ÖKARYOTLARDA GENETİK MATERYALİN YAPISI VE ORGANİZASYONU

İnsan genomu ≈ 3 x 109 bp (n) İnsan diploidtir (2n) her çekirdek 6 x 109 bp yada ≈ 2 m DNA içerir Çekirdeğin çapı ise 5-10 mm Bu kadar uzunlukta bir yapı çekirdeğe nasıl sığar??? ÇEŞİTLİ PROTEİNLER YARDIMIYLA PAKETLENEREK VE KIVRILARAK…

Ökaryot hücrelerde kromozomal DNA’ların oluşumu Histon adı verilen 5 farklı protein seti ile ilişkilidir. 2’şer tane H2A, H2B, H3, H4 proteinleri 150-180 bazlık DNA ile sarılarak nükleozomları oluştururlar (histon octamerleri) . Linker DNA (10-80 baz) iki nükleozom arasındadır, H1 ile bağlanır.

30 nm kromatin iplikleri (solenoid) 2nm çapındaki DNA 11 nm çapında nükleozom 30 nm kromatin iplikleri (solenoid) Mitotik kromozmda çok sayıda solenoid 300 nm çapında kromatin iplikleri Kromatinler metafaz kromzomundaki kromozom kolları olan kromatidleri oluşturmak üzere kıvrılır700 nm çapında kromatit kardeş kromatitler 1400 nm uzunluğunda kromozom

DNA Paketlenmesi T G A Histone C octomer Histone proteins 2 nm A T T A G C C G TA T A G C C G G C T A A T DNA Paketlenmesi Histone proteins Histone octomer 2 nm B DNA Helix

DNA Paketlenmesi T G A Histone C G C octomer Histone proteins 2 nm TA G C T A C G A T A T 2 nm C G B DNA Helix G C T A

DNA Paketlenmesi T G A 11 nm Histone C G C octomer Histone proteins TA G C T A C G Nucleosome A T A T 2 nm C G B DNA Helix G C T A

DNA Paketlenmesi Histone H1 A T T A G C C G C G G C T A A T

Histone H1 A T T A G C C G C G G C T A A T

DNA Paketlenmesi “Beads on a string” 11 nm 30 nm Looped Domains 200 nm A T T A G C C G C G G C T A A T 30 nm Solenoid Looped Domains 200 nm Tight helical fiber Protein scaffold

DNA Paketlenmesi 11 nm 30 nm 200 nm 2 nm 700 nm Metaphase Chromosome Looped Domains Nucleosomes B DNA Helix Tight helical fiber 700 nm G C A T Metaphase Chromosome Protein scaffold

DNA’NIN YAPISI

1800’lü yılların ortalarında Mendel’in çalışmaları: “karakterlerin aktarıldığı birim faktörler var ve tesadüfi olarak yavrulara geçiyorlar” 1940’lara kadar kalıtım materyalinin protein veya amino asitler düşünülüyor: “DNA’da sadece 4 nükleotid var ama amino asitler 20 çeşit ve çok sayıda protein var!!!”

Griffith’in deneyi: Transformasyon prensibi (1928) Bir kalıtım materyali var!!! Streptococcus pneumonia

Avery, MacLeod ve McCarty deneyi: (1944) Kalıtım materyali DNA!!! 1. kanıt

Hershey ve Chase deneyi (1952) : 32S izotopu ile işaretli protein Kalıtım materyali DNA!!! 2. kanıt 32P izotopu ile işaretli DNA

Diğer kanıtlar: Somatik hücreler gametlere oranla iki kat fazla DNA içerirler. 2nn Mutasyon oluşturma deneyleri:En fazla mutasyon oluşturan dalga boyu (260nm) en fazla DNA tarafından absorbe edilir (protein 280).

Bir organizmadaki tüm hücreler aynı tip DNA içerirlerken, DNA’daki baz oranları tür içinde hemen hemen aynıdır ve bu oran (Chargaff kuralı;  A = T, C =G ve A + G = T + C) türler arasında farklılık gösterir.

DNA her hücre bölünmesi sırasında kopyalanır ve bu yarı korunumludur (semiconservative) (Meselson ve Stahl deneyi).

Genetik materyal her zaman DNA’mı? RNA içeren viruslar Retroviruslar…

Azotlu bazlar (nükleobazlar) DNA’nın yapısı Azotlu bazlar (nükleobazlar)

Nükleozit beş karbonlu bir şeker ve bir azotlu organik bazdan oluşur. 

Nükleotit, bir fosfat grubu, beş karbonlu bir şeker (deoksiriboz) ve bir azotlu organik bazdan oluşur. Nukleotitler, nukleozitlerin fosfat esterleridir (nükleozit monofosfat).

Bir nükleotidin  5' ucunda bulunan fosfat grubuna başka bir nükleotidin 3' hidroksil grubu bağlanırsa  fosfodiester bağı oluşur. DNA’nın sentez yönü bu yüzden 5’ 3'

Adenin — adenozin — adenozin monofosfat AMP Adenozin

Urasil — Uridin —Uridin mono fosfat DUMPS hastalığı– Holştaynlarda!!! Üridin UMP

DNA: Karşılıklı iki polinükleotit zincirinden oluşur ve Deoksiribonükleik asit’in kısaltmasıdır. Fosfodiester bağları Hidrojen bağları Polinükleotit zincir

James Watson, Francis Crick, Maurice Wilkins Rosalind Franklin X-ray DNA kristalografisi … birbirleri üzerinde dönerek ikili sarmal oluşturan iplikçikler…

Watson-Crick modeli=B-DNA anti-parallel Sağ el dönüş yönünde Düzlemsel ve eksene dik Tam bir dönüş 3,4nm Her dönüşte 10 baz Çap 2 nm Majör ve minör oluklar

DNA'nın Değişik Formları 1 nm Major groove Minor A T T A G C C G G C T A 0.34 nm 3.4 nm B DNA C G G C G C G C G C C G 0.57 nm 6.8 nm 0.9 nm Z DNA 0.26 nm 2.8 nm Minor groove Major C G A T T A G C C G T A A T G C T A G C 1.2 nm A DNA +34.6o Rotasyon/Bp 10.4 Bp/dönüş +34.7o Rotasyon/Bp 11 Bp/dönüş -30.0o Rotasyon/Bp 12 Bp/dönüş

A-DNA, daha kısa, sıkı. normal fizyolojik koşullarda nadiren bulunur, genellikle dehidrasyon durumunda. Çap23 A⁰ ve bir dönüşte 9 baz. C, D , E ve P-DNA’lar da sağ el kıvrımlı formlar. D ve E DNA’da Guanin yok. P yapay uzatılmış DNA. Z-DNA, sol el kıvrımlı, zikzak konfigürasyonlu. geçiş formu. Tuzlu ortamlarda. viral hastalıklara dirençle ilişkilendirilmiş.

5’den 3’ye doğru

RNA’nın yapısı Riboz şeker (C2 pozisyonunda hidroksil grubu) içerir. Ribonükleik asit

RNA tipleri ,, mRNA tRNA rRNA

Small nuclear RNA (snRNA) Small Nucleolar RNA molecule (snoRNA) Micro RNA (miRNA) Small interfering RNA (siRNA) RNA is a component of telomerase Antisense RNA tmRNA Catalytic RNA

Kodon –Tek bir amino asidi belirleyen ya da bilgisini kodlayan ve mRNA üzerindeki nükleotid üçlüsü. Amino asit – Protein oluşturmak üzere birbirlerine bağlanan protein yapıtaşlarından her biri.

Evrensel Dejenere *Genetik kod*

SANTRAL DOGMA Hücredeki bilgi aktarım reaksiyonlarının tamamına santral dogma denir.

Replikasyon DNA → DNA

DNA → RNA Transkripsiyon DNA → RNA

Translasyon RNA → PROTEİN