PROTEİN SENTEZİ

Santral Doğma

DNA molekülü protein sentezinde amino asitlerle doğrudan temas etmez.

Sentezde ana kalıp DNA modellik ederek oluşumunu sağladığı ikincil kalıplar

( RNA ) vasıtasıyla protein sentezine katılır.

DNA bu görevi şu sırayla gerçekleşir.

DNA dan protein sentezine doğru gerçekleşen olaylar tersinir değildir , yani

DNA dan protein sentezlenir ancak proteinden DNA sentezlenmez bu

nedenle bu olaya santral doğma denir.

Santral doğma

A- Replikasyon

Hücre bölünmesi öncesi DNA molekülünün kendini eşlemesine denir.

Bölünmede meydana gelen hücrelere eşit miktarda DNA verilmiş olur. Böylece

kalıtsal özelliklerin nesiller boyu değişikliğe uğramadan aktarılması sağlanır.

Replikasyon hücre döngüsünün sentez ( s ) evresinde gerçekleşir. Yarı

korunumlu olarak gerçekleşir. Bir DNA molekülünün bir zinciri kalıp diğer zincir

ise yeni sentez DNA’ dır.

Replikasyon da DNA zincirlerinin görevi yeni moleküllere kalıp görevi

görmektedir.

Replikasyon eucaryotik hücrelerde nucleus ta, mitokondri ve kloroplastta

gerçekleşir.Prokaryotlarda sitoplazmada gerçekleşir.

Replikasyonun gerçekleşmesinde görülecek hata yeni hücrelerde ortaya

çıkar.Yeni nesillerde görülmesi için hatanın üreme hücrelerinde

(Sperm, ovum, spor,makrospor,mikrospor) veya üreme ana hücrelerinde

gerçekleşmesi gereklidir.

DNA sentezi

Replikasyonun özellikleri

1-Nucleotidler deoksiriboz içerir.

2-Kalıp DNA bütün nucleotidleriyle senteze katılır.

3-DNA polimeraz ve DNA az iş görür.

4-Sadece hücre bölüneceği zaman İnterfazda (Sentez evresinde) gerçekleşir.

5-kalıtsal bilgilerin yeni nesillere taşınımını amaçlar.

6-DNA molekülünün iki zinciride kalıp ödevi görür.

7-Sentezlenen yeni zincirler kalıp zincirle zayıf hidrojen bağları kurarak birlikte

DNA molekülünü oluşturur.

8-Kalıp DNA 3’ ucundan 5’ ucuna doğru okunur

9-Yeni DNA sentezi 5’ ucundan 3’ ucuna doğru gerçekleşir

DNA

(ATP,GTP,CTP,TTP)n+n-2(H2O) -------------------- DNA +2 n-4 P_i

DNA Polimeraz

DNA sentezi

B- Transkripsiyon

Nucleusta, mitokondri ve kloroplastlarda gerçekleşir. Prokaryotlarda

sitoplazmada gerçekleşir. DNA gen birimlerinden m-RNA nın belirli nucleotid

dizilimiyle sentezlenmesidir. İnterfaz aşamasında gerçekleşen bu olay

bölünme evresinde gerçekleşmez temel amaç hücredeki yaşamsal olayların

kontrol edilmesidir. Amaç DNA daki nucleotid diziliminin şifre olarak m-RNA ya

aktarılmasıdır.

Transkripsiyon gerçekleşirken görülen hata sadece o m-RNA ile

sentezlenecek proteinle ilgilidir. Normal transkripsiyonlar çoğunlukla bu hatayı

örter.

DNA

n(ATP,GTP,UTP,CTP)+n-1(H2O) ----------------------RNA +2n -2P_i

RNA Polimeraz

m-RNA sentezi

Transkripsiyonun temel özellikleri

1- DNA nın anlamlı zincirinde gerçekleşir.(Kalıp ödevi görür)

2- Belirli bir protein sentezi için gerçekleşir.

3- DNA daki Timinin yerini sentezlenen m-RNA da Urasil alır.

4- Sentezlenen m-RNA daki nucleotid sayısı anlamlı zincirdeki nucleotidle

oranı 1/1 dir.

5- Sentezlenen m-RNA daki nucleotid sayısı gen bölgesindeki nucleotidlere

oranı 1/2 dir.

6- Sadece interfazda gerçekleşen bir olaydır.

7- DNA dan m-RNA ya aktarılan her anlamlı üçlü nucleotid dizisine kodon denir.

8- Nucleotidlerde riboz bulunur.

9- RNA polimeraz enzimi iş yapar.

10-Aynı sentez hücrede defalarca gerçekleşebilir.

11-DNA molekülünün tek zinciri ve gen bölgesi kalıp ödevi görevi görür.

12-Sentezlenen RNA sentez bittikten sonra kalıp DNA dan ayrılarak

sitoplazmaya geçer.

13-m-RNA sentezinde DNA 3’ uçtan 5’ uca doğru okunur

14-m-RNA 5’ uçtan 3’ uca doğru sentezlenir.

m-RNA sentezi

RNA’ nın DNA ya Benzer Özellikleri

1-DNA üzerinde sentezlenmesi.

2-Organik baz olarak Adenin , Guanin , Sitozin in bulunması.

3-Fosfodiester bağlarına sahip oluşu.

4-m-RNA hariç zayıf hidrojen bağları bulunuşu.

5-İnterfazda sentezlenmesi.

6-Kalıtsal özelliklerinin oluşması ve yaşamsal olayların gerçekleştirilmesi.

7-Nucleus kloroplast ve mitokondri de bulunuşu.

t-RNA aktifleşmesi

RNA’ nın DNA dan farklı Yönleri

1-Tek zincir oluşu.

2-Timin yerine urasil bulundurması.

3-Sitoplazma ve ribozomlarda bulunması.

4-İşlevi bitirdikten sonra yıkılması. (Hidrolizle)

5-Daha küçük molekül yapıda olması.

6-Kendini eşleyememesi.

7-Yapı ve görev olarak 3 çeşit olması.

8-Bölünme hariç her zaman sentezlenirler.

C- Translasyon

Hücre sitoplazmasında (Mitokondri matriksinde ve Kloroplast stomasında)

ribozomlarda gerçekleştirilir. m-RNA ile taşınan şifre kodonlarlara uygun amino

asit dizilimine sahip proteinlerin sentezlenmesidir. Hücre döngüsünün bütün

evrelerinde gerçekleşen bu olaylarda amaç hücrenin ihtiyacı olan yapısal ve

enzimatik proteinlerin kontrolü şeklinde sentezlenmesidir.

Translasyon için gerekli koşullar : m-RNA , aktifleşmiş t-RNA , Ribozom ,

yeterli sayı ve çeşitte amino asit , ATP , Enzim

Translasyon un temel özellikleri

1- 4 çeşit nucleotid 64 çeşit triple (üçlü nucleotid dizisi) oluşturur.

2- DNA’nın anlamlı triplelerine kod, m-RNA daki tripleye kodon, t-RNA daki

tripleye antikodon denir.

3- 64 şifreden 61 tanesi amino asitlere karşılık gelir. 3 tanesi ise boş şifre

olarak adlandırılır.

4- Boş olan 3 şifre UAA-UAG-UGA dır. Protein sentezinin bitişini belirler.

5- Canlılarda protein sentezi AUG şifresi ile başlar.

6- Başlatıcı kodondan önceki ve sonlandırıcı kodonlar ve sonraki kodonlar

okunmaz.

7- Protein sentezinde rol alan 20 çeşit amino asit 61.çeşit şifre ile şifrelenmiştir

8- Bazı amino asitleri şifreleyen triple (kodon) sayısı farklıdır

Örnek:

MetioninveTriptofan:1 Triozin,Sistein,Histidin,Lizin,Glutamin:İzolösin:3

Valin,Prolin,Alanin,Glisin:4 Lösin,Serin,Arjinin:6

9-m-RNA nın okunması 5’ uçtan 3’ uca doğru gerçekleşir

10-Amino asitlerin polipeptid dizisi oluşturmaları amino (–NH2) uçtan,

karboksil (-COOH) uca doğru gerçekleşir

Kısaca: Genetik şifrenin (kalıtsal bilginin)aktarım yönü

DNA...............> m-RNA............>Protein şeklinde gerçekleşir

Not: Bir proteinde aynı veya farklı birden çok polipeptid bulunur. Translasyon

sonucu oluşan bu polipeptidler birleşerek proteinleri oluşturur

Protein sentezinde etkileşim

A- Nucleolus ta sentezlenen r-RNA nucleoplazma da özel proteinlerle birleşerek

ribozom alt birimlerini oluşturur. Bu alt birimler porlardan sitoplazmaya geçerler

ve ayrı birimler olarak bulunurlar(!)

B- DNA nın ilgili bölgelerinde (!) sentezlenen tRNA lar düz zincirler halinde

sitoplazmaya geçerler. Sitoplazmada özel nucleotidler arasında kurulan zayıf

hidrojen bağları ile boyut

kazanır ve yonca yaprağına benzerler. Kendi anti kodonlarına uygun amino

asitlerle

Enzimler ve ATP nin varlığında birleşerek aktifleşirler

C-m-RNA lar DNA nın gen bölgelerinde anlamlı zincirlerinde sentezlenerek

sitoplazmaya geçerler

Animasyonu izle

t-RNA aktifleşmesi

Protein sentezinde anlamlı etkileşim sırası

1-DNA daki ilgili gen bölgesinde m-RNA sentezlenir

2-m-RNA sitoplazmaya geçer

3-Ribozom küçük alt birimi ile birleşir

4-Büyük alt birim küçük alt birim ile birleşir

5-Amino asit bağlayarak aktifleşen t-RNA ribozom büyük alt birimdeki

1. bölgeye bağlanır.t-RNA nın anti kodonu ile m-RNA nın kodonları arasında

zayıf hidrojen bağları kurulur

6-m-RNA 5’ ucuna doğru t-RNA ile beraber 2. bölgeye doğru bir kademe kayar

7-Boş kalan 1. bölgeye uygun anti kodona sahip aktifleşmiş 2. t-RNA

yerleşir

8- m-RNA 5’ ucuna doğru bir kademe daha kayar boşta kalan 1. t-RNA nın

amino asidinin COOH ucu ile 2. t-RNA nın taşıdığı amino asidin NH2 grubu

arasında peptid bağı kurulur.Bağ kurulurken 1. t-RNA serbest kalır.

X1- Nucleolus ta r-RNA sentezlendikten sonra özel proteinlerle birleşerek

ribozom alt birimlerini meydana getirirler.Alt birimler porlardan sitoplazmaya

geçerler. Küçük alt birimde m-RNA nın bağlanmasını sağlayan bir aktif bölge

bulunur.Büyük alt birimde ise iki tane t-RNA bağlanacağı aktif bölge bulunur.

X2- DNA nın ilgili bölgelerinde (!) t-RNA lar sentezlendikten sonra düz zincir

olarak sitoplazmaya geçer. Burada aktif t-RNA haline gelir. t-RNA larda m-RNA

lardaki kodonları tanıyan anti kodonlar bulunur. Sitoplazmadaki amino asitlerin

protein sentezinde uygun yerlerine yerleşmesine yardımcı olur.

Protein sentezi

Kod-Kodon-Antikodon-Amino asit ilişkisi

Başlatıcı ve durdurucu kodonlar

Protein sentezi genel

Replikasyon