Hücre içinde bilginin akışı

Transkript

1 Hücre içinde bilginin akışı 1

2 DNA Çift Zincir Heliks 2

3 Hücre Çekirdeği ve Çekirdek Zarının Yapısal Organizasyonu Hatırlıyor musunuz? DNA Kromatin Kromatid Kromozom RNA Protein Çekirdek Çekirdekcik Nükleotid Nükleik asit Nükleoid Nükleozom 3

4 DNA yı Anlamak (basit ancak büyük bir molekül) FBÖ332 Genetik BioT Dr. Aktan DNA DNA kalıtım molekülü, genetik materyaldir. DNA nın üç temel özelliği vardır: Aktarılabilir (Transmissible) İfadeedilebilir (Expressible) Değişebilir (Mutable) DNA nın kalıtılabilir değişikliklere yol açtığı ilk kez bakterilerde gösterilmiştir (Streptococcus pneumoniae bakterisi). Gelecek kuşaklarda aktarılan bilgiler kalıcı hale gelmektedir. Bu deney transformasyon deneyi olarak adlandırılır. 4

5 1928 de F. Griffith in Pnömokoklar ile Genetik Transformasyon Deneyi Streptococcus pneumoniae pnömoni hastalığına (akciğer dokusunun İltihaplanması) yol açar. Genetik transformasyon değiştirici prensibi Daha sonra, Avery, MacLeod, & McCarty transformasyona yol açan ajanın DNA olduğunu gösterdiler (Hücre özleri + DNase). Avery, MacLeod, & McCarty Deneyi 5

6 Hershey - Chase Deneyi: Genetik Materyal olarak DNA (Bakteriofaj T2) Bacteriophage T4 ün Yapısı 6

7 Litik Yaşam Döngüsü (T-Even Fajı) Lizojenik Süreç Profajın Bakteri Kromozomuna yerleşmesi 7

8 Baz çiftleri birbirleri üzerine 3.4 A (0.34 nm) aralıklarla sıralanır ve yaklaşık ~36 lik bir açıyla dönüş yaparlar. Heliks yapısının her bir tam döngüsü 34 A (3.4 nm) dir. Böylece her tam döngüde 10 baz bulunur ve çift sarmalın çapı 20 A (2 nm) dir. Şeker-fosfat zincirleri (DNA iplikçikleri) belirli bir yöne sahiptir, 5 ve 3. Sarmalın her iki zinciri bir birine zıt yönde ilerler; yani antiparaleldir. DNA yapısında iki oluk bulunur, major ve minor oluklar. Protein - DNA birleşmesinde önemlidir. Bazların dizilimi, çoğu baz yüzeylerinin sudan uzak kalmasını sağlar. Böylece DNA daha dayanıklı, istikrarlı bir yapı kazanır çünkü bazlar çoğunlukla hydrofobiktir (su sevmez, tersi hidrofilik). Sağa dönüşlü çift sarmal Sola dönüşlü çift sarmal 8

9 Farklı Canlı Türlerinde DNA daki Baz Oranları Chargaff Kuralları: 1) Bir organizmanın farklı hücrelerindeki DNA miktarı aynıdır. 2) DNA baz dizilimi ve içeriği canlı türlerine göre farklıdır. 3) A = T and G = C, ya da pürinlerin # = pirimidinler #. Farklı kaynaklardan DNA baz içeriği oranları Farklı DNA Formları B-DNA ve Z-DNA Büyük/majör oluk Küçük/minör oluk Rosalind Franklin in 1952 de çektiği B-DNA X-ışınları kristolografi (kristal yapı) resmi. B-DNA Z-DNA 9

10 Farklı DNA Formları ve Özellikleri A-DNA B-DNA (Watson & Crick Modeli) Z-DNA Form Fibriler Fibriler Kristal Dönüş Yönü Sağa Sağa Sola Bir döngüdeki baz çifti sayısı Baz çiftleri arası uzaklık Baz çiftlerinin birbirine göre dönüş açısı nm 0.34nm GC 0.35nm CG 0.51nm 33 (16-44 ) 36 (27-42 ) GC -51 CG

11 Rahatlamış ve Aşırı Kıvrılmış DNA Molekülleri (Relaxed ve Supercoiled DNA) 11

12 Topoizomerazlar I ve II nin katalizlediği reaksiyonlar DNA Isı Denatürasyon Profili 12

13 DNA Baz Kompozisyonunun Ayrışma Sıcaklığına (melting ısısı) Etkisi DNA nın Denatürasyonu ve Renatürasyonu 13

14 Organizma ve Genom Büyüklükleri DNA nın Jel Elektroforezi 14

15 Restriksiyon Enzimleri ile Haritalama DNA nın Restriksiyon Enzimlerince Kesilmesi Bazı restriksiyon enzimleri küt uçlar oluştururlar Bazı restriksiyon enzimleri de yapışkan uçlar oluştururlar 15

16 Nükleozomlar Nükleozom çekirdeği Nükleozom Yapısı Nükleozom çekirdeğinde 8 histon proteini DNA baz çifti bulunmaktadır. 16

17 Kromatin Paketleme Düzeyleri 17

18 Mitokondri DNAsı İnsan Mitokondri Genomu 18

19 DNA Replikasyonu FBÖ332 Genetik BioT Dr. Aktan Ökaryotik Hücre Döngüsü 19

20 DNA Replikasyonunun Watson-Crick Modeli DNA Analizinde Denge Yoğunluğu Santrifügasyonu Meselson and Stahl Experiment 20

21 Yoğunluk işaretlenmiş DNA nın Yarıkorumalı Replikasyonu (semikonservatif) Halka DNA nın Replikasyonu 21

22 Ökaryotik DNA da Replikon Noktaları DNA Sentezinin Yönü

23 PCR (Polimerize zincir reaksiyonu) DNA nın Çoğaltılması Replikasyon Çatalında DNA Sentezinin Yönleri 23

24 3 5 Ekzonükleaz ile Hata Okuma (DNA Polimeraz I ve III) RNA Primerlerinin DNA Sentezindeki Rolü 24

25 Replikasyon Çatalının Açılmasında Rol Alan Proteinler Replikasyon Çatalında Proteinlerin Yerleşimi 25

26 DNA Dizi Analizi Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008) 26