11

DNA Sentezi(Replikasyon)DNA Sentezi(Replikasyon)

Prof.Dr.TülayAkçayProf.Dr.TülayAkçay

22

33

Translasyon sonrası işlem

44

RReplikasyonda görevli enzimlereplikasyonda görevli enzimler,,

kalıba bağımlıkalıba bağımlı polimerazlarpolimerazlardırdır. .

Yüksek organizmalardaYüksek organizmalarda,,

daha karmaşık olan DNA sentezidaha karmaşık olan DNA sentezi,,

E.Koli ileE.Koli ile aynı tip mekanizma ile aynı tip mekanizma ile g gerçekleşmektedir.erçekleşmektedir.

55

66

DNA Sentezi (Replikasyonu) DNA Sentezi (Replikasyonu) DNA molekülününDNA molekülünün bir zincirinde bulunan (A), karşılığında tamamlayıcı bir zincirinde bulunan (A), karşılığında tamamlayıcı

zincirdezincirde mutlaka mutlaka (T)(T) benzer şekilde (G) ile (C) çift benzer şekilde (G) ile (C) çift oluşturmalı oluşturmalı..

BBir zincirin dizilimi hakkındaki bilgi,ir zincirin dizilimi hakkındaki bilgi, tamamlayıcı zincirde ters yönde yer almaktadır.tamamlayıcı zincirde ters yönde yer almaktadır.

İki zincir birbirinden ayrıldığında her biriİki zincir birbirinden ayrıldığında her biri ,, yeni tamamlayıcı zincir için kalıpyeni tamamlayıcı zincir için kalıp olarak olarak hizmet eder. hizmet eder.

Ana zincirinAna zincirin,, iki zincire ayrılarakiki zincire ayrılarak,, her bir zincirinher bir zincirin,, yeni çiftin bir zincirini oluşturması yeni çiftin bir zincirini oluşturması ,, semikonservatif replikasyonsemikonservatif replikasyon olarak olarak iisisimlendirilir mlendirilir ..  

77

KKromozomal DNA molekülüromozomal DNA molekülü,,

hücre döngüsü ile birlikte bir defa replike olmaktadır.hücre döngüsü ile birlikte bir defa replike olmaktadır.

Herhangi bir nedenle DNA replikasyonu durursa, Herhangi bir nedenle DNA replikasyonu durursa,

hücre bölünmesi de durur.hücre bölünmesi de durur.

Hücre bölünmesinin çok yavaş olduğu durumlarda iseHücre bölünmesinin çok yavaş olduğu durumlarda ise,, DNA replikasyonu zaman içinde aynı miktarda DNA replikasyonu zaman içinde aynı miktarda

tamamlanmaktadır.tamamlanmaktadır.

  DNA senteziDNA sentezi,,

hücre döngüsünün S fazında meydana gelir.hücre döngüsünün S fazında meydana gelir.

  

88

RReplikasyonda, eplikasyonda,

DNA polimerazdan başkaDNA polimerazdan başka,,

herbirinin özel bir görevi olanherbirinin özel bir görevi olan,,

20’den fazla enzim ve proteinler gerekmektedir.20’den fazla enzim ve proteinler gerekmektedir.

TTümüne ümüne DNA replikaz sistemDNA replikaz sistemii veya veya

replizomreplizom denir.denir.

99

DNA Sentezinin BaşlamasıDNA Sentezinin Başlaması,,   Zincir AyrılmasıZincir Ayrılması (kol ayrımı) (kol ayrımı)

  Polimeraz,Polimeraz, kalıp olarak sadece tek zincirli DNA molekülünükalıp olarak sadece tek zincirli DNA molekülünü

kullankullanırır DNA DNA molekülününmolekülünün replikasyonreplikasyon öncesiöncesi,, zincirlerinin birbirinden tamamen veya zincirlerinin birbirinden tamamen veya küçük bir bölümünün küçük bir bölümünün ayrılması gerekmektedir. ayrılması gerekmektedir.   

1010

1111

1212

DNA replikasyonuDNA replikasyonu;;

prokaryotlarda replikasyon merkezinde,prokaryotlarda replikasyon merkezinde,

ökaryotlarda DNA üzerindeki pek çokökaryotlarda DNA üzerindeki pek çok yerde yerde

başlarbaşlar

BöyleceBöylece,,

büyükbüyük bir ökaryotik DNA molekülününbir ökaryotik DNA molekülünün, , kısazamanda replikasyonukısazamanda replikasyonu sağlanmaktadırsağlanmaktadır..

1313

Aktif sentezin başladığı bölgedeAktif sentezin başladığı bölgede,,

dönmeyen iki zincir, birbirinden ayrılarakdönmeyen iki zincir, birbirinden ayrılarak,, replikasyon çatalıreplikasyon çatalı’nı’nı

oluşturur.oluşturur.

DNA molekülü üzerindeki replikasyon çatalıDNA molekülü üzerindeki replikasyon çatalı,, sentez sırasında merkezden başlayarak ilerler.sentez sırasında merkezden başlayarak ilerler.

DNA çift sarmalın replikasyonuDNA çift sarmalın replikasyonu,, çift yönlü çift yönlü olmaktadır.olmaktadır.

1414

Özel bir grup proteinÖzel bir grup protein,,

replikasyon çatalının ilerlemesinireplikasyon çatalının ilerlemesini,,

çift sarmal DNA molekülünün dönmemesiçift sarmal DNA molekülünün dönmemesi eebeveyin zincirlerin ayrı durmasıbeveyin zincirlerin ayrı durmasınını sağlar. sağlar.

DNA HelikazDNA Helikaz,,

Heliks Bozucu (HDHeliks Bozucu (HD=Heliks Destabilize=Heliks Destabilize) ) ProteinlerProteinler,,

1515

1616

Heliks Bozucu (HD) ProteinlerHeliks Bozucu (HD) Proteinler  Tek zincirli DNA yapısına bağlı proteinTek zincirli DNA yapısına bağlı protein,, (SSB) (SSB) olarak da isimlendirileolarak da isimlendiriler.r.

DNA molekülünün tek zincirine bağlanmaktadır.DNA molekülünün tek zincirine bağlanmaktadır.

HD proteinleri HD proteinleri ,,enzim değildirler.enzim değildirler.

Bu proteinlerin DNA’ya bağlanmaları kooperatiftir;Bu proteinlerin DNA’ya bağlanmaları kooperatiftir; bir molekül HD proteini bağlandıktan sonra, bir molekül HD proteini bağlandıktan sonra, Diğer HD proteinlerinin bağlanmaları kolaylaşır.Diğer HD proteinlerinin bağlanmaları kolaylaşır.

1717

HD ProteinlerHD Proteinler,,

Replikasyon merkezindeReplikasyon merkezinde,,

iki zinciri birbirinden ayrı tutariki zinciri birbirinden ayrı tutarllaarr

dönmelerine de mani olarakdönmelerine de mani olarak

tek standart kalıp bulunmasını sağlatek standart kalıp bulunmasını sağlarlar,rlar,

DNA molekülünüDNA molekülünü,,

tek zinciri parçalayantek zinciri parçalayan

nükleaz enziminin etkisinden de korunükleaz enziminin etkisinden de korururlarrurlar..

1818

1919

DNA HelikazDNA Helikaz  

DNA helikaz,DNA helikaz,

çift sarmal DNA zincirlerini birbirinden çift sarmal DNA zincirlerini birbirinden

ATP harcıyarakATP harcıyarak ayırmaktadır. ayırmaktadır.

Replikasyon merkezindekiReplikasyon merkezindeki,, ori C olarak tanımlanan ori C olarak tanımlanan kısmındaki 9 baz çiftinin dört kez tekrarlanan bölgesinekısmındaki 9 baz çiftinin dört kez tekrarlanan bölgesine 20 tane20 tane DNA-A proteiniDNA-A proteini,histon benzeri protein(HU) ,histon benzeri protein(HU) varlığında vevarlığında ve ATP tüketilerek bağlanmaktadırATP tüketilerek bağlanmaktadır..

DNA-A proteini etrafında katlanan DNADNA-A proteini etrafında katlanan DNA,,

denatüre oldenatüre oluur. r.

2020

Bir helikaz olan DNA-B proteiniBir helikaz olan DNA-B proteini, ,

DNA-C proteiniDNA-C proteini ve ATP ve ATP gerektiren bir tepkime ile gerektiren bir tepkime ile 13 baz çiftinin üç kez tekrarlandığı 13 baz çiftinin üç kez tekrarlandığı A=T çiftince zengin bölgeye bağlanır. A=T çiftince zengin bölgeye bağlanır.

DNA-B proteiniDNA-B proteini,, DNA çift zinciriniDNA çift zincirini iki tane replikasyon çatalıiki tane replikasyon çatalı olacak şekilde olacak şekilde açar.açar.

2121

Ayrılmış zincirlereAyrılmış zincirlere,,

HD proteinlerinin bağlanmasıHD proteinlerinin bağlanması,,

yeniden çift heliks oluşmasını önleryeniden çift heliks oluşmasını önler..

Zincirlerin birbirlerinden ayrılması sonucuZincirlerin birbirlerinden ayrılması sonucu,,

çift sarmal heliks DNA yapısında oluşan çift sarmal heliks DNA yapısında oluşan

topolojik gerilim,topolojik gerilim,

topoizomerazlar tarafından giderilir.topoizomerazlar tarafından giderilir.

2222

Her İki DNA Zinciri, Her İki DNA Zinciri, DNA Sentezi İçin Kalıp Olarak KullanılıDNA Sentezi İçin Kalıp Olarak Kullanılırr  Replikasyon çatalındaReplikasyon çatalında,, iki ana zinciriki ana zincir ters yönde ilerleyen DNA sentezi içinters yönde ilerleyen DNA sentezi için kalıp görevi kalıp görevi yapmaktadır. yapmaktadır.

DNA polimerazDNA polimeraz aana zincir nükleotid dizisinina zincir nükleotid dizisini,, sadece 3’sadece 3’ 5’ yönünde okuyabil5’ yönünde okuyabilirir yeni DNA zinciriniyeni DNA zincirini,,5’5’ 3’ yönünde sentezler.3’ yönünde sentezler.   

2323

BBir çift ana heliks zincirindenir çift ana heliks zincirinden,, biri 5’biri 5’ 3’ yönünde replikasyon çatalına doğru, 3’ yönünde replikasyon çatalına doğru,

diğeri isdiğeri isee 5’5’ 3’ yönünde replikasyon çatalından3’ yönünde replikasyon çatalından uzağa doğru ilerleyenuzağa doğru ilerleyen iki yeniiki yeni,, düz nükleotid zincir düz nükleotid zincir oluşur oluşur..

Replikasyon çatalına doğruReplikasyon çatalına doğru,, kesintisiz olarakkesintisiz olarak sentezlenensentezlenen yeni zincire yeni zincire,,

öncül ziniciröncül zinicir adı adı verilir.verilir.

2424

RNA primeriRNA primeri

2525

Replikasyon çatalından uzaklaşarakReplikasyon çatalından uzaklaşarak,,

aralıklı olarak yapılan sentez sırasında, aralıklı olarak yapılan sentez sırasında,

küçük DNA parçalarıküçük DNA parçaları

replikasyon çatalınınreplikasyon çatalının yanında sentezlenir.yanında sentezlenir.

Okazaki parçacıklarıOkazaki parçacıkları deinlen bu küçük deinlen bu küçük parçalarınparçaların,, daha sonra daha sonra birleşmesibirleşmesi ile tek ve ile tek ve süreklisürekli,, artçıl zincirlerartçıl zincirler oluşturulur. oluşturulur.

2626

Öncü RNAÖncü RNA

  DNA polimerazlarınDNA polimerazların,,

artçıl zincir sentez edebilmeleri için,artçıl zincir sentez edebilmeleri için,

tek zincirli kalıp üzerindetek zincirli kalıp üzerinde,,

DNA zincirinin tamalayıcısı olarakDNA zincirinin tamalayıcısı olarak

sentezinsentezin başlamasını sağlayacakbaşlamasını sağlayacak

3’ ucu serbest3’ ucu serbest,,

kısa bir zincir olan kısa bir zincir olan primerprimer gerekir gerekir

2727

DNA Sentezini yapan asıl enzimDNA Sentezini yapan asıl enzim DNA polimerazdırDNA polimerazdır Ancak bu enzimAncak bu enzim iki serbest deoksiribonükleotid arasında bir iki serbest deoksiribonükleotid arasında bir fosfodiester bağı fosfodiester bağı kuramazkuramazSentez için,Sentez için,serbest birserbest bir 3’ hidroksil 3’ hidroksil ucunu ucunu

sağlayan molekül sağlayan molekül primerdirprimerdirPrimer, ribo nükleotidlerden oluşan Primer, ribo nükleotidlerden oluşan kısa RNA kısa RNA

molekülü molekülüdürdür Artçıl Artçıl DNADNA kolunun sentezinde kolunun sentezinde serbest 3’ hidroksil grubuserbest 3’ hidroksil grubu,, DNA dan değilDNA dan değil,, kısa kısa RNA zincirinden sağlanırRNA zincirinden sağlanır

2828

PrimazPrimaz (DNA G proteini) (DNA G proteini)::

SSpesifik pesifik RNA polimerazRNA polimeraz,,

DNA kalıbına tamamlayıcı ve ters yönde paralelDNA kalıbına tamamlayıcı ve ters yönde paralel öncül RNA molekülününöncül RNA molekülünün,,

yaklaşık 10 nükleotid uzunluğundaki zinciriniyaklaşık 10 nükleotid uzunluğundaki zincirini,, sentezler.sentezler.

KKısa RNA dizisiısa RNA dizisi,,

artçıl zincir üzerindeartçıl zincir üzerinde,,

replikasyon çatalında devamlı sentez edilir.replikasyon çatalında devamlı sentez edilir.

2929

Artçıl zincirdeArtçıl zincirde,,

öncü RNA molekülünün sentezinden önceöncü RNA molekülünün sentezinden önce

bir araya gelen bir araya gelen çeşitli protienlerçeşitli protienler

DNA tek zincirine bağlanarak DNA tek zincirine bağlanarak primazlaprimazla birliktre birliktre primozomprimozom olarak olarak

isimlendirilenisimlendirilen,,

protein kompleksini oluştururlarprotein kompleksini oluştururlar..

DNA-B ve DNA-DNA-B ve DNA-GG primozomun bileşenleridir. primozomun bileşenleridir.

5’5’ 3’ yönünde hareket eden primozom, 3’ yönünde hareket eden primozom, periyodik olarak periyodik olarak

okazaki parçacıklarının sentezini başlatırokazaki parçacıklarının sentezini başlatır. .

3030

Zincir UzatılmasıZincir Uzatılması

  

DNA polimeraz IIIDNA polimeraz III,,

ilk deoksiribonükleotidin alıcısı olarakilk deoksiribonükleotidin alıcısı olarak,,

öncü RNA molekülünün öncü RNA molekülünün ,,

3’-hidroksil grubu3’-hidroksil grubununu kullanır.kullanır.

DNA polimeraz III, DNA polimeraz III,

ana zincire ters yönde paralelana zincire ters yönde paralel,,

5’5’ 3’ yönünde sentezlenen zincirin 3’ yönünde sentezlenen zincirin ,, n nükleotidleriükleotidlerinini ekler. ekler.

3131

Nükleotid zincirinin Nükleotid zincirinin yapyapı bı birimiirimi, ,

5’5’ddeoksiribonükleozid trifosfateoksiribonükleozid trifosfattır.tır.

DNA zincir uzamasındaDNA zincir uzamasında dATP, dTTP, dCTP ve dGTPdATP, dTTP, dCTP ve dGTP olmak üzereolmak üzere 4 tür deoksiribonükleozid4 tür deoksiribonükleozid trifosfat trifosfat

kullanılmaktadır.kullanılmaktadır. Deoksiribonükleozid trifosfatlardanDeoksiribonükleozid trifosfatlardan bir tanesinin eksikliğinde bir tanesinin eksikliğinde DNA sentezi durur.DNA sentezi durur.

3232

3333

Primer ,DNA polimeraz için bir nukleotidi ilk kabul

edici yer olarak görev yapar.

Primer, primaz olarak adlandırılan bir enzim

tarafından sentez edilen ve birkaç nukleotidden

oluşan bir RNA parçasıdır.

DNA kalıbıDNA kalıbı

TT CC GG

AA GG CC

3’3’

OHOHdG TP dG TP PPiPPi

OHOH

TT CC GG

AA GG CC

CC

GG

PrimerPrimer

CC

3737

DNA zincirinin büyümesi bloke edilebilinir.DNA zincirinin büyümesi bloke edilebilinir.

NNükleotidinükleotidin şeker şeker kısmınınkısmının değiştirilmesi değiştirilmesi ile elde edilen ile elde edilen bazı bazı nükleotid analoglarınükleotid analogları kullanılır kullanılır DNA replikasyonunun engelleDNA replikasyonunun engelleyenyen bu bileşenler bu bileşenler,, virus ve hızlı büyüyen hücrelerin bölünmesini virus ve hızlı büyüyen hücrelerin bölünmesini

yavaşlatırlar.yavaşlatırlar.

SSitozinitozin arabinozid (araC)arabinozid (araC), , kanser kemoterapisinde kanser kemoterapisinde AAdenindenin arabinosidarabinosid,, antiviral tedavide kullanılmaktadır. antiviral tedavide kullanılmaktadır.

--

3838

Folat girişlerini inhibisyonlaFolat girişlerini inhibisyonla

(metotoraksat ,aminopiterin,trimetoprin)(metotoraksat ,aminopiterin,trimetoprin)

denova sentez ve timidilat sentaz inhibe edilir.denova sentez ve timidilat sentaz inhibe edilir.

3939

DNA nükleotid dizisininDNA nükleotid dizisinin,, mümkün olduğunca az hata ile replikasyonumümkün olduğunca az hata ile replikasyonu,,

organizmanın yaşamı için çok organizmanın yaşamı için çok önemlidirönemlidir

Zararlı ve belkide öldürücü mutasyonlaZararlı ve belkide öldürücü mutasyonlarr kalıp dizisinin yanlış okunması kalıp dizisinin yanlış okunması DNA polimeraz III tarafından kontrol edilir.DNA polimeraz III tarafından kontrol edilir.

DNA polimeraz III enzimi,DNA polimeraz III enzimi, 5’5’ 3’ polimeraz aktivitesine ilaveten, 3’ polimeraz aktivitesine ilaveten, sağlamalı okuma(3sağlamalı okuma(3’ ’ 5’ ekzonükleaz) 5’ ekzonükleaz) aktivitesi de gösterir.aktivitesi de gösterir.

4040

DNA polimeraz IIIDNA polimeraz III , , her bir nükleotidher bir nükleotidinin

kalıp üzerindeki tamalayıcı bazına uygun olarakkalıp üzerindeki tamalayıcı bazına uygun olarak,, yyeni zincire ekleneni zincire eklenmesinimesini kontrol edkontrol edeer.r. Eğer kalıp bazEğer kalıp bazdakidaki adenine uyan adenine uyan,, timin yerine timin yerine sitozin taşıyan nükleotid sitozin taşıyan nükleotid yeni zincire eklenirseyeni zincire eklenirse,,

DNA polimeraz III, DNA polimeraz III, yapıya yanlışlıkla katılan nükleotidi yapıya yanlışlıkla katılan nükleotidi hidrolitik olarak uzaklaştırarakhidrolitik olarak uzaklaştırarak,, timin taşıyan doğru nükleotidi yerine yerleştirir.timin taşıyan doğru nükleotidi yerine yerleştirir.

4141

Öncül RNA molekülünün Öncül RNA molekülünün Çıkartılıp AtılaÇıkartılıp Atılarakrak

DNA ile Yer DeğiştirmesiDNA ile Yer Değiştirmesi  DNA polimeraz III senteziDNA polimeraz III sentezi,, yeni bir öncü RNA ile karşılaşıncaya kadar yeni bir öncü RNA ile karşılaşıncaya kadar

devam eder.devam eder.

Öncü RNA molekülüne gelindiğinde,Öncü RNA molekülüne gelindiğinde,

DNA polimeraz IDNA polimeraz I ile RNA çıkarılarak ile RNA çıkarılarak

DNA polimeraz I ile boşluk DNA polimeraz I ile boşluk doldurulur .doldurulur .

4242

DNA Polimeraz I’ in aktiviteleri:DNA Polimeraz I’ in aktiviteleri:

DNA polimeraz I ‘in DNA polimeraz I ‘in

DNA sentezini sağlayan 5’DNA sentezini sağlayan 5’ 3’ polimeraz aktivitesi3’ polimeraz aktivitesi veve

polimeraz III de olduğu gibipolimeraz III de olduğu gibi

DNA zincirinin yeni sentezinin doğru okunmasını DNA zincirinin yeni sentezinin doğru okunmasını sağlayansağlayan

3’3’ 5’ ekzonükleaz aktivitesine ilaveten5’ ekzonükleaz aktivitesine ilaveten,,

5’5’ 3’ ekzonükleaz aktivitesine de sahiptir.3’ ekzonükleaz aktivitesine de sahiptir.

4343

İlk olarak DNA polimeraz I, İlk olarak DNA polimeraz I, DNA polimeraz III tarafından yeni sentezlenen DNA polimeraz III tarafından yeni sentezlenen DNA molekülünün 3’ ucu ile DNA molekülünün 3’ ucu ile komşu öncü RNA molekülünün 5’ ucu arasındaki komşu öncü RNA molekülünün 5’ ucu arasındaki kırık bölgede yerleşir.kırık bölgede yerleşir.

5’5’ 3’ yönünde hareket eden DNA polimeraz I, 3’ yönünde hareket eden DNA polimeraz I, RNA nükleotidlerini hidrolitik olarak uzaklaştırarak RNA nükleotidlerini hidrolitik olarak uzaklaştırarak yerine deoksiribonükleotidleri yerleştirir.yerine deoksiribonükleotidleri yerleştirir.

DNA molekülünüDNA molekülünü,, 5’ 5’ 3’ yönünde polimeraz aktivitesi ile 3’ yönünde polimeraz aktivitesi ile sentezleyen DNA polimerazsentezleyen DNA polimeraz I, I, 3’3’ 5’ ekzonükleaz aktivitesini kullanarak yeni zincirin 5’ ekzonükleaz aktivitesini kullanarak yeni zincirin

doğru okunmasını sağlar.doğru okunmasını sağlar.

4444

Uzaklaştırma,Uzaklaştırma,

sentez ve sentez ve

doğru okuma işlemleri, doğru okuma işlemleri,

RNA molekülünün tamamen uzaklaştırılarak RNA molekülünün tamamen uzaklaştırılarak boşluğun DNA ile doldurulmasına kadar boşluğun DNA ile doldurulmasına kadar

devam eder.devam eder.

4646

DNA LigazDNA Ligaz  

DNA polimeraz III tarafından sentezlenen DNA polimeraz III tarafından sentezlenen

DNA zincirindeDNA zincirinde,, 5’ fosfat grubu ile 5’ fosfat grubu ile

DNA polimeraz I tarafından sentezlenen DNA polimeraz I tarafından sentezlenen

DNA’ nın DNA’ nın 3’ hidroksil grubu arasındaki3’ hidroksil grubu arasındaki

son son fosfodiester bağıfosfodiester bağının oluşmasının oluşması,,

DNA ligaz tarafındanDNA ligaz tarafından katalizlenmektedir. katalizlenmektedir.

DNA molekülünün iki zincirinin birbirine DNA molekülünün iki zincirinin birbirine bağlanması için bağlanması için enerji gerekir.enerji gerekir.

EnerjiEnerji ATPATP molekülün AMP ve inorganik fosfata molekülün AMP ve inorganik fosfata parçalanmasıparçalanması ile sağlanan ile sağlananır.ır.

3-Sonlanma safhası

E.coli’de DNA’nın iki replikasyon çatalı

terminal bölgede birleşir.

Bu bölge 20 baz çiftinden oluşur ve Ter.

adını alır.

Bu bölge aynı zamanda TUS (terminus

utilization substance) adlı protein için

bağlanma bölgesi içerir ve sentez bu

bölgede durur.

4949

Ökaryotik DNA polimerazlarÖkaryotik DNA polimerazlar

DNA DNA polimerapolimerazz

αα

δδ εε ββ

γγ

YerleşimYerleşim nükleernükleer nükleernükleer nükleernükleer nükleernükleer mitokondrimitokondri

SentezSentezdeki deki fonksiyfonksiyonon

Sentezin Sentezin başlamabaşlamasısı

Yeni Yeni kolun kolun uzamasıuzaması

onarımonarım onarımonarım sentezsentez

Diğer Diğer fonksiyofonksiyonlarnlar

__ 3’-5’ 3’-5’ ekzonükleazekzonükleaz

(doğrulama)(doğrulama)

3’-5’ 3’-5’ ekzonükleazekzonükleaz

(doğrulama)(doğrulama)

__ 3’-5’ 3’-5’ ekzonükleazekzonükleaz

(doğrulama)(doğrulama)

Ökaryotik kromozomlar, prokaryotik kromozomlardan farklı olarak Ökaryotik kromozomlar, prokaryotik kromozomlardan farklı olarak

doğrusaldoğrusal yapıdadır yapıdadır

Kromozomların ucu Kromozomların ucu telomertelomer olarak adlandırılan yapılar olarak adlandırılan yapılar

ile sonlanır. ile sonlanır.

Normalde sentez sırasında Normalde sentez sırasında

3‘-OH grubuna nükleotid ilavesi yapılır3‘-OH grubuna nükleotid ilavesi yapılır

koromozom ucunda, 3’-OH grubunu sağlayacak pirimer yokturkoromozom ucunda, 3’-OH grubunu sağlayacak pirimer yoktur

Bu yüzden her DNA sentezi sonunda, kromozom Bu yüzden her DNA sentezi sonunda, kromozom

RNA primeri kadar RNA primeri kadar

kısalacaktırkısalacaktır

Bu problem Bu problem telomeraztelomeraz enzimi tarafından giderilir. enzimi tarafından giderilir.

TELOMER- TELOMERAZTELOMER- TELOMERAZ

Kromozom uçlarındaki tekrarlanan

nukleotid dizileri

TELOMER

TELOMERAZTELOMERAZ

5353

telomeraztelomeraz

Ribonükleoprotein yapıda,Ribonükleoprotein yapıda, bir revers transkriptaz bir revers transkriptaz olup olup RNA ve protein alt birimlerini içerirRNA ve protein alt birimlerini içerir

Yapısında yer alan RNA alt birimi Yapısında yer alan RNA alt birimi telomerik tekrarların sentezlenmesinde telomerik tekrarların sentezlenmesinde (TTAGGG) kalıp olarak kullanılır(TTAGGG) kalıp olarak kullanılır

Telomerik tekrar dizilerini Telomerik tekrar dizilerini artçıl zincirin 3‘ ucuna ilave ederek artçıl zincirin 3‘ ucuna ilave ederek telomeri uzatır.telomeri uzatır.

Kültür ortamında;Kültür ortamında; İnsan fibroblastının replikasyon sayısı: 50 ± 10İnsan fibroblastının replikasyon sayısı: 50 ± 10

Fare fibroblastının replikasyon sayısı: 15 ± 5Fare fibroblastının replikasyon sayısı: 15 ± 5

Down sendromlu kişinin fibroblast r.s.: 40 ± 15Down sendromlu kişinin fibroblast r.s.: 40 ± 15

(Metabolik hastalıklara sahip -örn.diyabet- ayrıca (Metabolik hastalıklara sahip -örn.diyabet- ayrıca

genetik hastalıklara sahip kişilerde replikasyon sayısı genetik hastalıklara sahip kişilerde replikasyon sayısı

daha düşüktür)daha düşüktür)

TELOMERİN İŞLEVLERİTELOMERİN İŞLEVLERİ

DNA daki tek zincirli uçları korumak ve

ölümsüzlük

Kromozomları yeni düzenlemelerden korumak

Mayoz profazında eşleşme ve hareketi sağlamak

Kırık kromozomların yapışmasını engellemek

SOMATİK HÜCRELERDE TELOMERLERSOMATİK HÜCRELERDE TELOMERLER

1.Hücre kültüründe, Her hücre döngüsü sonunda

kısalırlar

2.In vivo da yaşlı kişilerin hücrelerinde daha

kısadır

3.Telomerdeki boy kısalması yaşlılık sinyalidir ve

belli noktaya kadar kısalma devam eder

Somatik hücrelerde, telomer tekrarları tam olarak doğarlar

Ancak bu hücrelerde telomeraz geni kapalıdır

Bu nedenle her hücre bölünmesinde telomerin boyu

25-200 nukleotid kadar kısalır

Belli bir noktaya gelindiğinde bölünme durur

Bu olay aynı zamanda replikatif hücre yaşlanması olarakta tanımlanır

Bu mekanizma somatik hücrelerde, bölünme kontrolü gibi

çalışır ve

anormal bölünmelere yani kansere karşı korunmayı sağlar

Telomeraz aktivitesi

Embriyonik hücrelerde

Germ hücrelerinde

Sürekli çoğalan hücrelerde (Hematopetik kök hücreleri, aktif lenfositler, intestinal

hücreler)

Kanser hücrelerinde görülür

Normal koşullarda, somatik hücreler

telomeraz aktivitesi göstermez.

Somatik hücrelerde:

Telomer kaybı ve yaşlılık arasında yakın ilişki vardır

PROGERIA (Hızlı Yaşlanma Hastalığı), ciddi telomer kısalması ve kaybı

gözlenir.

DNADNA Onarımı Onarımı

6161

Hasarlı DNA OnarımıHasarlı DNA Onarımı  DNA sentezi sırasındaDNA sentezi sırasında,, sağlamalı okuma ve yanlış yerleşimi onarma sağlamalı okuma ve yanlış yerleşimi onarma

olmasına olmasına rağmenrağmen bazı yanlış yerleşmiş bazlar kalırbazı yanlış yerleşmiş bazlar kalır.. İlave olarak,İlave olarak, hücrelerde oluşan mutagenler veya hücrelerde oluşan mutagenler veya inhalasyon veya çevreden absorbe olan mutagenlerleinhalasyon veya çevreden absorbe olan mutagenlerle DNA hasara uğratılırDNA hasara uğratılır..

Normal hücreleriNormal hücreleri,, kanser hücrelerine dönüştürenkanser hücrelerine dönüştüren mutagenler mutagenler,, karsinogenlerkarsinogenler olarak bilinir. olarak bilinir.  

6262

Hücrelerin DNA hasarlarını Hücrelerin DNA hasarlarını

onarabilme yeteneği vardır.onarabilme yeteneği vardır.

Bu onarım mekanizmalarının çoğu,Bu onarım mekanizmalarının çoğu,

hasarın tanınmasıhasarın tanınması,,

hasarlı kısmın hasarlı kısmın DNA zincirindenDNA zincirinden u uzaklaştırılmasızaklaştırılması ve kalan ve kalan boşluğun doldurulması boşluğun doldurulması gibi gibi

işlevleri kapsar.işlevleri kapsar.

Onarım mekanizması olmaksızınOnarım mekanizması olmaksızın,,

yaşamamız mümkün olmaz.yaşamamız mümkün olmaz.

6363

DNA hasarıDNA hasarı,,

radyasyonla veya kimyasallarlaradyasyonla veya kimyasallarla oluşabilir. oluşabilir.

Bu etkenler direk olarak veya indirek olarak Bu etkenler direk olarak veya indirek olarak DNA’yı etkilerDNA’yı etkiler..

Örneğin, Örneğin, x-rayx-ray bir tip ionize radyasyondur, bir tip ionize radyasyondur, hücredehücrede,, DNA ile etkileşen molekülleri harekete DNA ile etkileşen molekülleri harekete geçirerek indirek etkiler, geçirerek indirek etkiler,

bazların yapısını değiştirirbazların yapısını değiştirir veya veya

DNA kollarını kırar. DNA kollarını kırar.

6464

X-ray’a maruz kalmak pek sık olmasada, X-ray’a maruz kalmak pek sık olmasada, sigara dumanına maruz kalmaktan kaçınmak daha sigara dumanına maruz kalmaktan kaçınmak daha

zordur zordur veve

güneş ışığından kaçmak mümkün değildir.güneş ışığından kaçmak mümkün değildir.

Sigara dumanı,Sigara dumanı, aromatik polisiklik hidrokararomatik polisiklik hidrokarbbonon olan, olan, benzo(a)pyrene gibi karsinogenleri kabenzo(a)pyrene gibi karsinogenleri kapsar psar , ,

hücrede enzimlerle okside olduğunda, hücrede enzimlerle okside olduğunda, DNA da guanin ile büyük bir yapı oluşturabilir. DNA da guanin ile büyük bir yapı oluşturabilir.

Güneşten gelen ultraviole ışığıGüneşten gelen ultraviole ışığı komşu pirimidin bazlarınkomşu pirimidin bazların,, kovalent dimmer kovalent dimmer

oluşturmasınıoluşturmasını sağlarsağlar  

6565

Bütün hücrelerBütün hücreler,,

çok çeşitli DNA onarım sistemlerineçok çeşitli DNA onarım sistemlerine sahiptirler. sahiptirler.

Onarım sistemlerin çeşit ve sayıları,Onarım sistemlerin çeşit ve sayıları,

hücre yaşamı için hücre yaşamı için

DNA onarımının önemini veDNA onarımının önemini ve

DNA hasarının çeşitliliğini yansıtır.DNA hasarının çeşitliliğini yansıtır.

6666

Prokaryat ve ökaryatlarda benzer olan Prokaryat ve ökaryatlarda benzer olan başlıca 4 tip onarım sistemi başlıca 4 tip onarım sistemi

vardırvardır

1.1.   Baz kesip çıkarma onarımı   Baz kesip çıkarma onarımı

2.   Nükleotid kesip çıkarma onarımı2.   Nükleotid kesip çıkarma onarımı

3. Yanlış eşleşme onarımı (mismatch onarım)3. Yanlış eşleşme onarımı (mismatch onarım)

4.  Direkt onarım4.  Direkt onarım

6767

Enzimler / ProteinlerEnzimler / Proteinler Hasarın TipiHasarın Tipi

Baz Kesip Çıkarma OnarımıBaz Kesip Çıkarma Onarımı

  DNA glikozDNA glikozilazilazlarlar

AP endonükleazlarAP endonükleazlar

DNA polimeraz IDNA polimeraz I

DNA ligazDNA ligaz

Anormal bazlar (urasil, hipoksantin, Anormal bazlar (urasil, hipoksantin, ksantin): alkalilendirilmiş bazlar; pirimidin ksantin): alkalilendirilmiş bazlar; pirimidin dimerleridimerleri

Nükleotid Kesip Çıkarma OnarımıNükleotid Kesip Çıkarma Onarımı

UvrABC endonükleazUvrABC endonükleaz

(veya ABC excinuclease)(veya ABC excinuclease)

DNA HelikazDNA Helikaz

DNA polimeraz IDNA polimeraz I

DNA ligazDNA ligaz

Yapısal değişikliklere neden olan DNA Yapısal değişikliklere neden olan DNA hasarları (örnek: pirimidin dimerleri)hasarları (örnek: pirimidin dimerleri)

Tablo 1: E.koli’de DNA Onarım Sistemleri 

6868

Enzimler / ProteinlerEnzimler / Proteinler Hasarın TipiHasarın Tipi

Yanlış Eşleşme OnarımıYanlış Eşleşme Onarımı

Mut proteinlerMut proteinler

HelikazlarHelikazlar

EkzonükleazlarEkzonükleazlar

DNA polimeraz IIIDNA polimeraz III

DNA ligazDNA ligaz

Yeni sentezlenen kollarda yanlış Yeni sentezlenen kollarda yanlış eşleşmiş bazlar.eşleşmiş bazlar.

  

Direkt OnarımDirekt Onarım

DNA fotoliyazlarDNA fotoliyazlar

OO66-Metilguanin-DNA metitransferaz-Metilguanin-DNA metitransferaz

Pirimidin dimerleri, OPirimidin dimerleri, O66-Metilguanin-Metilguanin

Tablo 1: E.koli’de DNA Onarım Sistemleri (devamı)

6969

Baz Kesip Çıkarma OnarımıBaz Kesip Çıkarma Onarımı

  

Urasili oluşturmak üzere Urasili oluşturmak üzere ,,

amino grubunun uzaklaştırıldığıamino grubunun uzaklaştırıldığı,, sitozin örneğinde sitozin örneğinde olduğu olduğu gibigibi,,

DNA molekülündeki bazlarDNA molekülündeki bazlar,,

kendiliğinden veya alkillendiren ve deanimasyon yapan kendiliğinden veya alkillendiren ve deanimasyon yapan bileşiklerin etkisi ile değişebilmektedir.bileşiklerin etkisi ile değişebilmektedir.

Nitrozaminler, nitritler ve nitratlar gibi öncül maddelerdenNitrozaminler, nitritler ve nitratlar gibi öncül maddelerden

hücreler tarafından oluşturulan hücreler tarafından oluşturulan nitroz asidnitroz asid, ,

sitozin, adenin ve guaninden sitozin, adenin ve guaninden

amino grubunu uzaklaştırıramino grubunu uzaklaştırır. .

7171

7272

Hücrede günde yaklaşık 10.000 pürin Hücrede günde yaklaşık 10.000 pürin kendiliğinden kendiliğinden

kaybolur. kaybolur.

Baz değişimi veya kaybıyla ilgili hasarların Baz değişimi veya kaybıyla ilgili hasarların düzeltilmesinde düzeltilmesinde

ilk olarak ilk olarak anormal bazlaranormal bazlar,,

glikozilazlarglikozilazlar tarafından özel olarak tarafından özel olarak tanınaraktanınarak

deoksiriboz-fosfat iskeletindendeoksiriboz-fosfat iskeletinden

N-glikozidik bağını yıkarakN-glikozidik bağını yıkarak

hidrolitik olarakhidrolitik olarak uzaklaştırılırlar uzaklaştırılırlar

7373

pürin veya pirimidini uzaklaştırılmış pürin veya pirimidini uzaklaştırılmış apürinik/apirimidinik (AP) olarak tanımlanan apürinik/apirimidinik (AP) olarak tanımlanan

bir bölge oluşur.bir bölge oluşur.

AP endonüklezlar, AP endonüklezlar,

AP bölgesini 5’ tarafından veya 3’ tarafından (AP AP bölgesini 5’ tarafından veya 3’ tarafından (AP endonükleazın türüne gore değişir) keserler. endonükleazın türüne gore değişir) keserler.

AP bölgeyi kapsayan DNA parçası uzaklaştırılıp AP bölgeyi kapsayan DNA parçası uzaklaştırılıp DNA polimeraz I tarafından boşluk doldurulur.DNA polimeraz I tarafından boşluk doldurulur.

Kırık, DNA ligaz ile bağlanır.Kırık, DNA ligaz ile bağlanır.

7474

Urasil-DNA glikozilazdan başkaUrasil-DNA glikozilazdan başka,,

hipoksantini, 3-metiladenini ve 7 metilguanini hipoksantini, 3-metiladenini ve 7 metilguanini tanıyan glikozilaz da vardır.tanıyan glikozilaz da vardır.

Pirimidin dimerlerini tanıyan glikozilaz da Pirimidin dimerlerini tanıyan glikozilaz da

bulunmuştur.bulunmuştur.

7575

Nükleotid Kesip Çıkarma OnarımıNükleotid Kesip Çıkarma Onarımı  

DNA onarımı ile ilgili ilk çalışmalarDNA onarımı ile ilgili ilk çalışmalar,, hasarlı nükleotidlerin onarılması üzerinedir.hasarlı nükleotidlerin onarılması üzerinedir.

Güneş ışınlarının etkisinde kalan bir hücredeGüneş ışınlarının etkisinde kalan bir hücrede komşu primidinlerinkomşu primidinlerin,, kovalent bağlanmaları ile oluşan kovalent bağlanmaları ile oluşan timin timin ddimerleriimerleri DNA polimerazların çalışmalarını veDNA polimerazların çalışmalarını ve DNA zincirinin DNA zincirinin replikasyonunu önlerreplikasyonunu önler

DNA heliks yapısında bozulmalara yol açan hasarlarDNA heliks yapısında bozulmalara yol açan hasarlar genellikle nükleotid kesip çıkarma sistemleri ile tamir edilirgenellikle nükleotid kesip çıkarma sistemleri ile tamir edilir

7676

Timin dimerleri Timin dimerleri

önce özel bir endonükleaz taafından tanınırönce özel bir endonükleaz taafından tanınır

sonra hasarlı kısmın iki tarafından zincir kırılısonra hasarlı kısmın iki tarafından zincir kırılırr

7777

7878

7979

Bu mekanizmada yer alan multi-fonksiyonl enzim Bu mekanizmada yer alan multi-fonksiyonl enzim Uvr ABC hasar spesifik endonükleaz Uvr ABC hasar spesifik endonükleaz

(veya eksonükleaz) olarak adlandırılır. (veya eksonükleaz) olarak adlandırılır. Bu enziBu enzimm UvrA, UvrB ve UvrC proteinlerinden UvrA, UvrB ve UvrC proteinlerinden

(alt birimlerinden) (alt birimlerinden) oluşuroluşur UvrA proteiniUvrA proteiniATPaz aktivitesi olan bir DNA bağlayıcıATPaz aktivitesi olan bir DNA bağlayıcı proteindir.proteindir.UvrB proteininin tek başına ATPaz aktivitesiUvrB proteininin tek başına ATPaz aktivitesi

yoktur. yoktur. UvrA proteinine bağlanarak aktive olduğundaUvrA proteinine bağlanarak aktive olduğunda ya da spesifik proteolizle yıkıldığında ATPaz ya da spesifik proteolizle yıkıldığında ATPaz

aktivitesi kazanıaktivitesi kazanırr

8080

(UvrA)(UvrA)22-(UvrB)-(UvrB)

11 kompleksi kompleksi

DNA üzerinde hasarlı bölgeye yakın bir yereDNA üzerinde hasarlı bölgeye yakın bir yere bağlanır vebağlanır ve

helikaz aktivitesi gösterir.helikaz aktivitesi gösterir.

DNA kıvrımın açarak ilerleyen (UvrA)DNA kıvrımın açarak ilerleyen (UvrA)22-(UvrB)-(UvrB)

11

kompleksi kompleksi

hasarlı bazların bulunduğu yere gelince hasarlı bazların bulunduğu yere gelince

UvrA proteini kompleksten ayrılır. UvrA proteini kompleksten ayrılır.

8181

AAyrılma işlemiyrılma işlemi,, ATP hidrolizini gerektirir. ATP hidrolizini gerektirir.

UvrA proteini ayrılıncaUvrA proteini ayrılınca

UvrC proteini UvrB UvrC proteini UvrB ,,

hasarlı DNA kompleksine bağlanır.hasarlı DNA kompleksine bağlanır.

UvrC proteininin komplekse bağlanmasıyla UvrC proteininin komplekse bağlanmasıyla hasarlı bazların 3’ ve 5’ yönlerinde birer kırık hasarlı bazların 3’ ve 5’ yönlerinde birer kırık oluşur. oluşur.

8282

Hasarlı kısım helikazla ayrılır.Hasarlı kısım helikazla ayrılır.

Boşluk DNA polimeraz I tarafından doldurulur veBoşluk DNA polimeraz I tarafından doldurulur ve

DNA ligazla zincir bağlanır DNA ligazla zincir bağlanır

8383

Az rastlanan bir genetik hastalık olanAz rastlanan bir genetik hastalık olan,, kseroderma pigmentozumdakseroderma pigmentozumda ,,

DNA yapısında meydana gelen dimerlerin DNA yapısında meydana gelen dimerlerin hücreler tarafından hücreler tarafından

onarılamaması, mutasyonların birikimine ve onarılamaması, mutasyonların birikimine ve

sıklıkla deri kanserine yol açar.sıklıkla deri kanserine yol açar.

8484

Yanlış Eşleşme Yanlış Eşleşme OnarımıOnarımı

Yanlış eşleşme Yanlış eşleşme daima kalıp zincirdeki bilgidaima kalıp zincirdeki bilgi baz alınarak tamir edilirbaz alınarak tamir edilirDNA sentezi esnasındaDNA sentezi esnasında sentezlenen yeni zincir sentezlenen yeni zincir kısa bir süre için kısa bir süre için metillenmemiş bir yapıya sahiptir.metillenmemiş bir yapıya sahiptir.Tamir sistemine ait proteinlerTamir sistemine ait proteinler metillenmeye göre metillenmeye göre kalıp zincir ve yeni sentez edilen zinciri kalıp zincir ve yeni sentez edilen zinciri ayırd edebilir veayırd edebilir ve yeni zincirdeki yanlış eşleşmeleri düzeltebiliryeni zincirdeki yanlış eşleşmeleri düzeltebilir

8787

Yanlış Eşleşme OnarımıYanlış Eşleşme Onarımı

  

Direk onarım ve kesip çıkartma onarımında esas, Direk onarım ve kesip çıkartma onarımında esas, normalde DNA molekülünde bulunmayan bazların normalde DNA molekülünde bulunmayan bazların tanınmasıdır.tanınmasıdır.

Yanlış eşleşme onarımında ise, değiştirilen Yanlış eşleşme onarımında ise, değiştirilen normalde DNA molekülünde bulunan bazlardır. normalde DNA molekülünde bulunan bazlardır. Bu nedenle, direk veya kesip çıkarma onarımı ile Bu nedenle, direk veya kesip çıkarma onarımı ile tanınmazlar. tanınmazlar.

Yanlış eşleşme en çok replikasyon hatası olarak Yanlış eşleşme en çok replikasyon hatası olarak görülürsede rekombinasyon ve onarım işlemleri görülürsede rekombinasyon ve onarım işlemleri sırasında da yanlış eşleşme olabilmektedir. sırasında da yanlış eşleşme olabilmektedir.

Yanlış eşleşme her zaman eski zincirdeki bilgiye Yanlış eşleşme her zaman eski zincirdeki bilgiye gore düzeltilirgore düzeltilir

OOnarım sisteminin, eski zincir ile yeni narım sisteminin, eski zincir ile yeni sentezlenen zinciri ayırd edebilmesi gerekir. sentezlenen zinciri ayırd edebilmesi gerekir.

AAyırım eski zincir üzerinde bulunan fakat yeni yırım eski zincir üzerinde bulunan fakat yeni sentezlenmiş zincirde henüz bulunmayan metil sentezlenmiş zincirde henüz bulunmayan metil grupları aracılığı ile olur.grupları aracılığı ile olur.

Dam metilaz, 5’ GATC dizisindeki Dam metilaz, 5’ GATC dizisindeki adenini Nadenini N66 pozisyonunda metiller. pozisyonunda metiller.

Replikasyondan hemen sonra yaklaşık ilk bir Replikasyondan hemen sonra yaklaşık ilk bir dakika içinde eski zincir metillenmiş ikendakika içinde eski zincir metillenmiş iken,, yeni yeni sentezlenen zincir henüz metillenmemiştirsentezlenen zincir henüz metillenmemiştir

Bu kısa geçiş süresi yeni zincirin tanınmasını Bu kısa geçiş süresi yeni zincirin tanınmasını sağlar.sağlar.

8989

E.coli yanlış eşleşme onarım sistemindeE.coli yanlış eşleşme onarım sisteminde

MutS, MutH ve MutL proteinleri anahtar role sahiptirlerMutS, MutH ve MutL proteinleri anahtar role sahiptirler

MutS proteini yanlış eşleşmiş baz çiftinin içinde bulunduğu geniş MutS proteini yanlış eşleşmiş baz çiftinin içinde bulunduğu geniş bir bölgeye bağlanırken, bir bölgeye bağlanırken,

MutH proteini GATC dizisini içeren bölgeye bağlanır.MutH proteini GATC dizisini içeren bölgeye bağlanır.

MutL proteini ise MutS ve MutH proteinlerini birbirine bağlayarak MutL proteini ise MutS ve MutH proteinlerini birbirine bağlayarak bir konmpleks oluştururbir konmpleks oluşturur

Sadece bir zincir GATC dizisinde metillenmiş ise ve yanlış Sadece bir zincir GATC dizisinde metillenmiş ise ve yanlış eşleşmiş baz çiftine yakınsa (ilk 1000 baz çifti içinde ise)eşleşmiş baz çiftine yakınsa (ilk 1000 baz çifti içinde ise)

MutH proteini bir bölgeye özel endonükleaz olarak metillenmiş MutH proteini bir bölgeye özel endonükleaz olarak metillenmiş kolu GATC dizisinin 5’ ucundan keser. Böylece onarılacak olan kolu GATC dizisinin 5’ ucundan keser. Böylece onarılacak olan kısım belirlenmiş olur. kısım belirlenmiş olur.

MetillenmMetillenmememiş kolda kıvrım açılır ve iş kolda kıvrım açılır ve

3’3’5’ yönünde yıkıma uğrar5’ yönünde yıkıma uğrar

Oluşan boşluk DNA polimeraz I ile Oluşan boşluk DNA polimeraz I ile doldurulduktan sonra zincir bağlanırdoldurulduktan sonra zincir bağlanır

Bu işlemler DNA helikaz II, SSB, ekzonükleaz I Bu işlemler DNA helikaz II, SSB, ekzonükleaz I (DNA molekülünde sadece tek zincir 3’(DNA molekülünde sadece tek zincir 3’5’ 5’ yönünde yıkıma uğrar), DNA polimeraz III ve yönünde yıkıma uğrar), DNA polimeraz III ve DNA ligaz gerektirir DNA ligaz gerektirir

9191

Direkt OnarımDirekt Onarım

  

Direkt onarım mekanizmalarında hasar,Direkt onarım mekanizmalarında hasar,

zincirizinciri kırmadan uzaklaştırılmaktadırkırmadan uzaklaştırılmaktadır

Sadece timin dimerleri ve alkillenmiş bazlar direSadece timin dimerleri ve alkillenmiş bazlar direkk olarak olarak onarılabilmektedir.onarılabilmektedir.

  

Fotoreaktivasyon :Fotoreaktivasyon :

Tek ve çift sarmal DNA üzerinde bulunan timin dimerleri Tek ve çift sarmal DNA üzerinde bulunan timin dimerleri

300-600 nm dalga boyundaki ışıkla indüklenen300-600 nm dalga boyundaki ışıkla indüklenen,,

fotoliyaz tarafından birbirlerinden ayrılır.fotoliyaz tarafından birbirlerinden ayrılır.

Bu enzim hem prokaryotlarda hemde ökaryotlarda bulunur.Bu enzim hem prokaryotlarda hemde ökaryotlarda bulunur.

9393

DNA alkilasyonunun onarımı DNA alkilasyonunun onarımı

Alkilleyici maddelerinAlkilleyici maddelerin,, mutajenik ve karsinojenik etkilerinden en mutajenik ve karsinojenik etkilerinden en fazla sorumlu olan hasar Ofazla sorumlu olan hasar O66-metilguanindir (O-metilguanindir (O66-MG)-MG)

OO66-MG, O-MG, O66-metilguanin DNA metil transferaz (O-metilguanin DNA metil transferaz (O66-MGMT, EC -MGMT, EC 2.1.1.63) tarfından onarılır.2.1.1.63) tarfından onarılır.

E.collide Ada geni tarafından kodlanan ve monomerik bir protein E.collide Ada geni tarafından kodlanan ve monomerik bir protein olan Oolan O66-MGMT, -MGMT,

guaninin Oguaninin O66 konumundaki metil grubunu kendi üzerindeki spesifik konumundaki metil grubunu kendi üzerindeki spesifik bir sistein kalıntısına aktarır ve inaktive olur.bir sistein kalıntısına aktarır ve inaktive olur.

Bir intahar enzimi olan OBir intahar enzimi olan O66-MGMT‘nin rejenerasyonu olmaz -MGMT‘nin rejenerasyonu olmaz

İnsan, Oİnsan, O66-MGMT geni,-MGMT geni,

10. kromozomun uzun kolunda telomerik bölgede bulunur.10. kromozomun uzun kolunda telomerik bölgede bulunur.

9494

5. DNA Rekombinasyonu5. DNA Rekombinasyonu

  

DNA molekülü içerisinde veya moleküller arasında genetik bilginin DNA molekülü içerisinde veya moleküller arasında genetik bilginin yeniden düzenlenmesi, genetik rekombinasyon adı altında yeniden düzenlenmesi, genetik rekombinasyon adı altında toplanan pek çok işlemi içerir. Genetik rekombinasyon toplanan pek çok işlemi içerir. Genetik rekombinasyon sistemlerinin fonksiyonları, mekanizmaları kadar çeşitlidir. Genetik sistemlerinin fonksiyonları, mekanizmaları kadar çeşitlidir. Genetik farklılığın varlığı, özel DNA onarım sistemleri, belirli genlerin farklılığın varlığı, özel DNA onarım sistemleri, belirli genlerin fonksiyonlarının açığa çıkışının düzenlenmesi ve gelişim fonksiyonlarının açığa çıkışının düzenlenmesi ve gelişim esnasındaki programlanmış genetik düzenlenmeler, genetik esnasındaki programlanmış genetik düzenlenmeler, genetik rekombinasyon olaylarının bazı bilinen sonuçlarıdır. Genetik rekombinasyon olaylarının bazı bilinen sonuçlarıdır. Genetik rekombinasyon fonksiyonları ile ilişkili tepkimeler üç sınıfta toplanır rekombinasyon fonksiyonları ile ilişkili tepkimeler üç sınıfta toplanır ::

9595

a. Homolog Genetik Rekombinasyona. Homolog Genetik Rekombinasyon

  

Homolog serileri kapsayan bölgeleri ortak kullanan, iki DNA Homolog serileri kapsayan bölgeleri ortak kullanan, iki DNA molekülü veya aynı molekülün bazı bölümleri arasındaki genetik molekülü veya aynı molekülün bazı bölümleri arasındaki genetik bilgi değişimini ifade eder.bilgi değişimini ifade eder.

Birbirleri ile etkileşen iki DNA molekülü bir dereceye kadar benzer Birbirleri ile etkileşen iki DNA molekülü bir dereceye kadar benzer olan serileri ortaya koyarlar. Bu seriye koyma işlemi üç veya olan serileri ortaya koyarlar. Bu seriye koyma işlemi üç veya muhtemelen dört zincirin etkilendiği yeni DNA ürünlerinin muhtemelen dört zincirin etkilendiği yeni DNA ürünlerinin oluşumunu da kapsayabilir. Rekombinasyon araürünü olarak oluşumunu da kapsayabilir. Rekombinasyon araürünü olarak dallanmış DNA yapıları da oluşur. Heliks yapıdaki iki dallanmış DNA yapıları da oluşur. Heliks yapıdaki iki makromolekül arasında bilgi değişimi, sıklıkla DNA zincirlerinin makromolekül arasında bilgi değişimi, sıklıkla DNA zincirlerinin karmaşık bir şekilde birbirine karışmasını da kapsar.karmaşık bir şekilde birbirine karışmasını da kapsar.

9696

Homolog genetik rekombinasyonun (aynı zamanda genel Homolog genetik rekombinasyonun (aynı zamanda genel rekombinasyon olarak da adlandırılır) ökaryotlardaki hücre rekombinasyon olarak da adlandırılır) ökaryotlardaki hücre bölünmesi ile çok yakın bir ilişkisi vardır. Bu işlem sıklıkla mayoz bölünmesi ile çok yakın bir ilişkisi vardır. Bu işlem sıklıkla mayoz bölünme sırasında gerçekleşir. Eşleşmiş uygun 2n kromozomlu bölünme sırasında gerçekleşir. Eşleşmiş uygun 2n kromozomlu germ hücresi (diploid hücre) bölünerek yüksek ökaryotlarda sperm germ hücresi (diploid hücre) bölünerek yüksek ökaryotlarda sperm ve ovum hücreleri olan gametleri oluştururlar. Bu gametlerden her ve ovum hücreleri olan gametleri oluştururlar. Bu gametlerden her biri kromozom çiftinden yalnızca birini içerir (haploid hücre). biri kromozom çiftinden yalnızca birini içerir (haploid hücre). Mayoz bölünme DNA molekülünün germ hücresinde coğalması ile Mayoz bölünme DNA molekülünün germ hücresinde coğalması ile başlar (Şekil 8.52). Hücre içerisinde 4 kopya halinde DNA başlar (Şekil 8.52). Hücre içerisinde 4 kopya halinde DNA oluşmasından sonra hücre iki mayoz hücreye ayrılır. DNA içeriği oluşmasından sonra hücre iki mayoz hücreye ayrılır. DNA içeriği haploid(n) düzeye inerken dört yeni gamet ortaya çıkar.haploid(n) düzeye inerken dört yeni gamet ortaya çıkar.

9797

Mayoz bölünmenin ilk aşaması olan profaz I sırasında oluşan DNA Mayoz bölünmenin ilk aşaması olan profaz I sırasında oluşan DNA kopyaları sentromerlerinden birbirleri ile bağlı olarak bulundukları kopyaları sentromerlerinden birbirleri ile bağlı olarak bulundukları için kardeş kromatidler adını alırlar. Bundan dolayı dört homolog için kardeş kromatidler adını alırlar. Bundan dolayı dört homolog DNA molekülünün her biri kromatid çifti şeklinde düzenlenir. DNA molekülünün her biri kromatid çifti şeklinde düzenlenir. Genetik bilgi mayoz bölünmenin bu aşamasında homolog genetik Genetik bilgi mayoz bölünmenin bu aşamasında homolog genetik rekombinasyon ile birbirine yakın homolog kromotidler arasında rekombinasyon ile birbirine yakın homolog kromotidler arasında değiş tokuş edilir. Bu işlem esnasında, DNA molekülünde kopma değiş tokuş edilir. Bu işlem esnasında, DNA molekülünde kopma ve yeniden birleşmeler görülebilir. Sitolojik olarak gözlemlenebilen ve yeniden birleşmeler görülebilir. Sitolojik olarak gözlemlenebilen bu değiş tokuş çapraz geçiş olarak adlandırılır. Çapraz geçiş, iki bu değiş tokuş çapraz geçiş olarak adlandırılır. Çapraz geçiş, iki çift kardeş kromatidi “chiasmata” denilen noktalarda birbirine çift kardeş kromatidi “chiasmata” denilen noktalarda birbirine bağlar. Dört homolog kromatidinin hepsi birbirine bağlanır ve bu bağlar. Dört homolog kromatidinin hepsi birbirine bağlanır ve bu bağlantı, sonuçta mayotik hücre bölünmelerinde uygun bağlantı, sonuçta mayotik hücre bölünmelerinde uygun kromozomların ayrımına yardımcı olur (Şekil 8.53).kromozomların ayrımına yardımcı olur (Şekil 8.53).

9898

Rekombinasyon veya çapraz geçiş, iki homolog kromozomun Rekombinasyon veya çapraz geçiş, iki homolog kromozomun uzunluğu boyunca hemen her yerde gerçekleşebileceği için bir uzunluğu boyunca hemen her yerde gerçekleşebileceği için bir kromozom üzerinde iki noktayı birbirinden ayıran bir bölgedeki kromozom üzerinde iki noktayı birbirinden ayıran bir bölgedeki rekombinasyon sıklığı bu noktalar arasındaki uzaklığa bağlı rekombinasyon sıklığı bu noktalar arasındaki uzaklığa bağlı bulunur. Genetik uzmanları bu bilgiyi, genler arasındaki mesafeyi bulunur. Genetik uzmanları bu bilgiyi, genler arasındaki mesafeyi ve birbirine göre durumlarını göstermek için uzun bir süredir ve birbirine göre durumlarını göstermek için uzun bir süredir kullanmaktadırlar. Bundan dolayı homolog rekombinasyon, kullanmaktadırlar. Bundan dolayı homolog rekombinasyon, genetik bilimin bir çok klasik bilgisini destekleyen moleküler bir genetik bilimin bir çok klasik bilgisini destekleyen moleküler bir işlemdir.işlemdir.

  

Homolog gentik rekombinasyonun tespit edilen en az üç Homolog gentik rekombinasyonun tespit edilen en az üç fonksiyonu vardır. Biri, toplumdaki genetik çeşitliliğe katkıda fonksiyonu vardır. Biri, toplumdaki genetik çeşitliliğe katkıda bulunur. Diğeri, ökaryotlarda ilk mayotik hücre bölünmesinde bulunur. Diğeri, ökaryotlarda ilk mayotik hücre bölünmesinde kromozomların düzenli olarak yavru hücrelere aktarılmasında kromozomların düzenli olarak yavru hücrelere aktarılmasında önemli olan kromatidler arası geçici fiziki bağlantıyı sağlar. önemli olan kromatidler arası geçici fiziki bağlantıyı sağlar. Sonuncusu ise, çeşitli DNA hasarlarının onarınıma katkıda Sonuncusu ise, çeşitli DNA hasarlarının onarınıma katkıda bulunur.bulunur.

9999

Birinci ve ikinci fonksiyonlar, gen araştırmaları üzerinde çalışan Birinci ve ikinci fonksiyonlar, gen araştırmaları üzerinde çalışan bilim adamlarının en çok ilgilendikleri konu olan homolog bilim adamlarının en çok ilgilendikleri konu olan homolog rekombinasyon, sıklıkla genetik çeşitliliğin kaynağı olarak rekombinasyon, sıklıkla genetik çeşitliliğin kaynağı olarak tanımlanmaktadır. DNA onarımı hücre içerisindeki en önemli tanımlanmaktadır. DNA onarımı hücre içerisindeki en önemli fonksiyondur. DNA onarımı, bir iplikçikteki DNA hasarının hasar fonksiyondur. DNA onarımı, bir iplikçikteki DNA hasarının hasar görmemiş iplikçikte bulunan genetik bilgi ile doğru olarak görmemiş iplikçikte bulunan genetik bilgi ile doğru olarak onarılması şeklinde tarif edilmektedir.onarılması şeklinde tarif edilmektedir.

  

DNA çift zinciri kopmaları, çift zincir çapraz bağlanmaları veya DNA çift zinciri kopmaları, çift zincir çapraz bağlanmaları veya replikasyon sırasında tek zincirde oluşan hasarlar gibi belirli hasar replikasyon sırasında tek zincirde oluşan hasarlar gibi belirli hasar tiplerinde tamamlayıcı kolun kendisi de hasarlı olabilir (Şekil 8.54). tiplerinde tamamlayıcı kolun kendisi de hasarlı olabilir (Şekil 8.54). Bu söz konusu olduğunda, doğru DNA onarımı için gerekli bilgi Bu söz konusu olduğunda, doğru DNA onarımı için gerekli bilgi ayrı bir homolog kromozomdan gelmekte ve onarım homolog ayrı bir homolog kromozomdan gelmekte ve onarım homolog rekombinasyon işlemini kapsamaktadır. Bu tip hasarlar sıklıkla rekombinasyon işlemini kapsamaktadır. Bu tip hasarlar sıklıkla iyonizasyon yapan radyasyon ve oksidatif tepkimeler sonucu iyonizasyon yapan radyasyon ve oksidatif tepkimeler sonucu oluşmakta ve onarımları, ökaryotlarda canlı gametlerin oluşumu oluşmakta ve onarımları, ökaryotlarda canlı gametlerin oluşumu ve bakterilerin bulunması açısından önem taşımaktadır. Homolog ve bakterilerin bulunması açısından önem taşımaktadır. Homolog genetik rekombinasyon yoluyla yapılan onarım, rekombinasyonel genetik rekombinasyon yoluyla yapılan onarım, rekombinasyonel onarım olarak adlandırılır.onarım olarak adlandırılır.

100100

Homolog DNA molekülleri spesifik olmayan bir mekanizma ile bir Homolog DNA molekülleri spesifik olmayan bir mekanizma ile bir araya gelirler. Her DNA molekülünün bir zinciri koparılmakta ve araya gelirler. Her DNA molekülünün bir zinciri koparılmakta ve Holliday ara ürünü olarak adlandırılan bir çapraz geçiş yapısı Holliday ara ürünü olarak adlandırılan bir çapraz geçiş yapısı oluşturmak için diğer zincir ile birleşmektedir. Değişik DNA oluşturmak için diğer zincir ile birleşmektedir. Değişik DNA moleküllerine ait zincirlerin çift oluşturduğu bölge, heterodupleks moleküllerine ait zincirlerin çift oluşturduğu bölge, heterodupleks DNA olarak isimlendirilmekte ve zincir taşınması ile uzatılmaktadır. DNA olarak isimlendirilmekte ve zincir taşınması ile uzatılmaktadır. İki zinciri birbirinden ayıran Holliday ara ürünündeki kopmalar İki zinciri birbirinden ayıran Holliday ara ürünündeki kopmalar rekombinant ürünleri oluşturmak üzere onarılırlar.rekombinant ürünleri oluşturmak üzere onarılırlar.

Aynı lineer gen düzenine sahip olan iki homolog kromozomun Aynı lineer gen düzenine sahip olan iki homolog kromozomun rekombinasyonunda her bir kromozomu meydana getiren bu rekombinasyonunda her bir kromozomu meydana getiren bu genlerin bazılarında farklı baz dizileri bulunabilir. İnsanda genlerin bazılarında farklı baz dizileri bulunabilir. İnsanda hemoglobin için normal gen taşıyan bir kromozoma karşın bir hemoglobin için normal gen taşıyan bir kromozoma karşın bir diğeri ortak-hücre mutasyonu olan, orak hemoglobin geni diğeri ortak-hücre mutasyonu olan, orak hemoglobin geni içerebilir. Bu farklılıklar, milyonlarca benzer baz çifti arasından bir içerebilir. Bu farklılıklar, milyonlarca benzer baz çifti arasından bir veya iki baz çifti arasında görülebilir. Homolog rekombinasyon, veya iki baz çifti arasında görülebilir. Homolog rekombinasyon, lineer gen dizilişini değiştirmesine rağmen tek bir kromozom lineer gen dizilişini değiştirmesine rağmen tek bir kromozom üzerinde değişik genlerin hangilerinin birlikte bağlanacağını üzerinde değişik genlerin hangilerinin birlikte bağlanacağını belirleyebilir.belirleyebilir.

101101

Homolog rekombinasyonun bir veya daha fazla aşamasının Homolog rekombinasyonun bir veya daha fazla aşamasının gözlendiği prokaryot ve ökaryotlarda rekombinasyona spesifik gözlendiği prokaryot ve ökaryotlarda rekombinasyona spesifik enzimler izole edilmiştir. E.koli ile yapılan çalışmalar bu enzimlerin enzimler izole edilmiştir. E.koli ile yapılan çalışmalar bu enzimlerin tanımlanması ve fonksiyonlarının anlaşılmasına yardımcı tanımlanması ve fonksiyonlarının anlaşılmasına yardımcı olmuştur. Önemli rekombinasyon enzimleri, recA, B, C, D ve ruvC olmuştur. Önemli rekombinasyon enzimleri, recA, B, C, D ve ruvC genleri ile kodlanmıştır. recB, C ve D genleri, DNA molekülünün genleri ile kodlanmıştır. recB, C ve D genleri, DNA molekülünün açılması ve bazen iplikçiğin ayrılması sonucu rekombinasyonu açılması ve bazen iplikçiğin ayrılması sonucu rekombinasyonu başlatabilen rec BCD enzimini kodlar. Rec A proteini, iki DNA başlatabilen rec BCD enzimini kodlar. Rec A proteini, iki DNA zincirinin eşlenmesi Holliday ara ürününün oluşumu, zincir zincirinin eşlenmesi Holliday ara ürününün oluşumu, zincir kaydırılması gibi bütün işlemlerde önemli rol oynamaktadır. Bakteri kaydırılması gibi bütün işlemlerde önemli rol oynamaktadır. Bakteri ve mayalardan da izole edilen ve Holliday ürünlerini ayrıştıran ve mayalardan da izole edilen ve Holliday ürünlerini ayrıştıran nükleaz sınıf ‘resolvazlar’ olarak isimlendirilir. E.koli resolvaz RuvC nükleaz sınıf ‘resolvazlar’ olarak isimlendirilir. E.koli resolvaz RuvC proteinidir.proteinidir.

102102

DNA onarımında önemli olan homolog rekombinasyon, hatalı DNA DNA onarımında önemli olan homolog rekombinasyon, hatalı DNA zinciri ile oluşturulan çiftten, dizilime ait önemli bilgiler elde ederek zinciri ile oluşturulan çiftten, dizilime ait önemli bilgiler elde ederek DNA onarımı sağlanır. DNA onarımında rekombinasyonun rolünü DNA onarımı sağlanır. DNA onarımında rekombinasyonun rolünü göstermek için normal replikasyon sırasında karşılaşılan ve tek göstermek için normal replikasyon sırasında karşılaşılan ve tek zincirli DNA molekülünde replike olmamış halde bırakılan zincirli DNA molekülünde replike olmamış halde bırakılan hasarların onarımı replikasyon sonrası onarım olarak adlandırılır hasarların onarımı replikasyon sonrası onarım olarak adlandırılır ve E.kolide bu işlem RecA proteini ile yapılır.ve E.kolide bu işlem RecA proteini ile yapılır.

103103

b. Bölgeye Özel Rekombinasyonb. Bölgeye Özel Rekombinasyon

  

Değişim yalnızca belirlenmiş DNA serileri arasında gerçekleşir. Değişim yalnızca belirlenmiş DNA serileri arasında gerçekleşir. Replikasyon sonrasında onarım gerçekleştirilir. Her iki DNA Replikasyon sonrasında onarım gerçekleştirilir. Her iki DNA zincirinde kırılmalara yol açarak hücre ölümüne neden olacağı için zincirinde kırılmalara yol açarak hücre ölümüne neden olacağı için çift oluşturmamış DNA zincirindeki hasarlı kısım kesilip atılmaz. çift oluşturmamış DNA zincirindeki hasarlı kısım kesilip atılmaz. Kromozom kırılmasını önlemek ve onarımını sağlamak için Kromozom kırılmasını önlemek ve onarımını sağlamak için hasarın bulunduğu bölgede tamalayıcı bir zincir bulundurulmalıdır. hasarın bulunduğu bölgede tamalayıcı bir zincir bulundurulmalıdır. Rekombinasyon yolu, replikasyon çatalının diğer dalında homolog Rekombinasyon yolu, replikasyon çatalının diğer dalında homolog DNA yapısını kullanır. Rec A proteinine bağlı zincir değişim DNA yapısını kullanır. Rec A proteinine bağlı zincir değişim tepkimesi lezyonu kapsayan bölgeyi heterojen çift DNA tepkimesi lezyonu kapsayan bölgeyi heterojen çift DNA molekülüne dönüştürerek homolog DNA molekülünden hasar molekülüne dönüştürerek homolog DNA molekülünden hasar görmemiş tamamlayıcı zincirin taşınmasını gerçekleştirir. Rec A görmemiş tamamlayıcı zincirin taşınmasını gerçekleştirir. Rec A proteinine bağlı DNA zincir değişimi ile bir çok DNA hasarı ATP proteinine bağlı DNA zincir değişimi ile bir çok DNA hasarı ATP hidrolizi sonucu sağlanan enerjinin yardımı ile etkin bir şekilde hidrolizi sonucu sağlanan enerjinin yardımı ile etkin bir şekilde düzeltilmektedir. DNA çiftinin bir kısmında bir kez oluşan hasar düzeltilmektedir. DNA çiftinin bir kısmında bir kez oluşan hasar hemen onarılmaktadır (Şekil 8.56). Bölgeye özel rekombinasyon hemen onarılmaktadır (Şekil 8.56). Bölgeye özel rekombinasyon kesin DNA düzenlenmesi ile sonuçlanır.kesin DNA düzenlenmesi ile sonuçlanır.

104104

Gerçekte bütün hücrelerde oluşan ve bir türden diğerine büyük Gerçekte bütün hücrelerde oluşan ve bir türden diğerine büyük oranda değişklik gösteren bölgeye özel rekombinasyon oranda değişklik gösteren bölgeye özel rekombinasyon tepkimelerinin fonksiyonları özelleşmiştir. Bu fonksiyonlar, belli tepkimelerinin fonksiyonları özelleşmiştir. Bu fonksiyonlar, belli genlerin açığa çıkışının düzenlenmesi, bir çok organizmada genlerin açığa çıkışının düzenlenmesi, bir çok organizmada gelişim süresince oluşan parçalanmış DNA moleküllerinin yeniden gelişim süresince oluşan parçalanmış DNA moleküllerinin yeniden düzenlenmesinin sağlanması bazı virüs ve Plazmid DNA düzenlenmesinin sağlanması bazı virüs ve Plazmid DNA yapılarında kopyalama döngüsüne bağlı DNA yeni yapılarında kopyalama döngüsüne bağlı DNA yeni düzenlemelerinden oluşur. Bölgeye özel rekombinasyon sistemi, düzenlemelerinden oluşur. Bölgeye özel rekombinasyon sistemi, rekombinaz adını taşıyan bir enzim ve bu enzimin etkili olabileceği rekombinaz adını taşıyan bir enzim ve bu enzimin etkili olabileceği kısa, sisteme bağlı olarak 20-200 baz çifti içeren, bir kısa, sisteme bağlı olarak 20-200 baz çifti içeren, bir rekombinasyon bölgesini taşıyan bir DNA dizisini içerir. Bazı rekombinasyon bölgesini taşıyan bir DNA dizisini içerir. Bazı sistemler aynı zamanda tepkime zamanlamasını ve sonucunu sistemler aynı zamanda tepkime zamanlamasını ve sonucunu düzenleyen bir veya daha fazla sayıda yardımcı proteini de içerir.düzenleyen bir veya daha fazla sayıda yardımcı proteini de içerir.

105105

c. DNA Transpozisyonuc. DNA Transpozisyonu

  

İmmunglobülin Genleri Rekombinasyonla Biraraya Gelirİmmunglobülin Genleri Rekombinasyonla Biraraya Gelir

  

Gelişim esnasında oluşan programlanmış rekombinasyon olayının Gelişim esnasında oluşan programlanmış rekombinasyon olayının önemli bir örneğini immunglobulin genlerinin genom içinde yer önemli bir örneğini immunglobulin genlerinin genom içinde yer alan gen bölgeleri oluşturur. B-lenfositler tarafından sentez edilen alan gen bölgeleri oluşturur. B-lenfositler tarafından sentez edilen ve infeksiyoz bileşikler ile organizmaya yabancı olan bütün ve infeksiyoz bileşikler ile organizmaya yabancı olan bütün maddelere bağlanan moleküller olan immunoglobulinler maddelere bağlanan moleküller olan immunoglobulinler (antikorlar), vertebralıların immun sistemlerinin en önemli (antikorlar), vertebralıların immun sistemlerinin en önemli bileşenleri arasında yer almaktadır. Yaklaşık 100.000 civarında bileşenleri arasında yer almaktadır. Yaklaşık 100.000 civarında gen taşıyan insan genomunun farklı bağlanma özelliklerinin gen taşıyan insan genomunun farklı bağlanma özelliklerinin milyonlarca değişik antikor üretme yeteneği bulunmaktadır. milyonlarca değişik antikor üretme yeteneği bulunmaktadır. Rekombinasyon, bir organizmaya küçük DNA kodlama Rekombinasyon, bir organizmaya küçük DNA kodlama kapasitesinden olağanüstü çeşitlilikte antikor üretme olanağı kapasitesinden olağanüstü çeşitlilikte antikor üretme olanağı sağlar.sağlar.