GENETİK ŞİFRE Prof. Dr. Filiz ÖZBAŞ GERÇEKER
Genetik Bilgi Akışı
Genetik kodun özellikleri 1. Genetik şifre, harfler halinde gösterilen mrna moleküllerini oluşturan ribonükleotid bazları kullanılarak, doğrusal olarak yazılır. Ribonükleotid dizisi, DNA daki eşlenik nükleotid bazlarından elde edilir. AATGCGTAAGGC UUACGCAUUCCG DNA RNA
Genetik kodun özellikleri 2. mrna daki her kelime üç ribonükleotid harfinden oluşur. Kodon denilen her bir üç ribonükleotid grubu bir amino asiti belirler, bu nedenle şifre bir üçlüdür (triplet). kodon AAG GUC CAC CGC lys val his arg
Genetik kodun özellikleri 3. Şifre özgündür. Her bir üçlü sadece bir amino asiti belirler. GGA UAC UUG glisin tirozin lösin
Genetik kodun özellikleri 4. Şifre dejeneredir. Belirli bir amino asit birden fazla üçlü kodon tarafından belirlenebilir. 20 amino asitin 18 inin birden fazla kodonu bulunur. Fenilalanin Valin Triptofan : UUU, UUC : GUU, GUC, GUA, GUG : UGG
Genetik kodun özellikleri 5. Şifrede başla ve dur sinyalleri bulunur. Bazı üçlüler (tripletler) translasyonu başlatmak, bazıları ise durdurmak için gereklidir. AUG UAA, UAG, UGA : başlama kodonu : dur kodonları
Genetik kodun özellikleri 6. Şifre içinde noktalama işaretleri yoktur, şifre duraksamasızdır (virgülsüzdür). mrna nın translasyonu başladığında kodonlar, aralarında bir boşluk ve duraksama olmaksızın birbirinin ardı sıra okunur.
Genetik kodun özellikleri 7. Şifre üst üste çakışmaz. Translasyon başladıktan sonra, mrna nın belirli bir yerindeki herhangi bir ribonükleotid sadece bir tripletin parçasıdır. AAGUCCCUA G sadece AAG dedir. Aynı anda AGU ya da GUC olamaz.
Genetik kodun özellikleri 8. Şifre hemen hemen evrenseldir. Birkaç küçük istisna dışında, bütün virüsler, prokaryotlar, arkealar ve ökaryotlar aynı şifre sözlüğünü kullanırlar. Omurgalı mtdna sında UGA Trp kodlar. Evrensel genetik kodda UGA- dur kodonudur.
Genetik şifre evrenseldir! mrna nın yapısı ve translasyonun işleyişi virüsler, bakteriler, arkea-bakteriler ve ökaryotlarda benzerlik gösterir. Maya ve insan mitokondrilerinden elde edilen DNA ların şifreleme özellikleri incelendiğinde istisnalar gözlenmiştir.
Genetik şifrenin işleyiş düzeni Genetik bilgi DNA da ancak proteine çevrilen şifre RNA da. Sadece 4 nükleotid 20 amino asiti nasıl belirler? 4 nükleotid ikişerli yapılandığında 4 2 : 16 özgün amino asit Üçlü şifre yapısında : 4 3 : 64 amino asit
Dejenere Şifre ve Wobble Hipotezi 61 üçlü kodon (amino asit kodlayan) 3 dur kodonu Toplam 64 kodon (triplet) Amino asitlerin çoğu birden fazla kodon tarafından kodlanırlar. Sadece Triptofan ve Metiyonin için tek bir kodon mevcuttur.
Wobble Hipotezi Aynı amino asiti tanımlayan kodonların ilk iki harfi aynıdır, sadece 3. harf değişkendir. Wobble hipotezi : doğru trna nın seçiminde üçlü kodonun ilk iki ribonükleotidi üçüncüye göre daha kritiktir. Kodon-antikodon etkileşiminde 3. pozisyondaki hidrojen bağının kurulmasında esneklik vardır, baz eşleşmesi kuralına sıkıca uyma zorunluluğu yoktur.
Wobble Hipotezi Tek bir trna daki antikodon, mrna da birden fazla tripletle eşleşebilir. trna daki antikodonun 1. pozisyonundaki U, mrna nın 3.pozisyonundaki A ya da G ile eşleşebilir. Benzer şekilde G, U ya da C ile eşleşebilir. trna daki modifiye bazlardan birisi olan inozin, C, U ya da A ile eşleşebilir. 61 üçlü kodonu sağlayabilmek için en az 30 değişik trna çeşidi gereklidir.
Başlama, Sonlanma ve Baskılama Bakterilerde polipeptid zincirine ilk giren aa : N- formil metiyonin (fmet) AUG : metiyonin şifreler : başlama kodonu mrna nın içinde yer alan AUG formillenmemiştir. Sentez tamamlanınca fmet ya tamamen ya da sadece formil grubu uzaklaştırılır. Ökaryotlarda da ilk aa metiyonindir ancak formillenmemiştir.
Sonlanma UAG, UAA ve UGA : dur kodonları Hiçbir aa kodlamazlar. Translasyon bu üçlülere gelince durur. Mutasyon sonucu zincirde bu kodonlar oluşursa bu noktada sentez sonlanır ve kısmi sentezlenmiş kısa bir polipeptid elde edilir: anlamsız mutasyon