F.8.2.1. DNA ve Genetik Kod
Önerilen Süre: 4 ders saati
F.8.2.1.1. Nükleotid, gen, DNA ve kromozom kavramlarını açıklayarak bu kavramlar arasında ilişki kurar.
Bazların isimleri verilirken pürin ve pirimidin ayrımına girilmez.
F.8.2.1.2. DNA’nın yapısını model üzerinde gösterir.
a. Hidrojen, glikozit, ester, fosfodiester bağlarına girilmez.
b. DNA’daki hataların onarılıp onarılmadığı belirtilir.
c. DNA’daki nükleotid hesaplamaları verilmez.
F.8.2.1.3. DNA’nın kendini nasıl eşlediğini ifade eder.
a. Replikasyon ifadesi kullanılmaz.
b. Eşlenme deneyleri anlatılmaz.
c. Eşlenme ile ilgili hesaplama sorularına girilmez.
“DNA ve Genetik Kod” konusunu öğrenirsem ne kazanacağım? Günlük yaşamıma bir faydası olacak mı?
Hücre nedir?
Bir canlının canlılık özelliği gösteren en küçük yapı birimin hücre denir.
Hücre çekirdeği nedir?
DNA denilen yönetici molekülü saklayan yapıdır.
DNA Nedir?
Genleri taşıyan yönetici moleküle DNA denir.
Gen nedir?
Canlıların özelliklerini belirleyen ve bu bilgiyi nesilden nesile aktaran yapılara gen denir. Genleri inceleyen bilim dalına genetik adı verilir. Genler DNA zinciri içinde bulunan özelleşmiş bölümlerdir. Örneğin gözlerinizin siyah renkli olmasını sağlayan genler bir başlangıç ve sona sahiptir. Bu baş ile son arasında kalan bölüm göz rengi geninizi oluşturur. Bütün genler birleştiğinde ise DNA zinciri oluşur.
Genler hangi bilgileri saklar?
Saç, cilt, göz rengin, hangi damarının ne kadar kalın ya da ince olacağı bilgisi, boy uzunluğun, ses tonun, parmak izin, hangi hastalık risklerine sahip olduğun, karakterin ve kişisel özelliklerin, zeka seviyen, tüm dokularının ayrıntılı tasarım bilgisi… Kısaca tüm özelliklerin denilebilir.
Kardiyoloji birimine giderseniz doktor, “ailenizde daha önce kalp krizi geçiren oldu mu?” sorusunu sorar. Bu sorunun nedeni genetiktir. Kalbi besleyen damarınız genetik olarak ince ya da kalın olabilir ve genlerimizi anne ve babamızdan alırız. Bu durum sizin genetik özelliğinizdir ve sağlığınızı etkiler.
Genleri dev bir binanın mimari raporlarından oluşan kitaba benzetebilirsin. Binanın neresinden su boruları, elektrik hatları, telefon hatları, merdivenleri geçecek, iskeleti, duvarları kullanılacak boyların renkleri nasıl olacak vb. her şeyin yazılı olduğu kitap gibidir. İşçiler bu kitaba uygun olarak binayı üretir ve bina meydana gelir. İnsan da anne karnında DNA denilen molekülde ne yazıyorsa o şekilde üretilir. Bu yüzden röntgen odalarında “Hamileler Giremez” şeklinde bir tabela görürsün. Bedeni henüz üretilmekte olan bir fetüs, çok sayıda mitoz geçirir ve bu sırada X-ışınları fetüsün DNA zincirine hasar verirse o andan sonra başlayan süreçte ölebilir ya da sakat doğabilir.
Genler DNA üzerinde nasıl saklanıyor?
DNA molekülünü oluşturan en temel yapı nükleotitlerdir. Nükleotitler bir araya gelerek uzun bir zincir oluşturur. Bu zincirin belirli görevlerle sınırlandırılmış her bir birimi olan genler DNA üzerinde birbirine eklenmiş olarak saklanır.
Nükleotit nedir?
Nükleik asitlerin (örneğin DNA) yapı birimine nükleotit denir. Nükletitler; Adenin, Timin, Guanin ve Sitozin olmak üzere dört çeşittir. Bir bilgisayarda bilgiler nasıl 0 ve 1 olarak saklanıyorsa canlılarda da bilgiler A,T,G,S olarak saklanmaktadır.
Her bir nükleotit; fosfat grubu, deoksiriboz şekeri ve adenin, timin, guanin ya da sitozin organik bazlarından birisinin birleşimi ile oluşur.
Organik baz nedir?
Nükleotitlere kimlik veren yapıdır. Bir nükleotit hangi organik bazı alırsa onun nükleotiti olmuş olur. Örneğin organik baz Timin ise bu molekülü taşıyan nükleotite “Timin Nükleotiti” denir.
Nükleotitler nasıl görünür?
Aşağıdaki şekilden inceleyebileceğin üzere dört farklı molekül var ve Adenin ile Timin anahtar kilit ilişkisi içindeyken, Guain ile de Sitozin anahtar kilit ilişkisi içindedir. Şekiller semboliktir.
Bir yapboz mantığı ile düşünürsek Adenin ile Sitozinin bir araya gelmesi normal koşullarda mümkün olamaz.
Görsel 3: Nükleotitlerin yapısı
Nükleotitler her zaman (Adenin – Timin) ve (Guanin – Sitozin) şeklinde karşılıklı olarak birbirine tutunabilecek moleküler yapıdadır. Normal koşullarda Adenin ile Guanin karşı karşıya bağlanmaz. (Yabancı dildeki adı “Cytosine” olduğu için bazı kaynaklarda Sitozinin kısaltması “C” olarak kullanılır.)
DNA’nın yapısı neye benzer?
Sarmal yangın merdiveni ile DNA benzer görüntüye sahiptir. Sağ elinizle başparmağınız yukarıya bakacak bardak tutma hareketi yaptığınızda DNA’nın sarım yönünü de doğru göstermiş olursunuz.
Nükleotitler anlamlı biçimde DNA zinciri üzerine dizilirler. Zinciri oluşturan organik bazların oluşturduğu toplam kod ATTAGSAGGTSSSGAATS… gibi karmaşık ve anlamsız gibi görünse de tıpkı bilgisayarlardaki “0101000010101011010101001” şeklinde saklanan kodlarda olduğu gibi bir araya gelip işleme girdiklerinde anlamlı hale gelir.
DNA üzerinde hata oluşabilir mi?
Hata oluşabilir ve oldukça sık rastlanan bir durumdur. Bir veya daha fazla nükleotitin eksik yerleştirilmesi bir hatadır.
Eğer zincir karşılıklı olarak eksik ise bu hata onarılamaz. Ancak zincir tek taraflı eksik ise bu hata onarılabilir. Hata onarılırken karşısına bakarak eksik tamamlanır ancak her iki taraf eksik ise bu hata onarılamaz.
Aşağıdaki görselde 2. ve 5. bölümlerde hata görüyorsunuz. 2 nolu bölümün karşısına anahtar – kilit ilişkisine uygun parça gelir ve düzeltilir ancak 5 nolu bölümdeki hatayı düzeltecek bir referans nükleotit bulunmamaktadır. Bu tür durumlarda kişi kanserli bir hücreye sahip olur ve savunma sistemi bu hücreyi bulup parçalar. Eğer hücre parçalanmaya karşı dirençliyse kanser gelişir.
Kromozom nedir?
Hücre bölünmesinin öncesinde DNA zinciri, protein kılıfa sarılarak düzenli biçimde depolanır. Depolanmış haldeki DNA zincirine kromozom adı verilir. Kromozomların sayısı canlı türlerinde tür içinde aynı sayıdadır. Örneğin tüm insanlar aynı tür canlıdır ve 46 kromozoma sahiptir. Köpekler ise 78 kromozoma sahiptir. Kromozom sayısının fazla ya da az olması bir canlının gelişmiş olup olmadığı konusunda bilgi vermez.
Nükleotit ile kromozom arsındaki yapısal sıralama:
- Nükleotitler birleşerek genleri oluşturur.
- Genler birleşerek DNA’ları oluşturur.
- DNA’lar protein kılıflarla organize edilerek kromozomları oluşturur.
Kromozom > DNA > Gen > Nükleotit (KeDiGeN)
DNA kendisini nasıl eşler?
DNA kendisini eşlemek için tıpkı bir fermuar gibi açılır ve her bir kol farklı birer DNA zincirine referans olur. Sonuç olarak bir DNA zinciri doğrudan iki yeni zincirin yarısını oluşturacak şekilde yeni birer DNA zinciri elde edilir.
Aşağıdaki videodan DNA’nın kendisini nasıl eşlediğini zengin görseller aracılığı ile öğrenebilirsin.
Aşağıdaki boşluk doldurma etkinliğini yaparak kendini test edebilirsin. Yanıtını küçük harflerle yazıp sağ tarafındaki “Kontrol” butonuna basmalısın.
DNA’nın görevleri nelerdir?
Hücrede sentezlenecek proteinlerin yapısını belirleyen genetik talimatları içerir: DNA’nın içerisindeki genler, hangi proteinlerin üretileceğini ve bunların nasıl yapılacağını belirleyen bilgileri barındırır.
Hücrelerin biyolojik işlevlerini düzenleyen ve kontrol eden genetik bilgileri sağlar: DNA, hücresel faaliyetlerin koordinasyonunu ve düzenlenmesini sağlayan genetik talimatları içerir.
Genetik çeşitliliği oluşturarak biyolojik çeşitliliği sağlar: DNA’daki genetik değişkenlik, farklı bireylerin ve türlerin ortaya çıkmasına katkıda bulunur. Bu, genetik rekombinasyon ve mutasyonlar yoluyla gerçekleşir.
Organizmanın veya hücrenin kalıtsal (genetik) özelliklerini taşıyan bilgi içerir: DNA, bireylerin genetik özelliklerini ve bu özelliklerin nesilden nesile aktarılmasını sağlayan bilgiyi barındırır.
Hücre bölünmesi sırasında kalıtsal özellikleri yeni hücrelere aktarır: Hücre bölünmesi sırasında DNA’nın kopyalanması yoluyla genetik bilgi, yeni oluşan hücrelere aktarılır.
Kendisini replikasyon yoluyla eşleyerek hücre bölünmesini ve üremeyi mümkün kılar: DNA, hücre bölünmesi ve üreme sırasında kendisini kopyalayarak genetik materyalin doğru bir şekilde aktarılmasını sağlar.
Hücre çekirdeğinde bulunan kromozomları oluşturur ve düzenler: DNA, kromozomların yapısını ve organizasyonunu oluşturur. Kromozomlar, DNA’nın yoğunlaştırılmış ve düzenlenmiş hali olarak işlev görür.
Ünitenin devamı olan “Kalıtım” konusu için buraya tıklayabilirsin.
İçerik Sürümü: 1.1
Son Güncelleme: 31 Ağustos 2024
Kaynakça
Aşağıda belirtilenler dışında; 3D çizimler, kaplama tasarımları, yapay zeka çalışmaları, sesler, mixing, mastering, animasyon, senaryo ve kodlama: Aydın ÜNLÜ
Uyarı: Görsel ve işitsel materyallerin tümü lisanslı yazılımlarla tekrar düzenlenerek kullanılmıştır. Daha fazla bilgi alın.
Akademik Kaynakça
DNA+REPLICATION+(BASIC) pathwayz.org
DNA Replication Mechanisms – https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK26850/#787 – Molecular Biology of the Cell. 4th edition.
3D Çizim ve Kaplamalar
Bilgisayar masası: “Computer Table Setup” (https://skfb.ly/oPLUH) by Shaheer Patel is licensed under Creative Commons Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/).
Fermuar metali: https://www.texturecan.com/details/57/
Görseller
Görsel 4: KES47, CC BY 3.0 https://creativecommons.org/licenses/by/3.0, via Wikimedia Commons
Görsel 7: Christinelmiller, CC BY-SA 4.0 https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0, via Wikimedia Commons
Bir yanıt yazın