Konu Detayı Sayfası
Genetik Şifre ve Protein Sentezi
Özetini Okumak İçin Tıklayınız...
Genetik Şifre ve Protein Sentezi:
-
Genetik Şifre:
- Genetik şifre, DNA molekülündeki genetik bilginin protein sentezi için nasıl kodlandığını belirleyen bir sistemdir.
- Genetik şifre, DNA'daki nükleotidlerin belirli üçlü gruplar halinde (kodonlar) organize edilmesiyle oluşur.
- Her kodon, belirli bir amino asiti temsil eder. Bu amino asitler, proteinin yapısını belirleyen yapı taşlarıdır.
-
Protein Sentezi (Transkripsiyon ve Translasyon):
- Transkripsiyon (RNA Sentezi): Protein sentezi, nükleus içerisinde başlar. DNA'dan bir bölüm, mRNA (mesajcı RNA) adı verilen bir RNA molekülüne kopyalanır. Bu süreç, RNA polimeraz enzimi tarafından gerçekleştirilir.
- Translasyon (Protein Sentezi): mRNA, sitoplazmada ribozomlara bağlanır. Ribozomlar, mRNA'nın kodonlarını okuyarak amino asitleri bağlarlar ve polipeptid zincirini oluştururlar. Bu zincir, sonunda bir protein oluşturur.
-
Genetik Kodon-Asit İlişkisi:
- Genetik şifrede, her üç nükleotidlik kodon bir amino asidi temsil eder.
- Toplamda 64 farklı kodon vardır, ancak sadece 20 amino asit ve bir durak kodonu bulunur. Bu durak kodonları, protein sentezini sonlandırır.
-
Kontrol Mekanizmaları:
- Protein sentezi sırasında, birçok kontrol mekanizması bulunur. Bu mekanizmalar, doğru zamanda ve doğru miktarda proteinin sentezlenmesini sağlarlar.
- Transkripsiyon faktörleri, transkripsiyonun başlatılması ve durdurulması üzerinde kontrol sağlar.
- mRNA'nın işlenmesi, gen ekspresyonunun düzenlenmesinde önemli bir rol oynar.
- Ribozomlar, translasyon sürecini düzenler ve doğru amino asitlerin eşlenmesini sağlarlar.
-
Sonuç:
- Genetik şifre ve protein sentezi, genetik bilginin DNA'dan proteinlere nasıl aktarıldığını belirler.
- Bu süreç, hücrelerin büyümesi, işlevi ve çoğalması için hayati öneme sahiptir.
Genetik Şifre ve Protein Sentezi
- Haberleşmeye yarayan işaretler bütününe şifre denir.
- Örneğin yazı dili çeşitli toplumlar tarafından farklı zamanlarda bulunmuş bir şifre sistemidir.
- Hücre içerisinde yaşamsal faaliyetlerin devamlılığını ve düzenini sağlayan şifreler, genlerde bulunur.
- Bilgilerin yazılımında 4 harfli bir alfabe kullanılır. (A, G, C, T)
- Her bir harf bir nükleotit çeşidini ifade eder.
- Harflerle ifade edilen genetik şifre (genetik kod); DNA veya mRNA’daki baz dizileri ve bu dizilere uygun şekilde sentezlenen proteindeki amino asitlerin dizilişindeki uyumu ifade eder.
- Genetik şifre, yeryüzündeki tüm canlılar için evrensel olan üçlü şifreler şeklindedir.
- DNA, üç nükleotitten oluşan şifreler üretir.
- Şifreler; adenin, guanin, sitozin ve timin nükleotitlerinden oluşturulur.
- DNA üzerindeki bu üç nükleotitli şifreler, bir araya gelerek genleri oluşturur.
- Canlı yapısında bulunan proteinlerin tümünün sentezlenebilmesi için 20 çeşit amino asit gereklidir. 20 çeşit amino asidi şifrelemek için en az 20 farklı şifre bulunmalıdır. Doğada tüm canlılar tarafından ortak kullanılan 20 çeşit amino asit olduğu bilinmektedir. Canlılar proteinlerini sentezlerken bu 20 çeşit amino asidi DNA'larındaki bilgiye uygun olarak düzenler ve farklı proteinler sentezlerler.
- Eğer her bir nükleotit, bir şifreyi ifade etseydi en fazla (4 üssü 1)'den 4 farklı şifre oluşurdu.
- Bu durum protein sentezi için gerekli olan 20 çeşit amino asidi şifrelemeye yetmezdi.
- Eğer şifreler, iki nükleotitten oluşsaydı en fazla (4 üssü 2)'den 16 çeşit amino asit için şifre üretilebilirdi.
- 20 çeşit amino asidin tamamı şifrelenemezdi.
- Sonuç olarak, 20 çeşit amino asidin tamamı ikiden fazla nükleotit taşıyan bir şifre sistemi ile kodlanabilir.
- Bu nedenle bir genetik şifre, 3 nükleotitten oluşmak zorundadır.
- Bu durum, toplamda (4 üssü 3)'den 64 çeşit şifrenin ortaya çıkması demektir.
- Bu sistem 20 çeşit amino asidin rahatlıkla şifrelenebilmesini sağlar.
GENETİK ŞİFRE; DNA'da bulunan 4 çeşit nükleotitin üçerli gruplar halinde farklı kombinasyonlarla dizilmesi sonucu oluşan şifredir.
- Genetik Şifre A, G, C ve T olmak üzere dört harften (sembolden) oluşur. Bu nükleotitlerin DNA'daki sayıları ve dizilişleri canlılarda farklılıklara neden olur.
KODON; DNA tarafından sentezlenen mRNA üzerindeki üçlü nükleotit dizisine denir. mRNA üzerinde A, G, C ve U nükleotitlerinin bir araya gelmesiyle kodonlar oluşur. DNA ipliğindeki Adenin karşısına mRNA'da Urasil nükleotiti getirilir.
- mRNA'da 64 çeşit kodon bulunur. Bu kodonlardan 61 tanesi 20 çeşit amino aside karşılık gelirken 3 tanesi (UAA, UAG, UGA) durdurucu (Stop) kodonlarıdır. Çoğu canlıda bu stop kodonların amino asit olarak karşılığı yoktur.
- Her kodon en az 1 amino asidi şifreler. Ancak bir amino asit, bir ya da birden fazla kodon tarafından şifrelenebilir. Yani bir amino asidin birden çok şifresi olabilir. Örneğin; Glisin amino asidini GGU, GGC, GGA, GGG şeklinde şifreleyen dört kodonu vardır.
Tüm canlılarda protein sentezi AUG kodonu ile şifrelenen Metiyonin amino asidi ile başlar. Ancak, bazen protein sentezi tamamlandıktan sonra başlangıç amino asidi olan metiyonin bir enzim ile çıkarılabilir. Yani tüm proteinlerin yapısındaki ilk amino asit metiyonin olmayabilir.
Bir amino asidin birden çok kodon ile şifrelenmesi canlının bazı mutasyonlara karşı korunmasını sağlar.
Antikodon Nedir?
tRNA'da mRNA'daki kodonlara karşılık gelen 3'lü baz dizilerine ANTİKODON denir.
- mRNA; DNA tarafından sentezlendikten sonra DNA'dan aldığı genetik şifrenin kopyasını ribozoma götürerek protein sentezine kalıplık eder.
- Ribozomda protein sentezi başladıktan sonra tRNA'lar ribozoma gelerek mRNA'daki kodonları antikodon şeklinde okur.
- Sonra sitoplazmadan bu kodonlara uygun amino asitleri ribozoma taşır.
Üniteye Bağlı Diğer Konular
Soru. 1
Aşağıdaki şekilde hücrede gerçekleşen protein sentez mekanizması verilmiştir. Protein sentezi ile ilgili verilen soruları şekli dikkate alarak cevaplayınız.
1. Genetik kod, kodon ve antikodon kavramlarını A, B ve C molekülleri ile eşleştiriniz. ............. 2. C molekülünün protein sentezindeki işlevi nedir? ............. 3. Farklı antikorların sentezlenmesinde verilen yapılardan hangisi doğrudan etkilidir? .............
Doğru Cevap:
Açıklaması: 1. DNA molekülü (A) genetik kod, mRNA molekülü (C) kodon, tRNA molekülü (B) ise antikodon taşır. 2. Protein sentezine katılacak amino asit bilgisini DNA'dan alarak ribozoma taşır. 3. Antikorlar protein yapısındaki moleküllerdir. Hücrede farklı antikorlar dolayısı ile farklı proteinlerin sentezlenmesine DNA üzerindeki genlerin çeşitliliği neden olur.
Soru. 2
Aşağıdaki şekilde hücrede gerçekleşen protein sentez mekanizması verilmiştir. Protein sentezi ile ilgili verilen soruları şekli dikkate alarak cevaplayınız.
1. A ve B moleküllerinin yapı birimlerini karşılaştırınız. ................. 2. A molekülünde 1200 nükleotit bulunuyorsa bu molekülün tamamından sentezlenecek C molekülünde toplam kaç nükleotit bulunur? Sentezlenecek proteinde maksimum kaç çeşit amino asit bulunur? Sentezlenecek proteinin yapısında kaç tane peptit bağı bulunur? (Stop kodonları dahil edilecek) .................
Doğru Cevap:
Açıklaması: 1. A molekülü deoksiribonükleotitlerden, B molekülü ribonükleotitlerden oluşur. Deoksiribonükleotit yapısında deoksiriboz şekeri, fosforik asit ve azotlu bazlardan adenin, guanin, sitozin ve timin yer alır. Ribonükleotit yapısında ise riboz şekeri, fosforik asit ve azotlu bazlardan adenin, guanin, sitozin ve urasil yer alır. 2. 3 nükleotit = 1 Kodon = 1 amino asit Protein sentezinde 200 kodon görev yapar. Bu kodonlardan biri stop kodonu ise amino asitlere karşılık 199 kodon bulunur. Bu da 199 amino asit ve 198 peptit bağı demektir. Doğada 20 çeşit amino asit olduğu için protein yapısına maksimum 20 çeşit amino asit katılabilir.
Soru. 3
Bir mRNA molekülü aşağıdaki şekilde verildiği gibi X ve Y ribozomlarına bağlanmıştır. Buna göre aşağıdaki soruları cevaplayınız.
a. Bir mRNA molekülünün aynı anda iki farklı ribozoma bağlanmasının prıtein sentezine etkisi nedir? ................ b. Protein sentezi ilk hangi ribozomda tamamlanır? ..............
Doğru Cevap:
Açıklaması: a. Aynı protein molekülünden iki tane üretilmesini sağlar. b. Y ribozomunda tamamlanır.
Soru. 4
Aşağıdaki tabloda amino asitlere karşılık gelen kodonlar verilmiştir.
Buna göre; metiyonin - lösin - serin - alanin - alanin amino asit dizilimine sahip bir proteinin sentezi sırasında; a. Maksimum kaç çeşit tRNA molekülü görev yapmıştır? ................... b. mRNA'daki nükleotit sayısı kaçtır? (stop kodonları dahil edilecektir) ................... c. Oluşan proteinin yapısında kaç tane peptit bağı bulunur? ................... d. Maksimum kaç çeşit genetik kod kullanılmıştır? ...................
Doğru Cevap:
Açıklaması: a. 5 çeşit tRNA molekülü görev yapar. b. 3 nükleotit = 1 kodon = 1 amino asit ise; 5 amino asit için 15 nükleotit ve stop kodonları da eklendiğinde toplam 18 nükleotit bulunur. c. 4 peptit bağı bulunur. d. Her bir amino aside karşılık 5 genetik kod ve stop kodonuna karşılık olan kodun da eklenmesiyle 6 çeşit kod kullanılmıştır.
Soru. 5
Bir mRNA molekülüne ait bir kodondaki nükleotitler; I. Timin bazı ile hidrojen bağı oluşturabilir. II. Urasil bazı ile hidrojen bağı oluşturabilir. III. Üçerli grupları her zaman bir amino asidi şifreler. özelliklerinden hangilerine sahip olabilir?
A. Yalnız IB. Yalnız II
C. I ve II
D. II ve III
E. I, II ve III
Doğru Cevap: C
Açıklaması: RNA molekülleri DNA'ya göre sentezlendiği için timine karşılık gelen nükleotitleri taşır. Ribozomda mRNA ve tRNA molekülleri arasında geçici hidrojen bağları kurulur. Fakat mRNA'daki bazı kodonlar (stop kodonları) amino asitleri şifrelemez ve protein sentezini sonlandırır.
Soru. 6
Aşağıdaki şekilde hücrede gerçekleşen protein sentez mekanizması verilmiştir. Protein sentezi ile ilgili verilen soruları şekli dikkate alarak cevaplayınız.
1. C molekülünün aynı anda birden fazla D molekülüne bağlanmasının protein sentezine etkisi nedir? ............... 2. UAA, UGA ve UAG üçlü nükleotit dizilimine sahip kodonları içeren molekül hangisidir? Bu kodonların protein sentezindeki işlevi nedir? ...............
Doğru Cevap:
Açıklaması: 1. Aynı anda aynı proteinden çok sayıda sentezlenmesi sağlanır. 2. Kodonlar mRNA üzerinde yer alır. Bu kodonlar stop kodonlarıdır ve protein sentezinin sonlanmasını sağlar.
Soru. 7
Aşağıdaki şekilde hücrede gerçekleşen protein sentez mekanizması verilmiştir. Protein sentezi ile ilgili verilen soruları şekli dikkate alarak cevaplayınız.
1. A ile gösterilen molekülün protein sentezindeki işlevi nedir? ............... 2. B ve C moleküllerinin sentezinde görevli olan enzim nedir? ............... 3. B molekülünün protein sentezindeki işlevi nedir? Hücrede kaç çeşit B molekülü bulunur? ...............
Doğru Cevap:
Açıklaması: 1. A molekülü DNA olup; sentezlenecek proteinin yapısı ile ilgili bilgiyi içerir. 2. B ve C molekülleri RNA molekülü çeşitleri olup RNA polimeraz enzimi kontrolünde sentezlenir. 3. Sitoplazmadaki serbest amino asitleri mRNA'daki bilgiye göre ribozoma taşır. 61 çeşit tRNA molekülü bulunur.