DNA’ nın Omurgasını Ne Oluşturuyor?

DNA’ nın omurgasını neyin oluşturduğunu biliyor musunuz? Ünlü çift sarmal mı? Öğrenmek için okumaya devam edin.

DNA Nedir?

Deoksiribonükleik asit (DNA), hücrelerin çekirdeğinde bulunan ve canlı organizmaların gelişimi ve işleyişi için “talimatları” taşıyan bir kimyasaldır.  Hücre oluşturmak için gerekli talimatları içerdiğinden genellikle bir dizi planla karşılaştırılır. Bu talimatlar, bir DNA dizisi boyunca bölümlere ayrılır ve genler olarak adlandırılır.

Genler, bir proteinin üretimini kodlayan ve göz rengi veya kişilik davranışları gibi kalıtsal özellikleri kontrol eden bir DNA dizisidir.  Proteinler bir hücrenin tipini ve işlevini belirler, böylece bir hücre deri hücresi mi, kan hücresi mi, kemik hücresi mi olduğunu ve uygun görevlerini nasıl yerine getireceğini bilir. Diğer DNA dizileri, yapısal amaçlardan sorumludur veya genetik bilginin düzenlenmesi ve kullanılmasında yer alır.

DNA’ nın Yapısı

DNA’ nın yapısı bir merdivene benzetilebilir. Alternatif bir kimyasal fosfat ve şeker omurgasına sahiptir ve merdivenin “kenarlarını” oluşturur. Deoksiriboz, DNA’nın omurgasında bulunan şekerin adıdır.

Bu şeker-fosfat omurgasının iki tarafı arasında dört azotlu baz bulunur: adenin (A), timin (T), sitozin (C) ve guanin (G). Bir fosfat, bir şeker ve bir bazın bu şekilde gruplanması, nükleotit adı verilen bir DNA alt birimini oluşturur. Bu bazlar merdivenin “basamaklarını” oluşturur ve deoksiriboz (şeker) moleküllerinin bulunduğu omurgaya bağlanır. Kimyasal bazlar birbirine hidrojen bağlarıyla bağlıdır, ancak bazlar yalnızca belirli bir baz ortağına bağlanabilir, adenin ve timin birbirine ve sitozin ve guanin birbirine bağlanır.

Bu bazların düzenlenmesi, organizmanın ne olacağını belirlediği için çok önemlidir (bir bitki, bir hayvan veya bir mantar). Buna genetik kodlama denir. Örneğin, DNA’ nın bir tarafı AAATTTCCCGGGATC genetik koduna sahip olabilir. O zaman tamamlayıcı tarafı TTTAAAGGGCCCTAG olmalıdır. DNA’ nın şekli genellikle bir merdiven olarak tanımlansa da, düz bir merdiven değildir. Sağa doğru bükülmüş, DNA molekülünün şeklini sağ elli bir çift sarmal yapıyor. Bu şekil, büyük miktarda genetik bilginin çok küçük bir alana “doldurulmasına” izin verir. Aslında, bir hücredeki her bir DNA molekülünü uç uca sıralarsanız, iplikçik 1,8 metre uzunluğunda olur.

DNA Kendini Eşler

Bir hücrenin bölünmeden ve yeni bir hücre oluşturmadan önce DNA’ sını kopyalaması gerekir. Bu işleme DNA replikasyonu denir. Çoğaltma zamanı geldiğinde, baz çiftlerini bir arada tutan hidrojen bağları kırılarak iki DNA sarmalının çözülmesine ve ayrılmasına izin verir. Spesifik baz eşleşmesi, DNA’ nın kendisinin tam kopyalarını yapması için bir yol sağlar. Orijinal DNA’ nın her bir yarısı, şeker-fosfat omurgasına bağlı bir baza sahiptir. Yeni bir DNA zinciri, DNA polimeraz adı verilen bir enzim tarafından yapılır. Orijinal ipliği okur ve tamamlayıcı bazları orijinal iplikle eşleştirir. Şeker-fosfat omurgası yeni bazlarla birlikte gelir.

Yeni sarmallar, orijinal DNA’ nın her iki tarafına bağlanır ve bir orijinal ve bir yeni sarmaldan oluşan iki özdeş DNA çift sarmalı oluşturur. Lütfen yukarıdaki DNA replikasyonu açıklamasının oldukça basitleştirilmiş olduğuna dikkat edin.

DNA Nasıl Kullanılır?

Tüm canlılar (bitkiler, hayvanlar ve insanlar) DNA’ yı ebeveynlerden yavrulara kromozomlar şeklinde aktarır. İnsanlarda anneden 23 kromozom, babadan 23 kromozom geçerek çocuğa 46 kromozom verir. Kromozomlar, ebeveynlerden gelen genleri taşır, ancak bir ebeveynin tüm genleri birlikte gönderilmez. Her çocuk için, ebeveynlerden farklı gen setleri aktarılır ve bu da her çocuk için benzersiz DNA ile sonuçlanır. Bu, tüm insanlar için genetik kodun %99,9 aynı olmasına rağmen, gerçek tek yumurta ikizleri dışında hiç kimsenin tam olarak aynı DNA koduna sahip olmadığı anlamına gelir.

Bunu bilerek, DNA çeşitli durumlarda insanları tanımlamak için kullanılabilir. Bu alan adli tıp olarak bilinir. DNA genellikle kurbanları ve şüphelileri tespit ederek suçları çözmek için kullanılırken aynı zamanda masum insanları bir suç için olası şüpheliler olarak dışlar. Ayrıca aile ilişkilerini kanıtlamak veya çürütmek, kayıp kişileri belirlemek ve artık fiziksel olarak tanımlanamayan felaket kurbanlarını belirlemek için kullanılır. Ve DNA, saç, idrar, kan, meni, deri hücreleri, kemikler, dişler ve tükürük gibi çeşitli insan dokularında ve sıvılarında bulunabildiğinden, parmak izi ve diş yapısı gibi diğer yöntemlerle tanımlamaya büyük ölçüde yardımcı olur. Ancak tekrar kullanılamazlar.

Tıp alanı da DNA kullanır. Artık doktorlar DNA’ nın nasıl çalıştığını en azından kısmen anladığına göre, modern tıp hastalıkları tanımlama ve tedavi bulma konusunda ilerlemeler kaydetmiştir. Kistik fibroz gibi birçok hastalık kalıtsal hastalıklardır, yani ebeveynlerden çocuklara geçerler. Doktorlar, bir bireyin DNA’ sına bakarak, hastalığın ne olduğunu veya bir kişinin veya çocuklarının belirli bir hastalığa yakalanmaya ne kadar yatkın olduğunu belirleyebilir. Doktorlar ayrıca kanser ve tümörler gibi hastalıklara çare veya tedavi bulmalarına yardımcı olmak için DNA’ sı hasar görmüş hücrelerin nasıl çoğaldığını da inceler. Ancak DNA bilgisi sadece insanlarda kullanılmaz. Gıda bilimcileri, mahsulleri iyileştirmek ve yeni gıda kaynakları geliştirmek için DNA bilgilerini kullanır. Bitki yetiştiricileri, yüksek verimli gıda üreten, haşerelere karşı dirençli ve benzer bitki çeşitlerine göre çevresel stresleri daha iyi tolere eden bitkileri seçerler.

Bu, özellikle yetiştirme koşullarının zayıf olduğu ve/veya bölgenin beslenmesi gereken büyük bir nüfusa sahip olduğu alanlarda önemlidir. Bununla birlikte, bu genetiği değiştirilmiş gıda kaynaklarının insan tüketimi için güvenli ve sağlıklı olup olmadığı konusunda büyüyen bir tartışma var.

DNA Bilim Projesi

Bir DNA Modeli Oluşturun

DNA’ nın nasıl yapılandırıldığını daha iyi anlamak için bir model oluşturun. Bu basitleştirilmiş bir DNA modelidir, ancak yine de size şekerlerin, fosfat gruplarının ve bazların DNA’ nın ünlü çift sarmal şeklini oluşturmak için nasıl bir araya geldiklerine dair genel bir fikir verecektir. Çeşitli malzemelerden bir model yapabilirsiniz. Bunu şekerle nasıl yapacağınız aşağıda açıklanmıştır.

Nelere İhtiyacımız Var?

• Kırmızı ve siyah içi boş meyan kökü çubukları
• Sakızlı ayıcıklar
• İp
• Kürdan
• Küçük beyaz marshmallow

Nasıl Yapılır?

1. Kırmızı ve siyah meyan kökü çubuklarını 15 cm’ lik şeritler halinde kesin.
2. Kırmızı ve siyah parçaları değiştirerek meyan kökü parçalarını ipe geçirerek iki eşit uzunlukta meyan kökü şeridi yapın.
3. Dört farklı renkte sakızlı ayıcık, marshmallow ve kürdan toplayın.
4. Sakızlı ayıcıkların iki rengini eşleştirin ve ardından diğer iki rengi eşleştirin. Örneğin, kırmızı ve turuncu sakızlı çiftler birlikte eşleştirilebilir ve yeşil ve sarı olanlar birlikte eşleştirilebilir.
5. Sakızlı bir ayıcık alın ve kürdan üzerine geçirin. Marshmallowu kürdanın ortasına ve sakızlı ayının yanına gelecek şekilde kürdana geçirin. Tamamlayıcı jelibonu marshmallowun yanında olacak şekilde kürdana geçirin. Artık üzerinde ortalanmış sakızlı ayıcık – sakızlı ayıcık olan bir kürdanınız olmalı.
6. Daha fazla sakızlı ayıcık hatmi kürdan yapmak için beşinci adımı tekrarlayın ve sakızlı ayıların tamamlayıcı renkleriyle eşleştiğinden emin olun. Meyan kökü şeritlerinden birinde ne kadar kırmızı parça varsa, bu kürdanlardan o kadar çok yap.
7. Bir meyan kökünü alın ve sakızlı ayıcık, kürdanlarını tutturmaya başlayın, bu kürdanlardan birini iplikçikteki kırmızı parçaların her birine bağlayın. Ardından, ikinci meyan kökünü alın ve kürdanların diğer tarafına bağlayın. Yine kürdanları kırmızı meyan kökü parçalarına bağlayın. Merdivenin kenarlarını oluşturan kırmızı ve siyah meyan kökü standları ve merdivenin basamaklarını oluşturan sakızlı ayıcık kürdanları ile bir “merdiven” ile sonuçlanmalısınız.
8. Şeker merdiveninizi yukarıda tutun ve merdivene kıvrımlar eklemek için üst kısmı saat yönünün tersine çevirin.

Ne Oldu?

Az önce bir DNA sarmalının şekerden bir modelini yaptınız. Kırmızı meyan kökü şeker deoksiribozu, siyah meyan kökü fosfat gruplarını ve birlikte DNA’ nın şeker-fosfat omurgasını temsil eder. Sakızlı ayıcıklar, DNA kodunu oluşturan bazları temsil eder. Dört farklı renk, DNA’ da bulunan dört farklı bazı temsil etmek için kullanılır: adenin (A), timin (T), guanin (G) ve sitozin (C). Modelinizde ne kadar baz kullandığınız veya ipliğin neresine yerleştirdiğiniz önemli değildir, ancak bazların doğru bir şekilde eşleştirilmesi önemlidir: A ile T ve G ile C. Gerçek DNA’ da sıralama ne tür bir organizma olduğunu ve ne kadar işlevsel olacağını belirlediği için önemlidir.

Sakızlı ayıcıkların arasındaki bazları birbirine bağlayan hidrojen bağlarını temsil ediyor. Bu, DNA sarmallarının replikasyon sırasında ayrıldığı ve yeni sarmalın orijinal sarmalına bağlandığı noktadır. Üstteki merdiveni saat yönünün tersine döndürmek, DNA modeline gerçek şeklini verir: sağ elli bir çift sarmal.