ÖKARYOTLARDA GENETİK MATERYALİN YAPISI VE ORGANİZASYONU

Transkript

1 ÖKARYOTLARDA GENETİK MATERYALİN YAPISI VE ORGANİZASYONU Doç. Dr. Bengi ÇINAR KUL Ankara Üniversitesi Veteriner Fakültesi Genetik Anabilim Dalı

2 İnsan genomu 3 x 10 9 bp (n) İnsan diploidtir (2n) her çekirdek 6 x 10 9 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

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

4

5 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

6 DNA Paketlenmesi Histone octomer Histone proteins B DNA Helix 2 nm

7 DNA Paketlenmesi Histone octomer Histone proteins B DNA Helix 2 nm

8 DNA Paketlenmesi 11 nm Histone octomer Histone proteins B DNA Helix 2 nm Nucleosome

9 DNA Paketlenmesi Histone H1

10 Histone H1

11 DNA Paketlenmesi Beads on a string 11 nm Tight helical fiber 30 nm Solenoid Looped 200 nm Domains Protein scaffold

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

13

14

15

16

17 DNA NIN YAPISI

18 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!!!

19 Griffith in deneyi: Transformasyon prensibi (1928) Streptococcus pneumonia

20 Avery, MacLeod ve McCarty deneyi: (1944)

21 Hershey ve Chase deneyi (1952) : 32S izotopu ile işaretli protein 32P izotopu ile işaretli DNA

22 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).

23 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.

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

25 Genetik materyal her zaman DNA mı? RNA içeren viruslar Retroviruslar

26 DNA nın yapısı Azotlu bazlar (nükleobazlar)

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

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

29

30 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'

31

32 AMP Adenin adenozin adenozin monofosfat Adenozin

33 Urasil Uridin Uridin mono fosfat DUMPS hastalığı Holştaynlarda!!! Üridin UMP

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

35

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

37 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

38 B DNA A DNA Z DNA 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 Bp/dönüş o Rotasyon/Bp 11 Bp/dönüş o Rotasyon/Bp 12 Bp/dönüş o Rotasyon/Bp

39

40

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

42

43 RNA tipleri,, mrna trna rrna

44 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