Genel Biyoloji Kromozomların Yapısı (kitap) http://groups.google.com.tr/group/ogrenim ogrenim@googlegroups.com İ Ç İ NDEK İ LER 1. KROMOZOMLARIN K İ MYASI ........................................................................... 2 2. WATSON – CRICK MODEL İ .............................................................................. 3 3. GENET İ K KOD ................................................................................................... 5 3.1. DNA Sentezindeki Kataliz ö rler ve Replikasyon Merkezleri ......................... 7 3.2. DNA Polimeraz n Evrenselli ğ i ..................................................................... 9 3.3. DNA Polimeraz n Ö nemi ............................................................................ 9 3.4. DNA'n n Kal p Ö zelli ğ i ............................................................................... 10 3.5. RNA Tipleri .............................................................................................. 12 3.5.1 Messenger (= Haberci) Ribonukleik Asit ( = mRNA) ......................... 13 3.5.2 Ribozomal Ribonukleik Asitler (= rRNA) ve Ribozomlar .................... 16 Ş EK İ LLER L İ STES İ Ş ekil 1: DNA'n n molek ü ler yap s . Sitozinden ve guaninden olu şmu ş bir nukleo î it ç ifti g ö sterilmi ştir. ................................................................................................. 2 Ş ekil 2. DNA’n n heliksinden enine bir kesit .............................................................. 3 Ş ekil 3. Adenin – timin, sitopizin – guanin arasindeki H ba ğ lar ................................ 4 Ş ekil 4. Nukleotitlerin dizili şi ile aminoasitler aras ndaki ili şki .................................... 5 Ş ekil 5. DNA’n n replikasyonu ................................................................................... 6 Ş ekil 6. DNA’daki bazlar n şematik dizilimi ve DNA polimeraz en zimi ile replikasyonu ......................................................................................................... 7 Ş ekil 7. Bir bakteriyofaj n replikasyonu .................................................................... 12 Ş ekil 8. 85 S’lik ribozomlar n olu şumu (a) fal ve ayr ş m (b) ................................... 17 Ş ekil 9. Bir 5 S rNA’n n hipotetik modeli (traeger’den)) ........................................... 18 Ş ekil 10. a) ½ polizomun, b) k sa bir mRNA par ç as ta ş yan 70 S’lik bi r ribozomun ve c) Bir polizomun üçü nc ü l yap s n n şematik g ö r ü n ü m ü ................................ 22 1http://groups.google.com.tr/group/ogrenim ogrenim@googlegroups.com KROMOZOMLARI N K İ M Y ASI 1. Kromozomlar n DNA, RNA, histon ve proteinden olu ştu ğ u g ö sterilmi ştir. Soma h ü crelerinde 6 x 10~ 9 , sperma ve yumurta ç ekirdekl erinde ise 3x10~ 9 m i ligram DNA'n n oldu ğ u saptanm şt r. Poliployit h ü crelerde DNA miktar poliployidinin derecesine uygun olarak daha fazla bulunur. Belirli bir organizmadaki DNA ve histon miktar , kural olarak b ü t ü n h ü crelerinde ayr d r. Buna kar ş l k RNA miktar ve baz proteinler h ü creden h ü creye de ğ i şiklik g ö sterir. DNA'n n miktar gen say s na uygunluk g ö sterir; b ö ylece bir h ü credeki yada gametteki nukleotit say s ve dolay s yla gen say s tahmin edilebilir. Kromozomlar, deoksiribonukleaz enzimjyle m uamele edildi ğ inde, DNA'lar par ç alan r ve ortadan kalkar; yaln z kromozomlar n taslaklar kal r. Buna kar ş l k, kromozomlar proteolitik enzimlerle muamele edildi ğ inde, d ştaki m atriks k s mlar ortadan kalkar. Bu bize, kromozomlar n proteinlerden yap ld ğ n ve DNA'lar n n ise i ç lerindeki lokuslar da yer ald ğ n g ö sterir. DNA ile kromozom proteinleri, Ca ve Mg gibi iki de ğ erlikli katyonlarla birbirlerine ba ğ lanm şt r. Bu katyonlar EDTA ile kromozomlardan d şar ya al n rsa, ç ekirdek asitleriyle proteinler birbirlerinden ayr l r. Ş ekil 1 : DNA'n n molek ü ler yap s . Sitozinden ve guaninden olu ş mu ş bir nukleo î it ç ifti g ö sterilmi ş tir. 2http://groups.google.com.tr/group/ogrenim ogrenim@googlegroups.com WATSON – CRICK MODEL İ 2. Bitkilerin ve hayvanlar n b ü y ü k k sm nda DNA tam olarak izole edilmi ş ve hepsi nin, deoksiriboz (seker), fosforik asit ve azotlu bazlardan meydana geldi ğ i bulunmu ştur ( Ş ekil 1 ). DNA'da 4 baz da bulunur.. Bunlardan ikisi 'Purin' yani 'Adenin ve Guanin', di ğ er ikisi de 'Pirimidin' yani 'Sitozin' ve 'Timin' dir. P ü rin ve pirimidin oranl ar belirli bir t ü r ü n t ü m h ü crelerindeki DNA'larda ayn d r; fakat farkl t ü rlerden al nan DNA ö rneklerinde bu oran de ğ i şir. T ü m DNA ö rneklerinde toplam p ü rin miktar toplam pirimidin miktar na (A -i- G = T + C); adenin miktar timine (A = T), guanin miktar ise sitozine ( G = C) e şittir. Memelilerde adenin ve timin, bakterilerde ise guanin ve sitozin daha fazlad r. Bu analizlere ve X ş nlar n n k r lmas na dayanarak, 1953 y l nda vvatson ve^CfiiCK bir DNA modeli yapmay ba şard lar. Bu modele g ö re, bir ç ok s orunun a ç klanmas yap labildi ğ inden dolay , 1962 y l nda bu iki bilim adam na Nobel Ö d ü l ü verildi. Ş ekil 2 . DNA’n n heliksinden enine bir kesit DNA'n n |bazlar bir merdivenin basamaklar şeklinde ba ğ lan r, ö yle ki, birinci nukl eotitteki deoksiribozun 5'karbonu, ikinci nukleotitteki deoksiribozun 3' karbonuna bir fosfodiester ba ğ ile ba ğ lan r. VVATSON ve CRICK , kar ş l kl duran polinukleotit kollar n n birbiri etraf nda yelkovan y ö n ü nde k vr larak, bir b ü y ü k, bir 3http://groups.google.com.tr/group/ogrenim ogrenim@googlegroups.com k üçü k oluk olu şturacak şekilde sarmal meydana getirdi ğ ini ve sarmal n d ş taraf nda şeker-fosfat; i ç taraf nda ise kollar birbirine ba ğ layan, sarmal eksenine dik duran, p ü rin ve pirimidin bazlar n n bulundu ğ unu saptad lar . Yandaki kollar, p ü rin ve pirimidin aras ndaki ö zel hidrojen ba ğ lar yla, birbirlerine yakla şarak, belirli bir a ç alt nda d ö ner merdiven gibi k vr l rlar. On baz ç ifti, tam bir sarmal k vr m (=b ü kl ü m ü ) meydana getirir. P ü rin ve pirimidin aras ndaki hidrojen ba ğ lar , yaln z edeninin timine, guaninin sit ozine ba ğ lanmas na olanak verir. Bu bazlar, bir d ü zlem i ç erisinde, fakat bir do ğ ru şeklinde de ğ il, bir a ç alt nda birle şmi ştir. Bu birle şme i ç erisinde dar ve geni ş oluklar kolayca tan nabilir . Di ğ er bir kom binasyon olanaks zd r. Adenin ve guanin, aralar nda hidrojen ba ğ olu şturamayacak lard r; çü nk ü her iki molek ü l de b ü y ü k oldu ğ u i ç in, zincir i ç erisinde yer bulamayacak t r. Timin, sitozinie birle şe meyecektir; çü nk ü her ikisi de k üçü k molek ü ld ü r ve biri zincirin bir taraf nda, di ğ eri ö b ü r taraf nda oldu ğ undan arada b ü y ü k a ç kl k kalacakt r. Adenin ile timin aras nda 2, guanin ilesitozin aras nda 3 hidrojen ba ğ meydana gelir. Hidrojen ba ğ lar n n ö zelle şmesi, bir kolda bulunan her adeninin kar ş kolda bir timin ve keza sitozinin, kar ş kolda bir guanin bul mas n sa ğ lar. B ö ylece iki kol birbirini tamamlar. B ö ylece zincirin bir kolunda bulunan nukleotitlerin dizilisi, kar ş s ndaki kolda bulunan nukleotitlerin dizili şini bir ç e şit dikte ve kontrol eder. Kollar n y ö nleri birbirine z tt r. Ö yle ki bir kolda fosf at şeker ba ğ lan 5'-3' y ö n ü nde oldu ğ u halde, kar ş s ndaki kolda 3' – 5' y ö n ü ndedir. Ş ekil 3 . Adenin – timin, sitopizin – guanin arasindeki H ba ğ lar 4http://groups.google.com.tr/group/ogrenim ogrenim@googlegroups.com GENET İ K KOD 3. watson - cr ck modeli, kal tsal bilginin, nukleotitlerin, t ü re ö zg ü bir şekilde, belirli bir d ü zen i ç erisinde s ralanmas yla belirlendi ğ ini ve-d ö lden d ö le bu şekilde kal t ld ğ n ortaya koymu ştur. S ö z konusu t ü r ü n, kendine ö zg ü ö zellikleri (fenotipi), kal tsal yap s ile nitelikleri belirlenen protein vesazim molek ü llerin in sentez edilmesiyle a ç ğ a ç kar. DNA ü zerindeki genler, gerekli emri, ancak, bir arac molek ü l arac l ğ yla protein sentezleme d ü zene ğ ine iletir; Bu arac molek ü l RNA'd r. Protein zinci rinde ferine konacak her aminoasit, RNA ü zerindeki 3'l ü bir baz gru buyla şifrelenir. Bu 3'l ü yap ya kodon diyoruz. Yaln z 4 ç e şit nukleotit (A, C, G, T) oldu ğ undan, 20 yada daha fazla aminoasidi d ü zenleyebilmek i ç in, bir yada iki nukleotitten meydana gelmi ş kodonlar (=kal plar) yeterli olmayacakt r. Ş ekil 4 . Nukleotitlerin dizili ş i ile aminoasitler aras ndaki ili ş ki Çü nk ü kodonlar iki nukleotitten meydana gelseydi, 4 ç e şit nukleotit ancak 16 ç e şit kombinasyon vere bilirdi; bu da sadece 16 ç e şit aminoasidi, protein zincirindeki yerine y ö neltebil irdi. 5http://groups.google.com.tr/group/ogrenim ogrenim@googlegroups.com Ş ekil 5 . DNA’n n replikasyonu Reflikasyon (ikile şme) konusundaki ç al şmalarda hala tam a ç klanamayan bir nokta, sarmal n iki kolunun çö z ü lme şeklidir. Kolar n ayr lmas iki ipli ğ in birbirinden ayr lmas bi ç iminde olsayd , bir d ö nme olay ortaya ç kard . DNA gibi bir makromolek ü l ü n, mitozun olduk ç a k sa s ü resi i ç inde tamamen birbirinden ayr lmas i ç in, b ü y ü k bir devirle d ö nmesi gerekecektir. Yo ğ unlu ğ u az olmayan bir ortamda, yeni plazmada, bu h zla bir d ö nme, proteinleri de nat ü re etmeye yetecek kadar s ü rt ü nme s s n n ortaya ç kmas na neden olaca ğ ndan, bu a ç lman n (d ö nmenin) nas l yap labildi ğ i hen ü z bilinmemektedir. Bununla beraber, baz proteinlerin, replikasyonu ba şlatt ğ , baz lar n n DNA iplik ç iklerinin çö z ü lmesini ve d ö nmesini uyard ğ ve h ü crede DNA sentezinin tamamlanmas n takiben iki yavru DNA molek ü l ü n ü n birbirinden ayr lmas n kolayla şt rd ğ bilinmektedir. 6http://groups.google.com.tr/group/ogrenim ogrenim@googlegroups.com Ş ekil 6 . DNA’daki bazlar n şematik dizilimi ve DNA polimeraz enzimi ile replika syonu DNA Sentezindeki Kataliz ö rler ve Replikasyon Merkezleri 3.1. kornberg ve arkada ş lar taraf ndan, 1957 y l nda, DNA'n n ilk defa Escherichia co l i'den izole edilen 'DNA polimeraz' denen bir enzim sistemi taraf ndan katalizlendi ğ i bulunmu ştur. Bu enzim, deo ksinukleotit yap ta şlar n 3'-5' y ö n ü nde okuyarak, 3'-5' fosfodiester ba ğ lar yla birbirine ba ğ lar. Dolay s yla yeni olu şan poli-deoksinukleotit dizisi 5'-3' y ö n ü nde geli şir. DNA polimeraz, kendi ba ş na yaln z nukleotitlerin şeker ve fosfat gruplar n tan yabilir. Bazlar n hangi s raya g ö re dizilmeleri gerekti ğ ini bilemez. DNA polimeraz n, d ü zenli bir sentezleme i ç in, substrat olarak d ö rt ç e şit deoksinukleozidin trifosfat na (dATP, 7http://groups.google.com.tr/group/ogrenim ogrenim@googlegroups.com dGTP, dCTP ve dTTP), magnezyum iyonlar na, tepkimeler i ç in kal p ve alfabe g ö revi yapacak DNA polimerinin bir k s m na gereksinimi vard r. Tepkimenin sonunda DNA polimeri ve tepkimeye kat lan her deoksiribonukleotit i ç in bir molek ü l pirofosfat meydana gelir. Mitokondriyal DNA replikasyonunun, ç ekirdekteki DNA replikasyonundan fark lar g ö sterdi ğ i varsa y lmaktad r. dATP DNA Dgtp Mg ++ N ? DNA + nPP dCTP DNA polimeraz dTTP Bakteriyofaj (T 2 ) DNA's n n replikasyonu, yakla ş k her üç dakikada bir olmak tad r. Yan , faj DNA's ndaki 8 x 10 4 k vr m, 3 dakika i ç erisinde çö z ü lmektedir. Bu ise mekanik ilkeler ve enerji y ö n ü nden ç ok zor g ö r ü lmektedir. Bu nedenle ç e şitli model ler yada modellere ilave yeni g ö r üş ler ileri s ü r ü lmektedir. B ü y ü k bir olas l kla DNA'n n kollar bir fermuar n a ç lmas gibi bir u ç tan, yada reptikat ö r denen birka ç yerd en birden birbirinden ayr lmakta ve ayr lan kollar kendini replike ederek statik durumlar n s ü rd ü rebilmektedir. iyon deri şiminin de ğ i şimi ile DNA zinciri nin belirli b ö lgelerinde a ç l m sa ğ lanabilmektedir. Replikal û rler, DNA ü zerinde, metillestirilmis diz ilim ile i şaretlenebilmekte ve bu replikat ö rlerden itibaren, DNA zinciri kollar n n a ç ld ğ g ö r ü lmektedir. Bu noktalar, replikasyon merkezleri olarak bilinmektedir. Replikasyon merkezleri, bakterilerde, mesosom denen belirli bir zar b ö lgesiyle, memeli hay vanlarda ise ç ekirdekteki bir zar b ö lgesiyle temas halindedir. Yava ş ç o ğ alan bakterilerde, DNA ü zerinde kural olarak ancak bir replikasyon merkezi, h zl ç o ğ alanlarda ise h za ba ğ l olarak daha fazla replikasyon merkezi bulu nur (6 kadar olabilir). Bu ise, DNA replikasyon h z n n de ğ i şmedi ğ ini, ancak ç o ğ alan zincir say s n n de ğ i şti ğ ini g ö sterir. Eskiden DNA'n n ç o ğ almas ile h ü cre b ö l ü nmesi nin ayn zamanda y ü r ü t ü ld ü ğ ü ne inan lmaktayd . Ger ç ekte DNA sentezinin zaman olarak h ü cre b ö l ü nme s ü resini a şt ğ g ö z lenmi ştir . 8http://groups.google.com.tr/group/ogrenim ogrenim@googlegroups.com DNA Polimeraz n Evrenselli ğ i 3.2. Escherichia co li’den elde edilen DNA polimeraz, bir ç ok canl dan (bakterilerden, vir ü slerden, memelilerden ve bitkilerden) elde edilen DNA modelleri ile kullan labilir. Sonu ç ta,hangi DNA modeli kullan lm şsa, o tipe uygun nukleotit s ralanmas meydana gelir. Burada, meydana gelen son ü r ü n i ç erisindeki nukleotitlerin s ras n , ne polimeraz enziminin ö zelliklen ne de ortamda bulunan substrat molek ü llerinin oran saptam şt r. Dikte ettiren fakt ö r, kullan lan DNA modelini n alfabetik s ras d r. kornberg. 1968 y l nda alfabe olarak vir ü s DNA's kullanarak, biyolojik olarak aktif vir ü s DNA's n sentezlemistir. Ü retilmi ş bu yeni DNA, bakterilerde, canl vir ü s enfeksiyonlar n n ayn n meydana getirmi ştir. DNA Polimeraz n Ö nemi 3.3. khorana ve arkada şlar , bir tarafta bir ara bir s ra dizilmi ş adenilik ve sitidilik asidi, di ğ er taraftan ayn şekilde dizilmi ş timidilik ve guanilik asidi i ç eren, iki deoksiri bonukleotit polimerini sentetik olarak yapt lar. Fakat bunlardan hi ç biri, yaln z ba ş na (yani sadece adenilik-sitidilik yada sadece limidilik-guanilik dizisi) DNA i ç in model olarak i ş g ö remedi. Her iki polimer kar şt r ld ğ nda, ç ift kollu sarmal, yapay olarak (al ş lagelmi ş bazlar n birbirine ba ğ lanmas yla) meydana geliyor ve ancak bu yap DNA polimeraza kal pl k yapabiliyordu. DNA-polimeraz enzimine, bulucusunun ismine adanarak KORNBERG Enzimi de denir. Bu enzim, birbirine benzer bir ç o k alt birimden meydana gelmi ştir. Molek ü le/ a ğ rl ğ 100.000 dalton kadard r. Kal p olarak DNA'n n kullan ld ğ tepkimelerde, do ğ ru bazlar n se ç ilmesinde ve substrat n polimerizasyonunda ö nemli rol oynar. Bu nedenle DNA'n n replikasyonunda biyolojik olarak ç ok b ü y ü k bir i şleve sahiptir. Hatal dizilimi meydana getirme olas l ğ ç ok zay ft r. Bu enzim, baz se ç im ö zelli ğ inin d ş nda, tek kollu DNA ipli ğ i ü zerinde m evcut olan polariteyi, yani fosfat-diester-b a ğ n n y ö n ü n ü tan yacak ve yavru kolun ü zerinde ayn s n ; fakat ters y ö nde paralel olarak dizebilecek durumdad r. Her iki ö zellik, bu enzimin alloste rik yap s yla sa ğ lan r. 9http://groups.google.com.tr/group/ogrenim ogrenim@googlegroups.com DNA polimeraz, hayvansal ve bitkisel h ü crelerde farkl d r. Hatta ba ğ rsak bak terilerinden olan Escherichia co l i' d e bile iki-( yada üç ) farkl DNA-polimeraz vard r. Bakteriyel DNA-polimeraz, in vitro (h üç refiz ortamda) olarak hem te k kollu, hem iki kollu DNA'y kal p olarak kabul eder. Bun a kar ş l k memeli hayvanlardan elde edilen DNA-polimeraz, tercihan, in vitro olarak denat ü re edilmi ş (tek kollu) DNA ile biyolo jik aktivite g ö sterir. E ğ er enzim, kal p olacak kullan lacak DNA ile b irlikte yaln z üç (gerekli olan d ö rt bazd r) deoksinukleozittrifosfat ile ink ü be edilirse, ö rne ğ in, dATP, dCTP ve dGTP ile, DNA sentezinin olmad ğ g ö zlenecektir. Sentezlenme, ancak, eksik olan d ö rd ü nc ü nukleotidin eklenmesiyle baslar. DNA'n n Kal p Ö zelli ğ i 3.4. DNA polimeraz enzimi ile ç ift kollu bir kal b n bulundu ğ u yerde, DNA'ya benzer ç ift kollu bir yap meydana getirilmi ştir. Bu yap daki baz oranlar aynen kal p ald ğ DNA'daki gibidir. Kal b n olmad ğ bir ortamda, belirli bir gecikmeden sonra (lag time) , DNA'ya benzer ç ift kollu bir molek ü l sentezlenir. Bu molek ü l ü n bile şimi, sunulan deoksinuk- leozittrifosfatlara ba ğ l d r. Yaln z UTP yada CTP’nin bulundu ğ u ortamda, yine s ras yla homopoliuridil asit ve homopohsitidil asit olu şur. Buna kar ş n poliguan , asi, bu yolla elde edileme RNA'n n di ğ er bir hatal tepkimesi, kal p olarak DNA yerine bir polinukleotitle temasa ge ç mesi halinde ortaya ç kar . Ö rne ğ in k sa bir politimidil asit zinciri, uzun pohaden l asit zincirinin elde edilmesini sa ğ layabilir. 100 50 lim 7 ? ? ? A eraz Po RNA PolidT Poli ATP Kal p i ç in polideoksinukleotit olmas şart de ğ ildir, keza poliribonukleotitler de, ö rne ğ in polisitidil asit de kal p olarak kullan l r. Bu durumda, poliguanil asit elde edi lir. Kal p olarak DNA'n n kullan lmas halinde, olu şan polinukleo tit, hi ç bir zaman 10http://groups.google.com.tr/group/ogrenim ogrenim@googlegroups.com kullan lan DNA'dan uzun olmamas na kar ş n, kal p olarak homopolinukleotitlerin kullan ld ğ durumlarda, meydana gelen ü r ü n kal ptan uzun olabilir. DNA-polimeraz n yapt ğ gibi, RNA-polimeraz da, bif-kal b n yoklu ğ unda, poli nukleotit sent ezleyebilir. Bununla beraber DNA-pplimeraz n tam tersi bir davran ş g ö stererek ATP ve UTP ile, monoton poli A ve poli U kollar n ta ş yan bir zincir mey dana getirir (yani ...AAA... ve UUU... kollu). U PoliA UTP ATP eraz po RNA s yy DNA : lim ' 7 ? ? ? RNA-polimeraz RNA sentezinin bas amaklar n a şa ğ daki gibi Ö zetleyebiliriz DNA'ya (primidince zengin k s mlar na) enzim ba ğ lan r. 1. P ü rintrifosfatlar ile RNA polimeraz aktifle ştirilir. Aktifle ştirme, RNA 2. sentezinin h zland r lmas n sa ğ layan ilk ad m olu şturur. Poli m erizasyonun ilk fosfor asidi diester ba ğ n n olu şmas yla ba şlar. 3. px ppp A G Tepkime ancak, 0,2 MK CI’lu bir ortamda, enziminin ö zg ü l yap sal de ğ i şikli ğ inin ortaya ç kmas yla ba şlar. Daha sonra bunu di ğ er nukleozittrifosfatlar n polimerizasvonu izler. 4. DNA-enzim kompl eksinden meydana gelen ü r ü n ayr l r. 5. Bir h ü crenin RNA- polimeraz homojen bir enzim midir? Yada farkl ko şullarda RNA polimeraz aktivitesi g ö steren de ğ i şik RNA polimerazlar n bir kar ş m m d r? Bu konuda bilgimiz yoktur. Ö zel bir durum, RNA ta ş yan vir ü s lerin ve bakteriyofajlar n replikasyonudur. Bunlar n RNA’s ö zel bir “ Replikaz ” n etkisi alt nda replike olur. Replikaz RNA'ya ba ğ l RNA-polimeraz gibi davran r. Bu enzim kal p olarak tam bir vir ü s genomunu kabul eder. Yani tam bir makro molek ü l ile RNA k r nt s n (par ç as n ) birbirinden ay rabilecek durumdad r. Replikasyon, ilk olarak “ Minus Zinciri ” nin, daha sonra da bu zincir ü zerinden yeniden enuekte olabilecek “ plus zincir ” in meydana getirilmesi şeklinde olur. Ayn replikaz n hem minus hem de plu s zinciri meydana getirip getirmedi ğ i bilinmemektedir. 11http://groups.google.com.tr/group/ogrenim ogrenim@googlegroups.com Ş ekil 7 . Bir bakteriyofaj n replikasyonu RNA Tipleri 3.5. Haberci (= Messenger ) (= mRNA), Ribozomal (= rRNA) ve Transfer (= tRNA) Kimyasal analizler, DNA molek ü l ü n ü n aksine,RN A molek ü llerinin komplomenter bazlar ta ş mad ğ n ve bunun sonucunda DNA gibi ç ift kollu olmad ğ n ortaya ç karm şt r. RNA, uzun, dals z ve 3'-5' fosfodiester ba ğ lar ile birbirine ba ğ lanm ş d ö rt ç e şit ribonukleotitten meydana gelmi ştir. Bu ba ğ lanma bir nukle ribozun, RNA polimeraz ile di ğ er t ukleotitteki fosfata ba ğ lanmas şeklinde ol ur. Tepkimeye giren serbest nukleotitler; 3 fosfat grubu i ç erir. Ba ğ lanma s ras nda grubu ayr larak enerji meydana gelir. Bu enerjiyle de zincirin olu şumu sa ğ lan r. RNA deo ksirobozun yerine riboz, timinin yerine urasil i ç erir. Sentezlenen rRNA, mRNA ve tRNA sitoplazmaya g ö nderilir. Ö m ü rleri DNA gibi s n rs z de ğ ildir. Ö rne ğ in mRNA 240 dakikaya kadar i şlev g ö recek durumdad r. tRNA’lar tekrar tekrar kullan ld klar i ç in, ancak zaman zaman yeniden ü retilirler. RNA molek ü llerinin üç ç e şidi, protein sentezi i ç in gereklidir; Mes senger (haberci) RNA: Kal tsal bilginin- DNA'dan, yani ç ekirdekten sitoplazmaya aktar lmas na yararlar. Ribozomal RNA: Ç ekirdek ç ikte bol bulunurlar; proteinlerle birlikte ribozomlar yaparlar ve sitoplazmadaki partik ü ller ile, ribozomlar n aras ndaki ö zg ü l olmayan ba ğ lant lar sa ğ larlar. Transfer RNA: Bir adapt ö r gibi, aminoasit leri yakalay p getirebilmeleri i ç in, molek ü leri k üçü kt ü r ve suda eriyebili r; buda onlara diff ü zyon kolayl klar sa ğ lar. H ü cre H ü cre konusunda g ö rd ü ğ ü m ü z 12http://groups.google.com.tr/group/ogrenim ogrenim@googlegroups.com gibi, s i topla zar ve t ü plerden meydana gelmi ş bir galeri sistemine, yani endoplazmik retikuluma sahiptir. Ribozomlar ya bu zar sistemine yap ş kt r yada h ü cre s v s i ç erisinde y ü zer. Messenger ( = Haberci) Ribonukleik Asit ( = mRNA) 3.5.1 mRNA'lar, RNA-pplimeraz arac l ğ yla DNA'n n kal p olarak al nan kolundaki nukleotit dizilerinin kopya edilmesiyle elde edilen, en az ndan d ö rt nukleotitten olu şmu ş, tek kollu dizilerdir. H ü crede, te krar tekrar kullan ld klar ndan dolay miktarlar oransal olarak daha azd r (h ü credeki t ü m RMA'n n % 5'i kadard r). Polinukleotit - fosforilaz ile serbest nukleoziddifosfatlara kadar y k l rlar. PP DP RNA ? ? laz titfosfori Polinukleo Bu enzim, interfazda mRNA'lar n tekra r tekrar kullan mlar n denetler. Ekso - nukleazlar, mRNA'lar genel olarak 3' ucundan itibaren y kar. H ü cre tek bir i şlev i ç in programlanmam ş ise meydana gelecek mRNA'lar da de ğ i şik ö zelliklerde olacakt r. Çü nk ü her biri de ğ i şik bir protein sentezini y ö n elte cektir. Do ğ al mRNA'n n molek ü ler a ğ rl ğ 5 ve 50 x 10 5 dalton aras ndad r. Bu ise her mRNA molek ü l ü n ü n 1.500- 15.000 nukleotitten meydana geldi ğ ini g ö sterir. mRNA'lar n kal p ald ğ DNA bir bireyin t ü m h ü crelerinde ayn d r. Bununla beraber farkl dok ularda ve hatta ayn h ü crenin i ç erisinde farkl mRNA'lar n ü retilmesi h ü cre farkl la şmas yla ilgilidir. Yani DNA'lar n a ç k b ö lgelerinden ü retilen mRNA'lar, gerek bulundu ğ u h ü crenin, gerekse bulundu ğ u dokunun ö zelle şmesine neden olarak h ü cre fenotipinin sa ptanmas n sa ğ lar. mRNA'lar, DNA'dan kal p almas na kars n, baz dizilimi DNA'n n ayn s de ğ il dir. Çü nk ü DNA'n n t ü m ü birden kal p olarak kullan lmaz. Bununla beraber belirli b ö lgeleri transkript edildi ğ i i ç in yine de b ö lgesel bir benzettik, s ö z konusudur. Di ğ er RNA ç e şitlerinde bu denli benzerlik g ö sterilememi ştir. 13http://groups.google.com.tr/group/ogrenim ogrenim@googlegroups.com Belirli ko şullar alt nda DNA'n n kollar ile b ö ige b ö lge bir ç ok birlik meydana getirme yetene ğ inde olmalar , mRNA'lar n en ö nemli ö zelliklerinden biridir. Hibritle şme yada hibridizasyon olarak t an mlanan bu tepkime, ç ift kollu eylemli zincirlerin olu şmas n sa ğ lar. Bu hibritle şme, keza rRNA ve tRNA ile de m ü mk ü nd ü r. Bir organizmadan, s tmak sureti ile tek kollu DNA'lar elde etmek m ü mk ü nd ü r. Bu tek kol bir a ğ ara yada di ğ er bir ta ş y c ya fikse (s abitle ştirme) edilebilir. Ayn organizmadan yada di ğ er bir organizmadan elde edilen mRNA'lar, bu tek kollu DNA'lar ile, benzer komplementerleri ta ş mak ko şuluyla e şl e şebilir. Farkl yap daki mRNA populasyonlar , bu fiksasyonu yapamazlar. Farkl organizmala r aras ndaki bu DNA ve mRNA e şle şmesi, o iki organizman n kal t m materyalinde ta ş d klar benzer nukleotit dizilerini (b ö lgeleri) g ö sterir. Bu da evrimsel olarak benzerliklerin ortaya konmas a ç s ndan ö nemlidir. mRNA'lar, polizomlar n olu ştu ğ u ortamlarda , ribozomlara ba ğ lanarak (y ğ la rak) protein sentezinin in vitro olarak meydana gelmesini sa ğ lar. mRNA'lar n Nakli: mRNA'lar.n/ana i şlevleri olan protein sentezini y ö nelt mek ü zere ç ekirdek d ş ndaki sitoplazmaya ge ç meleri laz md r. Polinukleotit zincirle rin y k c etkilere kar ş ç ok duyarl olmalar nedeniyle, aktif olarak protein sentezlen- melerine kat lmalar , kal tsal materyalinibozulmas a ç s ndan sak ncal olabilirdi Bu nedenle, ara kal plar, mRNA formunda', yani b ü y ü k bir molek ü l ü n k üçü k par ç alan şeklinde sitoplazmaya ta ş n r. Hela h ü crelerinde, mRNA'lar, ç ekirde ğ i, polizom yani mRNA-ribozom kompleksi şeklinde te r k eder. Ta ş nma, endoplazmik retikul û mun ü st y ü zeyi boyunca olur ve bu arada zar s yap ola ki belirli hareketlerle yard mc olur . Daha so nra, mRNA'lar n, hayvan h ü crelerinde, ç ekirde ğ i, ribonukleoproteit şeklinde terk etti ğ i (polizom şeklinde .de ğ il) saptand . Bunlarda, mRNA'lar n ç ok kesin olarak tan m[anamayan glob ü ler proteinlerle maskelen di ğ i bilinmektedir. Bu 14http://groups.google.com.tr/group/ogrenim ogrenim@googlegroups.com birlik " lnf ö rmozom" olara k, glob ü ler komponentler de "informomer" olarak adland r l r, informomerler, sedimantasyon sabitesi 30 S olan ve RNA zinciri ü zerinde yakla ş k 6OO nukleotitli bir uzunlukta fikse olmu ş proteinlerdir, izole edilmi ş en b ü y ü k informozomlar, molek ü ler a ğ rl kl ar 4 x 10 6 dalton olan mRNA'lar ü ze rinde, 20 protein partik ü l ü nden olu şmu ş birliklerdir. Bu proteinlerin, protein Sentezi s ras nda, mRNA'lar n translasyonunda d ü zenleyici (reg ü lat ö r) i şlev g ö rd ü ğ ü , yani mRNA'lar ü zerine y ğ lm ş bilginin, ö zg ü l olarak k apat lmas n yada a ç lmas n sa ğ la d ğ varsay lmaktad r. Informozomun pr ö tein-mRNA birli ğ i, ribozomlarla temas s ra s nda da kal r. mRNA'lar n i şlevleri: mRNA'lar, DNA'n n bir kolu ü zerindeki belirli b ö lgelerin ta ş d ğ bilgiyi, belirli proteinlerin amin oasi t dizilimini saptamak amac yla, sitoplazmaya iletmeye yarar. Bunun i ç in a şa ğ daki ko şullar n sa ğ lanmas gerekir. mRNA'lar n ü zerindeki nukleotit Dizisinin okunmas i ç in mRNA'lar n uyar lmas gerekir. Çü nk ü okunma kendili ğ inden meydana gelemez. Okunma do ğ ru y ö nde olmal d r. Bunun i ç in okunma y ö nleri (polarite=kutupla şma) şu şekildedir: DNA'n n okunmas 3'den 5'e: Transkripsiyon mRNA'n n sentezi 5'den 3'e: Transkripsiyon mRNA'n n okunmas 5'den 3'e: Tranglasyon Protein sentezi NH 2 - COOH' ucuna d o ğ ru: Tr anslasyon c) mRNA'lar, 5' ucu ü zerinde translasyonun ba şlama noktas olarak belirli bir dizilimi ta ş mas gerekir. E ğ er mRNA, polisijronik messenger ise, yani tek bir mRNA molek ü l ü ayr ayr bir ç ok protein molek ü l ü n ü kodluyorsa, o zaman, mRNA nukleotit diz iliminin i ç erisinde, ba şlama noktalar n belirleyen bir ç ok noktan n olmas zorunlu dur. Protein sentezleyen sistemin de bu ba şlama noktalar n tan yabilmesi gerekir . Translasyonun uygun yerde durdurulabilmesi i ç in de, mRNA'lar ü zerinde baz i şaretlerin olm as gerekir. Ancak bu şe kilde, uygun proteinlerin sentezlenmesi sa ğ lanabilir. 15http://groups.google.com.tr/group/ogrenim ogrenim@googlegroups.com Bu d ö rt ko şul, mRNA'n n ribozomla temasa ge ç mesi ile ger ç ekle ştirilir. Ribozomal Ribonukleik Asitler (= rRNA) ve Ribozomlar 3.5.2 Ribozomlar n Yap s : Elektron mikroskobunda yo ğ un cisi mler olarak g ö r ü l ü r ler. t ss eres ve WATSON. 1959 y l nda bakteri ribozomlar n Mg + + 'lu çö zeltilerde çö kt ü rd ü klerinde, sedimantasyon sabitesi 70 S, 50 S ve 30 S olan par ç ac klardan meydana geldiklerini g ö rd ü ler. Ribozomlar, ribonukleik asit ve proteinden olu şmu ştur. Bir bakteri h ü cresi yak la ş k 10.000 kadar ribozom i ç erdi ğ i i ç in, rRNA, t ü m h ü credeki RNA'n n yakla ş k % 75 - 85'ini olu şturur. Normal bir karaci ğ er h ü cresi yakla ş k 6 x 10 6 ribozom i ç erir. Bununla beraber toplam h ü cre proteininin en fazla % 1 0'u ribozomlarda bulunur. 30 S'li par ç ac k 16 S'li, 50 S'li par ç ac k ise 23 S'li rRNA i ç erir. Her iki alt birimin RNA's da yaln z tek bir RNA'dan olu şmu ştur. 50 S'li par ç ac ktan elde edilen 23 S'li rRNA'n n yan s ra 5 S'li k üçü k bir RNA molek ü l ü daha izo le edilmi ştir. 23 S'li RNA, baz oran bak m ndan 16 S'li RNA'dan ö nemli farklar g ö stermektedir. Bu durumda 23 S'li RNA, 16 S'li RNA'n n dimeri de ğ ildir. Her iki ribozomal alt birim, yani.30 S'li ve 50 S'li par ç ac klar, say s tam olarak bilinmeyen, molek ü l er a ğ rl klar en fazla 12.000 ve 30.000 dalton aras nda bulunan proteinleri de i ç erir. Memeli hayvanlardan elde edilen, sedimantasyon sabitesi 80 S olan ribozomlar, d üşü k Mg ++ 'lu ortamlarda kural olarak ayr şmazlar. Ancak EDTA gibi kompleks yap c lar arac l ğ yla, t ü m iyonlar uzakla şt r ld ktan sonra, alt birimlerine ayr l rlar. S S S EDTA 60 40 80 ? ? Bakterilerden, mitokondrilerden yada kloroplastlardan al nan ribozomlar n sedimantasyon sabitesi 70 S olmas na kar ş n, memeli h ü crelerinin sitoplazmas nda yada y ü ksek bitkilerde (bira mayas dahil) bulunan ribozomlar, belirli olarak daha y ü ksek par ç ac k a ğ rl ğ na sahiptir . Bu sonuncularda ribozom alt birim lerinin daha a ğ r olmas , ta ş d klar proteinin fazla olmas ndan - yakla ş k 16http://groups.google.com.tr/group/ogrenim ogrenim@googlegroups.com toplam a ğ r l ğ n n % 55'i (bakterilerde % 37) kadar- ve rRNA'lar n n molek ü ler a ğ rl ğ n n y ü ksek olmas ndand r. rRNA'lar y ü ksek .oranda sitozin ve guanin ta ş mas yla, mRNA'dan ve DNA'dan baz bile şimi bak m ndan farkl l k g ö sterir. Elektron mikroskobunda, ribozom, hafif ç e ü stten b as lm ş iki yar m k ü renin birle şmesiyle meydana gelmi ş bir yap olarak g ö r ü l ü r. En son tan mlanan ribozom komponenti 5 S rRNA'd r ( Ş ekil 8.16). Bu par ç a c k, b ü y ü k ribozomal alt birimle birle şmi ştir. D ö rt farkl 5 S rRNA tipi izole edilmi ş ve polinukleotit dizilerinin yakla ş k 120 ve 121 nukleotitten meydana geldi ğ i saptanm şt r. Ş ekil 8 . 85 S’lik ribozomlar n olu ş umu (a) fal ve ayr ş m (b) Baz dizilimine dayanarak, 5 S rRNA i ç in, ç ift olmayan k vr mla r n n yan s ra, ç ift yapan (ikili kol) b ö lgelerinin de oldu ğ u kabul edilir. Mek â n olarak dizilim tRNA'n n varsay lan modelin e benzeyebilir. K vr m-1. şimdiye kadar izole edilen t ü m 5 S’li par ç ac klarda ayn baz dizilimine sahiptir. Bu dizilimin ( k vr m n ) 5 S ’ li komponentleri, 50 S’li alt birimlere ba ğ lamakla sorumlu oldu ğ u varsay lmaktad r. 17http://groups.google.com.tr/group/ogrenim ogrenim@googlegroups.com K vr m-2 50 S ve 30 S’li ait birimler aras nda k ö pr ü ö devi g ö r ü r. K vr m -3 de tRNA ba ğ na kat l r. tRNA’dan fark , ancak, norma l n ü kleik asit bazlar n ta ş mas d r. Her iki ribozomal alt biri min birbirine ba ğ lanmas , üç kuvvetin etkisiyle olur. B ö ylece eylemli (stabil) komple bir ribozomun olu şmas sa ğ lanabilir Bu kuvvetler şunlard r. B ü y ü k ve k üçü k ribozomal alt birimlerinde bulunan rRNA ç e şitlerinin a) baz lar aras ndaki su k ö pr ü leridir. Bu ba ğ lar K + ve Mg + + ile kuvvetlendirilir . mRNA, ribozomun her iki alt birimi aras na girdikten (y ğ ld ktan ) sonra, b) protein i ç eren f 1 ? f 3 fakt ö rleri ve b ü y ü mekte olan peptit zincirleri bu ba ğ lanmaya kat l r . 5 S rRNA, do ğ rudan do ğ ruya bir mente şe gibi her iki alt birimi birbirine c) ba ğ lar Ş ekil 9 . Bir 5 S rNA’n n hipotetik modeli (traeger’den)) Ribozomun biyolojik aktivitesi ve yap s , RNA'n n ve proteinlerin b ü t ü nl ü ğ ü ne ba ğ l d r. E ğ er her ikisinden biri (protein yada RNA) yara lan rsa, t ü m 18http://groups.google.com.tr/group/ogrenim ogrenim@googlegroups.com par ç a aktivite-sini yitirir. Proteinler, yap sal ribozomal proteinler olmakla beraber, keza ribozoma ö zg ü enzim aktiviteli proteinler de olabilir. Her iki ribozom alt birimi, bug ü n kullan lan y ö ntemlerle yakla ş k 40 proteine par ç alan r. Bunlar uygun ko şullarda, rRNA ile biyolojik olarak aktif ribozom i ç in tepkimeye girer. Her ne kadar ribozomun olu şmas i ç in bir ç ok farkl protein molek ü l ü ve rRNA kar ş l kl olarak birbiriyle tepkime g ö stermek zorundaysa da, bu olu şma tek bir tepkime ile (1. d ü z ende) ortaya ç kar. Proteinler ile rRNA'n n aggregat (y ğ ş m) olu şturmas fevkal â de h zl ise de, biyolojik olarak aktif ribozom olu şturmas i ç in, ö zel proteinlerin aggregat ü zerinde yer de ğ i ştirmesi ve yeniden d ü zenlenmesi ad m ad m ve ç ok daha yava ş ol ur. Ribozomlar n Biyosentezi: T ü m h ü cre komponentleri, ayr cas z, biyosentez yoluyla, do ğ rudan yada dolayl olarak DNA'dan k ö ken al r. Ribozomlar n sentezi de DNA taraf ndan kodlan r. Ribozomlar n sentez yolu, ç ekirdekli h ü crelerde (eukar-yotlarda) ç ekirde ksizlerden (prokaryotlardan) farkl d r. Bacillussubtilis'de DNA'n n % OJ3' ü 16 S rRNA'y ve % 0.25'i 23 S rRNA'y kodlar. Bundan ve di ğ er organizmalard a yap lan g ö zlemlerden anla ş ld ğ kadar yla DNA'n n belirli bir k sm (cistron) rRNA sfentezi i ç in sorum ludur. Ç ekirdekli h ü crelerde,ribozom sentezi, ç ekirdek i ç erisindeki ç ekirdek ç iklerde yap l r. Ç ekirdek ç ikleri organize eden kfomozomal DNA b ö lgeleri, yani nukleolus- DNA'lar, rRNA kodlayan cistrona (operona) sahiptir. rRNA i ç in nukleolar olmayan cistronlar n mevcut olup olmad ğ n bilemiyoruz. E ğ er rRNA sentezinin zamansal s ü reci, ö rne ğ in s ç an beyninde incelenirce, a şa ğ daki evreler g ö r ü l ü r. Bu g ö zleme g ö re 18 rRNA (k üçü ğ ü ), 28 S R rna (b ü y ü ğ ü )'dan daha ö nce meydana gel mektedir. Sitoplazmada, tamamlanm ş ri bozomlar n meydana,gelmesi ise daha uzun bir zaman al r (genellikle 50 dakika civar nda). Bu 50 dakika i ç inde neler oldu ğ unu kasaca g ö relim: rRNA'n n biyosentezi, bir seri ö nc ü l molek ü l dizisinden ge ç er, ilk olu şan 45 S'lik molek ü lden, farkl yol 19http://groups.google.com.tr/group/ogrenim ogrenim@googlegroups.com izlene re k, ç plak 18 S rRNA ve 28 S rRNA meyd şr-,a gelir ( Ş ekil 8.15/a). Tam bir ribozom ise daha sonra ad m ad m proteinlerle birle şmek suretiyle ortaya ç kar. Hayvansal rRNA'lar n biyosentezinde 45 S rRNA'dan itibaren bir ç ok de ğ i şik ö zellik g ö r ü l ü r. tRNA'daki gi bi, normal hazar n (A, G, U, C) yan s ra, farkl nadir bazlar (pseudouridin, inosin ve ö zellikle adeninin, guaninin ve di ğ er bazlar n metil t ü revleri) i ç eren bu 45 Ş 'lik ö n madde, biyosentez s ras nda, nadir bazlar n miktar bak m ndan ö zg ü l de ğ i şiklikle r g ö sterir. rRNA'n n olgunla şmas s ras nda her ad mda zincir biraz k üçü l ü r. B ö ylece G ve C'ce zehgin, pseudouridin ve metil gruplar nca fakir diziler elemine edilir. 5 S rRNA'lar n sentezi i ç in ba ğ ms z bir cistronun (operofiun) varl ğ g ö sterilmi ştir. Bu cistronun b ü y ü kl ü ğ ü (say ca), di ğ er rRNA t ü rlerininkinin yakla ş k yar s kadard r. 5 S rRNA'lar n, b ü y ü k ribozomal alt birimler ü zerine y ğ l mlar ç ok ge ç olur. Bakteriyel 50 Ş ribozomlar n ö nc ü s ü olan 43 S partik ü lleri, 5 S rRNA ta ş maz. Ribozomal prote inlerin, rRNA'n n sentezini kodlayan cistronlar taraf ndan sap tand ğ savunulmaktad r. Bu durumda, 45 S rRNA ve bilinmeyen daha ö nceki mole k ü ller, belirli bir zaman i ç erisinde mRNA i şlevine sahiptir. 45 S'in ö nc ü molek ü l ü nde bulunan kodonlar hesaplan rsa 46 x 10 5 dalton/1000dalton = 4600 kodon bulunur. Bu kodonlar n ise, tam bir ribozomda bulunan proteinlerin ancak %60’ n kodlamaya yeterli olaca ğ g ö r ü lecektir. Buradan, rRNA’lar n, ribozomal proteinlerin t ü m ü n ü kodlayamamayaca ğ anla ş l r. Bunun ö tesinde , ç ekirdek ç ilerde, ribozomal proteinlerin sentezi i ç in herhangi bir b ö lgeye yada merkeze de rastlanmam şt r. Hem mikroorganizmalarda hem y ü ksek organizmalar n h ü crelerinde, ribozomlar n olgunla şmas na ba ğ ml olmadan sentez edilen proteinlere de (kompert ment proteinler) rastlan lm şt r. 20http://groups.google.com.tr/group/ogrenim ogrenim@googlegroups.com Ribozomlar n biyosentezinde, bir ç ok nokta a ç klanamam şt r. Proteinlerin k ö kenleri, 45 S’lik ö nc ü l molek ü lden par ç alanarak meydana gelen polinukleotitler ve 45 S rRNA’n n par ç alanmas na kat lan enzimler bilinmemektedir. rR NA’lar n yap s na kat lan nadir bazlar n i şlevleri de tam olarak çö z ü mlenememi ştir. Ribozomlar n tekrar tekrar kullan lmas (turnover) fazla de ğ ildir. Yar lanma s ü releri, karaci ğ er ribozomlar nda yakla ş k 5 g ü n yada her saat i ç in %0.4 ‘t ü r. Ribozomlar n İ ş levleri : mRNA’lar ü zerinde bulunan bilgilerin, proteinlere aktar lmas n sa ğ larlar (transla şsyon) bunun i ç in; a) mRNA’lar ü zerine ö zg ü l y ğ l mlar n olmas ve ba ğ lay c fakt ö rlerin de kat lmas ile polizom olu şturularak, mRNA’n n 5 ucunun tan nmas b) Bil ginin ad m ad m okunmas , c) Membran olu şumu ile translasyonu n ö zelle şmesi sa ğ lan r Polizom Olu ş umu : Y ü z nukleotitten daha k sa olan polinukleotit dizileri, ribozomlara ba ğ lanabildikleri halde, protein sentezi yapamazlar. En az ndan 150 nukleotitli dizi ler biyolojik olarak aktif birprotein sentezini ger ç ekle ştirebilir. İ nkubasyon ortam nda, iyon de ğ i şiminin y ü kseltilmesi ile, k sa polinukleotit dizilerinin de protein sentezi yapmas sa ğ lanabilir. mRNA’lar n ribozomlara ba ğ lanmas , ba ğ lay c bir fakt ö r ü n kat lmas ile olur. Bu fakt ö r hem mRNA’lar n ribozomlara ba ğ lanmas n , hem de ba şlama noktalar n y ğ ş mlar n olmas n sa ğ lar. Bu fakt ö rler, gruplara ö zg ü ö zellikler ta ş r ve ribozomlar ü zerine ancak homolog mRNA’lar n y ğ ş mlar n olu şmas n sa ğ lar. Bu f akt ö rler, gruplara ö zg ü ö zellikler ta ş r ve ribozomlar ü zerine ancak homolog mRNA’lar n y ğ ş m n katalizler. Heterojen kaynaklardan gelenler normal ko şullarda fiske olamaz. Bununla beraber tek kollu DNA, dekstrans ü lfat, polivvinils ü lfat ve di ğ er maz pol ianyonlar da ribozomlara ba ğ lanabilir ve do ğ al polinukleotitlerle ribozomlar ü zerinde rekabete giri şirler. mRNA ve ribozom aras ndaki ba ğ lanmaya polinukleotidin bazlar kat lmaz. Ba ğ lanma, bir tarafta mRNA’n n fosfat (anyonik), di ğ er taraftan rRNA’n n, A,C ve G ü zerindeki amino k ö kleri aras nda olur. Ba ğ lanma, ancak Ca, Mg yada Mn gibi iki 21http://groups.google.com.tr/group/ogrenim ogrenim@googlegroups.com de ğ erli metal iyonlar n n belirli bir deri şiminde m ü mk ü nd ü r. Deri şimleri, 5 mM civar nda olmas gereken bu metaller, ribozomun aras nda, mRNA’n n fiske edilmesine do ğ ruda n do ğ ruya kat lmaz. Ş ekil 10 . a) ½ polizomun, b) k sa bir mRNA par ç as ta ş yan 70 S’lik bir ribozomun ve c) Bir polizomun üçü nc ü l yap s n n ş ematik g ö r ü n ü m ü mRNA'lar n ba ğ lanmas , K ü çü k ribozo m al alt birimlerin arac l ğ yla (30 S ’ lik veya 40 S'lik alt birimlerle ) olur. Translasyon olay ( ayr nt proetin sentezinde) s ra s nda, k üçü k alt birimler ile b ü y ü k alt birimler kar ş kars ya gelerek, r i bo zomlar (70 S veya 80 S) meydana getirir. Ö yleki, bir ç ok ribozom, mRNA ü zerinde tespit tanesi gibi dizilir. ( Ş ekil 10). Ö yleki, bir ç ok ribozom, mRNA ü zerinde tespit tanesi gibi dizilir. RICH, 1962 y l nda, bu dizilmeye " Polizom " ad n vermi ş tir. Daha ö nceki ç al ş malarda tan mlanan serbest 70 S'li part ü k ü ller (tek tek ribozomlar ) k sa mRNA par ç as ta ş yan yap s d r. 70 S'li serbest ribozomlar n k ö kenleri ve i ş levleri bilinmemektedir . mRNA'lar ne kadar uzunsa, o kadar fazla ribozom ta ş yacaklar i ç in farkl b ü y ü kl ü kte polizomlar ortaya ç kacakt r, iki ribozom aras ndaki mesafe, yani bir ribo zom taraf ndan okunan mRNA uzunlu ğ u yakla ş k 9 0 nukleotite ula ş r. Bu ise 30 aminoasitlik kuramsal bir pep l it zincirine denktir. 22http://groups.google.com.tr/group/ogrenim ogrenim@googlegroups.com Ö zellikle b ü y ü k polizomlar, elektron mikroskobunda üç boyutlu tersiyer ( üçü n c ü l bir yap (genellikle heliks) g ö sterir. K üçü k alt birimler heliksin merkezine y ö nelmi ş tir. Polizomla r n b ü y ü kl ü ğ ü , da ğ l m ve keza üçü nc ü l yap s , geli ş im evrelerine ö zg ü l bir yap g ö sterir. Embriyonik dokularda vida yada spiral ş eklindeki polizomlar n ortaya ç kmas , ö zel bir proteinin h ü crede sente zlenmesiyle ilgili oldu ğ u varsay lmaktad r. Okuman n Y ö n ü (= Polarite ): Yapay olarak elde edilen blok po limerlerle yap lan denemelerde, okuman n 5' - ? 3' ucuna do ğ ru oldu ğ u, ö rne ğ in Messenger RNA olarak kullan lan 5' AAAUUU 3'nin okunmas ile s rayla AAA ko dundan lisin, UDU kodundan fenilalanin meydana geidi ğ i g ö r ü l ü r Yani, NH 2 - ucu - lisil fenilalanin - COOH-ucu. E ğ er okunma, 3' ucundan itibaren olsayd , fenifalaninlisin meydana gelecekti 23