HAFTA IV DNA`nın kalıtım materyali olduğunun
advertisement
Biyoteknoloji ve Genetik I HAFTA IV DNA’nın kalıtım materyali olduğunun anlaşılması DNA’nın Yapısı Prof. Dr. Hilâl Özdağ Genetik materyal ; 1. Kendini eşleyebilmeli 2. Bilgi depolamalı 3. Bu bilgiyi ifade edebilmeli 4. Mutasyonla çeşitlenebilmelidir. Transkripsiyon Translasyon DNA RNA Protein Santral Dogma Replikasyon Griffith 1928 S.pneumoniae S suşu S suşu enjekte edilen fare Fare ölür R suşu enjekte edilen fare Fare yaşar S.pneumoniae R suşu Isı ile muamele edilen S suşu Fare yaşar Yaşayan S suşları R suşu Isı ile muamele edilen S suşu Fare enjeksiyonu Fare enjeksiyonu Fare ölür Fare enjeksiyonu Fare ölür Avery, Macleod ve McCarty 1943 S suşları Hücre içi moleküllerin ayrıştırılması RNA Protein DNA Lipid karbonhidrat Moleküller R suşlarını transformasyon için test edildiler R suşu R suşu S suşu R suşu R suşu SONUÇ; Kalıtım bilgisini taşıyan molekül DNA ‘dır Hersey ve Chase 1952 Fajın protein kılıfı radyoaktif olarak işaretlenir Bakteri faj tarafından enfekte edilir. Hücreye radyoaktivite girmez Fajın DNA’sı radyoaktif olarak işaretlenir Bakteri faj tarafından enfekte edilir Hücrede radyoaktivite tespit edilir Azotlu bazlar Fosfat grubu Deoksiriboz şeker Komplementer bazlar arasındaki hidrojen bağları DNA zincirleri eşlenik ve antiparaleldir Pürin iki halkalı Adenin Guanin Pirimidin tek halkalı Timin Sitozin Büyük Oluk Küçük Oluk Büyük Oluk Küçük Oluk Ø Sarmalın her bir tam dönüşü, 3.4nm’dir. Her dönüşte 10 baz yer alır. Ø Sarmalın çapı 2nm’dir. DNA’nın üç helikal formu Yüksek Tuz konsantrasyonu Fizyolojik Koşullarda Nadiren DNA Araştırmalarında kullanılan analitik yöntemler ; Ø Ø Ø Ø DNA’nın UV ışığı soğurma özelliği, Çökelme davranışı, Denatürasyon ve renaturasyon özelliği, Elektroforetik özellikler, DNA’nın UV ışığı soğurma özelliği Çökelme davranışı Sukroz solüsyonu Örnek %5 Sukroz %20 Sukroz Küçük DNA molekülü Orta boyutta DNA molekülü Büyük DNA molekülü Denatürasyon ve renaturasyon özelliği Çift iplikli (ds) DNA Tek iplikli (ss) DNA GC zengin AT zengin GC zengin Sıcaklık oC Elektroforetik özellikler Organizma Baz çifti Uzunluk (µm) Viruses SV40 5,000 2 λ 50,000 17 Vaccinia 240,000 82 Prokaryotes Mycoplasma 760,000 260 E. coli 4,500,000 1,500 Eukaryotes Maya 13,000,000 4,400 Drosophila 140,000,000 48,000 Ğnsan 3,200,000,000 920,000 • DNA’nın kromozomlar halinde paketlenmesi Organizmaların DNA boyutları ve kendi büyüklükleri Virus Bakteri Organizma Tip Ss / ds Uzunluk (µm) Org. Boyutu (µm) Φx174 fajı DNA ss 2.0 0.025x0.025 Tütün Mozaik vir. RNA ss 3.3 0.30x0.30 Lambda fajı DNA ds 17.0 0.07x0.07 T2 fajı DNA ds 52.0 0.07x0.10 H. İnfluenza DNA ds 832.0 1.0x 0.30 E.coli DNA ds 1200.0 2.0x0.50 Özelleşmiş kromozomlar 2 tip Politen Kromozomlar Lamba Fırçası Kromozomları Ökaryot kromozomları Kromatit Kromozom Kromatit SUPERKOIL Histonlar Kromozomal DNA ile ilişkili proteinler Histon olmayan proteinler DNA’nın kromozom içinde organizasyonu DNA Nükleozom +çekirdek histonlar İpteki boncuklar Metafaz aşaması İnterfaz aşaması +Histon H1 +daha fazla iskelet proteini +daha fazla iskelet proteini Bağlayıcı DNA Kromatinin ipteki boncuklar formu Nükleozom kromatinin temel birimidir. Bağlayıcı DNA’nın nükleaz ile parçalanması 200 bp’lik tekrar birimi Kopan nükleozom Boncuğu Oktamerik histon çekirdeği Dağılma Molecular Biology of the Cell by Alberts et al. Nükleozomdaki çekirdek histonlar Yüksek Tuz Konsantrasyonu 146 bp’lik çift iplikli DNA DNA histon kompleksi etrafından 1.65 tur atar. 05_23_histone core.jpg **Histon kuyruğu Transkripsiyon gerçekleşebilir Gen ‘’Açık‘’ • Aktif kromatin • Metillenmemiş sitozin (beyaz daireler) • Asetillenmiş histonlar Transkripsiyon faktörleri /Ko-aktivatörler Gen ‘’Kapalı‘’ • Katlanmış kromatin • Metillenmiş sitozin (kırmızı daireler) • Deasetillenmiş histonlar Transkripsiyon gerçekleşemez Asetilasyon Histon modifikasyonları Metilasyon Fosforilasyon Histon Asetiltransferazlar Histon deasetilazlar ve Histon metiltransferazlar HDAC2 Rb Rb HDAC1 Transkripsiyon KAPALI Lys deAc E2F Transkripsiyon AÇIK Heterokromatin-Ökromatin • Heterokromatin koyu renkli • Ökromatin açık renklidir. Genler, tekrarlı diziler, Replikasyon originleri - çoğunlukla ökromatin Sentromer - heterokromatin Telomer - heterokromatin Sentromer • Sentromer FISH yöntemiyle sentromer ve iğ iplikçikleri Kromozomların biçimini sentromerin bulunduğu yer olan birincil boğum belirler Metasentrik Sentromeri ortada olanlar Submetasentrik Bir uca daha yakın olanlar Akrosentrik Bir uca çok yakın olanlar telosentrik Tam uçta (telomerde) olanlara Telomer Telomer Embriyonik kök hücre Yetişkin kök hücre Kromozom Uzun telomer Telomeraz aktif Kısa telomer Telomeraz İnaktif/yok Telomer tekrarlayan DNA dizisidir Kromozom Bantlama Renkkörlüğü ile ilgili genlerin lokasyonu (q27-qter) X kromozomu G-bantları: Giemsa boyama -A:T rich R-bandları: “Reverse” -G:C rich 05_13_chromo_banding.jpg İnsanda bir erkek bireyin, (a) karyotipi, (b) idiogramı (De Robertis’den).