DNA'NIN SENTEZİ: REPLiKASYONU
Prof. Dr. Ali Demirsoy

 

Dikkatli ölçmeler sonucu elde edilen değerlerden aynı tip hücrelerde DNA'nın hem kimyasal özelliğinin hem de toplam miktannın, dölden döle sabit kaldığım biliyo­ruz. Demek ki DNA'nın hem niceliği ve hem de niteliği,aynı ana hücreden meydana gelen benzer hücrelerde aynı kalmak zorundadır. Bu nedenle hücre mitoz bölün-meye hazırlanırken DNA bütün uzunluğu boyunca, bütün kromozomlarda bir uçun­dan diğer ucuna doğru kendini ikiler. Bir DNA molekülü replikasyon (ikileşme) yapa­cağı zaman DNA molekülünün ikili sarmal dizilerim birbirine bağlayan zayıf hidrojen bağları bir fermuar gibi açılır. Eğer molekülün bir uçundan baslarsak teker teker her pürini, pirimidin esinden fermuarı açar gibi ayırabiliriz. Bu açılma her iki dizide eşle-rinden ayrılan pürin ve pirimidinin uçlarını açıkta bırakır.

Hücrenin hammadde deposunda çeşitli nükleotitler vardır. Bu nükleotitler yük­sek enerjili fosfat bağları taşırlar <ATP molekülünde olduğu gibi). DNA'nın İki dizişi birbirinden ayrıldığı zaman, depodan gönderilen nükleotitlerin uygun olanları dene-nerek yerlerini alırlar. Diğerleri uymadıkları için geri çevrilirler. Bir adenin grubu yalnız bir timin grubu ile birleşir. Diğer dizideki eski timin ise ikili sırayı tamamlamak için yeni bir adenin nükleotitle birleşir . ikili sarmal, bir uçtan diğer uca doğru boylu boyunca bir fermuar gibi azar azar açıldıkça uygun tipteki nükleotitler zincirdeki yerlerini alırlar, ikili sarmal dizinin sonuna ulaşıldığında,

DNA replikasyonu. a) DNA replikasyonunda zincirin eski kolu açık, yeni kolu koyu renkli; şeker-fosforasidi zinciri bant şeklinde gösterilmiş. A. Adenin, T. Timin, C. Sitozin, G. Guanin; serbest nükleotitler oklarla gösterilmiştir, b) Replikasyonun moleküler açıklanması: DNA'nın iki kolu birbirinden ayrılıyor. Sol taraftaki 5' fosfattan 3'-OH'ya doğru uzanan) kol, alt taraftan yukanya doğru kopya edilmeye başlanıyor. Yeni zincirde, eskisinde olduğu gibi, adenin timinie; sitozin guanin ile baz çiftleri oluşturur. Yanyana duran nükleotitler arasında, deoksiribozun 3' -OH grubunun çekmesi ile, nukleotit (nukleozit)'lerin dıştaki 2 fosfat grubu serbest hale geçer .

DNA'nın ilk iki dizişi ayrılmış olur. Ayrılan dizilerin her biri kaybettiği nükleotit eşle-rinin yerine tamamen aynı çeşitten eşler alıp, yeni birer ikili dizi oluştururlar (Şekil 11.9). Böylece meydana gelen ikinci dizi birincinin komplementeri (tamamlayıcısı) olur. Bunun sonucu olarak DNA şeridi hiçbir bilgi kaybetmeden ikileşir. Bu şekilde DNA'nın kendini yenilemesi semikonservatif mekanizma ile olur. Bu tip çoğalmaya (ikileşmeye) semikonservatif çoğalma denir. DNA replikasyon mekanizması konu-sunda daha başka görüşler de ileri sürülmüştür. Bu görüşlerden konservatif mekanizmaya göre eski heliksin aynı kalması şartıyla yepyeni bir çift sarmal yapılmakta, dispersif mekanizmada ise, yeni sarmalda hem eski zincirden parçalar, hem de bun­ları bütüne tamamlayan yeni sentez edilmiş kısımlar bulunmaktadır.

Çeşitli replikasyon (ikileşme) mekanizmalarım gösteren şematik DNA sarmalları. Konservatif (DNA'nın her iki kolu da yeniden oluşmuştur); semikonservatif (DNA'nın bir kolu eski, bir kolu yeni oluşmuştur), dispersif (DNA'nın her iki kolunda da bazı bölgeleri eski bazı böl­geleri yenidir). Sarmalların eski parçaları düz, yeni parçaları noktalı olarak gösterilmiştir.

Şimdiye kadar yapılan araştırmalar, semikonservatif çoğalma mekanizmasın! kesin denecek şekilde doğrular niteliktedir.

Replikasyon (ikileşme) konusundaki çalışmalarda hala tam açıklanamayan bir nokta, sarmalın iki zincirinin çözülme şeklidir. Sarmalın iki dizişi birbirinden iki ipliğin ayrılması biçiminde ayrılsalar, burada bir dönme olayı ortaya çıkar. Oysa çok uzun olan makromolekülün mitozun oldukça kısa süresi içinde tamamen birbirinden ayrılması için büyük devirle dönmesi gerekecektir. Yoğunluğu az olmayan bir'ortamda (plazma) bu hızla bir dönme, proteinleri denatüre etmeye yetecek kadar sürtünme ısısının ortaya çıkmasına neden olacağından bu açılmanın (dönmenin) nasıl yapılabileceği henüz bilinmemektedir. Bununla beraber bazı proteinlerin replikasyonu baş­lattığı, bazılarının DNA iplikçiklerinin çözüfmesini ve dönmesini teşvik ettiği ve hüc­rede DNA sentezinin tamamlanmasını takiben iki yavru DNA molekülünün ayrılma-sını kolaylaştırdığı bilinmektedir.

 

Geri       -        Anasayfa