Santral dogma, DNA’daki talimatların RNA’ya, RNA’dan da proteine doğru genetik bilgi aktarımının sağlandığı süreçtir.Genetik bilgi akışını sağlayan bu olay tek yönlü gerçekleşir. Replikasyon (DNA eşlenmesi), transkripsiyon (yazılma) ve translasyon (okunma) olmak üzere 3 evrede gerçekleşir.

1.REPLİKASYON (DNA EŞLENMESİ):

DNA, bazı virüsler hariç tüm canlıların genetik maddesidir. Canlılar bütün kalıtsal özelliklerini DNA molekülünde bulundurur. Sağlıklı hücreler bölündüğü zaman kalıtsal özelliklerinin hiçbir değişikliğe uğramadan yavru hücrelere eşit şekilde aktarılması gerekir. İşte bu aktarım, DNA’nın eşlenerek bir kopyasını oluşturmasıyla yani replikasyon adı verilen olayla gerçekleşir. Replikasyon işlemi sırasında görev alan bazı enzimler vardır. Bunlar:

  • DNA helikaz, azotlu organik bazlar arasındaki zayıf hidrojen bağlarını kopararak çift zincirli DNA sarmalının açılmasını sağlar.
  • DNA polimeraz, yeni sentezlenecek zincirin ucuna nükleotid ekler. Yani DNA polimeraz enzimi, DNA ikileşmesini sağlar.
  • DNA ligaz, replikasyon sırasında oluşturulan DNA parçacıkları arasındaki boşlukları kapatır.

DNA çift sarmalını oluşturan iki zincir birbirinden ayrıldığında, bu zincirlerin her biri sentezlenecek yeni zincir için kalıp olarak kullanılır. Yeni zincirler, kalıp zincirin tamamlayıcısı olarak sentezlenir ve bu işlem yarı korunumlu (semikonservatif) replikasyon olarak tanımlanır.

DNA molekülünün eşlenmesi, replikasyon orijini denilen özel bölgelerde başlar. Prokaryotların DNA’ları çembersel olduğu için bir noktadan başlayan replikasyon, iki yönde devam ederek DNA tamamen kopyalanıncaya kadar sürer.

PROKARYOTLARDA DNA REPLİKASYONU

Ökaryotların DNA’ları doğrusal ve uzun olduğundan replikasyon sırasında yüzlerce replikasyon orijini oluşur. Bu sayede replikasyon daha kısa sürede tamamlanır.

ÖKARYOTLARDA DNA REPLİKASYONU

İlk olarak helikaz, çift sarmalın replikasyon orijinleri bölgelerine gelerek iki kolu açar. Sıra DNA polimeraz enzimine geldiğinde ayrılmış olan her DNA ipliğinin karşısına uygun yeni nükleotidleri sıralayarak kalıp DNA ipliklerine uygun birer DNA ipliği oluşmasını sağlar. DNA’nın eşlenmesi sırasında önemli bir durum daha vardır. Sentezlenen yeni iplikler farklı şekillerde uzar. DNA polimeraz enzimi, uzayan bir ipliğin sadece 3´ ucundaki nükleotidin karşısına yeni nükleotid ekleyebilir. DNA’nın iplikleri birbirine zıt yönde uzanır yani bir ipliğin 3´ ucu, diğerinin 5´ ucuna karşılık gelir. Bu durumda 3´→ 5´ yönünde uzanan kalıp ipliğin karşısına gelecek olan yeni iplik, 5´ ucundan 3´ ucuna doğru kesintisiz olarak sentezlenir. Diğer kalıp DNA ipliği ise 5´→3´ yönünde uzanır. Bu nedenle karşısındaki ipliğin kesintisiz bir şekilde sentezlenmesi mümkün olmaz. Replikasyon çatalı açıldıkça yeni iplik, 5´ ucundan 3´ ucuna doğru uzanan parçalar hâlinde sentezlenir. Oluşan parçaların bir süre sonra özel enzimlerle birbirine bağlanmasıyla kesintisiz bir iplik oluşur. Bu durumda yeni sentezlenen ipliklerden biri, ileriye doğru kesintisiz bir şekilde sentezlenirken diğeri parçalar hâlinde geriye doğru sentezlenmiş olur. Bu parçalara Okazaki parçaları adı verilmiştir.

2.TRANSKRİPSİYON(YAZILMA):

DNA’nın yönetimi altında gerçekleşen RNA sentezidir. İki nükleik asit, aynı dilin farklı formlarında yazılır; ve bilgi, DNA’dan RNA’ya basitçe kopyalanır ya da yeniden yazılır. DNA replikasyonu sırasında DNA zincirlerinden biri, yeni tamamlayıcı zincir sentezinde kalıp olarak işlev gördüğü gibi, bir RNA nükleotid dizisinin oluşumunda da kalıp olarak iş görür. Üretilen RNA molekülü, protein kodlayan genler için, genlerdeki protein yapısı ile ilgili bilgilerin güvenilir kopyasıdır. Bu tip RNA molekülü, genetik bilgiyi DNA’dan hücrenin protein sentez makinesine taşıdığı için messenger RNA (mRNA) olarak adlandırılır

3.TRANSLASYON(OKUNMA):

mRNA’daki bilgilerin kullanılmasıyla bir polipeptidin sentezlenmesidir. Hücre, mRNA molekülündeki nükleotid dizisini bir polipeptidin amino asit dizisi şekline tercüme etmek zorundadır. Bu tercüme ribozomlarda yapılır; ribozomlar amino asitleri sırasıyla birbirine bağlayarak polipeptit zincirleri haline gelmesini kolaylaştıran kompleks partiküllerdir.

Transkripsiyon; prokaryotlarda sitoplazmada, ökaryotlarda çekirdekte gerçekleşir. Translasyon; prokaryolarda ribozomda, ökaryotlarda ribozomda gerçekleşir.Transkripsiyon ve translasyonda meydana gelen mutasyonlar kalıtsal değildir.

Ben santral dogma olayını ilk duyduğumda zihnimde proteinlerden oluşan bir fabrika ve fabrikanın makinelerinde işlenen aminoasitler canlanmıştı. Konuyu kavradığımızda görüyoruz ki en başta DNA işleniyor. İşlenen bilgiler RNA’da kopya oluşturup genetik bilginin çözülmesini sağlıyor ve en son işlenen mRNA’daki şifre de ribozomda okunarak protein sentezlenmiş oluyor.  

santraldogma

İrem ABAKA

Moleküler Biyoloji ve Genetik

KAYNAKLAR:

  • Campbell Biyoloji
  • #AmoebaGIFs
  • biyologlar.com
  • canlibilimi.com/dnanin-eslesmesi-replikasyon-nedir/