Konu Detayı Sayfası

Nükleik Asitlerin Keşfi ve Önemi

Konuyu PDF İndir

12.Sınıf

Genden Proteine

Nükleik Asitlerin Keşfi ve Önemi

36830

Image
Ücretsiz konu önizlemesi
Konuya Başlarken bölümü açıktır. Konu anlatımının ilk %30'unu okuyabilirsiniz. Etkinlik, performans görevi ve kontrol noktası çözümleri abonelikle açılır.
Ücretsiz bölümün bittiği yere git
Nükleik Asitlerin Keşfi ve Önemi

► İnsanlar, varoluşlarından günümüze kadar geçen süreçte ebeveynleriyle (ana-baba) ortak ve farklı özellikler taşıdıklarını gözlemlemişlerdir.

► Dış görünüşümüzün tamamen ebeveynlerimize benzememesi, uzun süre insanları merak içinde bırakmıştır. Bu merakı gidermede en büyük devrimlerden biri, DNA'nın keşfi olmuştur.

DNA'nın Keşfi

DNA'nın yapısının keşfi, biyoloji için bir dönüm noktasıdır. 25 Nisan 1953 tarihinde James Watson ve Francis Crick, DNA'nın çift sarmal yapısını açıklayan bir makale yayınladılar. Bu nedenle, 25 Nisan her yıl "Dünya DNA Günü" olarak kutlanmaktadır.

Nükleik Asitlerin Önemi

► Nükleik asitler, genetik özelliklerin kuşaktan kuşağa aktarılmasını sağlayan organik moleküllerdir.

► İki temel nükleik asit türü vardır: DNA (Deoksiribonükleik Asit) ve RNA (Ribonükleik Asit).

DNA (Deoksiribonükleik Asit)

DNA, çift sarmal yapıda olup, dört baz içerir: adenin (A), timin (T), guanin (G) ve sitozin (C). Adenin, timinle; guanin ise sitozinle eşleşir.

♦ DNA, genetik bilgiyi taşır ve hücredeki metabolik olayları yönetir. Örneğin; protein sentezi için gerekli emirleri verir.

♦ Yapısındaki 5 karbonlu şeker deoksiribozdur.

RNA (Ribonükleik Asit)

♦ RNA, tek sarmal yapıda olup, dört baz içerir: adenin (A), urasil (U), guanin (G) ve sitozin (C). DNA'daki timinin yerine RNA'da urasil bazı vardır.

♦ RNA, genetik bilginin DNA'dan ribozomlara taşınmasını sağlar ve protein sentezinde doğrudan rol oynar.

♦ Yapısındaki 5 karbonlu şeker ribozdur.

Genetik Bilginin Aktarımı

Nükleik asitler, canlıların genetik bilgilerini depolamak ve bu bilgilerin kuşaktan kuşağa aktarılmasını sağlamak için hayati öneme sahiptirler. DNA; kalıtsal bilgiyi taşırken, RNA bu bilgiyi protein sentezine dönüştürür.

DNA'nın Biyolojideki Önemi

1. Genetik Çeşitlilik: Hücre bölünmelerinden önce DNA'nın eşlenmesi ve mutasyon geçirebilme özellikleri genetik çeşitliliğin temelini oluşturur.

2. Genetik Hastalıklar: DNA'da oluşan mutasyonlar genetik hastalıklara neden olabilir. Bu da tıbbi araştırmaların önemli bir alanıdır.

3. Biyoteknoloji ve Genetik Mühendisliği Çalışmaları: DNA teknolojileri; biyoteknoloji ve genetik mühendisliği alanlarında günümüzde önemli gelişmelere yol açmıştır. Genetik modifikasyon, gen terapisi ve adli tıp gibi alanlarda kullanılmaktadır.

NÜKLEİK ASİTLERİN KEŞİF SÜRECİ

► DNA'nın keşfi ve nükleik asitlerin işlevleri, biyolojinin temel prensiplerini anlamamızda ve genetik bilginin işlenmesinde büyük bir ilerleme sağlamıştır. Bu keşifler, modern biyolojinin ve tıbbın temel taşlarını oluşturur.

► İsviçreli Biyokimyacı Friedrich Miescher (Fredrik Mişher), 1869 yılında ilk olarak iltihap içindeki akyuvarda ve daha sonra ise balık spermi ve yumurtalarının çekirdeğinde o zamana kadar bilinmeyen ve çekirdeğin içinde asit özelliği gösteren bir maddenin varlığını gözlemlemiştir.

► Miescher, çekirdek içerisinde asit özelliği gösteren bu moleküllere nüklein adını vermiştir.

► Daha sonraları nüklein, nükleik asit olarak adlandırılmıştır.

► Miescher nükleik asitlerin; karbon, hidrojen, oksijen, azot ve fosfor elementlerinden oluştuğunu da belirtmiştir.

► Nükleik asitlerin başlangıçta sadece hücre çekirdeğinde bulunduğu kabul edilmiştir.

► Sonraki yıllarda ise yapılan bilimsel çalışmalarda nükleik asitlerin ökaryot hücrelerin mitokondri, kloroplast ve ribozom gibi organellerinde bulunduğu da tespit edilmiştir.

Prokaryot canlılarda ise nükleik asitlerin hücre sitoplazmasında ve ribozomlarında yer aldığı görülmüştür.

Friedrich Miescher'den sonra nükleik asitlerle ilgili çalışmalar hız kazanmıştır. Bunlardan en önemlileri ve bazıları şunlardır:

1884 yılında Oscar Hertwig (Oskar Hörtvik), nükleik asitlerin kalıtımın aktarılmasından sorumlu kimyasallar olduğunu ileri sürmüştür.
I. Dünya Savaşı yıllarında Alman Kimyager Robert Feulgen (Rabırt Fölgen), kendi geliştirdiği DNA boyama tekniği ile DNA’nın kromozomların içerisinde bulunduğunu gösterdi.

1928 yılında Frederick Griffith (Frederik Griffit), kalıtım materyalini aktaran molekülün varlığını tespit etmek amacıyla çeşitli deneyler yapmıştır.

► Griffith, bir bakteriden diğerine taşınan kalıtsal bir molekülün var olduğunu ileri sürmüştür.

► Bu kalıtım materyalini aktaran maddenin protein olabileceğini ileri sürmüştür.

► Bu görüş ile ilgili yaptığı deneyde hücrelerde kalıtsal bilgiyi taşıyan bir molekülün var olduğunu ortaya koymuş ancak bu molekülün ne olduğu hakkında bir açıklama yapamamıştır.

Frederick Griffith'in Yaptığı Deneyler

Frederick Griffith'in hücrelerde kalıtsal bilgiyi taşıyan bir molekülün olduğunu açıklayan deneyi şu şekildedir:

♦ Griffith, yaptığı deneyde; zatürreye (akciğer iltihaplanması) yol açan S Tipi ve zatürreye yol açmayan R Tipi Streptococus pneumoniae (Streptokokus pünomonie) bakterilerini ve fareleri kullanmıştır.

♦ Zatürreye yol açan S Tipi bakteriler kapsüllü, zatürreye yol açmayan R Tipi bakteriler ise kapsülsüz özelliktedir.

Deneyin aşamaları şunlardır:

1. Aşama: Fareye R Tipi kapsülsüz bakteri enjekte etmiştir. Farenin yaşadığını görmüştür.

2. Aşama: Fareye S Tipi kapsüllü bakteri enjekte etmiş ve farenin öldüğünü görmüştür.

3. Aşama: S Tipi Kapsüllü bakterileri ısıtarak öldürmüş ve fareye enjekte etmiştir. Farenin yaşadığını görmüştür.

4. Aşama: Hastalık yapan S Tipi Kapsüllü bakterileri ısıtarak öldürmüştür. Sonra bunları canlı olan R Tipi kapsülsüz bakterilerle karıştırmıştır. Bu karışımı fareye enjekte etmiştir. Sonuç olarak farenin öldüğünü görmüştür.

Son aşamada ölen farenin kanından örnek alınmış ve incelenmiştir. Bu inceleme sonucunda farenin kanında S Tipi Kapsüllü bakterilerin var olduğunu görmüştür.

SONUÇ: 

► Kapsüllü S Tipi bakteride bulunan bir maddenin etkisiyle kapsülsüz olan bakterilerin kapsül üretme yeteneği kazandıklarını ileri sürmüştür.

► Yani hastalığa yol açmayan canlı kapsülsüz bakteriler ortamdaki parçalanmış kapsüllü bakteri DNA'larını hücrelerine alarak hastalık yapıcı hale gelmişlerdir.

► 1940'lara kadar kalıtımda rol oynayan molekülün protein olduğu düşünülse de yapılan deneyler sonucunda kalıtımda rol oynayan molekülün protein değil DNA olduğu ortaya konmuştur.

Frederick Griffith'in Deneyinin Önemi: Nükleik asitlerin kalıtsal materyal olduğunu ortaya koyan diğer çalışmalara basamak oluşturmuştur. 

Oswald Avery ve Arkadaşlarının (Maclyn McCarty ve Colin MacLeod) Nükleik Asitlerin Keşfine Sağladıkları Katkı

► Griffith’in deneylerinden yaklaşık 20 yıl sonra Oswald Avery (Ozvıld Avri) ve arkadaşları genetik materyalin protein değil DNA olduğunu ortaya koyarak ilk adımı atmışlardır.

► Grifith’in yaptığı deneyleri geliştirerek genetik materyalin DNA olduğunu ispatlamışlardır.

Oswald Avery ve Arkadaşlarının Yaptığı Deney

Bu deneyin aşamaları şöyledir:

♦ Hastalık yapıcı S Tipi kapsüllü bakterileri ısıtarak öldürdüler.

♦ Beş farklı deney tüpüne; protein, RNA, DNA, Lipit ve Karbonhidratı parçalayan enzimler koydular.

♦ Isıtılarak öldürülmüş kapsüllü bakteri özütünü alarak bu deney tüplerindeki enzimlerle bir araya koydular.

♦ Bu deney tüplerine ayrıca hastalık yapmayan kapsülsüz bakterileri de ilave ettiler.

Beş deney tüpünden sadece DNA'yı parçalayan DNAaz (Deoksiribonükleaz) enzimi eklenen özütte kapsüllü bakterilerin oluşmadığını gördüler.

► Bunun nedeni; kapsüllü bakteri DNA'larının DNAaz enzimi tarafından parçalanmasıdır. Bu durumda kapsüllü bakteri DNA'ları kapsülsüz bakteriler tarafından alınamamıştır ve kapsüllü hale geçememişlerdir.

► Diğer tüplerde ise (protein, RNA, lipit ve karbonhidrat parçalayan enzimlerin eklendiği tüpler) kapsüllü bakteri DNA'ları parçalanmadığı için kapsülsüz bakteriler kapsüllü hale geçmiştir.

1944 yılında yaptıkları çalışmaların sonucunu şöyle açıkladılar:

Kapsülsüz bakterilerin kalıtımının değişmesine sebep olan etken DNA molekülüdür. Yani yabancı olan DNA, kapsülsüz bakterinin DNA'sının bir parçası haline gelerek onun yapısını değiştirmiştir. Griffith’in açıklayamadığı ve transformasyona neden olan maddenin DNA olduğu bulunmuştur.

Erwin Chargaff'ın Nükleik Asitlerin Keşfine Sağladığı Katkı

DNA'nın kalıtım materyali olduğu ispatlandıktan sonra DNA'nın moleküler yapısını araştırmıştır.

► DNA'daki baz dizisinin türden türe farklı olduğunu, aynı türdeki canlıların farklı dokularından elde edilen DNA'larının ise aynı baz dizilimine sahip olduğunu açıklamıştır.

► Hücre içindeki sitozin miktarının guanine, timin miktarının ise adenine eşit olduğunu göstermiştir.

Rosalind Franklin ve Maurice Wilkins'in Nükleik Asitlerin Keşfine Sağladıkları Katkı

DNA'nın yapısını çözmek için 1951 yılında bir çalışma yaptılar.

► Bu çalışmalarında DNA'nın zincirlerini X-ışınlarına maruz bırakarak DNA'nın x-ışını kırınımının fotoğrafını çektiler.

► Bu fotoğraflar DNA'nın belirli aralıklarla tekrarlayan sarmal bir yapıya sahip olduğunu göstermekteydi. Ancak Franklin DNA molekülünün çift sarmal yapıda olabileceği fikrini savunmuyordu.

DNA’nın Çift Sarmal Modeli

Aynı zaman diliminde James Watson (Ceyms Vatsın), Francis Crick (Frensis Krik) yapılan bu çalışmalardaki bulgulardan ve çekilen fotoğraflardan yararlanarak DNA'nın çift sarmal yapısını araştırmaya başladılar.

James Watson ve Francis Crick'in Nükleik Asitlerin Keşfine Sağladıkları Katkı

► DNA'nın çift sarmal modelini açıkladılar.

► DNA'nın X-ışını kırınımlı fotoğrafından yararlanarak ikili sarmal şekli elde ettiler.

► Hücre bölünürken DNA'nın bir fermuar gibi açıldığını ifade ettiler.

► DNA'nın bir ipliğinde bulunan adeninlerin karşısına timin moleküllerinin, guaninlerin karşısına ise sitozin moleküllerinin karşılıklı geldiğini gösterdiler.

► DNA'nın yapısında fosfat, deoksiriboz şeker ve azotlu bazların (adenin, guanin, sitozin, timin) bulunduğunu ortaya koydular.

► Bu çalışma ile Crick, Watson ve Wilkins'e 1962 yılında Nobel Tıp Ödülüverilmiştir.

Nükleik Asitlerin Çeşitleri ve Görevleri

► Nükleik asitler bütün canlılarda bulunan büyük moleküllü organik bileşiklerdir.

► Yapılarında; C, H, O, N ve P atomları bulunur.

► Asit özelliğinde bileşiklerdir.

► Canlılarda iki çeşit nükleik asit bulunur ve yapılarındaki 5 karbonlu şeker grubuna göre adlandırılırlar. Bunlar;

♦ DNA (deoksiribonükleik asit) ve

♦ RNA (ribonükleik asit)'dır.

Hücrede DNA'nın bulunduğu yerler:

♦ Prokaryot hücrelerde (bakteri ve arkelerde); sitoplazmada bulunur.

► Prokaryotların DNA'sı halkasal olup tek replikasyon orjininden oluşur. Bakterilerin DNA'sı histon protein kılıf taşımazken arkelerin çoğunda histon protein kılıf bulunur.

♦ Ökaryot hücrelerde ise; çekirdek, mitokondri ve plastitlerde (kloroplast, kromoplast, lökoplast) bulunur.

► Ökaryotların DNA'sı sarmal yapılıdır. Çok sayıda replikasyon orjininden oluşur. Histon protein kılıf bulunur.

Hücrede RNA'nın bulunduğu yerler:

♦ Prokaryot hücrelerde (bakteri ve arkelerde); sitoplazma ve ribozom organelinde bulunur.

♦ Ökaryot hücrelerde ise; çekirdekçik (çekirdek), mitokondri, plastitler (kloroplast, kromoplast, lökoplast), ribozom ve sitoplazmada bulunur.

Bir Nükleotitin Yapısı

► Nükleik asitlerin temel birimleri; nükleotitlerdir.

► Azotlu organik baz ve beş karbonlu şekerin glikozit bağı ile birleşmesiyle oluşan yapıya nükleozit denir.

► Nükleozitlere fosfat grubunun fosfoester bağları ile bağlanması sonucu nükleotitler oluşur.

Bir nükleotitin yapısında üç grup bulunur. Bunlar;

1. Azotlu Organik Baz

2. Beş Karbonlu Şeker (Pentoz Grubu)

3. H3PO4'ten (Fosforik Asit) gelen P (Fosfat) grubu

1. Azotlu Organik Bazlar

► Nükleotitin yapısına katılan azotlu organik bazlar fotosentez ile bitkiler tarafından sentezlenirler.

► Besinler yoluyla alındıktan sonra hücrelerde nükleotit sentezinde kullanılırlar.

► Nükleotitlerin yapısına katılan azotlu organik bazlar iki çeşittir. Bunlar;

♦ Pürin ve

♦ Pirimidin bazlarıdır.

► Pürin bazları; Adenin ve Guanindir. Hem DNA hem de RNA'nın yapısına katılırlar. Bunlar; çift halkalıdır.(Biri altıgen, diğeri beşgen şekilli iki halkanın birleşmesi sonucu oluşurlar.) Büyük moleküllü bazlardır.

► Pirimidin bazları; Sitozin, timin ve urasil baz olmak üzere üç çeşittir. Sitozin DNA ve RNA'nın yapısına katılır. Timin sadece; DNA'nın yapısına katılırken, Urasil sadece RNA'nın yapısına katılır. Tek halkalı bazlardır. Küçük moleküllü bazlardır.

DNA Bazları; A, G, S ve T Bazlarıdır.

RNA Bazları; A, G, S ve U Bazlarıdır.

2. Beş Karbonlu Şekerler (Pentoz

Ücretsiz önizleme burada bitti

Konu anlatımının kalan %70’i kilitli

Asıl konu anlatımının ilk %30’unu okudunuz. Konu metninin devamını okumak ve etkinlik, performans görevi ile kontrol noktası çözümlerini görmek için abone olun.

Konu anlatımının tamamını aç

Konuya Ait Çıkmış Sorular

Soru 1.

Nükleotit sayıları aynı olan K ve L DNA’larının sıcaklığa bağlı erime oranları grafikte gösterilmiştir.

Soru Resim 2

Buna göre aşağıdakilerden hangisi doğrudur?

(AYT Tarama Testi-11)

Favori ve not özellikleri aktif abonelikle kullanılabilir.
Soru 2.

Ağır azotlu DNA molekülüne sahip bir bakteri; önce normal azotlu nükleotitlerin bulunduğu ortamda bir kez, ardından ağır azotlu nükleotitlerin bulunduğu ortamda bir kez daha bölünmeye bırakılıyor.
Bölünme sonucunda oluşan DNA molekülleri bir deney tüpünde santrifüj edildiğinde DNA moleküllerinin sayısı ve ağırlıklarının tüpteki dağılımı aşağıdaki grafiklerden hangisinde doğru gösterilmiştir?

Soru Resim 2

(MEBİ 19.01.2026 AYT Deneme Sınavı)

Favori ve not özellikleri aktif abonelikle kullanılabilir.
Soru 3.

Ökaryot bir hücrenin sitoplazmasında çekirdek kontrolünde sentezlenen eşit sayıda amino asit içeren polipeptitlerin farklı “birincil yapıya” sahip olmasında
I. amino asitler arasında kurulan kimyasal bağ çeşidi,
II. polipeptit zincirini oluşturan amino asitlerin çeşidi ve dizilişi,
III. sentezin gerçekleştiği ribozomun yapısal bileşenleri
özelliklerinden hangileri etkilidir?

(MEBİ 04.05.2026 TYT Deneme Sınavı)

Favori ve not özellikleri aktif abonelikle kullanılabilir.
Soru 4.

Ökaryot bir hücrede toplam sekiz amino asitten oluşan bir polipeptidin sentezi sırasında kullanılan amino asitler ve bu amino asitleri şifreleyen mRNA kodonları aşağıdaki tabloda verilmiştir.

Soru Resim 2

Buna göre amino asit dizilimi verilen polipeptit ile ilgili
I. Sentezi sırasında sekiz adet peptit bağı kurulur.
II. Sentezinde görev yapan en fazla sekiz tRNA çeşidi bulunur.
III. Sentezinde kullanılan mRNA zinciri sekiz farklı kodondan oluşur.
ifadelerinden hangileri kesinlikle doğrudur?

(MEBİ 26.05.2025 AYT Deneme Sınavı)

Favori ve not özellikleri aktif abonelikle kullanılabilir.

Konu İle İlgili Çalışma Soruları

Soru 1.

Bir organizmanın DNA’sı ya da RNA’sındaki nükleotit dizisinde meydana gelen değişikliğe mutasyon denir. Mutasyonlar faydalı, zararlı veya nötr olabilir. Canlıya olumlu veya olumsuz herhangi bir etkisi olmayan mutasyonlara nötr mutasyon, canlının yaşamını sürdürdüğü ortama uyum yeteneğini artıran mutasyonlara ise yararlı mutasyon denir. Zararlı mutasyonlar canlılarda hastalık veya ölüme neden olabilir.
Buna göre
I. amino asit dizisini değiştirmeyen baz farklılıklarının olması
II. insanlarda mutajenlere bağlı meydana gelen kistik fibrozis hastalığı
III. bazı virüslerin mutasyonlarla etkisiz hale gelmesi
durumları aşağıdakilerden hangisinde doğru gruplandırılmıştır?

Favori ve not özellikleri aktif abonelikle kullanılabilir.
Soru 2.

Aşağıdaki olaylardan hangisi gerçekleşirken ATP harcanmaz?

Favori ve not özellikleri aktif abonelikle kullanılabilir.
Soru 3.

DNA'nın kendini eşlemesi sırasında

I. DNA helikaz

II. DNA polimeraz

III. DNA ligaz

Enzimlerinden hangilerinin faaliyeti sonucu ortamdaki su miktarı artar?

Favori ve not özellikleri aktif abonelikle kullanılabilir.
Soru 4.

DNA molekülü RNA'dan farklı olarak

I. Kendini eşleyebilme

II. Nükleotitlerden oluşma

III. 5C'lu şeker bulundurma

IV. Fosfat bulundurma

Özelliklerden hangilerine sahiptir?

Favori ve not özellikleri aktif abonelikle kullanılabilir.