Konu Detayı Sayfası
Nükleik Asitlerin Keşif Süreci
NÜKLEİK ASİTLERİN KEŞİF SÜRECİ
► DNA'nın keşfi ve nükleik asitlerin işlevleri, biyolojinin temel prensiplerini anlamamızda ve genetik bilginin işlenmesinde büyük bir ilerleme sağlamıştır. Bu keşifler, modern biyolojinin ve tıbbın temel taşlarını oluşturur.
|
► Miescher, çekirdek içerisinde asit özelliği gösteren bu moleküllere nüklein adını vermiştir. ► Daha sonraları nüklein, nükleik asit olarak adlandırılmıştır. ► Miescher nükleik asitlerin; karbon, hidrojen, oksijen, azot ve fosfor elementlerinden oluştuğunu da belirtmiştir. |
► İsviçreli Biyokimyacı Friedrich Miescher (Fredrik Mişher), 1869 yılında ilk olarak iltihap içindeki akyuvarda ve daha sonra ise balık spermi ve yumurtalarının çekirdeğinde o zamana kadar bilinmeyen ve çekirdeğin içinde asit özelliği gösteren bir maddenin varlığını gözlemlemiştir.► Nükleik asitlerin başlangıçta sadece hücre çekirdeğinde bulunduğu kabul edilmiştir.
► Sonraki yıllarda ise yapılan bilimsel çalışmalarda nükleik asitlerin ökaryot hücrelerin mitokondri, kloroplast ve ribozom gibi organellerinde bulunduğu da tespit edilmiştir.
► Prokaryot canlılarda ise nükleik asitlerin hücre sitoplazmasında ve ribozomlarında yer aldığı görülmüştür.
Friedrich Miescher'den sonra nükleik asitlerle ilgili çalışmalar hız kazanmıştır. Bunlardan en önemlileri ve bazıları şunlardır:
| 1884 yılında Oscar Hertwig (Oskar Hörtvik), nükleik asitlerin kalıtımın aktarılmasından sorumlu kimyasallar olduğunu ileri sürmüştür. |
| I. Dünya Savaşı yıllarında Alman Kimyager Robert Feulgen (Rabırt Fölgen), kendi geliştirdiği DNA boyama tekniği ile DNA’nın kromozomların içerisinde bulunduğunu gösterdi. |
|
► Griffith, bir bakteriden diğerine taşınan kalıtsal bir molekülün var olduğunu ileri sürmüştür. ► Bu kalıtım materyalini aktaran maddenin protein olabileceğini ileri sürmüştür. ► Bu görüş ile ilgili yaptığı deneyde hücrelerde kalıtsal bilgiyi taşıyan bir molekülün var olduğunu ortaya koymuş ancak bu molekülün ne olduğu hakkında bir açıklama yapamamıştır. |
► 1928 yılında Frederick Griffith (Frederik Griffit), kalıtım materyalini aktaran molekülün varlığını tespit etmek amacıyla çeşitli deneyler yapmıştır.Frederick Griffith'in Yaptığı Deneyler
Frederick Griffith'in hücrelerde kalıtsal bilgiyi taşıyan bir molekülün olduğunu açıklayan deneyi şu şekildedir:
♦ Griffith, yaptığı deneyde; zatürreye (akciğer iltihaplanması) yol açan S Tipi ve zatürreye yol açmayan R Tipi Streptococus pneumoniae (Streptokokus pünomonie) bakterilerini ve fareleri kullanmıştır.
♦ Zatürreye yol açan S Tipi bakteriler kapsüllü, zatürreye yol açmayan R Tipi bakteriler ise kapsülsüz özelliktedir.
Deneyin aşamaları şunlardır:
1.Aşama: Fareye R Tipi kapsülsüz bakteri enjekte etmiştir. Farenin yaşadığını görmüştür.
2.Aşama: Fareye S Tipi kapsüllü bakteri enjekte etmiş ve farenin öldüğünü görmüştür.
3.Aşama: S Tipi Kapsüllü bakterileri ısıtarak öldürmüş ve fareye enjekte etmiştir. Farenin yaşadığını görmüştür.
4.Aşama: Hastalık yapan S Tipi Kapsüllü bakterileri ısıtarak öldürmüştür. Sonra bunları canlı olan R Tipi kapsülsüz bakterilerle karıştırmıştır. Bu karışımı fareye enjekte etmiştir. Sonuç olarak farenin öldüğünü görmüştür.
Son aşamada ölen farenin kanından örnek alınmış ve incelenmiştir. Bu inceleme sonucunda farenin kanında S Tipi Kapsüllü bakterilerin var olduğunu görmüştür.
SONUÇ:
► Kapsüllü S Tipi bakteride bulunan bir maddenin etkisiyle kapsülsüz olan bakterilerin kapsül üretme yeteneği kazandıklarını ileri sürmüştür.
► Yani hastalığa yol açmayan canlı kapsülsüz bakteriler ortamdaki parçalanmış kapsüllü bakteri DNA'larını hücrelerine alarak hastalık yapıcı hale gelmişlerdir.
► 1940'lara kadar kalıtımda rol oynayan molekülün protein olduğu düşünülse de yapılan deneyler sonucunda kalıtımda rol oynayan molekülün protein değil DNA olduğu ortaya konmuştur.
Frederick Griffith'in Deneyinin Önemi: Nükleik asitlerin kalıtsal materyal olduğunu ortaya koyan diğer çalışmalara basamak oluşturmuştur.
Oswald Avery ve Arkadaşlarının (Maclyn McCarty ve Colin MacLeod) Nükleik Asitlerin Keşfine Sağladıkları Katkı
► Griffith’in deneylerinden yaklaşık 20 yıl sonra Oswald Avery (Ozvıld Avri) ve arkadaşları genetik materyalin protein değil DNA olduğunu ortaya koyarak ilk adımı atmışlardır.
► Grifith’in yaptığı deneyleri geliştirerek genetik materyalin DNA olduğunu ispatlamışlardır.
Oswald Avery ve Arkadaşlarının Yaptığı Deney
Bu deneyin aşamaları şöyledir:
♦ Hastalık yapıcı S Tipi kapsüllü bakterileri ısıtarak öldürdüler.
♦ Beş farklı deney tüpüne; protein, RNA, DNA, Lipit ve Karbonhidratı parçalayan enzimler koydular.
♦ Isıtılarak öldürülmüş kapsüllü bakteri özütünü alarak bu deney tüplerindeki enzimlerle bir araya koydular.
♦ Bu deney tüplerine ayrıca hastalık yapmayan kapsülsüz bakterileri de ilave ettiler.
|
► Bunun nedeni; kapsüllü bakteri DNA'larının DNAaz enzimi tarafından parçalanmasıdır. Bu durumda kapsüllü bakteri DNA'ları kapsülsüz bakteriler tarafından alınamamıştır ve kapsüllü hale geçememişlerdir. ► Diğer tüplerde ise (protein, RNA, lipit ve karbongidrat parçalayan enzimlerin eklendiği tüpler) kapsüllü bakteri DNA'ları parçalanmadığı için kapsülsüz bakteriler kapsüllü hale geçmiştir. |
► Beş deney tüpünden sadece DNA'yı parçalayan DNAaz (Deoksiribonükleaz) enzimi eklenen özütte kapsüllü bakterilerin oluşmadığını gördüler.1944 yılında yaptıkları çalışmaların sonucunu şöyle açıkladılar:
Kapsülsüz bakterilerin kalıtımının değişmesine sebep olan etken DNA molekülüdür. Yani yabancı olan DNA, kapsülsüz bakterinin DNA'sının bir parçası haline gelerek onun yapısını değiştirmiştir. Griffith’in açıklayamadığı ve transformasyona neden olan maddenin DNA olduğu bulunmuştur.
|
► DNA'nın kalıtım materyali olduğu ispatlandıktan sonra DNA'nın moleküler yapısını araştırmıştır. ► DNA'daki baz dizisinin türden türe farklı olduğunu, aynı türdeki canlıların farklı dokularından elde edilen DNA'larının ise aynı baz dizilimine sahip olduğunu açıklamıştır. ► Hücre içindeki sitozin miktarının guanine, timin miktarının ise adenine eşit olduğunu göstermiştir. |
|
Rosalind Franklin ve Maurice Wilkins'in Nükleik Asitlerin Keşfine Sağladıkları Katkı ► DNA'nın yapısını çözmek için 1951 yılında bir çalışma yaptılar. ► Bu çalışmalarında DNA'nın zincirlerini X-ışınlarına maruz bırakarak DNA'nın x-ışını kırınımının fotoğrafını çektiler. ► Bu fotoğraflar DNA'nın belirli aralıklarla tekrarlayan sarmal bir yapıya sahip olduğunu göstermekteydi. Ancak Franklin DNA molekülünün çift sarmal yapıda olabileceği fikrini savunmuyordu. |
|
DNA’nın Çift Sarmal Modeli ► Aynı zaman diliminde James Watson (Ceyms Vatsın), Francis Crick (Frensis Krik) yapılan bu çalışmalardaki bulgulardan ve çekilen fotoğraflardan yararlanarak DNA'nın çift sarmal yapısını araştırmaya başladılar. |
James Watson ve Francis Crick'in Nükleik Asitlerin Keşfine Sağladıkları Katkı
► DNA'nın çift sarmal modelini açıkladılar.
► DNA'nın X-ışını kırınımlı fotoğrafından yararlanarak ikili sarmal şekli elde ettiler.
► Hücre bölünürken DNA'nın bir fermuar gibi açıldığını ifade ettiler.
► DNA'nın bir ipliğinde bulunan adeninlerin karşısına timin moleküllerinin, guaninlerin karşısına ise sitozin moleküllerinin karşılıklı geldiğini gösterdiler.
► DNA'nın yapısında fosfat, deoksiriboz şeker ve azotlu bazların (adenin, guanin, sitozin, timin) bulunduğunu ortaya koydular.
► Bu çalışma ile Crick, Watson ve Wilkins'e 1962 yılında Nobel Tıp Ödülüverilmiştir.
Üniteye Bağlı Diğer Konular
DNA
3232
RNA
2385
DNA Replikasyonu
3138
Protein Sentezi
1738
Gen Terapisi
1472
Biyogüvenlik
1348
Biyoetik
1523
Konu İle İlgili Sorular
Soru. 1
James Watson (Ceyms Vatsın) ve Francis Crick (Frensis Krik) DNA modelini yazarak açıklayınız.
Doğru Cevap İçin Tıklayınız...
Açıklaması: Azotlu bazların sarmalın iç kısmında, şeker ve fosfat gruplarının ise sarmalın dış kısmında bulunduğu DNA çift sarmal modelini tasarlamışlardır.
Soru. 2
Kendi geliştirdiği DNA boyama tekniği ile DNA’nın kromozomların içerisinde bulunduğunu gösteren bilim adamı kimdir? Yazınız.
Doğru Cevap İçin Tıklayınız...
Açıklaması: I. Dünya Savaşı yıllarında Alman Kimyager Robert Feulgen (Rabırt Fölgen), kendi geliştirdiği DNA boyama tekniği ile DNA’nın kromozomların içerisinde bulunduğunu göstermiştir.
Soru. 3
DNA’nın genetik materyal olduğunu ispatlayan bilim adamları kimlerdir? Yazınız.
Doğru Cevap İçin Tıklayınız...
Açıklaması: Alfred Hershey (Alfırıd Hörşi) ve Martha Chase (Marta Çeys), DNA’nın genetik materyal olduğunu ispatlamışlardır.
Soru. 4
İsviçreli Biyokimyacı Friedrich Miescher (Fredrik Mişher), çekirdek içerisinde asit özelliği gösteren moleküllere nüklein adını vermiştir. Daha sonraları nüklein, ne olarak adlandırılmıştır?
Doğru Cevap İçin Tıklayınız...
Açıklaması: Daha sonraları nüklein, nükleik asit olarak adlandırılmıştır.
Soru. 5
Nükleik asitlerin, ökaryot hücrelerin nerelerinde bulunduklarını yazınız.
Doğru Cevap İçin Tıklayınız...
Açıklaması: Nükleik asitler; ökaryot hücrelerin, sitoplazmasında, hücre çekirdeğinde, mitokondri, kloroplast, kromoplast, lökoplast ve ribozom gibi organellerinde bulunduğu
Soru. 6
DNA’nın çift sarmal modelini ortaya koyarak 1962 yılında Nobel Ödülü alan bilim insanlarını yazınız.
Doğru Cevap İçin Tıklayınız...
Açıklaması: James Watson (Ceyms Vatsın) ve Francis Crick (Frensis Krik)
Soru. 7
Nükleik asit moleküllerinin temel biriminin nükleotit olduğunu ispatlayan bilim adamı kimdir? Yazınız.
Doğru Cevap İçin Tıklayınız...
Açıklaması: Phoebus Aaron Theodare Levene (Pobebus Aron Tiedor Levin), nükleik asit moleküllerinin temel biriminin nükleotit olduğunu ispatlamıştır.
Soru. 8
Nükleik asitlerin kalıtımın aktarılmasından sorumlu kimyasallar olduğunu ileri süren bilim adamı kimdir? Yazınız.
Doğru Cevap İçin Tıklayınız...
Açıklaması: 1884 yılında Oscar Hertwig (Oskar Hörtvik), nükleik asitlerin kalıtımın aktarılmasından sorumlu kimyasallar olduğunu ileri sürmüştür.
Soru. 9
Streptococus pneumoniae (Streptokokus pünomonie) bakterilerinin kapsüllü ve kapsülsüz olarak iki formu bulunmaktadır. Bunlardan kapsüllü bakteriler zatürre hastalığına neden olurken kapsülsüz bakteriler zatürreye neden olmaz. Bu bakteriler kullanılarak fareler üzerinde yapılan deneyler aşağıdaki gibidir:
1. Canlı kapsülsüz bakteriler → Farelere verilir → Fareler yaşar.
2. Canlı kapsüllü bakteriler → Farelere verilir → Fareler ölür
3. Isıtılarak öldürülmüş kapsüllü bakteriler → Farelere verilir → Fareler yaşar
4. Canlı kapsülsüz ve ısıstılarak öldürülmüş kapsüllü bakteriler → Farelere verilir → Fareler ölür
Bu deneylere göre aşağıdakilerden hangisi kesinlikle söylenir?
A. Farelere kapsüle sahip bakterilerin verilmesi farelerin ölmesine neden olur.B. Canlı kapsülsüz bakteriler cansız kapsüllü bakteriler ile farelere verildiğinde fareler yaşamına devam eder.
C. İlk deneyde farelerin yaşamasının nedeni, verilen bakterilerin kapsüllerinin olmamasıdır.
D. Isıtılarak öldürülmüş kapsüllü bakterilerin DNA'ları canlı kapsülsüz bakterilerin DNA'larını değiştirerek bu hücreleri kapsüllü bakterilere dönüştülmüştür.
E. Farelerin zatürreye yakalanarak ölmesi; sadece farelere canlı kapsüllü bakterilerin verilmesi ile gerçekleşir.
Doğru Cevap İçin Tıklayınız...
Doğru Cevap: D
Soru. 10
DNA’nın kalıtsal bilgileri taşıyan molekül olduğu anlaşıldıktan sonra kimyasal yapısını ve görevini anlamak için çeşitli araştırmalar yapılmıştır. Farklı organizmalardan izole ettiği saf DNA’larının baz dizilimlerini incelediğinde türden türe baz dizilimlerinin değiştiğini keşfeden bilim insanı kimdir? Yazınız.
Doğru Cevap İçin Tıklayınız...
Açıklaması: 1949 yılında Erwin Chargaff (ÖrvinŞargaf), farklı organizmalardan izole ettiği saf DNA’larının baz dizilimlerini incelediğinde türden türe baz dizilimlerinin değiştiğini keşfetmiştir.