Biyoteknoloji ve Genetik I HAFTA IV DNA nın kalıtım materyali olduğunun anlaşılması DNA nın Yapısı Prof. Dr. Hilâl Özdağ
Genetik materyal ; 1. Kendini eşleyebilmeli 2. Bilgi depolamalı 3. Bu bilgiyi ifade edebilmeli 4. Mutasyonla çeşitlenebilmelidir. Transkripsiyon Translasyon DNA RNA Protein Replikasyon Santral Dogma
Griffith 1928 S.pneumoniae S suşu S suşu enjekte edilen fare Fare ölür S.pneumoniae R suşu R suşu enjekte edilen fare Fare yaşar Isı ile muamele edilen S suşu Fare enjeksiyonu Fare yaşar R suşu Yaşayan S suşları Isı ile muamele edilen S suşu Fare enjeksiyonu Fare ölür Fare enjeksiyonu Fare ölür
Avery, Macleod ve McCarty 1943 S suşları Hücre içi moleküllerin ayrıştırılması RNA Protein DNA Lipid karbonhidrat Moleküller R suşlarını transformasyon için test edildiler R suşu R suşu S suşu R suşu R suşu SONUÇ; Kalıtım bilgisini taşıyan molekül DNA dır
Hersey ve Chase 1952 Fajın protein kılıfı radyoaktif olarak işaretlenir Bakteri faj tarafından enfekte edilir. Hücreye radyoaktivite girmez Fajın DNA sı radyoaktif olarak işaretlenir Bakteri faj tarafından enfekte edilir Hücrede radyoaktivite tespit edilir
Azotlu bazlar Fosfat grubu Deoksiriboz şeker Komplementer bazlar arasındaki hidrojen bağları
DNA zincirleri eşlenik ve antiparaleldir Pürin iki halkalı Adenin Guanin Pirimidin tek halkalı Timin Sitozin
Büyük Oluk Büyük Oluk Küçük Oluk Küçük Oluk Ø Sarmalın her bir tam dönüşü, 3.4nm dir. Her dönüşte 10 baz yer alır. Ø Sarmalın çapı 2nm dir.
DNA nın üç helikal formu Yüksek Tuz konsantrasyonu Fizyolojik Koşullarda Nadiren
DNA Araştırmalarında kullanılan analitik yöntemler ; Ø DNA nın UV ışığı soğurma özelliği, Ø Çökelme davranışı, Ø Denatürasyon ve renaturasyon özelliği, Ø Elektroforetik özellikler,
DNA nın UV ışığı soğurma özelliği
Çökelme davranışı Sukroz solüsyonu Örnek %5 Sukroz %20 Sukroz Küçük DNA molekülü Orta boyutta DNA molekülü Büyük DNA molekülü
Denatürasyon ve renaturasyon özelliği Çift iplikli (ds) DNA Tek iplikli (ss) DNA GC zengin Sıcaklık o C AT zengin GC zengin
Elektroforetik özellikler Organizma Baz çifti Uzunluk (µm) Viruses SV40 5,000 2 λ 50,000 17 Vaccinia 240,000 82 Prokaryotes Mycoplasma 760,000 260 E. coli 4,500,000 1,500 Eukaryotes Maya 13,000,000 4,400 Drosophila 140,000,000 48,000 Ğnsan 3,200,000,000 920,000
DNA nın kromozomlar halinde paketlenmesi
Organizmaların DNA boyutları ve kendi büyüklükleri Organizma Tip Ss / ds Uzunluk (µm) Org. Boyutu (µm) Φx174 fajı DNA ss 2.0 0.025x0.025 Virus Tütün Mozaik vir. Lambda fajı RNA ss 3.3 0.30x0.30 DNA ds 17.0 0.07x0.07 T2 fajı DNA ds 52.0 0.07x0.10 Bakteri H. İnfluenza DNA ds 832.0 1.0x 0.30 E.coli DNA ds 1200.0 2.0x0.50
Özelleşmiş kromozomlar 2 tip Politen Kromozomlar Lamba Fırçası Kromozomları
Ökaryot kromozomları Kromatit Kromozom Kromatit
SUPERKOIL
Histonlar Kromozomal DNA ile ilişkili proteinler Histon olmayan proteinler
DNA nın kromozom içinde organizasyonu DNA Nükleozom İpteki boncuklar İnterfaz aşaması Metafaz aşaması +çekirdek histonlar +Histon H1 +daha fazla iskelet proteini +daha fazla iskelet proteini
Bağlayıcı DNA Kromatinin ipteki boncuklar formu Nükleozom kromatinin temel birimidir. Bağlayıcı DNA nın nükleaz ile parçalanması 200 bp lik tekrar birimi Kopan nükleozom Boncuğu Oktamerik histon çekirdeği Dağılma Molecular Biology of the Cell by Alberts et al. Nükleozomdaki çekirdek histonlar Yüksek Tuz Konsantrasyonu 146 bp lik çift iplikli DNA
DNA histon kompleksi etrafından 1.65 tur atar. 05_23_histone core.jpg **Histon kuyruğu
Transkripsiyon gerçekleşebilir Gen Açık Aktif kromatin Metillenmemiş sitozin (beyaz daireler) Asetillenmiş histonlar Transkripsiyon faktörleri /Ko-aktivatörler Gen Kapalı Katlanmış kromatin Metillenmiş sitozin (kırmızı daireler) Deasetillenmiş histonlar Transkripsiyon gerçekleşemez Asetilasyon Histon modifikasyonları Metilasyon Fosforilasyon
Histon Asetiltransferazlar
Histon deasetilazlar ve Histon metiltransferazlar HDAC2 Rb Rb Lys deac HDAC1 Transkripsiyon KAPALI E2F Transkripsiyon AÇIK
Heterokromatin-Ökromatin Heterokromatin koyu renkli Ökromatin açık renklidir.
Genler, tekrarlı diziler, Replikasyon originleri - çoğunlukla ökromatin Sentromer - heterokromatin Telomer - heterokromatin
Sentromer Sentromer FISH yöntemiyle sentromer ve iğ iplikçikleri
Kromozomların biçimini sentromerin bulunduğu yer olan birincil boğum belirler Metasentrik Sentromeri ortada olanlar Submetasentrik Bir uca daha yakın olanlar Akrosentrik Bir uca çok yakın olanlar telosentrik Tam uçta (telomerde) olanlara
Telomer Telomer Embriyonik kök hücre Yetişkin kök hücre Kromozom Uzun telomer Kısa telomer Telomeraz aktif Telomeraz İnaktif/yok Telomer tekrarlayan DNA dizisidir
Kromozom Bantlama X kromozomu Renkkörlüğü ile ilgili genlerin lokasyonu (q27-qter)
G-bantları: Giemsa boyama -A:T rich R-bandları: Reverse -G:C rich
05_13_chromo_banding.jpg
İ n s a n d a b i r e r k e k bireyin, (a) karyotipi, (b) idiogramı (De Robertis den).