ÜNİTE 6 Nükleoproteinler ve Nükleik Asitler Amaçlar Bu üniteyi çalıştıktan sonra; Nükleoprotein ve nükleik asitlerin yapısını, Nükleozid, nükleotid tanımlarını, Azotlu bazları, Nükleik asitlerin metabolizmasını öğrenmiş olacaksınız. İçindekiler Giriş Nükleotid ve Nükleozidler Nükleik Asit Nükleik asitlerin Metabolizması Purin veya Pirimidinlerin Biosentezleri Özet Değerlendirme Soruları Yararlanılan ve Başvurulabilecek Kaynaklar Öneriler Bu üniteyi daha iyi kavrayabilmeniz için, Bu konuyu çalışmadan önce proteinler konusunu gözden geçirmeniz konuyu anlamanıza yardımcı olacaktır.
1. GİRİŞ Nükleoproteinler, bileşik proteinlerin çok önemli bir grubunu teşkil ederler. Nükleoproteinler, nükleik asit ve proteinden meydana gelirler. Nükleoproteinler içerisinde yer alan proteinler daha çok bazik karakter gösteren proteinlerdir. Bunlar genel olarak proteinler ve histonlardan ibarettir. Nükleoproteinler gerek hayvansal gerekse bitkisel çeşitli organizmalarda yer alırlar. Bu bölümde nükleik asitlerin yapısı açıklanacaktır. Nükleik asitler kromozomları meydana getirirler. Nükleik asitlerin iki türü mevcuttur. Bunlardan birincisi DNA simgesi ile gösterilen "deoksiribonükleik asit", diğeri ise RNA harfleriyle gösterilen "ribonükleik asit"dir. Nükleik asitler birçok nükleotid ünitelerinin meydana getirdikleri polimerlerden ibarettir. Nükleotidler hidroliz edildiklerinde heterosiklik aminler olan purin ve pirimidinlerle, bir şeker olan pentozlara ve fosforik asit ünitelerine parçalanırlar. Nükleotidin yapısında yer alan ribozun doğrudan doğruya riboz şeklinde bulunması halinde, böyle bir nükleotid ünitesine ribonükleotid ve bu çeşit nükleotid ünitelerinin meydana getirdikleri uzun zincirli asitlere Ribonükleik asit (RNA), nükleotid ünitelerinde riboz yerine bir O atomu eksik deoksiribozun bulunması halinde bu çeşit nükleotidlerden meydana gelen nükleik aside Deosiribonükleik asit (DNA) adı verilir. Nükleik asitlerin yapısında yer alan başlıca purinler, adedin ve guanin, pirimidinler ise sitozin, urasil ve timinden ibarettir. 2. NÜKLEOTİD VE NÜKLEOZİDLER Nükleotidin yapısında yer alan pürin veya pirimidin bazı ile riboz veya deoksi ribozdan meydana gelen alt üniteye "nükleozid" denir. Nükleozidin şeker ünitesinin fosforik asitle birleşmesi sonucu meydana gelen üçlü yapı "nükleotid" adını alır. Nükleozidler ve nükleotidler isimlerini yapılarında bulunan pürin veya pirimidin azotlu bazlarından alırlar. Yapısında adedin bulunan nükleozide adenozin, guanin bulunana guanozin, sitodin bulunan nükleozide sitidin, urasil bulunana uridin, timin bulunana timidin denir. Bunun gibi yapısında adedin bulunan nükleotide, adedin nükleotid veya adenilik asit, guanin bulunana guanin nükleotid veya guanilik asit, sitozin bulunana sitidilik asit, urasil bulunana uridilik asit, timidin bulunana timidilik asit denir. Adenilik asit veya adenozin monofosfat da denilen nokleotidin iki mol daha fosforik asitle birleşmesi sonucu kimyasal reaksiyonların başlıca enerji kaynağını teşkil eden adenozin tri fosfat (ATP) meydana gelir. ATP serbest halde bulunan nüklotidlerdendir. Flavinli nükleotidlerle nikotinamidli nükleotidler de bu sınıfa girerler. - 68 -
Hayvansal organizmada hem DNA, hem de RNA yaygın şekilde bulunurlar. Fakat DNA daha çok nükleusta bulunur. Bununla beraber nükleusta çok miktarda RNA da vardır. Sitoplazmanın başlıca nükleik asit fraksiyonunu RNA teşkil eder. Sitoplazmada RNA genellikle mitokondriler ve ribozomlarda yer alır.? Nükleotid ve nükleozit arasındaki farkı belirtiniz. 3. NÜKLEİK ASİT Nükleik Asitler birçok nükleotidin birleşmeleri ile meydana gelen büyük moleküllü nükleotid polimerleridir. Kromozomları meydana getiren genlerin kalıtımla ilgili başlıca yapısını teşkil eden nükleik asit segmentlerinin yüzbinin üstünde değişik şekilleri mevcuttur. İki nükleotidin birleşmesi bir nükleotidin fosforik asit grubunun diğer nükleotidin pentoz grubu ile birleşerek su çıkması yolu ile olur. İki nükleotid arasında bir fosfat ester bağı meydana gelir. Böylece yüzlece nükleotid ünitesi bir araya gelerek nükleik asit denen polimeri meydana getirirler. Azotlu baz (Purin, pirimidin) + Pentoz (Riboz, Deoksiribaz) Nükleozid Nükleozid + Fosforik Asit Nükleotid n.nükleotid Nükleik asit? Nükleik asit nedir? Önemini açıklayınız? 4. NÜKLEİK ASİTLERİN METABOLİZMASI Nükleoproteinin protein kısmı daha önce açıklandığı ilgili enzimler tarafından peptitlere ve amino asitlere yıkılarak absorbe olurlar. Nükleik asitler ise yine pankreastan salınan "nükleinaz" enzimlerinin etkisi ile kendilerini meydana getiren nükleotidlere parçalanırlar. DNA ve RNA'yı parçalayan özel enzimler mevcuttur. Meydana gelen nükleotidler, mononükleotidaz enziminin etkisi ile nükleozid ve fosforik asitlere yıkılırlar. Mononükleotidaz aslında fosfotaz enzimidir. Bu fosfotazlar, nükleozidleri pentoz ve ilgili azotlu bazlara parçalarlar. Medana gelen purin ve pirimidinler ayrı ayrı yollarla katabolize olurlar. Fosforik asit ve pentozların meta- - 69 -
bolizması karbonhidratlar kısmını ilgilendirdiğinden nükleik asitlerin metabolizması deyince purin ve pirimidinlerin metabolizması anlaşılmaktadır. 5. PURİN VE PİRİMİDİNLERİN BİOSENTEZLERİ Radoaktif azot ile (N 15 ) işaretlenmiş maddeler verilerek yapılan deneyler purin ve pirimidinlerin hayvansal organizma tarafından sentez edildiklerini kesinlikle ortaya koymuştur. Purin ve pirimidin iskeletini oluşturan N ve C atomlarının tayini ile bunların sentez yolları açıklanmıştır. Nükleik asitlerin ve proteinlerin sentezi birbirleri ile sıkı bir ilişki içindedir. Bu bahiste bu konuya yer verilmeyecektir. Özet Nükleoproteinler, bileşik proteinlerin çok önemli bir grubunu teşkil ederler. Nükleoproteinlerin biyolojik önemi, nükleopretinlerle genetik (kalıtım) arasında bulunan ilişkiden ileri gelir. Kromozomlar nükleoprotein ihtiva ederler veya tamamen nükleproteinlerden yapılmışlardır. Kromozomlarla birleşmiş kalıtım birimleri olan genler dezoksiribomükleik asitten ibarettirler. Nükleik asitler, nükleotidlerin polimerleridir. Nükleotidler üç yapı taşı ihtiva ederler; bunlar azotlu baz, ki özellikle purin veya pirimidin bazı, pentoz ve fosforik asittir. Bir nükleotid molekülünün yalnız purin veya pirimidin bazı ve pentozdan (riboz veya dezoksiriboz) ibaret kısmına nükleozid denir. Nükleoproteinler metabolize olurken, protein kısmı peptidlere ve amino asitlere yıkılır. Nükleik asitler ise ilgili enzimlerle kendini oluşturan kısımlara parçalanır. - 70 -
Değerlendirme Soruları 1. DNA ve RNA birer... dir. A) Nükleotid B) Nükleozid C) Nükleik asit D) Pentoz E) Azotlu Baz 2. Aşağıdakilerden hangisi Nükleik asitlerin yapısında yer alan purinlerdendir? A) Adenin B) Sitozin C) Urasil D) Timin E) Hiçbiri 3. Aşağıdakilerden hangisi bir pirimidindir? A) Adenin B) Guanin C) Urasil D) Purin E) Hiçbiri 4. Purin veya pirimidin bazı ile pentozdan meydana gelen üniteye... denir. A) Nükleotid B) Nükleozid C) Nükleik asit D) Nükleoprotein E) Azotlu Baz - 71 -
5. DNA, daha çok hücrenin... kısmında bulunur. A) Sitoplazma B) Mitokondri C) Hücre zarı D) Çekirdek E) Mikrozom Yararlanılan ve Başvurulabilecek Kaynaklar TEKMAN, Ş. Öner, N., Genel Biokimya, Fatih Yayınevi, İstanbul, 1981. YENSOY, Mutahhar, İnsan Biokimyası, İstanbul Üniversitesi Tıp Fak. Yayın No: 128, İstanbul 1989. - 72 -