0-533-5158159, zdalkilic@adu.edu.tr Zeynel DALKILIÇ 08.04.2017 BB203 MOLEKÜLER BİYOLOJİ 2 teorik Salı 13:30-15:15 Doç. Dr. Zeynel DALKILIÇ 0-533-5158159, zdalkilic@adu.edu.tr http://web.adu.edu.tr/user/zdalkilic 08.04.2017 BB203 Zeynel DALKILIÇ BB408

Kaynaklar-1 Kean, Sam. 2014. Bitmeyen Keşif: DNA. Kolektif Kitap Yayın No:40, İstanbul, 382 s. Brockman, Max. 2014. Gelecekte Bilim: Bilimde Son Gelişmeler. Alfa Basım, İstanbul, 228 s. Gibson, Greg. 2014. Son Sözü Genom Söyler. Tür.İş Bank. Kül. Yay. No:29619, İstanbul, 222 s. Karaçay, Bahri. 2010. Yaşamın Sırrı DNA. TÜBİTAK Pop. Bil. Kitap. No: 333, Ankara, 357 s. Gerard, Robert. 2007. DNA’nızı Değiştirin, Yaşamınızı Değiştirin. Koşulsuz Sevgi Yay. No:3, İzmir, 162 s. Yıldırım ve ark. 2007. Moleküler Biyoloji. Nobel Yayın No:1170, Ankara, 613 s. Dawkins, Richard. 2001. Gen Bencildir. TÜBİTAK Pop. Bil. Kitap. No: 19, Ankara, 329 s. Hamer, Dean ve Copeland, Peter. 2000. Genlerimizle Yaşamak. Evrim Yay. No:66, İstanbul, 364 s. Cairns-Smith, A.G. 2000. Yaşamın Kökenine Dair Yedi İpucu. Gündüz Basım Yay. Dağ., İstanbul, 176 s. 08.04.2017 BB203 Zeynel DALKILIÇ

Kaynaklar-2 Dawkins, Richard. 1998. Kör Saatçi. TÜBİTAK Pop. Bil. Kitap. No: 166, Ankara, 418 s. Ridley, Matt. 2009. Gen Çeviktir. Boğaziçi Üniv. Yay., İstanbul, 341 s. Shreeve, James. 2007. Gen Savaşları. Doğan Kitap, İstanbul, 382 s. Venter, Craig. 2008. Şifresi Çözülmüş Bir Yaşam: Benim Genomum: Benim Yaşamım. ODTÜ Yay., Ankara, 389 s. Meinesz, Alexandre. Yaşam Nasıl başladı: Evrimin Üç Kökeni. ODTÜ Yay., Ankara, 314 s. Scott, Eugenie. 2012. Evrim mi Yaratılışçılık mı? Evrensel Basım Yayım No:500, İstanbul, 464 s. 08.04.2017 BB203 Zeynel DALKILIÇ

Kaynak YILDIRIM Ahmet, Fevzi BARDAKÇI, Mehmet KARATAŞ, Bahattin TANYOLAÇ. 2007. Moleküler Biyoloji. Nobel Yayın No:1170, Nobel Bilim ve Araştırma Merkezi Yayın No:2, Fen ve Biyoloji Yayınları Dizisi:39, Ankara, 613s. 08.04.2017 BB203 Zeynel DALKILIÇ

Maurice Wilkins Rosalind Franklin 1953 King’s College, England 1920-1958 http://1.bp.blogspot.com/_doCPky6vyI0/SxQrr98fJCI/AAAAAAAAAI A/9LvKNWBrUyk/s1600/franklin-typebphoto.jpg - Foto No: 51, 1953 1916-2004 08.04.2017 BB203 Zeynel DALKILIÇ

James Watson Francis Crick 1953 Cambridge University, England 1928- 1916-2004 08.04.2017 BB203 Zeynel DALKILIÇ

DNA_nın Babası James D. Watson Kampüste-BogaziciUniv18Nisan2011 08.04.2017 BB203 Zeynel DALKILIÇ

Prof. Dr. Gökhan S. HOTAMIŞLIGİL (24.06.1962- ) ghotamis@hsph.harvard.edu h-index=76 Harvard School of Public Health J.S. Simmons Professor of Genetics and Metabolism Chair, Department of Genetics and Complex Diseases Department of Nutrition Lipokin: diyabet ve karaciğer yağlanması gibi hastalıkları durdurabilecek hormonu keşfetti. 08.04.2017 BB203 Zeynel DALKILIÇ

Prof. Dr. M. Gazi YAŞARGİL (06.06.1925- ) Emekli, Yeditepe Üniversitesi Tıp Fakültesi Beyin Cerrahisi Bölümü, h-index=42 Beyin ameliyatlarına mikroskobu sokmuş, anevrizmaya (damarda baloncuk oluşumu) karşı ilk müdahale tekniğini geliştiren isim olarak tıp tarihine geçmiştir. 08.04.2017 BB203 Zeynel DALKILIÇ

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 08.04.2017 BB203 Zeynel DALKILIÇ

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 08.04.2017 BB203 Zeynel DALKILIÇ

Interconnection between the Circadian Clock and DNA Excision Repair (http://www.med.unc.edu/biochem/asancar) Nocturnal : gececi (fare, baykuş, yarasa) Diurnal : gündüzcü (insan) 08.04.2017 BB203 Zeynel DALKILIÇ

Bitkilerinin Sınıflandırılması Carl von Linné (Carl Linnaeus) Bitkilerin sınıflandırılmasında kullanılan en yaygın sistem, sistematik bilimcisi tarafından geliştirilmiş olan botanik sınıflandırmadır. (23.05.1707 – 10.01.1778) 08.04.2017 BB203 Zeynel DALKILIÇ

Vücudumuzda Barınan Bakteriler Siz mikropsunuz!☻ Vücudumuzda Barınan Bakteriler 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 08.04.2017 BB203 Zeynel DALKILIÇ

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 08.04.2017 BB203 Zeynel DALKILIÇ

BÖLÜM 1 BİYOMOLEKÜLLER VE HÜCRE Element: C, O, H, N, Na, K, Ca, Mg, P, S, Cl Atom  Molekül  Moleküler yapı blokları  Hücre 08.04.2017 BB203 Zeynel DALKILIÇ

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 > 10-100 kez k.olmayan (Şekil 1.1) 08.04.2017 BB203 Zeynel DALKILIÇ

1.1.1.1. Güçlü (Kovalent) Bağlar 08.04.2017 BB203 Zeynel DALKILIÇ

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. 08.04.2017 BB203 Zeynel DALKILIÇ

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) 08.04.2017 BB203 Zeynel DALKILIÇ

Yaşam nedir? 08.04.2017 BB203 Zeynel DALKILIÇ

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. 08.04.2017 BB203 Zeynel DALKILIÇ

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) 08.04.2017 BB203 Zeynel DALKILIÇ

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 08.04.2017 BB203 Zeynel DALKILIÇ

08.04.2017 BB203 Zeynel DALKILIÇ

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. 08.04.2017 BB203 Zeynel DALKILIÇ

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. 08.04.2017 BB203 Zeynel DALKILIÇ

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. 08.04.2017 BB203 Zeynel DALKILIÇ

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. 08.04.2017 BB203 Zeynel DALKILIÇ

Mono, di, tri, tetra, penta, hekza, hepta, okta, nona, deca: Çözünmek: Erimek: Buharlaşmak: Kaynamak: Mono, di, tri, tetra, penta, hekza, hepta, okta, nona, deca: 08.04.2017 BB203 Zeynel DALKILIÇ

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 08.04.2017 BB203 Zeynel DALKILIÇ

08.04.2017 BB203 Zeynel DALKILIÇ

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. 08.04.2017 BB203 Zeynel DALKILIÇ

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. 08.04.2017 BB203 Zeynel DALKILIÇ

Tekrarlanan Kimyasal Gruplar Metil –CH3- Hidroksil –OH- Karboksil –COOH Karbonil –C=O Fosfat –PO3-2 Amino –NH2 08.04.2017 BB203 Zeynel DALKILIÇ

Seçici ve Geriye Dönüşlü Bağlar Moleküller arası tanıma reaksiyonları ile gerçekleşir. Enzimin katalitik yeri yalnız kendi bileşeceği (substrat) için seçici olduğundan reaksiyon da seçicidir. Metabolitler proteinlere seçici bağlanarak zarlardan pasif veya aktif yolla geçerler. Hormonlar sadece kendi almacı (anten, receptor) ile birleşerek özel etkiler oluşturur. 08.04.2017 BB203 Zeynel DALKILIÇ

Antikora (bitkide) sadece özel bağlanma yerine sahip olan antijen (microorganizmadan) bağlanır. 08.04.2017 BB203 Zeynel DALKILIÇ

Kan Hücreleri Erytrocyte: kırmızı Leucocyte: beyaz Lymphocyte: lenf, beyaz Lymphocytes: Doğal öldürücü hücreler (NK, natural killer cells), T cells B cells 08.04.2017 BB203 Zeynel DALKILIÇ

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 http://en.wikipedia.org/wiki/Red_blood_cell 08.04.2017 BB203 Zeynel DALKILIÇ

1.1.3. Biyomoleküllerin Sınıflandırılması Su İnorganik iyonlar Organik moleküller: - Küçük - Büyük 08.04.2017 BB203 Zeynel DALKILIÇ

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 08.04.2017 BB203 Zeynel DALKILIÇ

08.04.2017 BB203 Zeynel DALKILIÇ

1.1.3.1. 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 08.04.2017 BB203 Zeynel DALKILIÇ

08.04.2017 BB203 Zeynel DALKILIÇ

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 08.04.2017 BB203 Zeynel DALKILIÇ

08.04.2017 TM221 Zeynel DALKILIÇ

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. 08.04.2017 BB203 Zeynel DALKILIÇ

08.04.2017 TM221 Zeynel DALKILIÇ

Fosfat Grupları AMP, GMP, TMP, CMP: -monofosfat ADP, GDP, TDP, CDP : -difosfat ATP, GTP, TTP, CTP : -trifosfat 08.04.2017 BB203 Zeynel DALKILIÇ

08.04.2017 BB203 Zeynel DALKILIÇ

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 08.04.2017 BB203 Zeynel DALKILIÇ

Arasınav 11.11.2014 Salı 13:30 C1-102 ADÜ ZF 08.04.2017 TM221 Zeynel DALKILIÇ