DNA NIN KENDİNİ EŞLEME MAKETİ (BİYOLOJİ)

YİBO Öğretmenleri (Fen ve Teknoloji-Fizik,Kimya,Biyoloji- ve matematik) Proje Eğitimi Çalıştayı DNA NIN KENDİNİ EŞLEME MAKETİ (BİYOLOJİ) İKİLİ SARMAL GRUBU Fatma YILMAZ Recai AYBAT DANIŞMANLAR Prof.Dr.Serpil ÜNYAYAR Doç.Dr.Şükran YALÇIN ÖZDİLEK GEBZE OCAK-2010

PROJENİN ADI: DNA nın kendini eşleme maketi PROJENİN AMACI: Okullarda kullanılmak üzere DNA nın kendinin ikizini nasıl oluşturduğunu gösteren maket oluşturmak. GİRİŞ Kalıtımda rol oynayan bir nükleik asit çeşidi Deoksiribonükleik asit adını alır ve kısaca DNA olarak ifade edilir. Canlılarda yönetici bir moleküldür. Hücrenin protein ve enzim sentezinde rol oynar. Ayrıca yeni bir hücre meydana getirecek gerekli elemanları taşıdığından hücre bölünmesinin esasını oluşturur. İlk defa A.F.Mıescwer adlı bir araştırıcı 19. yüzyılın sonlarında hücre çekirdeğini incelerken bu maddeleri fark etmiştir (Campbell & Reece., 2006). Ökaryotik hücrelerde DNA başlıca çekirdekte bulunmakla beraber mitokondri ve kloroplastlarda da vardır. Hücre çekirdeğinde bulunan kromatin, DNA ve buna bağlı proteinlerden yapılmıştır. DNA teorik olarak sonsuz uzunlukta ve birbirine sarmal olarak dolanmış yan yana iki molekül zinciridir. Buna ikili sarmal denir. Merdivenin kenarları bir şeker molekülü (deoksiriboz) ile fosfottan meydana gelir. Merdiven basamaklarının arasında zayıf hidrojen bağlarıyla birbirini çeken pürin ve pirimidin denilen azotlu bazlar bulunur. Bu basamaklar merdivenin kenarındaki şeker moleküllerine bağlıdır. DNA daki azotlu bazlar iki gruptur: Pürin bazları adenin ve guanin; pirimidin bazları ise sitozin ve timindir. Bir adenin ancak bir timinle ve bir sitozin ancak bir guaninle birleşebilir. Bunlar pratikte baş harfleri ile gösterilir. Bu duruma göre her kademede ancak 4 çift baz bulunabilir. A-T, T-A, G-S, S-G. Her DNA molekülünde; adenin (A) molekül sayısı, timin (T) molekül sayısına eşittir ve ancak birbirleriyle karşılıklı bağ yapabilirler. Birbiriyle oranları 1 dir (A/T=1). Aynı durum guanin (G) ile sitozin (S) arasında da vardır (G/S=1). Ancak (G+S)/(A+T) oranı 1 e eşit değildir. Bu oran bütün DNAlarda farklı olabilmektedir. Adeninle timin arasında çift hidrojen bağı bulunur. Sitozinle guanin arasında ise üç hidrojen bağı mevcuttur. Bu azotlu baz-şeker-fosfat topluluğuna nükleotit denir. DNA, bir nükleik asit olup, temel birimi nükleotit tir. DNA nın bütün nükleotitlerinde şeker ve fosfat grupları aynıdır. Nükleotitlerin farklılığı taşıdıkları bazlardan kaynaklanır. Nükleotitler taşıdıkları azotlu bazlara göre adlandırılırlar: Adenin nükleotit, guanin nükleotit, timin nükleotit, sitozin nükleotit (Campbell & Reece., 2006).

Bu DNA molekülünü yapan nükleotitlerin belirli bir sıra ve düzenle dizilmeleriyle molekül boyunca gen blokları meydana gelir. Sadece şeker ve bazdan oluşan birleşime ise nükleosit denir. DNA nın iki görevi vardır: Birincisi hücre bölünmesinin hazırlıkları sırasında kendi kopyasını yapmasıdır. Kromozomların ikiye bölünmesi sırasında DNA molekülü kendisinin bir kopyasını yapar, buna replikasyon veya duplikasyon denir. Bu olay yavru kromozomda aynı kısımların bulunabilmesi için gereklidir. DNA nın kendini eşlemesi esnasında, iki sarmal ipliği bir arada tutan hidrojen bağları adeta bir fermuar gibi açılır. Açıkta kalan pürin ve pirimidin nükleotitlerin uçları, hücrede önceden sentezlenmiş nükleotitlerle tamamlanır. Böylece birbirinin aynı olan iki DNA meydana gelmiş olur. Hücre bölünmesinde her biri bir hücreye gider. İkinci görevi, kendinde toplanmış olan bilgiyi RNA ya (Ribonükleik asit) vermesidir. Bu işleme transkripsiyon denir. Transkripsiyonda DNA kalıbı üzerinden RNA nın sentezlenmesidir. Böylece DNA daki bilgi RNA ya aktarılmış olur. RNA daki toplanan bilgi ribozomlarda tercüme edilerek protein, enzim gibi moleküllerin sentezinde kullanılır. Kromozomlarda bulunan genler DNA yapısındadır. DNA molekülleri şifrelerle kodlanmıştır. DNA nın yapısına giren bazların (A,T,G,S) her biri şifre sembolü olarak kullanılır. Yaşamın dili bu dört harfli alfabeyle DNA moleküllerinde yazılmaktadır. DNA nın ipliklerinde ard arda gelen üç nükleotit bazı bir şifreyi ifade eder. Bunlara üçlü kodon denir. Dört farklı nükleotitle arka arkaya 64 şifre kodlanabilir (AAA, AAS, AAG, AGS, vb.). Şifrelerin DNA daki sıralanışlarının değişmesiyle ise binlerce anlam ifade edilebilir. DNA lar, kendilerinin kopyalarını yaparak, üreme hücreleriyle yaşam şifrelerini nesilden nesile iletirler. Şekil1:DNA nın yaygın modeli (Biotechnologyonline.2009 )

7 Bu DNA ikili sarmalının okullarda maketi derslerde örnek olarak gösterilmektedir. Fakat bu maket DNA nın yapısındaki molekülleri ve gerçeğe yakın yapıları hakkında bilgiye sahip değildir.bu gelecekte öğrencilerin biyoloji ve organik kimya konularında bu kavramları ilişkilendirememelerine neden olmaktadır. Bununla birlikte, bu DNA modeli DNA nın kendini eşlemesini göstermek için yeterli değildir. DNA nın eşlenmesini gösteren bir model yoktur. Bu nedenle bu proje ile hazırlanan ikili sarmal modeli makette bu eşlenme kolaylıkla ve pratik bir şekilde öğrencilere gösterilebilir. MATERYAL VE YÖNTEM Strafor kalıpları DNA yı oluşturan nükleotit ve birimlerinin yapı ve şekline en benzer şekilde kesildi( Resim-2 ). 2 adet farklı renkte strafor plak olduğu için, 6 değişik rengi vermek amacıyla boyayarak her bir renk nükleotidin farklı bölümünü ve farklı bazları temsil edecek şekilde kesildi( Resim-3 ). Kesilen bu straforların uçlarına birbirine bağlanmalarını sağlayacak ve karşılıklı gelecek şekilde mıknatıslar yapıştırıldı, bunlar daha sonra bazın bağlı olduğu fosfata yapıştırıldı( Resim-4 ). Zincir oluşması sağlandı. Oluşan zincir DNA nın bir zincirini temsil etti. Karşı zincir de aynı şekilde oluşturulduktan sonra bu iki zincirin nükleotitleri temsil eden uçlarına da mıknatıs yerleştirerek çift sarmal tamamlandı( Resim-5 ). DNA nın çift zinciri ayrılarak nükleotitlerin karşısına yeni zincirin oluşması gösterilecek şekilde nükleotitler monte edildi ( Resim-6,7 ).Mıknatısların zıt kutupların birbirini çekmesi, prensibinden yaralanıldı.

Resim 1:Kullanılan materyaller Resim 2:Bazların kesilmesi Resim 3:Bazların farklı renklere boyanması Resim 4:Nükleotidlerin oluşturulması

Resim 5:Nükleotit zincirinin oluşturulması Resim 6: Zincirin ayrılması Resim 7:Zincirin eşlenmesi SONUÇLAR VE TARTIŞMA

DNA modelimizi oluştururken strafor renk çeşidinin yetersiz oluşu boyayarak giderildi. Yapıştırıcının straforları eritmesi çok büyük sorun oluşturdu.bunun için kullanılan straforun maketi oluşturmaya uygun olmadığı görüldü.ve bu soruna rağmen DNA modeli aslına uygun şekillerde gösterilmeye çalışıldı.var olan DNA modellerinin eksikliğini karşılayacak nitelikte bir ürün ortaya çıktı tabi kullanılan malzemeler de düzeltilerek okullarda maketin geliştirilmesi ile daha kullanışlı bir ürün ortaya çıkabilir. Makette mevcut zincir aradan açılır, daha sonra öğrencilerin uygun nükleotitleri bularak karşılığı olan nükleotide bağlaması istenir. Böylece konu oyunsallaşarak öğrencinin yaparak öğrenmesi sağlanır. Sonuç olarak, DNA gösterilirken aslına uygun olarak modellenmesi ilerde kavram karmaşasının olmasını engelleyecektir. Yaptığımız makette straforun bu tip bir maketi yapmaya uygun olmadığı görüldü. Çünkü yapıştırıcılar straforu eritti, bu da zincirin birarada durmasını zorlaştırdı. Mıknatısların çekim gücünün hesaplanarak yerleştirilmesi ve güçlerinin maketin yapısına uygun olması gerektiği anlaşıldı. Maketin mantardan yapılmasının bu sorunları giderebileceği düşünülmektedir. KAYNAKÇA: 1. Fen ve Teknoloji Dersi Öğretim Programı. (2008). Talim Terbiye Kurulu Başkanlığı, MEB Yayınları,Ankara. 2. Campbell & Reece, Altıncı Baskıdan Çeviri. (2006). Biyoloji, Çeviri Editörleri : Prof.Dr. Ertunç Gündüz, Prof.Dr. Ali Demirsoy, Prof.Dr. İsmail Türkan, Palme Yayıncılık,Ankara. 3. Biotechnologyonline.2009. What does DNA look like?http://www.biotechnologyonline.gov.au/images/contentpages/sm_hel ix.jpg&imgrefurl=http://www.biotechnologyonline.gov.au/biotec/dnalook html&usg Erişim tarihi:06/02/2010 TEŞEKKÜR

Proje danışmanlığımızı yapan Prof. Dr. Serpil ÜNYAYAR ve Doç. Dr. Şükran YALÇIN ÖZDİLEK hocalarımıza teşekkürlerimizi sunarız. Bu çalışmalarımızı yapmak için gerekli ortamı sağlayan Prof.Dr. Mehmet AY hocamız başta olmak üzere tüm çalıştay elemanlarına teşekkürlerimizi sunarız. Çalıştaya katılan tüm arkadaşlarımıza yardımlarından dolayı çokça teşekkür ederiz.çalışmalarımızda emeği geçen tüm TÜSSİDE personellerine ayrıca teşekkürlerimizi sunarız.her şey çok güzeldi. ÖZ GEÇMİŞLER

FATMA YILMAZ 1982 yılında BURDUR doğumludur.ilkokulu Bedirli köyünde,ortaokulu Yeşilova da,liseyi Burdur da,üniversiteyi Manisa/Demirci de tamamlamıştır.ilk görev olarak Muş a atanmıştır.halen Muş ta görev yapmaya devam etmektedir. RECAYİ AYBAT 1981 yılında ORDU Fatsa doğumludur.ilk orta ve lise öğrenimimi Fatsa da tamamlamıştır.üniversiteyi OMÜ fen bilgisi öğretmenliğini bitirmiştir. Üniversite yıllarında tiyatro kulübü üyeliği,eğitim gönülleri kulübü üyeliği, fen bilimleri kulübü başkan yardımcılığı,fen bilgidsi öğretmenliği öğrenci temciliğinde bulunmuştur.2003 yılında üniversiteden mezun olup 1,5 yıl ücretli olarak çalıştıktan sonra 2005 yılında Ordunun Akkuş ilçesine atanmıştır.il içi tayin ile Ordu ikizce yoğunoluk yibo ya atanmıştır.yoğunoluk yibo müdür yardımcılığı ve yoğunoluk çpl müdür vekilliği görevlerinde bulunmuştur.