Watson ve Crick’in DNA modeline göre DNA molekülü, ip şeklinde bir merdivene benzetilebilir. Basamakları, organik bazlar oluşturur.
Merdivenin yan tarafındaki ipler ise şeker ve fosfattan oluşmuştur. Merdivenin bir ucunun tutulup diğer ucunun döndürülmesi sonucu DNA çift sarmalı oluşur. DNA molekülü, sağa dönüşlü olarak sarmal yapar. DNA molekülünde bilginin esas olarak depolandığı yerler, merdivenin basamaklarıdır (Görsel 1.8).
DNA, çift iplikli ve sarmal yapılıdır. Sarmalı oluşturan zincirler birbirinin tamamlayıcısıdır. DNA, nükleotit adı verilen yapı birimlerinden oluşur (Görsel 1.9).
DNA sarmal zincirlerini oluşturan nükleotitlerde üç kısım bulunur. Bunlar; azotlu organik bir baz, beş karbonlu bir şeker (pentoz) ve bir fosfat grubudur. DNA’yı oluşturan nükleotitlerde bulunan azotlu organik bazlar; adenin (A), guanin (G), sitozin (C) ve timin (T) dir.
Adenin ve guanin, çift halkalı pürin bazları grubunda yer alır. Sitozin ve timin ise tek halkalı pirimidin bazları grubundandır (Görsel 1.10).
Nükleotitlerin yapısında beş karbonlu şekerler bulunur (Görsel 1.11). DNA yapısına katılan nükleotitlerdeki şeker çeşidi deoksiribozdur. Taşıdığı deoksiriboz şekerinden dolayı deoksiribonükleik asit (DNA) adını almıştır.
| EK BİLGİ |
| Nükleotitler, taşıdıkları organik baz ve beş karbonlu şeker çeşidine; nükleik asitler ise taşıdıkları beş karbonlu şeker çeşidine göre isimlendirilir. |
Baz ve şeker arasında glikozit bağı kurulur. Bağlanma sonrası nükleozit adı verilen moleküller oluşur. Nükleozitlere fosfat gruplarının bağlanmasıyla nükleotitler oluşur.
Fosfat grupları, nükleozitin yapısındaki şekerlerle ester bağı kurarak doksiribonükleotitlerin oluşturulmasını sağlar (Görsel 1.12). Fosfat grupları, DNA molekülünün asit özellik kazanmasını sağlar.
İki polinükleotit zincirde fosfodiester bağıyla bağlı şeker-fosfat omurgası, sarmalın dışında kalır. Bazlar ise sarmalın iç tarafında yer alır. Bir sarmal zincir oluşurken nükleotitler, fosfodiester bağıyla birbirine bağlanır. Bir sarmaldaki adenin diğer sarmaldaki timin ile eşlenir. Bu eşleşme sırasında aralarında iki hidrojen bağı kurulur.
Yine bir sarmaldaki guanin diğer sarmaldaki sitozin ile eşlenir. Bu eşleşme sırasında aralarında üç hidrojen bağı kurulur. DNA’nın karşılıklı ipliklerindeki nükleotitler, bazlar arasında oluşan hidrojen bağıyla birbirine bağlanır (Görsel 1.13).
DNA, tüm genetik bilginin taşındığı moleküldür. Ökaryot hücrelerde çekirdek, mitokondri ve kloroplast organellerinde bulunurken prokaryot canlılarda ise sitoplazma içinde serbest hâlde bulunur.
DNA; ökaryot hücrelerde doğrusal, prokaryot hücrelerde ise halkasal bir yapıya sahiptir. DNA’yı oluşturan nükleotitlerin sayısı ve sırası, her canlı için özgündür. Bir canlının sağlıklı ve DNA taşıyan her vücut hücresindeki DNA miktarı ve DNA’yı oluşturan nükleotitlerin sırası aynıdır.
Ancak canlıyı oluşturan doku ve organlar yapı ve özellikleri bakımından birbirinden farklıdır. Bu durumun nedeni gelişme sürecinde farklı dokuları oluşturacak hücrelerin DNA’sındaki aktif gen bölgelerinin değişkenlik göstermesiyle açıklanabilir.
Bir hücre bölünürken kendi DNA’sını eşleyerek kopyalar ve böylece genetik özellikler gelecek nesildeki hücrelere aktarılır. DNA, doğrudan üzerinde taşıdığı genlerdeki baz dizilimine göre RNA sentezleyebilir.
| EK BİLGİ |
| DNA’daki polinükleotit zincirlerin oluşturduğu çift sarmalın dayanıklılığı, GC/AT oranına bağlıdır. Örneğin GC/AT>1 ise üçlü bağ sayısı fazladır. Bu da sarmalın fiziksel olarak daha dayanaklı olmasını sağlar. DNA’nın iki ipliğini birbirinden ayırmak için gerekli olan ısı miktarı daha yüksek olur. GC/AT<1 ise ikili bağ sayısı fazladır. Bu da sarmalın açılma olasılığının daha fazla olduğunu gösterir. DNA’nın iki ipliğini birbirinden ayırmak için gerekli olan ısı miktarı daha düşük olur. |
DNA’yı oluşturan zincirler, hangi doğrultuda ilerleyeceğine ve bir merdiveni oluşturacağına nasıl karar veriyor? Bu soruların cevabı, iki farklı durumla açıklanabilir. Birincisi, fosfat gruplarının negatif yüklü olmasıdır.
Bu durum, iki ipliğin birbirinden olabildiğince uzak durmasına neden olur. İkincisi ise azotlu bazların aralarında kurdukları hidrojen bağlarıyla birbirine yaklaşmaya çalışmasıdır.
DNA molekülünü oluşturan ipliklerdeki deoksiriboz şekeri birbirine ters şekilde konumlanmıştır. Görüldüğü gibi zincirlerin yöneldikleri doğrultu farklılık gösterir. DNA iki ipliğinden birininin en sonunda yer alan deoksiribozun beşinci karbonuna fosfat bağlıdır.
Aynı ipliğin diğer ucundaki deoksiribozun üçüncü karbonunda hidroksil grubu bulunur. Bu iplik, bu doğrultuda yönelim gösterir. Bu ipliğin karşısındaki diğer ipliğin hidroksil ve fosfat grubu taşıyan uçları, birinci iplikle zıt yöndedir. Bu durum, iki ipliğin birbirine antiparalel uzanmasına neden olur. Zincirlerin bu şekilde konumlanması, DNA’nın yapısının antiparalel şeklinde tanımlanmasına neden olur. Birbirine zıt uzanan bu zincirler, birbirinin tamamlayıcısıdır (Görsel 1.14).
