64
BİO 304 MOLEKÜLER BİYOLOJİ Dr. Hatice MERGEN Sağlık Slaytları http://hastaneciyiz.bl ogspot.com

BiO 304 Moleküler Biyoloji

Embed Size (px)

DESCRIPTION

BiO 304 Moleküler Biyoloji. Dr. Hatice MERGEN. Sağlık Slaytları. http://hastaneciyiz.blogspot.com. Nükleik Asitler. DNA ve RNA olmak üzere iki grupta toplanır. Nükleotid denilen alt birimlerden meydana gelmiştir. NÜKLEOTİD= BAZ+ŞEKER+FOSFORİK ASİT. - PowerPoint PPT Presentation

Citation preview

Page 1: BiO 304 Moleküler Biyoloji

BİO 304 MOLEKÜLER BİYOLOJİ

Dr. Hatice MERGEN

Sağlık Slaytları http://hastaneciyiz.blogspot.com

Page 2: BiO 304 Moleküler Biyoloji

NÜKLEİK ASİTLER

DNA ve RNA olmak üzere iki grupta toplanır. Nükleotid denilen alt birimlerden meydana

gelmiştir.

NÜKLEOTİD= BAZ+ŞEKER+FOSFORİK ASİT

Page 3: BiO 304 Moleküler Biyoloji

NÜKLEOTİDLER-NÜKLEİK ASİTLERİN YAPI

TAŞLARI Nükleotid= azotlu baz + pentoz şekeri ( 5 karbonlu) + fosfat

grubu içerirler

3

Page 4: BiO 304 Moleküler Biyoloji

AZOTLU BAZLAR: İKİ ÇEŞİTTİR

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.

Page 5: BiO 304 Moleküler Biyoloji

ŞEKER= PENTOZ

Nükleik aside adını taşıdığı şeker verir. Ribonükleik asitlerde-RİBOZ Deoksiribonükleik asitlerde-DEOKSİRİBOZ bulunur. Deoksiribozun ribozdan farkı C-2’ pozisyonunda OH grubu

olmamasıdır.

Page 6: BiO 304 Moleküler Biyoloji
Page 7: BiO 304 Moleküler Biyoloji

•Nükleozit- baz + şeker•NMP = nükleozit + 1 PO4

•NDP = nükleozit +2 PO4

•NTP = nükleozit + 3 PO4

•Nükleik asitlerin yapı taşıdır•özel NTPs: ATP & GTP

Nükleik Asit Kimyası

Page 8: BiO 304 Moleküler Biyoloji

NÜKLEOTİTLERDE BAĞLANMA Nükleotid yapısındaki

bağlar son derece özgüldür.

Şekerin C-1’ atomu azotlu bazla kimyasal bağ yapar.

Pürinlerde N-9, pirimidin ise N-1 atomu

şekerin C-1’ atomu ile bağ yapar.

Nükleotidlerde fosfat grubu, şekerin C-2’, C-3’ yada C-5’ atomu ile bağ kurar.

Bu yapı, biyolojik sistemlerde en yaygın olan ve DNA ve RNA’da bulunandır.

Page 9: BiO 304 Moleküler Biyoloji

POLİNÜKLEOTİTLER İki mononükletit arasında bağ

yapısında, iki şekere bağlı fosfat grubu yer alır oluşan bağ fosfodiester bağıdır, çünkü fosforik asit her iki taraftaki alkol grubu ( iki şekerdeki OH grubu ) ile ester bağı yapar. Aynı bağ, RNA da da bulunur.

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.

Page 10: BiO 304 Moleküler Biyoloji

FOSFODİESTER BAĞLARI DNA VE RNA’NIN KOVALENT İSKELETİDİR

Page 11: BiO 304 Moleküler Biyoloji

DNA YAPISININ AYDINLATILMASI

1940-1953 Erwin Chargaff, Maurice Wilkins, Rosalind Franklin, Linus Pauling, Francis Crick, James Watson arasında yarış

1953 yılında Nature- “The Double Helix” yayını ile sona ermiştir.

Watson- Crick için yapıyı aydınlatmadaki en önemli kaynaklar

Hidrolize edilmiş DNA’nın baz kompozisyon analizleri

DNA’nın X ışını kırınımı çalışmalarıdır.

Page 12: BiO 304 Moleküler Biyoloji

1950’lerin başında iki deney hattının bulguları DNA’nın yapısına ilişkin ipuçlarını ortaya çıkarmıştır.

Avusturya kökenli Amerikalı biyokimyacı Erwin Chargaff birçok türdeki DNA’nın eşit miktarda adenin (A) ve timin (T) ve eşit miktarda guanin (G) ve sitozin (C) bazları içerdiğini göstermiştir.

Daha sonra İngiliz fizikçi Maurice Wilkins ve İngiliz kimyacı Rosalind Franklin X-ışını difraksiyon tekniğini kullanarak DNA’yı X-ışınları ile bombalamışlar ve sonra da X-ışınlarının kırılma ve yansımalarına göre molekülün yapısı hakkında fikir sahibi olmuşlardır.

Page 13: BiO 304 Moleküler Biyoloji

Rosalind Franklin, Watson ve Crick’in DNA yapısını ortaya çıkarmalarında hayati öneme sahip bulgular elde etmiştir. Franklin, DNA’nın iyi çalışılmış kuru kristal “A” formunu ve hücrelerde görülen “B” formu olarak adlandırılan ıslak tipini birbirinden ayırt etmiştir.

Mayıs 1952’de çektiği B formunun “51 no’lu fotoğrafı” elde edebilmek için 100 saat uğraşmıştır.

Fotoğraftaki belirgin simetri Franklin’e molekülün kusursuz sarmal yapısında olduğunu ve fosfatların pozisyonunu göstermiştir.

Franklin uzun zamandan beri DNA’nın genetik materyal için aday olduğunu düşünmektedir.1939’daki kolej günlerinde tuttuğu lab defterinde bir nükleik asit şeklini yanına “Kalıtıma geometrik temel?” şeklinde not düşmüştür.

1953’ün başında tüm yapının ortaya çıkarılmasına çok yaklaşmıştır. 30 Ocakta Wilkins, Watson’a Franklin’in 51 no’lu fotoğrafını göstermiştir.

Page 14: BiO 304 Moleküler Biyoloji

Yarış sürmektedir. Şubat boyunca ünlü biyokimyacı Linus Pauling DNA için üçlü

sarmal yapı önermiştir. Bu sırada Watson ve Crick 51 nolu fotoğraf nedeniyle şeker fosfat iskeletinden emindirler ve dikkatlerini bazlar üzerine çevirmişlerdir.

İronik olarak evreka anı sofistike kimya ya da kristalografi ile uğraşırken değil de cardboard kırpıntıları (kesik parçalar) ile uğraşırken gelmiştir.

28 Şubat cumartesi sabahı Watson, Crick ile toplantısına erken gelmiştir. Beklerken dört DNA bazının kesilmiş parçaları ile oynayıp A’yı A ile daha sonra G ile eşleştirmekle meşgul olmuştur. A’yı T’nin G’yi de C’nin yanına getirdiğinde benzer yapılar görmüş ve aniden bütün parçalar yerine oturmuştur. Crick 40 dakika sonra geldiğinde ikili bulmacayı çözdüklerini anlamıştır.

Sonunda Watson, Crick ve Wilkins Nobel ödülü’nü kazanmıştır.

1958’de Franklin 37 yaşında yumurtalık (ovarian) kanserinden öldüğü için Nobel ödülünü alamamıştır. Çünkü Nobel sadece yaşayan kişilere verilmektedir.

Page 15: BiO 304 Moleküler Biyoloji

BAZ KOMPOZİSYONU ÇALIŞMALARI

1949-1953 Erwin Chargaff ve ark.

Page 16: BiO 304 Moleküler Biyoloji

CHARGAFF KURALI

Herhangi bir türe ait DNA nın nükleotidlerine parçalandığında serbest kalan nukleotidlerde adenin miktarının timine, guanin miktarının da sitozine daima eşit olduğunun saptanmasıdır.

Yani Chargaff kuralı‘na göre doğal DNA moleküllerinde adeninin timine veya guaninin sitozine oranı daima 1’e eşittir. (A/T=1 ve G/C=1)

Pürinler= pirimidinler (A+G=T+C)

İşte Watson ve Crick bu bulguları değerlendirerek böyle özelliklere sahip DNA makro molekülünün sekonder yapısına ait bir model geliştirdiler.

Page 17: BiO 304 Moleküler Biyoloji

X-IŞINI KIRINIMI

DNA zincirleri X-ışını bombardımanına tutulur ve molekülün atomik yapısına göre saçtığı ışınlar belirlenir. Buna göre;

1947- William Astbury DNA’da 3.4 A aralıklarla tekrarlayan yapıların varlığını doğrulamış ve DNA’nın bir çeşit sarmal yapıda olduğunu ileri sürmüştür.

1950-1953- Rosalind Franklin 3.4 A aralıklarla tekrarlayan

yapıların varlığını doğrulamış ve DNA’nın bir çeşit sarmal yapıda olduğunu daha saf örnekler kullanara gösterebilmiştir.

Page 18: BiO 304 Moleküler Biyoloji
Page 19: BiO 304 Moleküler Biyoloji
Page 20: BiO 304 Moleküler Biyoloji
Page 21: BiO 304 Moleküler Biyoloji

DNA’daki baz eşleşmesi modelin genetik açıdan en önemli özelliğidir. Bu yerleşim nedeniyle eksen boyunca büyük ve küçük oluklar ortaya çıkar.

Sağ el sarmalının uzaydaki konformasyonu, Watson Crick’in verilerine en uygun olanıdır.

Page 22: BiO 304 Moleküler Biyoloji
Page 23: BiO 304 Moleküler Biyoloji

DNA ÇİFTE SARMALINDA ZİNCİRLER BİRBİRLERİNİN TAMAMLAYICISIDIR.

Page 24: BiO 304 Moleküler Biyoloji

DNA molekülü kendini oluşturan nukleotidlerin sayısına bağlı olarak, büyüklüğü türden türe değişen, uzun zincir şeklinde bir yapı gösterir. İnsanda bu zincirin uzunluğu açıldığında 2 metreye kadar varabilir. Bütün halinde eldesi zincirin hassas ve kırılgan yapısından ötürü çok güçtür.

Nukleotidlerin yapısı bazik olmasına karşın oımurgadaki PO4(fosforik asit) grubunun varlığı polinükleotid zincirlerin asit özellikte olmalarına yol açar ve nükleik asit terimi de bu özellikten kaynaklanır.

DNA çift sarmalının dikkate değer ve önemli bir özelliği, molekülü oluşturan zincirlerin birbirlerinden kolaylıkla ayrılabilmesi ve yeniden birleşebilmesidir. Protein sentezi ve DNA replikasyonu (kendi kopyasını oluşturması) bu özellik sayesinde meydana gelebilir.

DNA’nın iki zinciri, birbirine sadece H bağları ve hidrofobik etkileşimlerle bağlı olmaları nedeni ile, nükleotidleri arasındaki kovalent bağlardaki herhangi bir kopma olmaksızın çözülebilir (denatürasyon). Aynı şekilde çözülmüş molekülün zincirleri tamamlayıcı bazları arasında H bağlarının oluşumu ile birleşip sarmal yapıyı yeniden oluşturabilir (renatürasyon).

Page 25: BiO 304 Moleküler Biyoloji

DNA’NIN FORMLARI Tek-krista-X-ışını analizi çalışmaları ile 5 A’luk

çözünürlük 1 A’a kadar düşürülmüştür. A-DNA right handed (11 baz/ 1 tam dönüş/çap 23 Å)—yüksek tuz kons. Yada

dehidrasyon koşullarında baskındır. B-DNA right handed (normal, 10 baz/tdönüş, çap 20 Å) C-DNA right handed (dehydrated, 9.3 bases/turn,19Å) D-DNA right handed (no guanine, 8 bases/turn) E-DNA right handed (no guanine, 7.5 bases/turn) Z-DNA left handed (all GC, 12 bases/turn, 18 Å) P-DNA DNA yapay şekilde uzatılırsa bu formu alır, fosfat grupları iç

kısımdaazotlu bazlar sarmalın dış yüzünde why should we care?

Fizyolojik koşullarda rasgele bir DNA dizesinde en stabil form B formudur. A formu su dışında birçok çözeltide oluşan bir formdur. Z formu: sola doğru dönen heliks yapısındadır. Z formu bazı genlerin

ekspresyonlarının regulasyonunda rol alabilir.

Page 26: BiO 304 Moleküler Biyoloji

FARKLI DNA FORMLARININ ÖZELLİKLERİ

Page 27: BiO 304 Moleküler Biyoloji

FARKLI DNA FORMLARI

Page 28: BiO 304 Moleküler Biyoloji

DNA-RNA

Double stranded - single stranded RNA’da T yerine U bulunur.Tipleri mRNA, rRNA, tRNA snRNA (RNA processing) Telomerase RNA (replikasyon) antisense RNA (regulasyon)

Page 29: BiO 304 Moleküler Biyoloji

DNA VE RNA ARAŞTIRMALARINDA KULLANILAN ANALİTİK YÖNTEMLER

U.V ışığının soğurulması (254-260 nm arasında en fazla)

Çökelme Davranışı- Nükleik asitler çeşitli gradiyent santrifügasyon işlemleri ile ayrılabilirler. Çökelme özelliği molekülün yoğunluğu, kütlesi ve biçimine bağlıdır ve Svedberg Svedberg katsayısı (S)katsayısı (S) olarak ölçülür.

Page 30: BiO 304 Moleküler Biyoloji

NÜKLEİK ASİTLERİN DENATÜRASYONU VE RENATÜRASYONU

DNA’nın denatürasyonu sonucu H-bağları kopa, çift zincir çözülür ancak kovalent bağlar kırılmaz.

Isı yada kimyasal yolla olabilir. Denatürasyon sırasında DNA

akışkanlığı azalır, U.V absorbsiyonu ve denge yoğunluğu artar.

Isı sonucu oluşan denatürasyona erime-melting denir

Isıtılan DNA’nın U.V absorbsiyonundaki artışa hiperkromik kayma denir.

Erime sırasında, DNA’nın 260 nmdeki absorbsiyonu sıcaklığa karşı grafiklenirse br erime profili elde edilir. Bu eğrinin orta noktasına erime sıcaklığı (Tm) denir. DNA zincirinin %50’sinin açıldığı sıcaklıktır.

Page 31: BiO 304 Moleküler Biyoloji

DNA’NIN ISI İLE DENATÜRASYONU

Page 32: BiO 304 Moleküler Biyoloji

DNA’NIN DENATÜRASYONU

Page 33: BiO 304 Moleküler Biyoloji

KISMEN DENATÜRE DNA

Page 34: BiO 304 Moleküler Biyoloji

DNA HİBRİDİZASYONU

DNA çifte sarmalı ve RNA denatüre olabilir.

Anneal: Denatüre segmentin tekrar çifte sarmal oluşturması

Farklı türlerin nükleik asidleri hibrid formlar oluşturabilirler. Türler ne kadar yakınsa hibridizasyon o kadar kolay gerçekleşir.

Nükleotidler ve nükleik asidler non enzimatik transformasyona uğrarlar.

Page 35: BiO 304 Moleküler Biyoloji

KROMOZOM YAPISI VE DNA ORGANİZASYONU

Page 36: BiO 304 Moleküler Biyoloji

İnsan genomu ≈ 3 x 109 bpİnsan diploidtir, her çekirdek 6 x 109 bp yada ≈ 2 m DNA içerir

5-10 m çapındaki çekirdeğe nasıl sığmaktadır?

Page 37: BiO 304 Moleküler Biyoloji

DNA MOLEKÜLÜNÜN BÜYÜKLÜĞÜNÜN HÜCRENİN BOYUTLARI İLE KIYASLANMASI

Page 38: BiO 304 Moleküler Biyoloji

DNA’NIN KROMOZOMLARDA PAKETLENMESİ Kromozomlar içerdikleri DNA moleküllerinden çok daha

kısadırlar. Bu nedenle DNA’nın kromozomlara paketlenmesi için hayli organize bir paketleme sistemi gereklidir. Ökaryotlarda DNA kromatin şeklnde düzenlenmiştir.

DNA paketlenmesi ile ilgili ilk veriler 1970’lerde biyokimyasal analizler ve EM çalışmalarından elde edilmiştir.

İlk bilgiler DNA’nın DNA-binding proteinler olarak da bilinen histonlar ile ilişkili olduğu idi. Ancak ayrıntılı yapı billinmiyordu.

1973-74 yıllarnda birkaç araştırma grubu kromatinler (DNA-histon kompleksi) üzerinde nüklease protection assay’i yapmışlardır. DNA-histon kompleksi enzimlerle muamale edildiğinde DNA sadece histon proteinlerinin yer almadığı bölgelerden kesilmiştir. Yaklaşık 200 bç uzunluğunda pekçok fragment oluşmuştur. Bu gözlem enzimatik parçalanmanın gelişigüzel olmadığını göstermiştir.

Page 39: BiO 304 Moleküler Biyoloji

DNA’NIN KROMOZOMLARDA PAKETLENMESİ Kromozomlar içerdikleri DNA moleküllerinden çok daha kısadırlar. Bu

nedenle DNA’nın kromozomlara paketlenmesi için hayli organize bir paketleme sistemi gereklidir.

İnterfaz sırasında, genetik madde ve ilgili proteinler açılırlar ve nükleusun içinde kromatinkromatin olarak dağılırlar. Mitoz başladığında kromatin yoğunlaşır ve pofaz sırasında bilinen tipik kromozomlar şeklini alır. Bu yoğunlaşma, her birkromozom ipliğinin boyunun 10.000 kez kısalmasını sağlar.

DNA paketlenmesi ile ilgili ilk veriler 1970’lerde biyokimyasal analizler ve EM çalışmalarından elde edilmiştir.

İlk bilgiler DNA’nın DNA-binding proteinler olarak da bilinen histonlar ile ilişkili olduğu idi. Ancak ayrıntılı yapı billinmiyordu.

1973-74 yıllarnda birkaç araştırma grubu kromatinler (DNA-histon kompleksi) üzerinde nüklease protection assay’inüklease protection assay’i yapmışlardır. DNA-histon kompleksi enzimlerle muamale edildiğinde DNA sadece histon proteinlerinin yer almadığı bölgelerden kesilmiştir. Yaklaşık 200 bç uzunluğunda pekçok fragment oluşmuştur. Bu gözlem enzimatik parçalanmanın gelişigüzel olmadığını göstermiştir.

Page 40: BiO 304 Moleküler Biyoloji
Page 41: BiO 304 Moleküler Biyoloji

Ada ve Donald Olins, taneciklerin kromatin zinciri ekseni boyunca düzenli olarak yerleştiğini ve bir zincir üzerindeki boncukları andırdığını söylemişlerdir. (v-body, nu, nükleozomlar)

Nükleozom-DNA etkileşimi çalışmaları; H2A, H2B, H3 ve H4 histonlarının (H2A)2, (H2B)2, (H3)2 ve (H4)2 şeklinde iki tip tetramer oluşturduğunu göstermiştir.

Nükleozom yapısındaki 4 protein: H2A, H2B, H3, ve H4 H3 ve H4 are arjinice zengin, yüksek oranda korunmuş H2A ve H2B lizince daha zengin Arjinin ve lizin histidin, histon proteinlerinin bazik ve pozitif yüklü olmasına

neden olur.

Kornberg- tekrarlayan herbir nükleozomda bu iki tetramerden birer tane olduğunu yaklaşık 200 bç lik DNA ile birleştiğini iler sürmüştür.

Nükleaz ile parçalama işlemi biraz kısa tutulursa, 200 bç lik DNA’dan bir kısmı nükleozomdan ayrılır ve 196 bç içeren Nükleozom kor Partikülü elde edilir. Bu sayı çalışılan tüm organizmlarda aynıdır.

1984- Finch ve Klug X ışını analizleri ile detaylı nükleozom yapısı-196 bç lik çekirdek DNA, nükleozom başına 1.7 dönüş yapacak şekilde histon oktamerinin etrafını sola doğru süper sarmal yaparak sarar.

Page 42: BiO 304 Moleküler Biyoloji

HİSTONLAR KÜÇÜK BAZİK PROTEİNLERDİR

Page 43: BiO 304 Moleküler Biyoloji

NÜKLEOZOM YAPISINDAKİ BEŞİNCİ PROTEİN, H1

H1, nükleozomun bir parçasıdır anck oktomerin dışında gibi görülür

H1 organizmalar ve dokular arasında farklılıklar gösterir.

Page 44: BiO 304 Moleküler Biyoloji

NÜKLEOZOM PROTEİN ÇEKİRDEĞİ

Page 45: BiO 304 Moleküler Biyoloji

2nm çapındaki DNA11 nm çapında nükleozom 30 nm kromatin iplikleri (solenoid) oluşturur.

Mitotik kromozom yapısında; sayısız 30 nm solenoidler 300 nm çapında kromatin iplikleri metafaz kromzomundaki kromozom kolları olan kromatidleri oluşturmak üzere kıvrılır700 nm çapında kromatit kardeş kromatitler 1900 nm uzunluğunda kromozom

Page 46: BiO 304 Moleküler Biyoloji

A TT AG CC

G

G C

TA

T

AG

C

C G

G C

T A

A T

Packaging DNAPackaging DNA

Histone proteins

Histoneoctomer

B DNA Helix 2 nm

Page 47: BiO 304 Moleküler Biyoloji

A TT AG CC

G

G C

TA

T

AG

C

C G

G C

T A

A T

Packaging DNAPackaging DNA

Histone proteins

B DNA Helix

Histoneoctomer

2 nm

Page 48: BiO 304 Moleküler Biyoloji

A TT AG CC

G

G C

TA

T

AG

C

C G

G C

T A

A T

Packaging DNAPackaging DNA

Histone proteins

Histoneoctomer

Nucleosome

11 nm

B DNA Helix 2 nm

Page 49: BiO 304 Moleküler Biyoloji

Packaging DNAPackaging DNA

A TT AC G

C G

G C

T A

A T

Histone H1

Page 50: BiO 304 Moleküler Biyoloji

DNA PaketlenmesiDNA Paketlenmesi

A TT AC G

C G

G C

T A

A T

Histone H1

Page 51: BiO 304 Moleküler Biyoloji

DNA PaketlenmesiDNA Paketlenmesi

A TT AC G

C G

G C

T A

A T

Protein scaffold

11 nm“Beads on a string”

30 nm

Tight helical fiber

Looped Domains200 nm

Page 52: BiO 304 Moleküler Biyoloji

DNA PaketlenmesiDNA Paketlenmesi

G

C

A

T

Protein scaffold

Metaphase Chromosome

700 nm

11 nm

30 nm200 nm

2 nm

Looped Domains

Nucleosomes

B DNA Helix

Tight helical fiber

Page 53: BiO 304 Moleküler Biyoloji

BİR ÖKARYOTİK KROMOZOMDA DNA’NIN KATLANMA MODELİ

Page 54: BiO 304 Moleküler Biyoloji

Kromatin: Bölünmeyen ökaryotik hücredeki kromozomal materyale denir. Amorftur ve nükleus’ta rasgele dağılmıştır.

Histon: Bir kromatinde DNA’nın sıkıca bağlantılı olduğu proteinler

Nükleozom: Histonlar ve DNA nükleozom adı verilen yapılar üniteler içinde katlanırlar.

Page 55: BiO 304 Moleküler Biyoloji

HETEROKROMATİN YAPISI Kromatin Tipleri1928- interfazda kromozomun bazı kısımlarının açılmadan kaldığı ve

koyu boyandığı bulunmuştur.Heterokromatin – DNA’nın en fazla kondanse olduğu yerdir, ve

genellikle transkripsiyonel aktivesi yoktur. Ya gen içermezler yada yada baskılanmış genleri içerirler. Hücre döngüsünün S fazında ökromatinden daha sonra replike olurlar.

Ökaryotik DNAların bazı bölgelerinin protein kodlamadığına dair ilk ipuçlarını vermiştir.

Sentromer ve telomer bölgeleri heterokromatinden oluşur. Y kromozomunun büyük kısmı ve Barr cisimciği olarak bilinen

inaktif X kromozları hetrokromatiktir.Position effect (Durum etkisi): belirli heterokromatik bölgeler aynı

kromozom üzerinde yer değiştirdiğinde ya da homolog olmayan başka bir kromozoma geçtiğinde, bu bölgede genetik olarak aktif olan kısımlar, eğer yanlarına transloke olmuş heterokromatin gelirse bazen inaktif hale geçerler. Yani bir genin yada bir gen grubunun diğer genetik maddeye göre göreceli durumları onların ifadelerini etkileyebilir.

Ökromatin – Aktif genlerin yer aldığı bölgelerdir – genellikle daha az kondansedir.

Page 56: BiO 304 Moleküler Biyoloji

KROMOZOM BANTLAMA TEKNİĞİ Sitolojik öntemler kullanarak kromozomların uzun eksenleri

boyunca farklı boyanmalarını sağlayan bantlama teknikleri geliştirilmiştir.

Pardue ve Gall C-bantlama; Kromozom preparatları ısı ile denatüre edilip sonra Giemsa ile boyanırsa özgül boyama profilleri ortaya çıkar.Kromozomların heterokromatin özelliğindeki sentromer bölgeleri boyayı kolaylıkla alır.

Caspersson ve ark Q bantlama; metafaz kromozomlarını florokrom kuinakrin mustard ile muamele edip floresan mikroskobunda inceleyerek 23 çift insan kromozomunu ayırt etmişlerdir.

R-bantlama; G-bantlarının tersi bir profil gösterir.

1971Paris’te, G bant profilleri temel alınarak insan kromozomlarının bant paternlerinin ortak sınıflandırmasını sağlayan bir toplantı yapılmıştır.

Page 57: BiO 304 Moleküler Biyoloji

JUNK DNA 1960 ların sonlarına doğru makalelerde

ökaryotik DNA’nın büyük miktarda tekrar eden ve protein olarak kodlanmayan diziler içerdiği rapor edilmiştir. (Britten and Kohne, 1968).

1970, Junk DNA terimi non-coding DNA için

kullanılmıştır. (Ohno, 1972).

Page 58: BiO 304 Moleküler Biyoloji

JUNK DNA TİPLERİ

Nowak (1994) 9 tip junk DNA Bunlar 3 büyük grupta toplanır.

1Repetitive DNA sequences2Untranslated parts of RNA transcripts (pre-mRNA)

3Other non-coding sequences

Page 59: BiO 304 Moleküler Biyoloji

REPETİTİVE DNARepetitive DNA tipleri: 1. Satellites 2. Minisatellites 3. Microsatellites

4. 4. Short (300 bp) ve Long (up to 7,000 bp) Interspersed Elements (SINEs and LINEs)

Page 60: BiO 304 Moleküler Biyoloji

REPETİTİVE DNA

Genom büyüklüğü ve organizma komleksliği ile arasında bağlantı olmaması ilk

yıllarda moleküler biyoloji için bir puzzle olmuştur (C-value paradox). Örn. İnsan

genomu, maya S. Cerevisiae genomundan 200 kat daha büyükk iken Amoeba dubia

genomundan ise 200 kat daha küçüktür. Bu paradoks genomların büyük miktarda

repetitive sekanslar içerebileceklerinin ispatlanması ile çözülmüştür.

DNA kategorileri

1. Tek kopya DNA’lar

2. Repetitive DNA’lar (=junk/ignorant/Selfish DNA)

Page 61: BiO 304 Moleküler Biyoloji

TANIMLAR Yüksek sayıda tekrarlayan dizeler ( highly

repetitive, simple-sequence DNA): Bir hücrede milyonlarca kez tekrarlayan 10 baz çiftinden daha kısa DNA segmentleri (%10).

Kısmen tekrarlayan DNA (moderately repetitive): En az 1000 kez tekrarlanan birkaç yüz baz çifti uzunluğunda DNA segmentleri (%20).

Satellit DNA: Çoğu ökaryotik kromozomdaki en önemli iki yapı olan sentromer ve telomer ile ilişkili sezyum klorid dansite gradient santrifüjü ile uydu bantlar şeklinde diğer DNA dizelerinden ayrılan temel-DNA dizeleri.

Sentromer: Hücre bölünmesi esnasında proteinler için kromozomlara bağlantı sağlayan DNA dizisi içeren bölge.

Telomer: Ökaryotik kromozomun uçlarında kromozomu stabilize eden bölgeler.

Page 62: BiO 304 Moleküler Biyoloji

ÖKARYOTİK KROMOZOMLAR OLDUKÇA KOMPLEKSTİR

Page 63: BiO 304 Moleküler Biyoloji

HİGHLY REPETİTİVE DNA

İnsan satellit DNA (centromeric) tipik olarak 171 bç uzunluğundadır ve dimer (342 bç) yada 16 tekar (2736 bç) ünitesi halinde bulunurlar. Genellikle minisatellit ve mikrosatellitlerden daha az uzunluk varyasyonlarına sahiptirler.İnsan satellitler 68 bç lik bir monomerin 30.000-60.000 (2.040.000-4.080.000 bç) kopyası ile oluşmaktadır. Metacentrik kro 9 ve akrosentrik kromozomlar 13, 14, 15, 21, 22’de yer alırlar.

Page 64: BiO 304 Moleküler Biyoloji

MİDDLE REPETİTİVE DNA İnterspersed repeats

Memeli interspersed repeatler genellikle 3 sınıfa ayrılırlar:

1. LINE and SINE repeats (non-LTR yada poly-A retro(trans)posons)

2. LTR retroposonlar (retrovirus-like elements)3. DNA transposonlar

Tandemly repeated DNA

1. Microsatellit DNA (dinükleotidler)2. Minisatellite DNA (VNTR’s)3. Çok kopya genler (rRNA)