücrelerin Özellikleri E.koli gibi bakteriler Riketsiya Küçük ilkel Spiroket canlılar 1) Hücreler küçük 2) Sitoplazma: -depo granülleri -nükleer zon (çekirdeğimsi bölge) -sitoplazma zarı (tek zar) 3)Ribozomlar: Protein sentez yeri Ultrasantrifüjde 70 s çökme hızı 30 s, 50 s’lik iki alt birim 4)DNA : - Tek bir dev makromolekül - DNA-protein ilişkisi yok - Küçük sitoplazmik - DNA plazmid,epizom denir

30 30 II-Eukaryotik Hücrelerin Özellikleri:  Yüksek bitki, hayvan, insan hücreleri 1)Hücreler kat büyük 2)Sitoplazma: Zarla çevrili, sınırlı, şekilli organeller -mitokondri, kloroplast -Golgi cisimcikleri -Düz ve kaba EPR -lizozom -çekirdek 3)Ribozomlar: daha büyük 80 s de çöker : 40 s ve 60 s lik 2 alt birim 4)DNA:Kromozomlar halinde dağılmış durumda Drosofilia 8 kromozom İnsan 46 kromozom Tavuk 78 kromozom

31 31  Kromozom = 1 veya daha fazla sayıda DNA molekülü içerir  Kromatin= DNA + bazik protein(histonlar) = (nükleoprotein)  NÜKLEOLUS= Çekirdekçik:Ribozom sentez bölgesi -% 0.1, 0.2 DNA mitokondri veya kloroplastlar içinde yer alır

32 32 DNA’nın Kimyasal Analiz Sonuçları  1)Adenin = Timin A=T A/T= 1 Guanin= Sitozin G=C G/C=1  2)Pürin nükleotid sayısı=Pirimidin nükleotid sayısı (A+G=T+C)  3) 4 ve 6. C da (NH 2 ) grubu içeren bazların toplamı = 4 ve 6. C da (=O) grubu içeren bazların toplamı (A+C=G+T) (NH 2 ) (=O)  4)Dissimetri oranı = A+T/G+C Belirli bir tür için sabit ve karakteristik, türler arası değişim gösterir.

33 33 DNA X- Işını Kırınımı Bulguları  1953’te Watson ve Crick  DNA çift sarmal yapısı

34 34 Watson-Crick DNA Modeli  1)Bazlar sarmal eksenine dik düzlem yapar  2)İki baz düzlemi arası arası =0.34 nm  3)Sarmalın bir tam dönüşü= 10 nükleotid=3.4 nm  4) Her 2 zincir birbirine komplementer A=T G=C

35 35 Hidrojen Bağları

36 36  5) Fosfodiester iskeleti  2 nükleotid birbirine fosfat grubu aracılığı ile 3’, 5’ grubları vasıtasıyla bağlanır.  5’  3’ ne doğru uzar.

37 37 3’, 5’ fosfodiester bağı Fosfoester iskeleti

38 38  6)DNA Sarmalının Stabilitesi 1-Hidrojen bağları 2- Bazlar arası hidrofobik etkileşimler  7) pH= 7’ de fosfat grubları (-) yüklü. Bu nedenle asidik özellik Bu nedenle N.A denir Hidrofilik Hidrofobik

39 39 Denaturasyon, Renaturasyon:  İzole edilmiş DNA çözeltisi Oda sıcaklığında pH 7 de viskoz çözelti  Aşırı pH viskozite ↓ Isı olunca DNA da fiziksel değişim H bağları Hidrofob etkileşimler bozulur ↓ karşıt zincirler kısmen veya tamamen açılır DNA denaturasyonu= DNA erimesi Tersinir olaydır

40 40 Hibrit DNA’ların Oluşumu DNA’lar izole edilir Ayrı ayrı denatüre edilir insan sıçan Karıştırılır 65°C birkaç saat bekletilir İnsan sıçan Hibrid DNA

41 41  İki tür birbirine ne kadar yakınsa -Hibridleşme  -DNA da sarmal yapı oluşturma oran  olur Ör: İnsan –sıçan hibritleşmesi  İnsan – maya hibritleşmesi 

42 42 Hibritleşme deneyleri genetik biyokimyada;  1)Akrabalık derecesinin tayini,  2)DNA-RNA hibridleşmesi → DNA-RNA ilişkisi  3)Genlerin izolasyonu için kullanılır

43 43 Prokaryotik Hücrelerin DNA’ları  Prokaryotik hücre → E.coli (bakteri) 200 misli  DNA  DNA virusu → Lamda faj.(bakteri virusu)  E.coli’de DNA -Tek ve çok büyük molekül -Çift sarmal yapısında, halkasal -4 milyon baz çiftinden m.g. -DNA’ nın uzunluğu, hücrenin uzunluğundan 700 kat  -Süpercoiling ( DNA fonks. için gerekli) -Nükleer zon (=Çekirdeğimsi bölge) -Topoizomeraz(DNA giraz): Supercoiling yapan ya da açan enzimler -Halkasal DNA :plazmid- sitoplazmada

44 44  Nükleer DNA: Bir kaç bin gen  Küçük halkasal DNA: Bir kaç gen  GEN: Tek bir protein veya enzim kodlamak için gerekli DNA parçası (nükleotid dizisi)

45 45 Eukaryotik Hücre DNA’ları  -E.coli’ ye göre : Drosofilia ‘da 25 misli İnsanda 600 misli  DNA -E.coli DNA sı=1.4 mm -İnsan hücre DNA sı = 2m

46 46 KROMOZOM : -nükleoprotein kümeleri -genetik materyal kromozomlara bölünmüş -kromozom organizmanın türüne özgü sayıda -kromozomların DNA içeriği ve hacmi farklıdır

47 47  Her KROMOZOMDA 1) 1 DNA sarmalı 2) Proteinler (histonlar) 3) E.coli DNA’ sının katı kadar nükleotid içerir (E.coli DNA’sı= 4 milyon baz çifti) -Eukoryotik hücre DNA’ları doğrusal yapıda

48 48  GENOM: Bir hücredeki genlerin hepsi İnsan KC hücresi Hücre çapı = 25 μmetre Çekirdek çapı= 5 μmetre 46 kromozom DNA’ların toplam uzunluğu = 2 metre (= μ m)

49 49  KROMATİN -Kromozom materyali -Dağınık, koyu boyanan, ağımsı %60 protein %35 DNA dan oluşur %5 RNA

50 50 NÜKLEOZOMLAR DNA sarmalı Nükleozom çekirdeği 10 nm H 1 histon Ayırıcı DNA

51 51 KROMATİNDE:  DNA + Histonlar = NÜKLEOZOM Histonlar: -Bazik proteinlerdir. -Lizin,arjinin  -MA: Prokaryot hüc.de bulunmazlar.

52 52 NÜKLEOZOM: nm çapında -Her nükleozomda 2’şer tane H 2 A, H 2 B, H 3,H 4 proteinleri bulunur (toplam 8 histon prot.) -DNA sarmalı nükleozomun çevresine 2 kez sarılır -Bir nükleozomda 200 baz çifti bulunur nükleotidlik AYIRICI DNA SARMALI -H1 prot. = Ayırıcı bölgede

53 53 DNA REPLİKASYONU  Watson-Crick Hipotezi ll ll ll - Yeni sentezlenen DNA zincirleri - Ebeveyn DNA’lar kalıp rolü oynar Ebeveyn Yavru sarmallar

54 54 Messelson ve Stahl Deneyi(1957)  1) E.Coli NH 4 Cl, ( 15 N)’li besi yerinde üretiliyor Cecium Cl içinde ultrasantrifüj i)Normal E.coli - 14 N içeren ii) 15 N ‘li besi yerinde üretilen E.coli Hafif DNA( 14 N) Ağır DNA( 15 N)

55 55  2) 15 N içeren E.coli ler 14 N LÜ ortama alınıyor 1 nesil sonra 14 N 15 N Hibrit DNA Orta noktaya çöker

56 56  3) 2 nesil sonra 14 N 15 N Hafif DNA( 14 N) Hibrit DNA ( 14 N 15 N) DNA replikasyonunda ; yavru DNA’ nın bir zinciri ebeveynden diğer zinciri yeni sentezleniyor

57 57 Semikonservatif replikasyon

58 58 Halkasal DNA’ nın Replikasyonu

59 59 Halkasal DNA’nın replikasyonu: - Replikasyon yönünde DNA’nın açılması - Çift yönlü - Origin:Başlangıç noktası nükleotidlik bir bölge, özel bir protein tarafından tanınır

60 60 E.Coli’de DNA replikasyon çatalı oluştuktan sonra ; → 37 C de nükleotid/dakikada ilerler (replike olur) → 1 DNA sarmalı = 10 nükleotidde tam dönüş Bu nedenle ters yönde dönmesi gerekir 4500 devir / dk ters yönde döner ve DNA sarmalı açılır (Bu hız = 70 mil/saat)

61 61 Eukaryotik DNA’ların Replikasyonu  -Birçok origin mevcut  -Çift yönlü  -Hızı prokaryotların 10 da biri kadar Tek origin olsa → 2 ayda replikasyon (Binlerce origin → binlerce replikasyon çatalı Bu nedenle → replikasyon hızlı olur )

62 62 REPLİKASYON Çift yönlü replikasyon sonucu oluşur Kabarcıklar

63 63 DNA POLİMERAZ I ENZİMİ

64 64 Deoksiribonükleozid 5’trifosfat = NTP (dNMP)n + dNTP DNA  (dNMP) n+1 + PPi Uzamış DNA

65 65 DNA POLİMERAZ I ENZİMİ  Substratları : dATP, dTTP, dCTP, dGTP, bir DNA çifti sarmalı  Kofaktörleri : Mg ++ ve Zn ++ iyonları  DNA çift sarmalı = başlangıç ve kalıp Mevcut DNA zinciri kalıp kabul edilir  Buna KOMPLEMENTER= KARŞIT zincir sentezlenir  Sentez (zincirin uzaması) 5’ → 3’ yönünde olur

66 66 Uzayan DNA zinciri Zincire yeni girecek dNTP dGTP

67 67

68 68 REPLİKASYON OLAYI  1)Başlama noktasının tanınması(origin)  2)Ebeveyn sarmalın dönerek açılması  3)Yavru komplementer zincirlerin oluşumu  4)Zincirin uzaması  5)Zincirin sarmal şeklini alması  6)Replikasyonun sonlanması  20 veya  enzim = DNA replikaz sisitemi (REPLİZOM)

69 69  E.coli bakterisinde :  DNA polimeraz I : Hücre içinde en fazla  DNA poimeraz II : İşlevi ?  DNA polimeraz III: DNA sarmalının uzamasından esas sorumlu enzim DNA polimeraz III holoenzim (subuniteleri) M.a ‘da -Zn ++ iyonları mevcut, aktivite için Mg ++ gerekli

70 70 DNA polimeraz I ve III  a)Endonükleaz aktivitesi: 5’ → 3’ ucuna doğru yeni nükleotidler takarak ilerler  b)Her iki enzimde - DNA kalıp zincirine ve buna sarmal olarak sarılmış PRIMER zincire gerek duyar  alt birimi = Ebeveyn DNA ‘daki primer zinciri tanıyarak ona bağlanır  c) Ekzonükleaz aktivitesi Hem 3’ → 5’, hemde 5’ → 3’ yönünde zincirden nükleotid koparma aktivitesidir

71 71 OKAZAKİ PARÇALARI:  -Normalde DNA replikasyonu 5’ → 3’ yönünde  Replikasyonda karşıt zincir oluşturulur  A zinciri : 5’ → 3’ yönünde normal replikasyon  B zinciri : 3’ → 5’ yönünde replike olmaz.Bu nedenle 5’ → 3’ yönünde okazaki parçaları ile replike olur

72 72

73 73 Replikasyondaki enzimler ve işlevleri  1)PRİMAZ Enzimi -Okazaki parçalarınn oluşumu için gerekli -Açılan replikasyon çatalının ucuna birkaç tane ribonükleotid takarak → primer sarmal m.g (öncül) 2)DNA polimeraz III : Primer sarmala → deoksiribonükleotidleri takar, zincir uzar 3)DNA polimeraz I : a) Ekzonükleotidaz aktivitesi ile ribonükleotidleri çıkarır sonra b) Aynı yere : kalıba uyan deoksiribonükleotidleri takar -Okazaki parçaları meydana gelmiş olur

74 74  4)DNA ligaz Okazaki parçalarını birleştirir  5)Helikaz enzimi -DNA sarmalını ters yönde döndürerek, zinciri DÜZLEŞTİREN ve AÇAN enzim -Çatalın hemen önünde bulunur  6)DNA bağlayıcı protein(DBP) -Düzleşip açılan DNA’nın tekrar kapanmasını önler  7)Topoizomerazlar -Sarmal 4500 devir/dak hızla düzelir -Dengeleyici oynak nokta olmasa → bu hızda replikasyon çatalının önündeki kromozom ters yönde dönebilirdi

75 75 Topoizomerazlar  a)Dengeleyici oynak nokta: Helikazın önüne oturur. Helikazla aynı hızda, helikazla kendi arasındaki DNA segmentini 180ºlik dönmelere tabi tutar. DNA düzleşmesine yardımcı olur  b)Superkoling olayı: Topoizomeraz sarmalın düzleştirilmesine yardımcı olur Helikaz sarmalı açar (Prokaryotlarda :Topoizomeraz=DNA giraz) Topoizomeraz Helikaz

76 76

77 77 HİSTONLARIN REPLİKASYONU  Kesikli DNA zincirinin bulunduğu yavru sarmalda yeni histonlar yeni nükleozomları oluştururlar.  Replikasyon çatalında DNA sentez yönü bir zincirde :5’ → 3’, diğer zincirde ise 3’ → 5’ dir.  3’ → 5’ yönünde sentez kesikli zincir şeklindedir.  5’ → 3’ yönünde lider zincir sentezlenir.

78 78 Eski ve yeni histonlar nasıl dağılım gösterir ?  In vitro DNA sentezi yapılıyor  Bir protein sentez inhibitörü olan sikloheksimid ortama ekleniyor (Böylece yeni histon sentezi engelleniyor)  Bu şartlar altında DNA sentezi 15 dk devam ediyor  Yeni sentezlenen DNA’ nın yarısı DNAaz I’le tamamen yıkılıyor  Diğer yarısı ise 200 baz çifti içeren parçalara ayrılıyor.

79 79 Bu deney ve density-labeling çalışmaları şunu düşündürmüştür;  Ebeveynden gelen histonlar yeni DNA sarmallarından sadece birisinde bulunur  Diğer yavru sarmalda ise önce histon yoktur ve çıplaktır  E/M da da replikasyon çatalında bir tarafta histonlar bulunurken diğer tarafta bulunmadığı görülüyor  Özellikle replikasyon esnasında ebeveynden gelen histonlar konservatif olarak ayrılı (veya tek bir yavru DNA sarmalında toplanır)

80 80 Özetle;  Replikasyon esnasında ebeveynden gelen histonlar konservatif olarak ayrılır (veya tek bir yavru DNA sarmalında toplanır)

81 81 Bu bulgular;  Histonların replikasyon esnasında DNA’ dan ayrışmadığını gösterir  Gerçekte, eski histonlar lider zincirin olduğu yavru sarmalda durur  Buna karşın yeni sentezlenen histonlar kesikli DNA zincirinin olduğu yavru DNA sarmalında toplanır

82 82 Bu farkın bir olası nedeni şu olabilir :  Histonlar, tek sarmallı DNA’ya kıyasla, çift sarmallı DNA’ya çok daha kuvvetle bağlanırlar  Eski histonlar olasılıkla kesikli sarmalı bırakırlar  Çünkü bunda okazaki parçalarının birleşmesinden önce tek sarmallı bölgeler vardır.  Bu nedenle öbür zincire geçerler.

83 83 TRANSKRİPSİYON  DNA’ daki baz dizilişi= genetik bilgi içerir  Bazların özel dizilişi= genetik şifre DNA nın ufak bir kısmının açılması (=gen= Bir protein kodlayacak baz dizesi) Transkripsiyon RNA sentezi Translasyon Protein sentezi

84 84 TRANSKRİPSİYON → -DNA’ daki baz dizilişine göre genetik şifrenin RNA’ya aktarılması -Komplementer olay

85 85 RNA’lar  1)Habercil (messenger RNA= mRNA) DNA Ribozomlara gider Transkripsiyon  2)Taşıyıcı RNA(transfer RNA= tRNA) Her aa’e özgü bir tRNA vardır  3)Ribozomal RNA (rRNA) Hepsi nükleusta DNA’dan transkripsiyonla sentezlenirler

86 86 mRNA  Uzunluğu değişik, tek zincir halinde molekül  MONOGENİK (MONOSİSTRONİK): Tek genin bilgisini  POLİGENİK (POLİSİSTRONİK): Çok genin bilgisini taşıyorsa denir -Prokaryotlardaki mRNA’lar poligenik -Eukaryotlardaki mRNA’lar monogenik mRNA mol. uzunluğu kodladığı polipeptid zincirinin uzunluğu ile sınırlı. 3 baz → 1 aa kodlar Bu nedenle 100 aalik bir polipeptid zinciri için en az 300 bazlık RNA gereklidir

87 87  Prokaryot mRNA ları gen.la kodladıkları polipeptid zinciri için gerekenden daha uzun → 5’ ucunda :LİDER bölge ( baz) polipeptid kodlamaz  Poligenik mRNA’larda, INTERGENİK BÖLGE polipeptid kodlamaz Protein kodlamaz Protein kodlar -Bir metabolik yol enzimleri için poligenik mRNA kullanılır Lider bölge Gen I İntergenik bölge Gen II 5’ 3’

88 88 mRNA Sentezi:  DNA’ya bağımlı RNA polimeraz enzimi -DNA ‘nın bir zincirini kalıp gibi kullanır -Buna komplementer RNA zinciri oluşturur -Aktif merkezinde Zn ++ -Mg ++ ‘a gerek duyar -Substratları: ATP, GTP, UTP, CTP -5’ → 3’ yönünde zincir uzaması -3’ ucuna ribonükleotid birimlerini takar

89 89 RNA polimeraz reaksiyonu: n(NMP) n + NTP  (NMP) n+1 + PPi Ribonükleosid uzamış RNA ( ve  5’ trifosfat fosfat grubları) ( fosfat grupları)

90 90  DNA kalıp görevi görür DNA’da : A T G C (deoksiribonükleotid) RNA’da : U A C G (ribonükleotidler) - Primer zincire gerek yok, ama ÖZGÜL BİR BAŞLAMA noktası gerekli -RNA polimeraz bu noktaya oturduktan sonra → TRANSKRİPSİYON başlar

91 91 TRANSKRİPSİYON’un Safhaları  RNA polimerazın → 1- Başlama noktasına oturması 2- Birkaç fosfodiester bağı yapması 3- Sigma birimi (enzimin bir alt birimi, holoenzimden ayrılması 4- Zincirin uzaması 5- Genin transkripsiyonunun bitme sinyali= DNA kalıbı üzerindeki DURMA DİZİSİ 6- RNA ve RNA polimerazın DNA’dan ayrılması. (Rho) P proteini

92 92 RNA polimeraz : Prokaryotlarda: -M:A Kompleks, holoenzim -5 polipeptid subuniti var (2, , ’, ) -mRNA, tRNA; rRNA sentezler Eukaryotik hücrelerde: RNA polimeraz I : Nukleolusta lokalize rRNA sentezler RNA polimeraz II : Kromatin içinde lokalize mRNA sentezler RNA polimeraz III :Kromatin içinde lokalize tRNA ve 5s’lik rRNA sentezler

93 93

94 94 Transkripsiyonun İnhibisyonu  Aktinomisin D: Prokaryot ve eukaryotlarda ; DNA sarmalında G-C arasına oturur, transkripsiyonu kitler ve zincir uzayamaz  Akridin D: Aktinomisin D gibi aktivite  Rifampicin D: Prokaryotlarda RNA polimerazın bir alt birimine bağlanarak enzimi bloke eder

95 95 Posttranskripsiyonel İşlem  Enzimatik olarak RNA’ya bazı grubların takılması ve çıkarılması → RNA’nın AKTİFLEŞMESİ  DNA RNA zinciri AKTİF RNA transkrip. Posttranskripsiyonel işlem

96 96 Heterojen nükleer RNA =hnRNA Eukaryotik hücrelerde önce nükleer RNA’lar sentezlenir Heterojen nükleer RNA mRNA + sRNA(small RNA)

97 97 Eukaryotik mRNA’ların, Prokaryotik mRNA’lardan Farkları:  1) Eukaryotik mRNA’lar :MONOGENİK  2) Eukaryotik mRNA 3’ ucunda POLİ-A KUYRUĞU ( tane –A-A-A-) (Poliadenilat polimeraz, substrat ATP)  3) Eukaryotik mRNA 5’ ucunda → 7-METİL GUANOSİN şapkası Şapka → Translasyonu başlatmak üzere ribozoma bağlanmada yardımcı Şapka ve kuyruk → mRNA’ yı enzimatik yıkımdan korur

98 98

99 99 Reverse Transkriptaz (Ters transkripsiyon yapıcı) ve Kanser Oluşumu Viral RNA Komplementer Reverse DNA (cDNA) transkriptaz Kuşlarda Rous sarkomu etkeni :RNA virusu Bunda ; RNA’ ya bağımlı DNA polimeraz (reverse transkriptaz)

100 100

101 101 Hormon Üretimi  Reverse transkriptaz sentetik gen sentezi E.coli’ye verilir Plazmid oluşturma (cDNA) Hızla çoğalır Translasyon Sonuçta istenen protein,Ör:İNSULİN

102 102 TRANSLASYON  Replikasyon DNA Transkripsiyon Reverse Transkripsiyon (R.Transkriptaz) RNA Translasyon PROTEİN

103 103 PROTEİN SENTEZİ (Translasyon)  a) Protein sentezi çok karmaşık bir olaydır Eukaryotik hücrelerde : 70 tane ribozomal protein 20 tane protein: aa aktivasyonu için 12 tane protein: translasyonda enzim 100 tane protein: posttranslasyonel işlemlerde 100 tane rRNA, mRNA, tRNA -Yaklaşık 300 tane makromolekül → 1 polipeptid zincirinin sentezi için gerekir  b) Protein sentezi çok hızlı gerçekleşir. 100 aa’lik polipeptid  5 sn’de  c) Hücre içi protein sentezi çok sıkı kontroldedir.Gerektiği kadar protein sentezlenir

104 104 Translasyonu Evreleri 1- AA’lerin aktivasyonu 2- Polipeptid zincirinin başlaması 3- Uzama 4- Sonlanma ve ribozomdan ayrılma 5- Kıvrılma ve işlenme

105 105 I.evre :AA’lerin aktivasyonu aa + tRNA + ATP aminoasil-tRNA +AMP + PPi a.asil-tRNA sentetaz Tersinmez reak.  Gº’ = -7.0 kcal/mol Mg 2+

106 106 Ör: isolösil-tRNA sentetaz =E a) isolösin + ATP + E  E-İsölösil-AMP + PPi a) E-[isolosil- AMP] +tRNA ile → İsolosil-tRNA ile + E + AMP  Gº’ = -7 kcal/mol

107 107

108 108 T=ribotimidin  =Pseudoüridin DHU=Dihidrouridin tRNA

109 109 Polipeptid zincirinin başlaması

110 110 II.evre:  Polipeptid zincirinin başlaması 1) RİBOZOMLAR:

111 tane polipeptid 34 tane polipeptid Prokaryot Eukaryot

112 112 2) Başlangıç amino asiti  Prokaryotlarda: Peptid zincirinin aminoterminalinde : N-FORMİL METHİONİN bulunur H COO - ı l H-C-N-C-H ll l O CH 2 l N-formil CH 2 l grubu S l CH 3

113 113 Bu aa 2 reaksiyonla oluşur ATP AMP + PP a) Methionin + tRNA fmet  methionil- tRNA fmet Mg ++ Methionil –tRNA sentetaz b)Formil grubunun methionil’in amino grubuna transferi N 10 - Formil tetrahidrofolat + Met-tRNA fmet tetrahidrofolat +fmet-tRNA fmet N 10 - FH4 transformilaz -Transformilaz serbest methionine formil bağlayamaz.Özgül substratı Met-tRNA fmet tRNA met :Peptid zinciri içindeki methionine özgü tRNA fmet :Başlangıçtaki formillenmiş methionine özgü.Bu tRNA sadece formil grubu alabilir

114 114 EUKARYOTLARDA: -Ekstramitokondrial ribozomlarda, methioninle sentez başlar. t-RNA met -Mitokondri ve kloroplastlardaki ribozomlarda, N-formil Met-tRNA fmet ile başlar *Mitokondrilerin bakteriden oluşumu; simbiotik yaşam teorisini destekler

115 115 B)Polipeptid sentezinin Başlaması  Prokaryotlarda gerekli yapılar; 1) 30 S subuniti (16 s rRNA içerir) 2) Sentezlenilecek polipeptidi kodlayacak mRNA 3) Başlangıç aa-tRNA=N-formil methionil-tRNA fmet 4) Başlama faktörleri BF-1 (IF-1) BF-2 (IF-2) BF-3 (IF-3) 5) GTP

116 116  Başlama kopmleksinin oluşumu 3 safhada gerçekleşir.

117 117 1.safha  30 s ribozom üniti + BF-3 → Bağlanır (30 s ve 50 s‘ın birleşmeleri engellenir)  mRNA + 30 s subünitine → Bağlanır Başlangıç sinyali Başlangıç kodunu 30 s deki 16 s rRNA N-fmet-tRNA fmet deki UAC ile karşıttır İle koplementer baz oluşturur 6-8 tane A ve G A U G 5’ 3’

118 118 İşte başlangıç sinyali sayesinde; a) mRNA 30 s’te doğru yere oturur b) Başlangıçtaki AUG kodonu= N fmet tRNA fmet Zincir içindeki AUG kodonu= met-tRNA met bağlar

119 safha 30 s subüniti GTP-BF-2 BF-3 + mRNA Nfmet-tRNA fmet BÜYÜK BAŞLANGIÇ KOMPLEKSi

120 120 3.safha

121 mRNA ‘da AUG kodonu fmet-tRNA fmet ’de UAC’nin anti kodonu 2- Ribozomal P noktası başlangıç aasil-tRNA doğru yere oturmasını sağlar

122 122 Ribozomlarda aminoasil-tRNA’ları bağlamak için 2 bölge vardır  A Bölgesi : Aminoasil kısmı  P Bölgesi : Peptidil kısmı - Bu bölgeler 50 s ve 30 s subunitelerinin spesifik kısımlarından m.g -P bölgesine sadece başlangıç fmet- tRNA fmet bağlanırken A bölgesine ise diğer yeni gelen aminoasil-tRNA’ lar bağlanır

123 123

124 124 İkinci kodon

125 125 III. Evre:Uzama Gerekli yapılar  1-Başlangıç kompleksi : 70 s ribozom mRNA fmet-tRNA fmet  2- Bağlanılacak bir sonraki aminoasil-tRNA (mRNA’ da AUG’den sonraki kodona uyan antikodonlu aasil-tRNA)

126 126  3- Uzama Faktörleri Tu Ts G  4- GTP

127 127 Uzamanın Safhaları 1. safha Bir sonraki aasil-tRNA + Tu- GTP → aasil-tRNA –Tu-GTP aasil-tRNA-Tu-GTP Tu-GDP+Pi + Yeni aasil-tRNA 70 s 70s başlangıç kompleksi (kompleks)

128 128 Rejenerasyon Reaksiyonu Tu-GDP Tu-GTP GTP GDP Ts

129 129 Bir sonraki kodon

130 Safha:  P ve A bölgelerinde oturan aa’ler arasında peptid bağı m.g  50 s subunitindeki; peptidil transferaz enzimi

131 safha: TRANSLOKASYON Ribozomun mRNA üzerinde 3’ ucuna doğru bir kodon kaymasıdır Böylece → A bölgesindeki dipeptidil-tRNA  P bölgesine P bölgesindeki- boş tRNA → sitoplazmaya

132 132 Translokasyonda  1)G= Translokaz (uzama faktörü)  2) GTP GDP + Pi (enerji) gerekir

133 133 A kısmı bir sonraki Aasil t-RNA için hazır Dipeptidil t-RNA 2 Translokasyon kademesi

134 134 IV-Sonlanma ve Ribozomdan Salınma  mRNA’daki şifreye göre son aa takıldıktan sonra SONLANMA KODONLARI; UAA, UAG, UGA ‘dır. Bunlar hiçbir aa kodlamaz  Bu kodonlara gelinince 3 tane SONLANMA veya SALINIM FAKTÖRÜ işe karışır R 1, R 2, S → Sonlanma proteinleridir

135 135 SONLANMA veya SALINIM FAKTÖR’lerinin işlevleri : 1- Polipeptid zincirini son tRNA’dan ayırma ve polipeptid zincirini sitoplazmaya salma 2- P kısmında boş kalan tRNA’ yı → sitoplazmaya s ribozomu 30s + 50 s’li subunitelere ayırma (Böylece yeni bir polipeptid zinciri sentezlenebilir)

136 136 mRNA Başlama sinyali Başlama kodonu Sonlanma kodonları Aa kodlayan kodonlar

137 137 V.Kıvrılma ve İşlenme  Posttranslasyonel Modifikasyonlar -Polipeptid zincirinin biolojik aktif hale gelmesi için geçirdiği değişimler;  Sekonder, tersiyer, kuarterner yapıların oluşumu  Bazı grupların takılması  Bazı grupların çıkarılması

138 138 PROTEİN SENTEZİNİN DÜZENLENMESİ 1- Transkripsiyonel Kontrol → Bakterilerde 2-Translasyonel Kontrol → Eukaryotlarda (karmaşık, ?)

139 139 TRANSKRİPSİYONEL KONTROL Bir hücredeki enzimler; A) YAPISAL enzimler: Her hücrenin tipine göre sabit miktarda B) UYARILABİLİR enzimler: Yapımı şartlara göre  veya  (uyarılabilen- baskılanabilen enzimler)

140 140 A) BASKILANABİLEN enzim E.coli → tek N kaynağı NH 4 + tuzları → tüm aa’leri sentezler *Ortama histidin ilavesiyle, histidin sentezleyen enzimler baskılanır (son ürün inhibisyonu)

141 141 B)UYARILABİLEN enzim  Normalde mikterı az, ama bazı şartlarda yapım miktarı artan enzimler Ör : -Galaktozidaz Laktoz → D-Glukoz + D-Galaktoz E.coli’de - -Galaktozidaz normalde 5-6 tane. - Ortamda glukoz varsa bu enzim hiç kullanılmaz - Tek C kaynağı laktozlu besi yerinde -1-2 dk’da 1000 tane  - Galaktozidaz sentezi

142 142 OPERON: Birbiriyle fonksiyonel olarak ilişkili ve şartlara göre açılıp, kapatılabilen genler grubudur

143 143 LAC OPERONU Yapısal genler : z → -Galaktozidaz y → permeaz a → A proteini Düzenleyici gen : i → represör protein Kontrol genleri : p → promoter 0 → operator İndükleyici : allolaktose (Laktozun izomeri)

144 144 DNA’ da Lak operon’unun genetik yapısı


"NÜKLEİK ASİTLER Prof.Dr.H.Asuman TOKULLUGİL. 2 1.RNA: Ribonükleik asitler 2.DNA: Deoksiribonükleik asitler Genetik bilginin depolanmasında → DNA Genetik." indir ppt

Benzer bir sunumlar


Google Reklamları