DNA ve Kromozom

DNA yapı baz, 5 carbonlu şeker ve fosfat Baz çifti = merdiven basamak kenar = şeker-fosfat backbone Double Helix Anti-Parallel

DNA’nın genetik materyal olduğunu gösteren deney

DNA Genetik bilgi DNAdaki linear sekanslarda taşınır Genetic bilgi protein sentezi için gerekli bilgiyi taşır DNA; double helix (anti paralel) (complimentary strands) Hidrojen bağ A-T (2 bağ) ve G-C (3 bağ) DNA duplikasyonu: tek DNA zinciri (strand) DNA Okaryotta nukleus içinde

Nucleotides: Guanine (G), Adenine (A), Cytosine (C), Thymine (T). 1953 Watson ve Crick model Nucleotides: Guanine (G), Adenine (A), Cytosine (C), Thymine (T). Polarized strand, 5’->3’ Base inside, sugar outside

DNA and its Building Antiparallel strands

A always pairs with T, and G with C, DNA Pairs A always pairs with T, and G with C, A-T two hydrogen bonds, G-C three hydrogen bonds

10.4 tek dönüşteki nukleotid; 3.4 nm nukleotidler arasında DNA Double Helix 10.4 tek dönüşteki nukleotid; 3.4 nm nukleotidler arasında

DNA’dan Proteine Genom?? İnsan hücresinde DNA uzunluğu yaklaşık 2 metre ve yaklaşık 30000 protein (gen)

Genetik bilgiyi yavru hücrelere taşımak için DNA Duplikasyonu

Cell Nucleus Nuclear pores görev ?? Nuclear lamina görev??

Kromozomal DNA ve Paketlenme gene (protein production) RNA sentezi Intron ve Exon Kromozom: tek uzun linear (cok sayıda gen) Insan genom:2.9x109 DNA nucleotide pairs, with 22 different autosomes and 2 sex chromosomes Kromozom: telomer, sentromer Histon???: protein core for DNA wrapping Nucleosom: DNA+protein

Kromozom Boyutu Hücre bölünmesinin farklı fazlarında Kromozom boyutu farklılık gösterir Interfaz: Kromozom (kromatin) uzun & ince Profaz: uzunluk azalır ve kalınlık artar Metafaz: mikroskopta kromozomun en güzel göründüğü faz (kromozom ölçümleri genelde bu fazda yapılır) Anafaz/Telefaz: kromozom çok kısa

Kromozom Yapısı Kardeş Kromatid Sentromer Duplike olmuş Ökaryotik kromozomda birbirine bağlanmış zincirlerden herbiri Sentromer Kromoozmda, kardeş kromatidlerin birbirlerine bağlandığı dar alan

Telomer Her kromozomun sonunda buluna tekrarlı sekans Uç kısımlarda oluşacak gen erozyonunu engeller 1 µm

Germ hücrelerinde olan her bölünmeden sonra kromozom uç kısımlarından kısalsaydı Zorun olarak bulunması gereken genler yeni nesillerde zamanla yok olabilecekti Telomeraz Enzimi Germ hücrelerinde telomerik bölgelerin uzamasını katalizler

Sentromer Genelde kromozom orta hatta yakın dar bölge Satellit DNA Kardeş kromtidler bir arada Kinetekor Heterokromatik Metasentrik, submetasentrik, akrosentrik, telosentrik

Kromozom Yapısı Proteinler DNA’nın yapısını organize eder Histon Kromozomun sıkıca paketlenmesi Histon En önemli protein 100 a.a (arginine ve lysine) + yük Amino ucu nukleozom dışında H2A, H2B, H3, H4 (merkez) H1 (sabitleyici, linker DNA ile bağlantılı)

The bending of DNA in a nucleosome 1. Flexibility of DNAs: A-T riched minor groove inside and G-C riched groove outside 2. DNA bound protein can also help

The function of Histone tails

Cyclic Diagram for nucleosome formation and disruption

DNA Molecules are highly condensed in chromosomes Nucleosomes of interphase under electron microscope Nucleosome: basic level of chromosome/chromatin organization Chromatin: protein-DNA complex Histone: DNA binding protein A: diameter 30 nm; B: further unfolding, beads on a string conformation

X-ray diffraction analyses of crystals Structure of a nucleosome core particle

Condensin plays important roles Chromatin Packing Condensin plays important roles

Complex of DNA and protein is called chromatin Human Chromosome Complex of DNA and protein is called chromatin 44 homologous chromosomes and 2 sex chromosomes Complementary DNA with different Dyes The arrangement of the full chromosome set is called karyotype

Ökromatin and Heterokromatin Kromozom bazı spesifik kimyasallarla reaksiyona girdiğinde farklı boyanma karakterleri gösrerir kromozom bandı Koyu bant; sentromer bölgelerine yakın veya kromozom uçlarında (telomer), diğer kısımlar daha açık renk Heterokromatin (Koyu) Ökromatin (açık renk)

Banding Pattern of human chromosomes Giemsa Staining Green line regions: centromeres Encoding ribosome

The organization of genes of a human chromosome

Lampbrush Kromozom (amphibian immature eggs)

A model for the structure of a lampbrush chromosome Chromomeres: highly condensed and in general not expressed until unfolding Lampbrush chromosomes (first seen by Flemming in 1882) are a special form of chromosomes that are found in the growing oocytes (immature eggs) of most animals, except mammals.[1] Lampbrush chromosomes of tailed and tailless amphibians, birds and insects are described best of all.[2][3][4] Chromosomes transform into the lampbrush form during the diplotene stage of meiotic prophase I due to an active transcription of many genes. They are highly extended meiotic half-bivalents, each consisting of 2 sister chromatids. Lampbrush chromosomes are clearly visible even in the light microscope, where they are seen to be organized into a series of chromomeres with large chromatin loops extended laterally. Amphibian and avian lampbrush chromosomes can be microsurgically isolated from oocyte nucleus (germinal vesicle) with either forceps or needles.[5][6] A given loop always contains the same DNA sequence, and it remains extended in the same manner as the oocytes grows. These chromosomes are producing large amounts of RNA for the oocyte, and most of the genes present in the DNA loops are being actively expressed. Each lateral loop contains one or several transcription units with polarized RNP-matrix coating the DNA axis of the loop.[7][8][9] The majority of the DNA, however, is not in loops but remains highly condensed in the chromomeres on the axis, where genes are generally not expressed.

Giant (politen) Kromozom Çok büyük kromozomlar Replikasyondan sonra kromatidler ayrılmaz, hücre bölünmesi olmaz Daha fazla ürün (gen ifadesi) Interfaz evresindeki hücrenin nukleusunda kromozom görünür Boya olmadan ısık mik. ile bantlar görülebilir Drosophilada (Tükrük bezi hücreleri) yaklaşık 5000 bant

Puffs veya Balbiani rings; politen kromozomda çapı yüksek olan bant kısımları (kromatin paketlenmesi azalıyor, uncoil) RNA sentezi yönünden aktif

RNA synthesis in Chromosome puffs Red: newly synthesized BrUTP; Blue: old ones diffused

RNA synthesis in Chromosome puffs