19.03.2020

1

PATOLOJİ LABORATUVAR TEKNİKLERİ

SAĞLIK HİZMETLERİ MESLEK YÜKSEKOKULU

PLT214-MOLEKÜLER PATOLOJİ TEKNİKLERİ

Öğr. Gör. Nüket ÇALIŞKAN

nuket.caliskan@omu.edu.tr

NÜKLEİK ASİTLER, YAPI ve FONKSİYONLARI

Hafta 2

PLT214-MOLEKÜLER PATOLOJİ TEKNİKLERİ

2

DNA’nın yapısı - 1952

Maurice WilkinsRosalind Franklin

“sarmal yapı”X-Ray Kristalografisi

DNA’nın yapısı - 1953

James D. Watson ve Francis Crick

“çift sarmal yapı”

1958’de kanserden

yaşama veda etti

1962'de Nobel Tıp ve Fizyoloji ödülü

1 2

3 4

5 6

19.03.2020

2

Nükleik Asitler

Kalıtım materyalinin yapıtaşıdır.

• Bir çeşit makro moleküldür.

• Nükleotid adı verilen monomerlerdenoluşur.

• Nükleotid = fosfat + şeker + organik baz

• Çok sayıda nükleotid birbirlerine bağlanarak polinükleotid.

Nükleotidlerin görevleri:

✓ DNA ve RNA’nın yapısına katılır .

✓ Hücresel işlevlerde kimyasal enerji taşıyıcısı olarak görev yapar (ATP –Adenozin Tri Fosfat).

✓ Diğer kimyasal gruplarla birleşerek birçok enzimin aktifleşmesi için gerekli olan koenzimleri oluştururlar.

✓ Hücrede sinyal molekülleri olarak görev yaparlar (AMP – Adenozin Mono Fosfat)

Azotlu bazlar: İki çeşittir– 9 atomlu, iki halkalı pürinler (Adenin, Guanin)

– 6 atomlu tek halka içeren pirimidinler (Sitozin, Timin, Urasil)

– A,C,G,T ve U şeklinde simgelenirler.

– A,G,C DNA ve RNA’da ortak bulunur

– T->DNA’da, U->RNA’da bulunur.

Şeker= Pentoz

Nükleik aside adını taşıdığı şeker verir.

Ribonükleik asitlerde-RİBOZ

Deoksiribonükleik asitlerde-DEOKSİRİBOZ bulunur.

Deoksiribozun ribozdan farkı C-2’ pozisyonunda OH grubu olmamasıdır.

7 8

9 10

11 12

19.03.2020

3

•Nükleozit: baz + şeker

•NMP (Nükleozit MonoFosfat)= nükleozit + 1 PO4

•NDP (Nükleozit DiFosfat)= nükleozit +2 PO4

•NTP (Nükleozit TriFosfat) = nükleozit + 3 PO4

•Nükleik asitlerin yapı taşıdır

Nükleik Asit Kimyası

Polinükleotitler İki mononükletit arasında bağ

yapısında, iki şekere bağlı fosfat grubuyer alır oluşan bağ fosfodiesterbağıdır, çünkü fosforik asit her ikitaraftaki alkol grubu ( iki şekerdeki OHgrubu ) ile ester bağı yapar.

dinukleotitler & trinükleotitler oligonükleotitler (<20) polinükleotitler (>20) Uzun polinükleotid zincirleri varyasyon

sağlamaktadır.

1000 nt oluşan bir zincir 41000

kombinasyon ile oluşturulabilir. Levene’nin tetranükleotid hipotezi bu

varyasyonu sağlamamaktadır.

Nükleik Asitler

İki farklı nükleik asit: ▪ İkisi de nükleotid monomerlerinden

oluşur.

➢ Deoksiribonükleik asit (DNA) ✓2. pozisyonunda bulunan karbon atomuna

bağlı oksijen bulunmayan 5 karbonlu şeker “Deoksi”riboz

➢ Ribonükleik asit (RNA) ✓5 Karbonlu (Pentoz) Şeker “Riboz”

Nükleik Asitler

Nükleik AsitlerDeoksiribonükleik Asit (DNA)• DNA molekülü iki polipeptid iplikçiğin

birbirine sarmal olarak bağlanması ile oluşan büyük moleküllerdir.

13 14

15 16

17 18

19.03.2020

4

Deoksiribonükleik Asit (DNA)’nın Yapısı

• Bir nükleotidde 3 temel parça bulunur

– Bir purin ya da pirimidin bazı

• Purin; Adenin ve Guanin

• Primidin; Timin ve Sitozin

– 5 karbonlu şeker (pentoz)

• Pentoz molekülü DNA’da deoksiriboz yapısındadır

• Deoksiribonükleik asit, ismini bu şekerden alır

– Ester bağı oluşturmuş bir fosfat

• Fosfat molekülü, fosforik asitin pentozlar arasında ester bağları oluşması ile nükleozidleri birbirine bağlamada yer alır

Deoksiribonükleik Asit (DNA)Pürinler: Adenin (A) ve Guanin

(G)

Pirimidinler: Sitozin (C) ve

Timin (T)

• DNA’da bir iplikçikte bulunan

primidin bazları ( timin,

sitozin), diğer iplikçikte

bulunan pürin bazları

(adenin, guanin) ile karşılıklı

olarak hidrojen bağları ile

birleşmişlerdir.

• Bu Hidrojen bağı oluşumu

DNA’nın çift iplikli olmasını

sağlar.

• DNA’nın sarmal ve özellikle

çift iplikli olması ile genetik

bilgiler garanti altına alınır.

Bazları bir arada tutan bağlar

“Hidrojen Bağları”

• Non-kovalent

• Zayıf bağlar

• H ile F, O, N

arasında

Deoksiribonükleik Asit (DNA)’nın Yapısı

19 20

21 22

23 24

19.03.2020

5

Chargaff Kuralı

Erwin Chargaff

✓ Adenin sayısı = Timin sayısı

✓ Guanin sayısı = Sitozin sayısı

❖ İki iplik birbirinin tamamlayıcısı(komplementer)

DNA çifte sarmalında zincirler birbirlerinin

tamamlayıcısıdır.

DNA’nın Erime Noktası DNA’nın Erime Noktası

_

25 26

27 28

29 30

19.03.2020

6

Deoksiribonükleik Asit (DNA)• DNA molekülünün iki önemli özelliği vardır

– DNA’nın yapısını oluşturan iki zincir birbirlerinden ayrıldıkları zaman her bir iplikçik eskiden karşısında bulunan diğer yarımını aynen oluşturabilir

• Bu olaya DNA’nın replikasyonu denir

– Gerektiğinde üzerinde bulunan nükleotid sırasına uygun özellikte ribonükleik asit (RNA) molekülleri oluşturarak hücrenin yaşamsal işlevlerini yönetmesidir.

✓Transkripsiyon.

DNA Paketlenmesi

Histone proteins

Histone

octomer

B DNA Helix 2 nm

DNA Paketlenmesi

Histone proteins

B DNA Helix

Histone

octomer

2 nm

DNA Paketlenmesi

Histone proteins

Histone

octomer

Nucleosome

11 nm

B DNA Helix 2 nm

DNA Paketlenmesi

Histone H1

DNA Paketlenmesi

Histone H1

31 32

33 34

35 36

19.03.2020

7

DNA Paketlenmesi

Protein scaffold

11 nm“Beads on

a string”

30 nm

Tight helical fiber

Looped Domains200 nm

DNA Paketlenmesi

Protein scaffold

Metaphase

Chromosome

700 nm

11 nm

30 nm

200 nm

2 nm

Looped Domains

Nucleosomes

B DNA Helix

Tight helical fiber

Bir ökaryotikkromozomda DNA’nın

katlanma modeli

Ribonükleik Asit (RNA) • DNA’dan sentezlenir.

• Çok fazla görev üstlenir.

DNA’dan farklılıkları:

1. Organik bazlardan Timin yerine Urasilbulunması

2. Şeker olarak deoksiriboz yerine ribozbulunması

3. Tek zincir halinde bulunması

37 38

39 40

41 42

19.03.2020

8

Ribonükleik Asit (RNA) • Hücre içindeki RNA’lar tek zincirlidir. Bu nedenle Chargaff

kuralı bu RNA’lar için geçerli değildir. Bir RNA molekülünün yapısında eşleşebilen bazlar varsa kısmi çift zincirli bölgeler oluşabilir.

RNA’nın Çeşitleri

Üç tip RNA molekülü protein sentezinde görev yapar:

1. rRNA (ribozomal RNA)2. mRNA (messenger RNA)3. tRNA (transfer RNA)

• snRNA (small nuclear RNA, küçük çekirdek RNA)• scRNA (small cytoplasmic RNA, küçük sitoplazmik RNA)• RNAi (RNA interference):

- miRNA (microRNA)- small interfering RNA (siRNA)

Ribonükleik asit (RNA) ’nın Yapısı– Ribozamal RNA (rRNA): Ribozom alt birimlerini oluşturan ve

protein sentezinde görev alan RNA’lardır.

– Haberci RNA = Messenger RNA (mRNA): DNA’daki genetik bilginin proteine çevrilmesinde aracılık eden RNA’lardır.

• Taşıyıcı RNA (tRNA) = Protein sentezi sırasında aktifleşmiş aa(aminoasit)’leri mRNA’dakikodon dizisine uygun olarak ribozom-mRNAkompleksinetaşır.

Santral Dogma

43 44

45 46

47 48

19.03.2020

9

49