MOLEKÜLER BİYOLOJİ LABORATUVARI

Benzer belgeler
MUTASYONLAR VE TAMİR MEKANİZMALARI

GEN MUTASYONLARI. Yrd. Doç. Dr. DERYA DEVECİ

DNA ONARIMI VE MUTASYON. Merve Tuzlakoğlu Öztürk Bakteri genetiği dersi Sunum

Bakteriler Arası Genetik Madde Aktarımı

15- RADYASYONUN NÜKLEİK ASİTLER VE PROTEİNLERE ETKİLERİ

DNA Tamiri ve Rekombinasyonu

BAKTERİLERİN GENETİK KARAKTERLERİ

BİYOLOJİ DERS NOTLARI YGS-LGS YÖNETİCİ MOLEKÜLLER

Gen Mutasyonu, DNA Onarımı ve Yer Değiştirebilen Elementler. Doç. Dr. Ercan ARICAN

GEN MUTASYONU ve DNA ONARIMI

Sınıf ; Çalışma yaprağı 3

Genetik çalışmaların yüksek canlılardan çok mikroorganizmalarla yapılması bazı avantajlar sağlar.

YAZILIYA HAZIRLIK SORULARI. 12. Sınıf 1 GENDEN PROTEİNE

9- RADYASYONUN ETKİ MEKANİZMALARI 9.1- RADYASYONUN İNDİREKT (DOLAYLI) ETKİSİ

DNA TAMİR MEKANİZMALARI. Prof. Dr. Filiz ÖZBAŞ GERÇEKER

Gen Mutasyonu, DNA Onarımı ve Transpozisyon

Genetik Bilgi: DNA Yapısı, Fonksiyonu ve Replikasyonu. Dr. Mahmut Çerkez Ergören

DNA Hasarı ve Onarımı. Doç.Dr. Tuğba Yılmaz Özden

Hücrelerde gerçekleşen yapım, yıkım ve dönüşüm olaylarının bütününe metabolizma denir.

LYS ANAHTAR SORULAR #4. Nükleik Asitler ve Protein Sentezi

ÇOK HÜCRELİ ORGANİZMALARIN GELİŞİMİ

GÖRÜNÜR IŞIĞIN HAVUZ SULARININ DEZENFEKSİYONUNDA ALTERNATİF BİR YÖNTEM OLARAK KULLANILMASI

Prof. Dr. Turgut Ulutin DNA REPLİKASYONU (DNA EŞLEŞMESİ)

ÖZEL TOKSİK ETKİLER KİMYASAL MUTAJENEZİS, KARSİNOJENEZİS, TERATOJENEZİS KAYNAKLAR: 1. Toksikoloji, Prof. Dr. Nevin VURAL

Nötronlar kinetik enerjilerine göre aşağıdaki gibi sınıflandırılırlar

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

YGS ANAHTAR SORULAR #1


Mikrobiyal Gelişim. Jenerasyon süresi. Bakterilerde üreme eğrisi. Örneğin; (optimum koşullar altında) 10/5/2015

2. Histon olmayan kromozomal proteinler

7. BÖLÜM MİKROBİYAL GELİŞİM

REKOMBİNANT DNA TEKNOLOJİSİ. Araş. Gör. Dr. Öğünç MERAL

DNA ve Özellikleri. Şeker;

Paylaşılan elektron ya da elektronlar, her iki çekirdek etrafında dolanacaklar, iki çekirdek arasındaki bölgede daha uzun süre bulundukları için bu

Hücre içinde bilginin akışı

Kalıtımın moleküler temeli

Işık şiddetindeki Sıcaklıktaki değişme yönü değişme yönü

GENETİK I BİY 301 DERS 6

Nükleik Asitler ve Yaşamın Başlangıcı

11. Hafta: Prof. Dr. Şule PEKYARDIMCI NÜKLEOTİDLER

Chapter Konu 11 Lecture 11. Konu 11. Concepts of Genetics. Tenth Edition. 2-DNA Eşlenmesi ve Rekombinasyon

A. DNA NIN KEŞFİ VE ÖNEMİ

ADIM ADIM YGS LYS. 91. Adım KALITIM -17 GENETİK VARYASYON MUTASYON MODİFİKASYON ADAPTASYON - REKOMBİNASYON

TRANSLASYON VE DÜZENLENMESİ

STERİLİZASYON. Sterilizasyon Yöntemleri. Sterilizasyonu Etkileyen Faktörler

DNA VE GENETİK KOD KAZANIM KONTROL SINAVI

12. SINIF KONU ANLATIMI 2 DNA VE RNA

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

ADIM ADIM YGS LYS Adım REPLİKASYON

STERİLİZASYON DERSİ 4. HAFTA DERS NOTLARI YRD. DOÇ. DR. KADRİ KULUALP

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

Video v=giez3pk9yvo

7. PROKARYOTLARDA GEN İFADESİNİN DÜZENLENMESİ

FAQ-TIENS DICHO II.Nesil Meyve&Sebze Temizleyici

7. PROKARYOTLARDA GEN İFADESİNİN DÜZENLENMESİ

12 HÜCRESEL SOLUNUM GLİKOLİZ VE ETİL ALKOL FERMANTASYONU

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

DR. ASLI SADE MEMİŞOĞLU

GÜNEŞİN ELEKTROMANYETİK SPEKTRUMU

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

STERİLİZASYON DERSİ 5. HAFTA DERS NOTLARI. Yrd. Doç. Dr. Kadri KULUALP

2)Subatomik parçacıklardan oluşan radyasyon. α, β ışınları

FOTOSENTETİK OLARAK AKTİF IŞIK

POLİMERAZ ZİNCİR REAKSİYONU (PZR-PCR) VE RESTRİKSİYON PARÇA UZUNLUĞU POLİMORFİZMİ (RFLP)

Biochemistry Chapter 4: Biomolecules. Hikmet Geçkil, Professor Department of Molecular Biology and Genetics Inonu University

ÇANAKKALE ONSEKİZ MART ÜNİVERSİTESİ TIP FAKÜLTESİ Eğitim Yılı

X IŞINLARININ ELDE EDİLİŞİ

GEN MUTASYONU, DNA ONARIMI ve TRANSPOZİSYON

ÜNİTE 6 Nükleoproteinler ve Nükleik Asitler

DNA Hataları ve Düzeltme Mekanizmaları

NÜKLEİK ASİTLERİN ELEKTROFOREZİ

ELEMETLER VE BİLEŞİKLER ELEMENTLER VE SEMBOLLERİ

III-Hayatın Oluşturan Kimyasal Birimler

MOLEKÜLER BİYOLOJİ LABORATUVARI

Serbest radikallerin etkileri ve oluşum mekanizmaları

cdna Kitaplık Hazırlanışı

YGS YE HAZIRLIK DENEMESi #13

KALITIMIN MOLEKÜLER TEMELİ

Genetik MühendisliM. hendisliği BYM613. Mutasyonlar ve Doğal Gen Transfer Mekanizmaları. MUTASYON bir canl. Hacettepe Üniversitesi

ALKOLLER ve ETERLER. Kimya Ders Notu

KALITSAL MADDE PROF. DR. SERKAN YILMAZ

Kromozom yapı değişimleri

Suyun Fizikokimyasal Özellikleri

VİRUSLARIN SINIFLANDIRILMASI

Genetik materyal: DNA replikasyonu

KİMYA-IV. Yrd. Doç. Dr. Yakup Güneş

ADIM ADIM YGS LYS Adım EVRİM

Farmasötik Toksikoloji Nükleik asitler ile etkileşim MUTAJENİK (GENOTOKSİK) ETKİ. Hedef moleküller

RNA DNA. Nükleosit Baz + Şeker Riboz (RNA) Deoksiriboz (DNA) Ribonükleozitler : Adenozin, Pürinler: Pirimidinler: AveGdışında

Radyasyon iki kategoride sınıflandırılabilir. - İyonize olmayan radyasyon - İyonize radyasyon.

DNA Tamir Mekanizmaları. Ismail Bezirganoglu

DNA. Benim adım DNA dır. Çift iplikten meydana gelirim. Eşlerim kendimi ama. Belirleyici bazım Timin DNA. İkili sarmal şekli

KAPİLLER ELEKTROFOREZ DNA SEKANSLAMA

ÖKARYOTLARDA GENETİK MATERYALİN YAPISI VE ORGANİZASYONU

GENETİK LABORATUVARI

Niçin PCR? Dr. Abdullah Tuli

1. ÜNİTE : HÜCRE BÖLÜNMESİ VE KALITIM

ayxmaz/biyoloji Adı: 1.Aşağıda verilen atomların bağ yapma sayılarını (H) ekleyerek gösterin. C N O H

YGS YE HAZIRLIK DENEMESi #2

DNA. İzolasyon Kiti. Mısırdan. Öğretmen Kılavuzu. Öğrenci Kılavuzu

Transkript:

MOLEKÜLER 2014-2015 BİYOLOJİ LABORATUVARI GÜZ DÖNEMİ MOLEKÜLER BİYOLOJİ LABORATUVARI 6.HAFTA DERS NOTLARI GAZİ ÜNİVERSİTESİ FEN FAKÜLTESİ BİYOLOJİ BÖLÜMÜ Sayfa 1 / 10

MUTASYON Mutasyon; DNA dizilerinde kendiliğinden ya da belli dalga boylarındaki ultraviyole radyason, çeşitli mutajenik kimyasallar nedeniyle oluşan değişikliklerdir. Başka bir ifadeyle mutasyon, kalıtsal materyalin miktar, organizasyon veya içeriğindeki herhangi bir değişikliği belirtmekte kullanılır. Mutasyonlar birkaç şekilde sınıflandırılabilirler. Birinci ayırım mutasyonların spontan veya uyarılmış olmasına göre olan ayırımdır. Spontan mutasyonlar bilinen bir nedeni olmaksızın spontan olarak (kendiliğinden) meydana gelen mutasyonlardır. DNA replikasyonu sırasındaki hatalardan veya DNA molekülü içinde bulunan nükleotitin kendiliğinden değişimi sonucu oluşabilirler. Oluşumları ile ilgili olarak hiçbir özgün etken yoktur ve genellikle genlerin nükleotit dizilerinde rastgele olan değişikler olarak kabul edilirler. Bu mutasyonların çoğu, genlerin azotlu bazlarının yapısını değiştiren organizmadaki normal kimyasal süreçlerle ilişkilidir. Spontan mutasyonların aksine, herhangi bir yapay faktörün etkisi sonucu oluşan mutasyonlara uyarılmış mutasyonlar ismi verilir. Organizma yaşamı boyunca çeşitli fiziksel, kimyasal ve biyolojik ajanlara maruz kalarak genetik materyalinde hasar meydana gelebilir. Her bir ajan karakteristik mekanizması sayesinde DNA molekülünde spesifik zararlar meydana getirirler. Diğer bir ayırım ise mutasyonların gametik mi yoksa somatik hücrelerde mi olduğuna dair olan ayırımdır. Mutasyonların Meydana Gelme Yolları 1. Baz yer değiştirmeleri (nokta mutasyonlar): -Transisyon: Belli bir pirimidin bir başka primidine veya belli bir pürin bir diğer pürine değişir. -Transversiyon: Purin ve primidinin karşılıklı yer değiştirmesi Sayfa 2 / 10

2. Çerçeve kayması mutasyonları: Gen içinde herhangi bir noktaya bir veya daha fazla nükleotitin girmesi (insersiyon) veya çıkması (delesyon) şeklinde ortaya çıkabilir. Tüm üçlü okumayı değiştireceğinden sonuçları zararlı olabilir. DNA da Bu Tip Mutasyonlara Sebep Olan Değişimler 1. Tautomerik değişimler: DNA nın yapısına DNA daki purin ve primidinlerin, tautomerik formlarının (yapısal izomerler) katılması sonucu oluşur. Sonuç bir nokta mutasyonudur. Sayfa 3 / 10

2. Baz analogları: Nükleik asit biyosentezi sırasında purin ve primidinler yerine geçebilen moleküllere baz analogları denir ve bunlar genelde mutajenik kimyasallardır. Sonuç yine bir nokta mutasyonudur. 3. Alkilleyici ajanlar: Hardal gazı, etilmetan sülfonat, akridin boyaları gibi bazı kimyasal mutajenler nükleotitlerin kimyasal yapılarına alkil grubu eklerler ve sonuçta DNA sarmalında genişlemeler oluşturarak delesyon ya da eklemelere neden olurlar. Sonuçta çerçeve kayması mutasyonları meydana gelir. Sayfa 4 / 10

4. Apurinik bölgeler ve diğer lezyonlar: Sağlıklı bir çift sarmal DNA molekülündeki azotlu bazlardan birinin (sıklıkla guanin ya da adenin) spontan olarak kaybedilmesi ile olur. Glikozidik bağların kaybedilmesi ile oluşan bu bölgelere apurinik bölgeler denir. Yine benzer şekilde hidrojen peroksit ve süperoksit gibi oksijen radikallerinin aktif formları da DNA bazlarına zarar verebilir ve replikasyon sırasında yanlış eşleşmelere neden olabilir. Diğer lezyonlara örnek olarak DNA daki bazların deaminasyona uğraması sonucu oluşan bölgeler de verilebilir. Apurinik bölge oluşumu Deaminasyon Sayfa 5 / 10

5. Yüksek enerjili radyasyon: X ışınları, gama ışınları, kozmik ışınlar, UV ışınlarından daha kısa dalga boyuna sahip ancak daha yüksek enerjilidirler. Böylece dokuların derinliklerine kadar girerler ve yollarında karşılaştıkları moleküllerin iyonizasyonuna sebep olurlar. Sonuçta nokta mutasyonları oluşur. 6. Ultraviyole radyasyonu ve timin dimerleri: Özellikle, DNA tarafından kuvvetlice absorblanan UV-C (~260nm.) ve UV-B ışınları, DNA ve diğer biyolojik moleküllerle reaksiyona girerler. Pirimidin dimerleri (T-T, T-C) oluştururlar, bu dimerler replikasyonu ve transkripsiyonu bloke ederler. UV radyasyonunda en öldürücü ve mutajenik dalga boyu 260 A dur. Çünkü bu dalga boyunda DNA da UV ışınının maksimum absorblanması gerçekleşir. İn vitro çalışmalardan öğrenildiğine göre pürinler UV ışınlarına bağlı olan kimyasal değişmelere kısmen dayanıklıdır. Fakat pirimidinlerin en az iki mekanizmayla değişikliğe uğradığı tespit edilmiştir. Bunlardan biri, hidrasyondur (hydration). Bu durumda suyun pirimidinlerdeki 5-6 çift bağlarına ilavesi söz konusudur. Fakat bu reaksiyonun biyolojik bir önemi yoktur. Diğeri ise, pirimidin dimerleşmesidir. Genellikle komşu iki timin dimerleşmeye daha yatkındır. Bu ikinci durum biyolojik ve genetik açıdan önemlidir. Dimerler DNA konformasyonunu bozar ve normal replikasyonu durdurur. Bir bakteri kültürü, öldürücü dozda UV ışığına maruz kaldığında, hücrelerin muhtemel bir canlı kalma olasılığı vardır. Şayet bu canlı kalma olasılığı 0.1 ise, o zaman kültürün %10'u canlı kalacaktır. Canlı kalan bakteri hücrelerine yine aynı doz verilirse, bu hücrelerde canlı kalma olasılığı yine aynı olacaktır. Fakat doz iki katına çıkarılırsa, hücrelerdeki canlı kalma olasılığı muhtemelen 0.1 x 0.1= 0.01 (%1) olacaktır. Sayfa 6 / 10

Bakterilerin canlı kalma oranlarını etkileyen bazı faktörler vardır: 1) Kültürün Yoğunluğu: Üreyen kültür çok yoğunsa, bakteri hücrelerinin bazıları diğerleri tarafından "kalkan tipi" korunabilir. Böylece UV ışınlarının tüm hücrelere nüfus etmesi engellenebilir. Bakteri canlı hücre sayımı 1 x 10-8 ml/1'den az ise "kalkan tipi" koruma pratikte önem kazanmaz. Bu durumda bakterileri UV ışınına maruz bırakmak için logaritmik üreme dönemindeki hücreler ile çalışmak daha doğrudur. 2) Sıvı Vasatın Doğal Yapısı: Nutrient broth, tampon çözeltilere nazaran daha fazla UV absorblar. Bu nedenle Nütrient broth'lu bakteri kültürü UV ışınına maruz bırakılınca, UV ışınının etkisi daha az olur. Bunun yanı sıra, UV etkisine bırakılan Nutrient broth'da toksik organik peroksidler oluşabilir. Bu durumda da UV ışınının etkisinin daha uzun sürede gerçekleşmesi söz konusudur. 3) Hücrelerin Fizyolojik Koşulları: UV ışınlarının hedef bölgesi DNA'dır. Çok çekirdekli hücrelerin UV ışınına maruz kalması sonucunda bir çekirdeğin ışınlardan etkilenmediğini varsayarsak, hücrenin yaşama şansı fazla olacaktır. Oysa aynı dozdaki etki, tek çekirdekli hücreye daha fazla zarar verecektir. Bakterilerde UV hasarı sonucu oluşan timin dimerlerinin tamiri için iki mekanizma bulunmaktadır. 1) Işıkta Onarım (Fotoreaktivasyon): UV ışığının etkisiyle DNA da oluşan timin dimerleri arasındaki kovalent bağ, 540 nm dalga boyundaki görünür ışığın etkisiyle aktive olan fotoliyaz enzimi ile direkt olarak kırılır. phr adlı sorumlu gen deoksiriboprimidin fotoliyazı kodlamaktadır. Bu kompleks bir kofaktör olan folik asit ile birleşerek karanlıkta timin dimerine bağlanır. Daha sonra hücre ışık aldığında folik asit ışığı absorblar ve enerjiyi de timin dimeri bağını kırmak için kullanır, daha sonra fotoliyaz DNA üzerinden düşer. Bu şekilde DNA daki hasar doğrudan giderilmiş olur. Enzim bir dimere karanlıkta bağlanabilirken, dimeri kırmak için bir ışık fotonu absorbe etmek zorundadır. Fotoreaktivasyon mekanizması için mutlaka görünür ışığa gereksinim vardır. Görünür ışık, UV radyasyonu ile oluşan DNA hasarını onaran işlemi uyarmaktadır. Karanlıkta onarımın aksine tek bir enzime ihtiyaç vardır. Sayfa 7 / 10

2) Karanlıkta onarım; Kesip çıkarma onarımı olarak da adlandırılır. Fotoreaktivasyonun aksine bu onarım mekanizması için görünür ışığa gereksinim yoktur. DNA da timin dimerinin bulunduğu bölgedeki, doğru bazları da içeren yaklaşık 8-12 nükleotidlik kısım uvrabc ekzonükleaz (iki uçtan da kesen) aktivitesi ile kesilir. Kesilen oligonükleotid helikaz II enzimi ile DNA dan uzaklaştırılır. DNA nın hasarlı kısmındaki bu boşluk DNA Polimeraz I enzimi ile karşı iplikçik kalıp olarak kullanılarak doldurulur. Daha sonra iki serbest uç DNA Ligaz enzimi ile birleştirilir. Bu şekilde hasar onarılmış olur. Bu onarım mekanizması sayesinde UV tarafından oluşan primidin dimerleri ve DNA daki büyük lezyonlar onarılır Sayfa 8 / 10

DENEYİN YAPILIŞI Araç ve Gereçler Aktif E. coli kültürü Steril seyreltme tüpleri (her biri 900 µl serum fizyolojik (SF) -%0,9 NaCl- içermektedir) Drigalski özesi, beher ve etil alkol Mikropipet ve mikropipet uçları (steril) Yöntem 1) Aktif bakteri kültüründen 100 µl mikropipetle alınarak içerisinde 900 µl serum fizyolojik bulunan tüpe aktarılır. Bu durumda 1 nolu tüpteki bakteri kültürü 10 kat seyreltilmiştir ve bu tüp 10-1 tüpüdür. 2) İkinci seyreltim tüpe 10-1 seyreltim tüpünden 100 µl aktarılır ve kültür 10 kat daha seyreltilmiş olur ve bu tüp de 10-2 tüpüdür. Bu işlem 10-6 ya kadar devam ettirilir. (Seri seyreltim) Sayfa 9 / 10

3) 10-5 ve 10-6 seyreltim tüplerinden 5 er adet olmak üzere toplam 10 adet nutrient agar besiyeri içeren petri kabına 100 µl aktararak yayma ekim yapılır. 4) Kontrol grubuna ait 2 adet petri (10-5 ve 10-6 ) direkt inkübasyon için etüve kaldırılır. 5) Deney grubundaki petrilerin yarısına 3 dakika diğer yarısına 5 dk UV ışık uygulanır. 6) UV ışık uygulanan petrilerin yarısı direkt etüvde inkübasyona bırakılırken; diğer yarısı alüminyum folyo ile sarılarak inkübasyona bırakılır. 7) İnkübasyon sonunda oluşan bakteri kolonileri sayılarak kaydedilir. 10-5 Seyreltme 10-6 Seyreltme 1. petri : Kontrol grubu Kontrol grubu 2. petri : 3dk UV aydınlık 3 dk UV aydınlık 3. petri : 8 dk UV aydınlık 8 dk UV aydınlık 4. petri : 3dk UV karanlık 3 dk UV karanlık 5. petri : 8 dk UV karanlık 8 dk UV karanlık Her seyreltme için UV ye maruz bırakılan hücrelerin % ölüm oranlarını aşağıdaki formülle hesaplayınız. Mutant bakterilerin koloni sayısı % Ölüm Oranı= 100 - x 100 Kontrol grunundaki bakterilerin koloni sayısı Sonuçlar aşağıdaki sorular cevaplanarak yorumlanır; 1) UV ışık bakterilerde mutasyon oluşturup bakterilerin ölümüne sebep olur mu? 2) UV ışığa maruz kalma süresi arttıkça % ölüm oranı artar mı? 3) Aydınlıkta ve karanlıkta tamir mekanizmalarından hangisi daha etkilidir? Sayfa 10 / 10