Nükleik Asitlerin Çeşitleri ve Görevleri

Nükleik Asitler

• Canlılarda gerçekleşen tüm metabolik olayları yöneten, genetik özelliklerin kuşaktan kuşağa aktarılmasını sağlayan ve canlıları birbirinden farklı kılan organik moleküllere nükleik asitler denir.

Görevleri

• Nükleik asitler, canlılarda metabolik faaliyetleri yöneten moleküllerdir.
• Nükleik asitler, asit özelliğindedir.
• Nükleik asitler; canlıda kalıtsal bilginin depolanması ve transferinde, canlının neslinin devamında iş görürler.
• Ayrıca hücrelerdeki protein sentezini kontrol ederek hücresel büyümenin, gelişmenin, farklılaşmanın ve bölünmenin kontrolünde de görevlidirler.

Nükleik asitler, nükleotit adı verilen yapı taşlarından oluşan uzun zincirli polinükleotitlerdir.

Nükleozit Nedir?

Azotlu organik baz ve beş karbonlu şekerin glikozit bağı ile birleşmesiyle oluşan yapıya nükleozit denir.

Nükleotitler Nasıl Oluşurlar?

Nükleozitlere fosfat grubunun fosfoester bağları ile bağlanmasıyla nükleotitler oluşur. (Fosfat grubu fosforik asitten gelir)

NÜKLEİK ASİTLERİN ÇEŞİTLERİ

• Nükleik asitlerin, deoksiribonükleik asit (DNA) ve ribonükleik asit (RNA) olarak adlandırılan iki çeşidi vardır.
• Nükleik asitler taşıdıkları şekere göre adlandırılır. DNA’daki pentoz şeker deoksiriboz , RNA’daki pentoz şeker ribozdur.
• Şekerler arasındaki fark, ribozda deoksiriboza göre bir oksijen atomunun fazla olmasıdır.

1. DNA (deoksiribonükleikasit)

Çift zincirli ve sarmal yapıda olan, kalıtımda görev alan nükleik asit çeşidine DNA (deoksiribonükleikasit) adı verilir.

DNA'nın Hücrelerde Bulunduğu Yerler

• Prokaryot hücrelerde (bakteriler ve arkelerde) sitoplazmada serbest olarak bulunur.
• Prokaryotların DNA'sı halkasal yapılıdır. Tek replikasyon orijini bulunur.
• Bakterilerin DNA'sı protein kılıf taşımaz, arkelerin DNA'sında protein kılıf bulunur.

• DNA ökaryot hücrelerde çekirdekte, mitokondride ve kloroplastlarda bulunur.
• Ökaryot hücreli canlıların DNA'sı sarmal yapıdadır ve çok sayıda replikasyon orijini bulundurur.

DNA'nın Görevleri

• Canlıdaki kalıtsal bilgiyi taşır ve bu bilginin yavru hücrelere (hücre bölünmeleri ile) taşınmasını sağlar.
• Hücredeki tüm metabolik olayları ve protein sentezini yönetir. RNA çeşitlerinin sentezlenmesinde görevlidir.

DNA dört çeşit nükleotit taşır. Bunlar;

• Adenin Nükleotit
• Guanin Nükleotit
• Sitozin Nükleotit
• Timin Nükleotit

GEN Nedir?

DNA üzerinde bulunan özgül bir nükleotit dizisinden oluşan ve kalıtsal bilgileri taşıyan DNA parçasına GEN denir. DNA üzerinde canlının kalıtsal bilgilerini taşıyan çok sayıda özel gen bölgeleri bulunur. GEN; ortalama 1500 nükleotitten oluşan DNA parçasıdır.

Fosfodiester Bağı Nedir?

• DNA molekülünü oluşturan iki zincirin deoksiriboz şekerleri birbirine ters şekilde konumlanmıştır. DNA’nın iki zincirinden birinin sonunda yer alan deoksiribozun beşinci karbonuna fosfat bağlıdır. Fosfatın bağlı olduğu bu uç 5’ (5 üssü) olarak adlandırılır. Aynı zincirin diğer ucundaki deoksiribozun üçüncü karbonunda hidroksil grubu bulunur. Hidroksil grubunun bulunduğu bu uca ise 3’ (3 üssü) denir. Bu zincir, 3’ ucundan 5’ ucuna doğru yönelim gösterirken karşısındaki zincirin hidroksil ve fosfat grubunu taşıyan uçları ile zıt yöndedir. Zincirlerin bu şekilde konumlanmasından dolayı DNA’nın zincirleri antiparalel olarak nitelendirilir. Birbirine zıt uzanan bu iki zincir birbirinin tamamlayıcısıdır.
• DNA’da eşleşme her zaman pürin ve pirimidin bazları arasında gerçekleşir. Böylece iki zincir arasındaki uzaklık sabit tutulur. Sitozin ve guanin arasında üç hidrojen bağı, adenin ve timin arasında iki hidrojen bağı vardır.
• DNA molekülünde azotlu bazların (A, T, C ve G) miktarları birbirine eşit değildir. Ancak her zaman A miktarı T miktarına, C miktarı G miktarına eşittir.
• DNA’da her zincir, şeker (deoksiriboz) ve fosfat gruplarından oluşan bir omurgaya sahiptir. Bu omurgada bulunan birinci nükleotidin pentozunun 3’ karbon atomundaki hidroksil grubu ve ikinci nükleotidin pentozunun 5’ karbon atomundaki fosfat grubu arasında 1 mol su çıkışı ile fosfodiester bağı oluşur.

2. RNA (ribonükleikasit)

Tek zincirli olan ve protein sentezinde görev alan nükleik asit çeşidine de RNA (ribonükleikasit) adı verilir.

• Ribonükleik asit (RNA) nükleotitlerden oluşan polimer yapıya sahip tek zincirli bir nükleik asittir. Her nükleotitte adenin, guanin, sitozin ve urasil bazlarından biri ile fosfat ve riboz şekeri vardır. RNA oluşurken bu bazları içeren dört çeşit nükleotit, fosfodiester bağlarıyla birbirine bağlanır.
• RNA ökaryot hücrelerde çekirdekte, sitoplazmada, ribozomun yapısında, mitokondride ve kloroplastlarda; prokaryot hücrelerde ise sitoplazmada ve ribozomun yapısında bulunur.

• RNA -rRNA ve tRNA’ların yapısında bulunan çift zincirli bölgeler hariç- tek zincirli hâlde bulunur. RNA’lar kendi üzerinde katlanan üç boyutlu yapılar oluşturabilir (mRNA hariç). RNA’daki bu katlanmalar hidrojen bağları sayesinde gerçekleşir. Bu katlanmalar RNA’lara yapısal ve işlevsel özellikler kazandırır.
• RNA, DNA gibi kendini eşleyemez ve onaramaz. Bu nedenle bütün RNA çeşitleri, DNA üzerinde yer alan anlamlı şifrelere (gen) göre sentezlenir.
• Tüm prokaryot ve ökaryot hücrelerde üç çeşit RNA vardır ve hepsi protein sentezinde, hücredeki yaşamsal olayların yönetiminde DNA ile birlikte görev alır.

Yönetici Molekül Ne Demektir?

• Nükleik asitler; C, H, O, N ve P atomlarından oluşan karmaşık yapılı büyük organik moleküllerdir.
• Nükleik asitler, birbirine fosfodiester bağları ile bağlanmış, dehidrasyon sentezi ile oluşan nükleotit zincirlerinin oluşturduğu polimerlerdir.
• Bu polimerler, tüm canlılarda hem genetik özelliklerin aktarımını hem de protein sentezi gibi karmaşık olayların yönetimini sağlar.
• Bu nedenle nükleik asitlere yönetici moleküller de denir.
• Yönetici moleküller, tüm canlılarda ve virüslerde bulunur.
• Tek hücrelilerin ve çok hücreli organizmaların metabolik faaliyetleri, DNA’daki genler ile kontrol edilir ve yönetilir.

DNA ve RNA'nın Rolleri

• Genel anlamda temel bilgileri taşıyan molekül DNA iken bazı virüslerde genel bilgileri taşıma rolünü RNA üstlenir.
• DNA, hücrenin temel mimarisini oluşturan ve metabolik faaliyetlerin gerçekleşmesini sağlayan proteinleri doğrudan üretmez.
• DNA molekülü, boyutları nedeniyle hücre çekirdeğinin dışına çıkamaz.
• Bu nedenle DNA proteinlerin üretimini RNA adı verilen mesaj taşıyıcıyı moleküller aracılığıyla kontrol eder. RNA, protein sentezlemek için sitoplazmadaki ribozomlar ve bazı yardımcı moleküllerle birleşir.
• Böylece DNA’daki genetik bilgi önce RNA’ya aktarılır.
• Daha sonra da protein sentezlenir. Her hücre bölünmesinde DNA, kendini eşleyerek bir kopyasını oluşturur.
• Böylece bir nesildeki genetik bilgi, bir sonraki nesle aktarılır.