DNA dan Protein lere



Benzer belgeler
TRANSLASYON ve PROTEİNLER

Biyoteknoloji ve Genetik II. Hafta 8 TRANSLASYON

GENETİK ŞİFRE. Prof. Dr. Filiz ÖZBAŞ GERÇEKER

DNA Replikasyonu. Doç. Dr. Hilal Özdağ. A.Ü Biyoteknoloji Enstitüsü Merkez Laboratuvarı Tel: /202 Eposta:

Hafta 7. Mutasyon ve DNA Tamir Mekanizmaları

TRANSLASYON VE TRANKRİPSİYON

MOLEKÜLER BİYOLOJİ DOÇ. DR. MEHMET KARACA

Aminoasitler ve proteinler. Assist. Prof.Dr. Sema CAMCI ÇETİN

Konu 4 Genetik Şifre ve Transkripsiyon

RNA Yapısı ve Katlanması, Hücrede Bulunan RNA Çeşitleri

YAZILIYA HAZIRLIK SORULARI. 12. Sınıf 1 GENDEN PROTEİNE

TRANSLASYON VE DÜZENLENMESİ

A. DNA NIN KEŞFİ VE ÖNEMİ

Replikasyon, Transkripsiyon ve Translasyon. Yrd. Doç. Dr. Osman İBİŞ

BİYOLOJİ DERS NOTLARI YGS-LGS YÖNETİCİ MOLEKÜLLER

GENETİK ŞİFRE PROF. DR. SERKAN YILMAZ

12. SINIF KONU ANLATIMI 6 GENETİK ŞİFRE VE PROTEİN SENTEZİ 2

Tanımlamalar PROTEİN SENTEZİ; TRANSLASYON. Protein sentezi ;translasyon. mrna ; Genetik şifre 1/30/2012. Prof Dr.Dildar Konukoğlu

İ. Ü İstanbul Tıp Fakültesi Tıbbi Biyoloji Anabilim Dalı Prof. Dr. Filiz Aydın

hendisliği BYM613 Genetik MühendisliM Tanımlar: Gen, genom DNA ve yapısı, Nükleik asitler Genetik şifre DNA replikasyonu

MOLEKÜLER BİYOLOJİ DOÇ. DR. MEHMET KARACA (5. BÖLÜM)

12. SINIF KONU ANLATIMI 2 DNA VE RNA

Hafta V Translasyon TRANSLASYON

Ders 5 - mrna yapısı, İşlenmesi ve İşlevleri - I -


NÜKLEİK ASİTLER ( DNA VE RNA)(Yönetici Moleküller)

Genden proteine Genler, transkripsiyon ve translasyon yolu ile proteinleri belirler Transkripsiyon, DNA yönetiminde RNA sentezidir Ökaryotik

Genetik şifre, Transkripsiyon ve Translasyon ASLI SADE MEMİŞOĞLU

Çukurova Üniversitesi

Hücrede Genetik Bilgi Akışı

III GEN YAPISI & GEN ANLATIMI (GEN EKSPRESYONU)

LYS ANAHTAR SORULAR #4. Nükleik Asitler ve Protein Sentezi

Nükleik Asitler. DNA ve RNA nükleik asitleri oluşturur

NÜKLEİK ASİTLER ÜN TE 3

Amino Asitler. Amino asitler, yapılarında hem amino grubu ( NH 2 ) hem de karboksil grubu ( COOH) içeren bileşiklerdir.

Uygulama 6. Transkripsiyon yönü. Ekzonlar (kodlama bölgeleri) Transkripsiyon. Sonlandırıcı kodon başlangıcı

Genler ve proteinler arasındaki temel ilişki

Genetik çalışmaların yüksek canlılardan çok mikroorganizmalarla yapılması bazı avantajlar sağlar.

GEN MUTASYONLARI. Yrd. Doç. Dr. DERYA DEVECİ

Translasyon. Doç. Dr. Nurten Özsoy. mrna tarafından taşınan bilgilerin protein dizilerine aktarılmasıdır. sitoplazma serbest amino asitler.

Ders 8 trna-rrna yapısı, İşlenmesi ve İşlevleri

Gen Đfadesi, tespiti ve ölçülmesi

GENETİK. Öğt. Gör. Meltem KÖKDENER

7. PROKARYOTLARDA GEN İFADESİNİN DÜZENLENMESİ

7. PROKARYOTLARDA GEN İFADESİNİN DÜZENLENMESİ

GEN EKSPRESYONUNUN KONTROLÜ VE DÜZENLENMESİ GEN İFADESİ

Transkripsiyon (RNA Sentezi) Dr. Mahmut Çerkez Ergören

Protein Sentezi Bir polipeptit sentezi sırasında; DNA'nın ilgili kısmı (gen) açılır. (IV)

Prokaryotik promotor

BAKTERİLERİN GENETİK KARAKTERLERİ


Nükleik asitler. Deoksiribonükleik asit Ribonükleik asit DNA nın YAPISI ve ÖZELLİKLERİ

ADIM ADIM YGS-LYS 37. ADIM HÜCRE 14- ÇEKİRDEK

Genetik Şifre ve Transkripsiyon

KONU 5 TRANSLASYON VE PROTEİNLER

GEN EKSPRESYONU: GENDEN PROTEİNE

2. Histon olmayan kromozomal proteinler

DNA ve RNA NIN YAPISI. Yrd.Doç.Dr. Özlem KURT ŞİRİN

BAKTERİLERİN GENETİK YAPISI

AMİNO ASİTLER. COO - H 3 N + C a H R

b. Amaç: Gen anatomisi ile ilgili genel bilgi öğretilmesi amaçlanmıştır.

Paleoantropoloji'ye Giriş Ders Yansıları

ÜNİTE 10:YÖNETİCİ MOLEKÜLLER

PROTEİNLERİN GÖREVLERİ

PROTEİN SENTEZİNİN DÜZENLENMESİ VE AŞAMALARI

C H A P T E R. Genler ve Genomlar. Yrd. Doç Dr. Aslı Sade Memişoğlu. PowerPoint Lecture by: Melissa Rowland-Goldsmith Chapman University

PROKARYOTLARDA GEN EKSPRESYONU. ve REGÜLASYONU. (Genlerin Gen Ürünlerine Dönüşümünü Kontrol Eden Süreçler)

ADIM ADIM YGS-LYS 32. ADIM HÜCRE 9- SİTOPLAZMA

GIDA BİYOTEKNOLOJİSİ-3

GENETİK ŞİFRE VE TRANSKRİPSİYON

Kromozom yapı değişimleri

Chapter 10 Lecture. Genetik Kavramlar Concepts of Genetics Tenth Edition. 1. DNA Yapısı. Çeviri: Aslı Sade Memişoğlu

MUTASYONLAR VE TAMİR MEKANİZMALARI

Akıllı Defter. 9.Sınıf Biyoloji. vitaminler,hormonlar,nükleik asitler. sembole tıklayınca etkinlik açılır. sembole tıklayınca ppt sunumu açılır

15- RADYASYONUN NÜKLEİK ASİTLER VE PROTEİNLERE ETKİLERİ

PROTEİNLERİN 3 BOYUTLU YAPISI

Adaptasyon: Canlının yaşama ve üreme şansını artıran çevreye uyumunu sağlayan ve kalıtsal olan özellikleri.

VİRUSLARIN SINIFLANDIRILMASI

Transkripsiyon ve Transkripsiyonun Düzenlenmesi

III-Hayatın Oluşturan Kimyasal Birimler

Hücre zarının yapısındaki yağlardan eriyerek hücre zarından geçerler.fazlalıkları karaciğerde depo edilir.

Biyoteknoloji ve Genetik I Hafta 13. Ökaryotlarda Gen İfadesinin Düzenlenmesi

KALITSAL MOLEKÜLÜN BİÇİMİ ve ORGANİZASYONU PROF. DR. SERKAN YILMAZ

Bir enzim olarak RNA ve Riboşalterler

8. KONU: VİRAL KOMPONENTLERİN BİYOLOJİK FONKSİYONU Kodlama: Her virüs kendine özgü proteini oluşturmakla birlikte, proteinde nükleik asidi için

Canlıların yapısına en fazla oranda katılan organik molekül çeşididir. Deri, saç, tırnak, boynuz gibi oluşumların temel maddesi proteinlerdir.

Artan bilgi ile birlikte hasta ve ailelerin bilinçlendirilmesi

PROTEİN SENTEZİ ENZİMLER ve VİTAMİNLER

YGS YE HAZIRLIK DENEMESi #18

Doç.Dr.Erdal BALCAN 1

DNA. Kendi kopyasını yapabilir, Tamir edilebilir, Rekombinasyon geçirebilir.

SİTOPLAZMİK ZAR ve SİTOPLAZMA

ÖKARYOTLARDA GENETİK MATERYALİN YAPISI VE ORGANİZASYONU

Temel Makromoleküller ve Moleküler Biyolojinin Merkezi Doktrini

Genetik Kod ve Protein Sentezi. Dr. Mahmut Çerkez Ergören

HPLC ile Gübre Numunelerinde Serbest Aminoasitlerin Tayini

Gen Organizasyonu ve Genomların Evrimi

ayxmaz/biyoloji 2. DNA aşağıdaki sonuçlardan hangisi ile üretilir Kalıp DNA yukarıdaki ana DNAdan yeni DNA molekülleri hangi sonulca üretilir A B C D

Nucleik asitlerin hücre hayatı için önemi A-Oswgld Avery nin yaptığı çalışmalar ve sonuçları:

Transkript:

DNA dan Protein lere Proteinler, çok sayıda amino asit (50-3000 tane) biriminden oluşmaktadır. Amino asitlerde, amino grubu (- NH 2 ), asit grubu (- OOH karboksil grubu) ve zincir rezidüsü (kalan) denen bir kimyasal grup (R) bulunmaktadır. Bu gruplar merkezde bulunan ve α karbonu denen bir karbon atomuna ( α ) bağlıdır. Amino grubu H N H H R Karboksil grubu O OH α Atomu Doğadaki canlılarda, R zincir rezidüsüne göre 20 çeşit amino asit bulunmaktadır (1986 da 21. ve 2002 de 22. amino asit tespit edilmiştir). Aşağıdaki tabloda, proteinlerde bulunan 20 amino asitin kodları ( 1 harfli ve 3 harfli), hidrofobiklik değeri (polar requirement)ve hidrofob (H) ya da hidrofil, yani polar (P) olup olmadıkları yer almaktadır. Amino Asit Kod (1 karakterli) Kod (3 karakterli) Polar req. H/P Alanine A Ala 7.0 H Arginine R Arg 9.1 P Asparagine N Asn 10.0 P Aspartic acid D Asp 13.0 P Asparagine B Asx P ysteine ys 4.8 P Glutamine Q Gln 8.6 P Glutamic acid E Glu 12.5 P Glutamine Z Glx P Glycine G Gly 7.9 P Histidine H His 8.4 P Isoleucine I Ile 4.9 H Leucine L Leu 4.9 H Lysine K Lys 10.1 P Methionine M Met 5.3 H Phenylalanine F Phe 5.0 H Proline P Pro 6.6 H Serine S Ser 7.5 P Threonine T Thr 6.6 P Trytophan W Trp 5.2 H Tyrosine Y Tyr 5.4 P Valine Z Val 5.6 H

Genetik kod: anlı hücrelerde, DNA ve karşılığı RNA molekülündeki nükleotid dizilişi ile sentezlenecek proteinler arasındaki bağı sağlayan kurallar topluluğudur. Genetik kod; kodon amino asit paradigması üzerine kuruludur. Genetik kod, üç nükleotidlik bir dizi parçasından amino asitler kümesine tanımlı bir fonksiyondur. Bu fonksiyon DNA için, c : A,, G, T A,, G, T A,, G, T AminoAsitler ve RNA için, { } { } { } { } { } { } c : A,, G, U A,, G, U A,, G, U AminoAsitler dır. James Watson, Francis rick, Maurice Wilkins ve Rosalind Franklin tarafından DNA nın yapısı keşfedildikten sonra proteinlerin kodlanması üzerine başlayan çalışmalar sırasında George Gamov, 20 farklı amino asitin kodlanması için üç harflik bir kod un kullanılması gerektiğini ifade etmiştir. A,,G,T harflerinden oluşan 4 harflik bir alfabe ile 20 farklı kelime yazabilmek için kelimeler en az üç harfli olmalıdır. Kodonların üç DNA nükleotidinden oluştuğunu deneysel olarak ilk rick, Brenner ve arkadaşları göstermiştir. Genetik kod, aralarında ayırma işareti bulunmayan ve örtüşmeyen, üç harfli kelimelerden (kodonlardan) oluşan bir kod dur. DNA veya RNA molekülündeki birimlerin diziliş biçiminde hücrenin hangi proteini üreteceğini bildiren bir şifre gizlidir. Bazı istisnalar dışında tüm canlılar Standart Genetik Kod denen aynı genetik kodu kullanmaktadır. DNA için bu kodu I.Y.Yonemoto tablosunda (http://en.wikipedia.org/wiki/image:geneticode21.svg)ve RNA için aşağıda görebilirsiniz. U A G U Phe (UUU) Ser (UU) Tyr (UAU) ys (UGU) Phe (UU) Ser (U) Tyr (UA) ys (UG) Leu (UUA) Ser (UA) Stop(UAA) Stop(UGA) Leu (UUG) Ser (UG) Stop(UAG) Trp (AGG) Leu (UU) Pro (U) His (AU) Arg (GU) Leu (U) Pro () His (A) Arg (G) Leu (UA) Pro (A) Gln (AA) Arg (GA) Leu (UG) Pro (G) Gln (AG) Arg (GG) A Ile ( AUU) Thr (AU) Asn (AAU) Ser (AGU) Ile (AU) Thr (A) Asn (AA) Ser (AG) Ile (AUA) Thr (AA) Lys (AAA) Arg (AGA) Met (AUG) Thr (AG) Lys (AAG) Arg (AGG) G Val (GAU) Ala (GU) Asp (GAU) Gly (GGU) Val (GA) Ala (G) Asp (GA) Gly (GG) Val (GAA) Ala (GA) Glu (GAA) Gly (GGA) Val (GAG) Ala (GG) Glu (GAG) Gly (GGG) U A G U A G U A G U A G

Ala/A GU, G, GA, GG Leu/L UUA, UUG, UU, U, UA, UG Arg/R GU, G, GA, GG, AGA, AGG Lys/K AAA, AAG Asn/N AAU, AA Met/M AUG Asp/D GAU, GA Phe/F UUU, UU ys/ UGU, UG Pro/P U,, A, G Gln/Q AA, AG Ser/S UU, U, UA, UG, AGU, AG Glu/E GAA, GAG Thr/T AU, A, AA, AG Gly/G GGU, GG, GGA, GGG Trp/W UGG His/H AU, A Tyr/Y UAU, UA Ile/I AUU, AU, AUA Val/V GUU, GU, GUA, GUG START AUG STOP UAG, UGA, UAA Bir amino asit için birden çok kod bulunmaktadır. Aynı aminoasiti belirleyen kodların ilk iki harfi aynıdır. RNA boyunca üçlü gruplar halinde bulunan ve protein sentezleme sırasında üretilen aminoasit dizilerinin düzenini belirleyen nükleotid dizileri, kalıtsal olarak DNA molekülü tarafından belirlenmektedir. Vücudumuz genlerden aldığı bilgiye göre gerekli olan proteinleri ne zaman ve ne şekilde üreteceğine karar verir. Hangi genin hangi proteini kodlayacağı belirlidir.

Protein sentezi, bir biyokimyasal süreç olup, transkripsiyon ile başlayıp translasyonla biten çok aşamalı bir süreçtir. Bir protein için DNA molekülü üzerindeki okuma çerçevesi sürekli değildir. Bu çerçeve aşağıda görüldüğü gibi intron bölgeleri tarafından kesilmektedir. Đntronlar arasında bilgiyi taşıyan ekzonlar (exons) yer almaktadır. Đntronlar 1977 yılında P.A. Sharp ile R.J. Roberts tarafından keşfedilmiştir ve daha sonra kendilerine Nobel ödülü kazandırmıştır. Đnsan genomunun, yani DNA nın yaklaşık %1.5 lik kısmı (yaklaşık 25,000 gen) protein kodlamaktadır. Protein kodlamayan DNA dizisindeki bölgeler intronlardaki DNA, bazı tekrarlanan DNA (repetitif DNA) ve Alu elemetleridir. Đnsan genomunun kodlayıcı olmayan büyük kısmı intronlardadır. Repetitif DNA genomun yaklaşık %15 dir. Bunun 1/3 genellikle 1. kromozomdan kopyalanmış büyük parça tekrarlarıdır. Alu elementleri genomun yaklaşık %10 kadardır. Birbiri ardına eklenen genlerinin %5 i Alu parçalarına sahiptir. Alu genoma rastgele girmiş bir genomik parazit gibidir. Her 100-200 doğumda yeni bir Alu giriş olabilmektedir.

Đntronlar, kendiliğinden veya enzimler tarafından katalize olarak transkripsiyon esnasında düşüp ayrılmaktadırlar (splicing). Đntron-ekzon bağlanma yerlerini belirlemek biyoinformatikte önemli problemlerden biridir. Đntronların ayrılmasını takiben noktasal olarak diziye nükleotid girebilir veya diziden kopabilir. Bu olay kılavuz (guide) RNA tarafından (grna tarafından) gözden geçirilmektedir (RNA editing). Prokaryotlarda çekirdek zarının olmaması, transkripsiyon ve taranslasyonun aynı anda olmasını sağlar. Ökaryot Hücre Prokaryot Hücre Çekirdek DNA Kromozom Transkripsiyon (Transcription) DNA Splicing mrna Protein Transkripsiyon Translasyon mrna Protein Translasyon (Translation)

Transkripsiyon için DNA çift sarmalının sadece bir ipliği gereklidir. Bu ipliğe kalıp iplik denir. Transkripsiyon başlatma (initiation) ile başlar. Transkripsiyonun başlangıç noktasını tayin eden RNA polimeraz enzimi DNA üzerinde belirli bir bölgeye bağlanır. Bu bağlanma bölgesine promotor denir. RNA polimeraz promotora bağlandığında, DNA iplikleri açılmaya başlar. Đkinci aşama uzamadır (elongation). RNA polimeraz, kodlamayan kalıp iplik üzerinde dolaşırken bir ribonükleotid polimeri sentezler. RNA polimeraz kodlayıcı ipliği kullanmaz çünkü herhangi bir ipliğin kopyası, kopyalanan ipliğin komplementer (tümleyen) baz dizisini üretir. Polimeraz sonlanma (termination) aşamasına geldiğinde yeni sentezlenen mrna'nın sitoplazma ve endoplazmik retikulum dahil birçok hücre bölgesine ulaşması için değişikliğe uğraması gerekmektedir. Yıkılmasını önlemek için mrna'ya 5' cap eklenir. Kalıp olmak ve daha sonra işlenmesini sağlamak için 3' ucuna bir poly-a kuyruğu eklenir. Ökaryotlardaki hayati önem taşıyan splicing olayı bu aşamada gerçekleşmektedir. Ökaryot hücrelerde, çekirdek zarından geçerek sitoplazmaya ulaşan mrna translasyona uğramaktadır. mrna da yer alan kodonların taşıdığı genetik mesaj ribozomlarda adım adım deşifre edilerek uygun amino asitler trna vasıtasıyla ribosoma getirilir. Ribosomlar, aşağı yukarı 20nm (200 Ångström) çapında olup, %65 ribosomal RNA ve 35% ribosomal proteinlerden oluşmaktadırlar. Ribozomlar birbirine uyan ve birlikte çalışan iki altbirimden oluşmaktadır. Büyük (1) ve küçük (2) altbirimler. Atomic structure of the 30S Subunit from Thermus thermophilus. Proteins are shown in blue and the single RNA strand in orange. [5] Ribozomlar protein sentezlerinin yapıldığı merkezlerdir. Transfer RNA (kısaca trna), translasyon sırasında protein sentezindeki ribozomal bölgedeki büyüyen polipeptid zincirine özel amino asitleri ekleyen küçük, yaklaşık 80 nükleptidlik bir RNA zinciridir. Hücre sitoplazmasında 20 çeşit aminoasit trna ların bağlanabilecekleri çeşitli bölgeler bulunur ve amino asitlerini bırakan trna lar ribozomlardan ayrılırken polipeptid zinciri de sentezlenmiş olurlar. trna lar üzerinde yer alan nükleotitlere antikodon adı verilir. Örneğin, UUU şeklinde olan bir mrna zincirine uyan trna antikodonunun nükleotid sırası AAA şeklindedir.

mrna nın (1) ribozom tarafından (2) polypeptide zincirine (3) translasyonu. mrna start kodonu (AUG) ile başlamakta ve stop kodonu (UAG) ile bitmekte Proteinler har zaman N-ucundan -ucuna doğru biyosentezlenir. Yeni sentezlenen proteinler, etkinleştirme moleküllerine bağlanıp, değişikliğe uğradıktan sonra aktif hale gelmektedirler. Proteinler tam olarak rijid (kaskatı) moleküller değillerdir. Proteinler biyolojik işlevlerini yerine getirirken belli üçüncül ve dördüncül yapılanmalar arasında gelip gidebilirler. Bu yapılanmalara konformasyonlar ve geçişlere konformasyon değişimleri denir. ytochrome c proteininin sürekli oynayan dinamik NMR yapıları (Büyük boy görüntü). Proteinlerin yapı taşları olan amino asitler molekül ölçüleri, elektrik yükleri ve başka özellikleri bakımından çok değişik kimyasal özelliklere sahiptir. Bir hücrede bulunan proteinlerin tamamına onun proteomu adı verilir. Proteinler vücuttaki pek çok işlevi yerine getiren moleküllerdir. Haberleri taşırlar, reaksiyonları katalizlerler, hücrelerin içinde yer alırlar. Proteinler olmadan yaşam olmaz. Proteinlerdeki amino asitlerin ne şekilde dizilip protein oluşturacaklarının şifresi DNA da bulunmaktadır. DNA da bulunan ve hangi proteinin ne şekilde üretileceğini söyleyenler ise genlerdir. Ancak tüm enformasyon sadece genetik koddan ibaret değildir. Tüm organizmaların DNA larında düzenleyici dizi parçaları ve genler arası segmanlar bulunmaktadır. Bunların ve kromozomal yapılanmaların da fenotiplerin

oluşmasında önemli katkılar olmaktadır. Ayrıca bu kodon amino asit paradigması kadar tekdüze değildir. katkının işleyişi, iyi bilinen Biyolojik sistemlerde informasyon akışı (Wikipedia)