Biyolojiye gercekci yaklasimin tek adresi.

Arama Sonuçları..

Toplam 45 kayıt bulundu.

Bakteriyofaj Nedir ?

Bakteri yiyen canlı bakterilerin büyümesine engel olan onları eriten ve ancak elektron mikroskopla görülebilen bir ültravirüs. Süzgeçlerden geçen ve kültürden kültüre nakledilmesi mümkün olan bu ultra- virüs bakteri kolonilerinde görülebilen değişiklikler yapabilmekte ve bakteri hücrelerini hiç bir artık bırakmadan eritebilmektedir. bakteriyofajlar ın bilhassa zararlı bakterilerden meydana gelen çeşitli salgınlarda bakterileri yok etmek suretiyle önemli rolleri vardır Synechococcus bakterisinin fajı S-PM2 elektron mikroskobu fotoğrafı Bakteriyofaj bakteri ve Yunanca phagein yemek fiilinden tÜretme bakterileri enfekte eden bir virüstür. Terim genelde kısaltılmış hali olan faj olarak kullanılır. Ökaryotları hayvan bitki ve mantarları enfekte eden virüsler gibi fajlarda da büyük bir yapısal ve işlevsel çeşitl ilik vardır. Tipik olarak proteinden oluşan bir kabuk ve içinde yer alan genetik malzemeden oluşurlar. Genetik malzeme dna veya RNA olabilir ama genelde 5 – 500 kilo baz çifti uzunluğunda çift sarmallı dnadan oluşur. Bakteriyofajlar genelde 20 ila 200 nm arası büyüklükte olurlar. Fajlar her yerde mecutturlar ve bakterilerin yaşadığı ortamlarda örneğin Toprakta veya hayvan bağırsaklarında bulunabilirler. Faj ve diğer virüslerin en yoğun doğal kaynaklarından biri deniz suyudur. Deniz yüzeyinde mililitrede 109 etkin faj taneciği virion bulunmuştur ve deniz bakterilerinin %70i fajlar tarafından enfekte olmuş olabilirler Tarihçe 1913te Britan yalı bakteriyolog Frederick Twort bakterileri enfekte edip öldüren bir etmen keşfetmiş ama konuyu daha fazla ta kip etmemiştir. Fransız-Kanadalı mikrobiyolog Felix dHérelle 3 eylül 1917de dizanteri basilinin düşmanının görünmez bir mikrobunu keşfettiğini açıklayıp ona bakteryofaj adını verdi Çoğalması bakteriyofajların, litik veya lizogenik hayat döngüleri olabilir bazılarında her ikisi de olur. T4 fajı gibi öldürücü fajlarda görülen litik döngüde virionun çoğalmasının hemen ardından konak hücre parçalanır ve ölür. Hücre ölür ölmez virionların kendilerine yeni bir konak bulmaları gerekir. Lizo genik döngü buna tezat olarak konak hücrenin parçalanmasına neden olmaz. Lizogenik olabilen fajlara ılımlı fajlar temperate phage denir. Viral genom konak genoma dahil olur ve oldukça zararsız bir şekilde onunla beraber eşlenir. Konak hücrenin sağlığı yerinde olduğu sürece Virüs sessiz bir şekilde varlığını sürdürür ama konağın şartları bozulursa örneğin besin kaynaklarının tükenmesi durumunda endojen fajlar profaj olarak adlandırılırlar etkinleşirler. Bir çoğalma süreci başlar sonucunda konak hücre parçalanır. ilginç bir şekilde lizogenik döngü konak hücrenin çoğalmasına izin verdiği için hücrenin yavrularında da virüs varlığını devam ettirir. Bazen profajlar inaktif oldukları dönemde bakteri genomuna yeni işlevler kazandırarak konak bakteriye fayda sağlarlar bu olguya lizogenik dönüşüm lysogenic conversion denir. Bunun iyi bilinen bir örneği Vibrio cholera nın zararsız bir suşunun bir faj tarafından enfekte edilerek kolera hastalığı etmenine dönüşümüdür. Bağlanma ve giriş T4 bakteriyofajının yapısı. 1. baş 2. Kuyruk 3. Nükleik asit 4. Kapsit 5. Yaka 6. Kın 7. Kuyruk lifleri 8. Ekserler 9. Taban plakası.Konak hücreye girmek için bakteryofajlar bakterinin yüzeyindeki öz gül reseptörlere bağlanırlar bunlar arasında lipoPolisakkaritler teikoik asitler proteinler sayılabilir. Bu nedenle bir bakteryofaj ancak bağlanabileceği reseptörler taşıyan bakterileri enfekte edebilirler. Faj virionları kendiliklerinde hareket etmediklerinden dolayı kendi reseptörleriyle solüsyondayken rassal olarak buluş up bağlanırlar. Karmaşık bakteryofajlar örneğin T-çift fajları genetik malzemelerini hücrenin içine enjekte etmek için şırınga benzeri bir hareket kullanırlar. Uygun reseptörle temas kurduktan sonra kuyruk lifleri taban plakasını hücre yüzeyine yaklaştırırlar. iyice bağlandıktan sonra kuyruk büzülür bu da genetik malzemenin dışarı itilmesine neden olur. Bazı fajlar nükleik asiti hücre zarından içeri iter bazıları hücre yüzeyine birakır. Başka yöntemlerle genetik malzemlerini içeri sokan bakterifajlar da vardır. protein ve Nükleik asit sentezi Kısa süre bazen Dakikalar içinde bakteri ribozomları viral mrnanın Proteine çevirimine translasyonuna başlarlar. RNA-fajlarında RNA-replikaz bu sürecin başlarında sentezlenir. Erken sentezlenen proteinler ve virionla gelen bazı proteinler bakterinin RNA polimerazını modifiye edip onun viral mrnayı tercihen çevirmesine neden olabilirler. Konağın kendi Protein ve nükleik asit sentezi de bozularak viral ürünlerin sentezine yönlendirilir. Bu ürünler ya hücreyi parçlamaya yarayacaklaklar ya yeni virionların oluşmasına yardımcı olacaklar veya yeni virionları oluşturacalardır. Virion oluşumu T4 fajları durumunda yeni fajların inşası özel yardımcı molekülleri gerektiren karmaşık bir süreçtir. Önce taban plakası oluşur kuyruk onun üzerinde büyür. kafa kapsidi ayrı olarak oluşup kendiliğinden kuyruk ile birleşir. Henüz bilinmeyen bir şekilde dna kafanın içine sıkı bir şekilde yerini alır. Bütün süreç yaklaşık 15 dakika alır. Virionların salınımı Fajlar ya hücre parçalanması lizis veya salgılanma yoluyla salınırlar. T4 fajları durumunda hücre içine girmelerinden 20 Dakikadan biraz sonra hücre parçalanması yoluyla sayıları 300ü bulabilen faj salınır. Bunun gerçekleşmesi hücre duvarındaki peptidoglikanı parçalayan endolizin adlı enzim sayesinde olur Bazı virüler ise parazite dönüşüp konak hücrenin sürekli olarak yeni virüs tanecikleri salgılamasına neden olabilirler. Yeni virionlar hücre zarından tomurcuklanarak koparlar beraberlerinde hücre zarının bir kısmını da götüren bu fajlar örtülü virüse olarak ortama salınırlar. Salınan virionların her biri yeni bir bakteriyi enfekte edebilir. Faj terapisi Bir bakteriyi enfekte etmek üzere ona bağlanmakta olan bakterilerin şematik gösterimiKeşiflerinin ardında fajlar anti-bakteriyel etmen olarak denenmişlerdir. Ancak antibiyotikler keşfedilince bunların fajlardan daha kullanışlı oldukları görülmüştür ve Batıda faj tedavisi üzerine yapılan araştırmalar bırakılmıştır. Bun karşın Sovyetler Birliğinde 1940lardan beri antibiyotiklere alternatif olarak kullanımı devam etmiştir. Bakteri suşlarında doğal seleksiyon yoluyla antibiyotik direncinin oluşması bazı tıbbi araştırmacıları faj tedavisini antibiyotik tedavisine bir alternatif olarak tekrar değerlendirmeye sevketmiştir. Antibiyotiklerden farklı olarak fajlar milyonlarca yıldır süregeldiği gibi bakterilerle beraber evrimleştikleri için sürekli bir direncin oluşma olasılığı yok sayılabilir. Ayrıca etkili bir faj özgül bakterisini tamamen bitene kadar enfekte etmeye devam edecektir. Belli bir faj genelde ancak belli bir bakteri tipini enfekte edebildiği için ki bu birkaç bakteri türü olabileceği gibi bir türün sadece bazı alt türleri de olabilir bakteri tipinin doğru tanımlandığından emin olmak gerekebilir bu da 24 saat sürebilir. Faj terapisinin bir diğer avantajı başka bakterilere zarar gelmeyeceğinden dar spektrumlu antibiyotik terapisine benzemesidir. Ancak sıkça olduğu gibi birden fazla bakterinin beraberce neden oldukları enfeksiyonlarda bu bir dezavantaj oluşturabilir. Bakteryofajların bir diğer sorunu vücudun bağışıklık sisteminin saldırısına uğramalarıdır. Fajlar enfeksiyonla doğrudan temas durumunda etki gösterirler onun için açık bir yaraya uygulanmaları en iyi Sonuç doğurur. Sistemik enfeksiyonlarda bu pratik olarak mümkün değildir. Sovyetler birliğinde diğer tedavilerin çalışmadığı durumlarda gözlenen başarılı sonuçlara rağmen çoğu araştırmacı faj terapisinin tibbi bir geçerliliğe ulaşacağına şüphe ile bakmaktadır. Faj tedavisinin etkinliğini belirlemek için büyük ölçekli klink testler yapılmamıştır ama antibiyotik dirençli bakteri türlerinin çoğalmasından dolayı bu konuda araştırmalar sürmektedir. Ağustos 2006da ABD gıda ve ilaç idaresi Food and Drug Administration bazı etlerde Listeria monocytogenes bakterisinin öldürülmesi için bakteryofaj kullanımını onaylamıştır.  

http://www.biyologlar.com/bakteriyofaj-nedir-

Virüsler Hakkında Bilgi

Virüs, canlı hücreleri enfekte edebilen mikroskopik taneciktir. Virüsler ancak bir konak hücreyi enfekte ederek çoğalabilirler. En temel haliyle bir virüs, kapsit adlı bir protein örtü içinde bulunan genetik malzemeden oluşur. Ökaryot (hayvan, mantar ve bitkiler) ve prokaryotlar (bakteri ve arkaeler) virüsler tarafından enfekte edilebilirler. Bakterileri enfekte eden virüsler bakteriofaj veya kısaltılmış olarak faj diye adlandırılırlar. Sözcük Latince virus (zehir) sözcüğünden türemiştir; sıfat hali viraldir. Virüslerin incelendiği bilim dalına viroloji denir; bu dalın bilim insanları da virologlardır. Virüsler birçok insan hastalığına neden olurlar; bunlara AIDS, grip ve kuduz örnek verilebilir. Bu tür hastalıkların tedavisi zordur, çünkü antibiyotikler virüslere etki etmezler ve az sayıda antiviral ilaç bilinmektedir. Viral hastalıkları engellemenin en iyi yolu, bağışıklık geliştirmeye yarayan aşıdır. Virüslerin canlı olup olmadığı uzun boylu tartışılagelmiştir. Hayat tanımının genel kabul görmüş olan tüm kıstaslarını karşılamadığı için çoğu virolog onları cansız sayar. Konak hücre dışında çoğalamadıklarından, zorunlu hücre içi parazitlerine benzerler ama parazitlerden farklı olarak virüsler gerçek organizma sayılmazlar. Diğer farklılıkların yanısıra, virüslerin hücre zarı ve kendi metabolizmaları yoktur. Canlı sayılan bazı organizmalar da virüsler gibi hem canlı hem cansızların özelliklerine sahip olduklarından bu konuda kesin bir yanıt bulmak zordur. Virüsleri canlı sayanlara göre onlar Theodore Schwann tarafından öne sürülmüş hücre teorisinin bir istisnasıdırlar, çünkü virüsler hücre değildirler. Keşif Kuduz gibi viral hastalıklar, insanları asırlarca etkilemiştir. Eski Mısır'da çiçek hastalığı olduğuna dair hiyeroglif kanıtlar vardır. Ancak, bu hastalıkların nedeni ancak yakın zamanlarda keşfedilmiştir. 1717'de Osmanlı İmparatorluğu'nda İngiliz sefirinin eşi olan Mary Montagu, Türk kadınlarının çiçek hastalığına karşı çocuklarını aşıladığını gözlemlemiştir. 18. yy sonlarında Edward Jenner, daha evvel inek çiçeği hastalığı geçirmiş Sarah Nelmes adlı bir sütçü kadının, benzer bir hastalık olan çiçek hastalığına bağışıklığı olduğunu farkedip, bu gözlemine dayanarak ilk başarılı aşıyı geliştirmiştir. Uzun süreli bir aşı kampanyası sonucunda Dünya Sağlık Örgütü 1979'da çiçek hastalığının ortadan kalktığını ilan etmiştir. 19. yy. sonlarında Charles Chamberland porselenden yapılmış bir filtre imal etmiştir ve bu filtre ilk tanımlanmış virüs olan tütün mozaik virüsünün araştırılmasında kullanılmıştır. Kısa bir süre sonra Dimitri İvanovski enfekte olmuş tütün bitkilerinin yapraklarından elde edilen özütün, içindeki bakteriler bu filtreden geçirilerek arındırıldıktan sonra dahi sağlıklı bitkileri hasta edebildiğini göstermiştir. Yaklaşık aynı zamanda, başka araştırmacılar da filtrelenebilen enfeksiyöz etmenlerin varlığını belgelemiş ve başka deneylerle de virüslerin bakterilerden farklı olduğunu, fakat canlılarda hastalık yapabildiklerini göstermişlerdir. "Virüs" terimi, ilk olarak Hollandalı mikrobiyolog Martinus Beijerinck tarafından kullanılmıştır. 20. yy başlarında Frederick Twort, bakterilerin virüslerin saldırısına uğrayabildiğini keşfetmiştir. Ondan bağımsız olarak çalışmakta olan Felix d'Herelle, virüs çözeltisinin agar üzerine yayılmış ince hücre kültürlerinde ölü hücrelerden oluşan bölgelere yol açtığını göstermiş ve ölü bölgeleri sayarak süspansiyondaki virüs sayısını hesaplayabilmiştir. Virüsleri görmek ise elektron mikroskopunun icadı ile mümkün olmuştur. 1935'te Wendell Stanley tütün mozaik virüsünü kristalleştirip onun başlıca proteinden oluştuğunu göstermiştir. Kısa bir süre sonra virüs, protein ve nükleik asit kısımlarına ayrıştırılmıştır. Kaynakları Modern virüslerin kaynakları bilinmemektedir. Tüm virüslerin varlığını açıklayabilecek tek bir mekanizma olmayabilir. Virüsler iyi fosilleşmediği için, onların nasıl ortaya çıkmış olabileceğine dair hipotezlerin oluşturulmasında moleküler teknikler yararlı olmuştur. Halen iki ana hipotez vardır: Birkaç genden oluşan virüsler canlı organizmaların genomlarından kaynaklanan nükleik asit parçaları olabilir. Genetik malzemeleri plazmid veya transpozon gibi aktarılabilir genetik elemanlardan türemiş olabilir, çünkü bunlar genomların içinde yer değiştirebilir, genomlara girip çıkabilir. Büyük genomlu virüsler (Poxviridae gibi), bir zamanlar kendilerinden daha büyük konak hücrelerde parazitlik yapan küçük hücreler olabilirler. Zaman içinde parazitik hayat tarzları için gerekli olmayan genler ters evrim süreci içinde kaybolmuş olabilir. Ricketsia ve Chlamydia bakterileri konak hücreler içinde çoğalan canlı hücrelerdir. Bu bakterilerin varlığı bu hipotezi desteklemektedir, çünkü hücre dışında yaşamalarına olanak sağlayan genlerini kaybetmiş olmaları da muhtemel görünmektedir. Virüslerden daha da basit yapıya sahip olan enfeksiyöz tanecikler arasında viroid, uydu virüs ve prionlar sayılabilir. Sınıflandırma Ana madde: Virüs sınıflandırması Fosillerinin olmaması ve virüslerin canlı olup olmadığı tartışmaları nedeniyle taksonomide virüslerin sınıflandırılması sorunlu olmuştur. Biyolojik sınıflandırmadaki üst âlemlerin (domain) içine kolayca yerleştirilemedikleri için sınıfları takım basamağından başlatılmıştır. Ancak, bir üst âlem ismi olarak Acytota adı önerilmiştir. Bu öneriye göre virüsler Bakteria, Arkea ve Eukaryota üst âlemlerine denk bir taksona aittirler. Halen her familya bir takımın içinde yer almamaktadır ve her cins de bir familyanın içine yerleştirilmemiştir. Bir sınıflandırma örneği olarak su çiçeği virüsü Herpesviridae familyası, Alphaherpesviridae alt familyası ve Varicellovirus cinsine aittir. Takım olarak yerini almamıştır. İsimlendirmede genel yapı şöyledir: Takım (-virales) Familya (-viridae) Altfamilya (-virinae) Cins (-virus) Tür (-virus) Uluslararası Virüs Taksonomi Komitesi (International Committee on Taxonomy of Viruses, ICTV) mevcut sınıflandırma sistemini oluşturmuş ve familyaların homojenliğini sağlamak amacıyla virüslerin bazı özelliklerine daha fazla ağırlık verilmesi yönünde yönergeler hazırlamıştır. Taksonomların bir virüsün takımını belirlerken içerdiği nükleik asit türüne, nükleik asitin tek mi, çift sarmallı mı olduğuna, ve bir zarının olup olmadığına dikkat etmesi gerekmektedir. Bu üç ana özelliğin ardından diğer yönleri göz önüne alınabilir: konak tipi, kapsit şekli, bağışıksal özellikleri ve neden olduğu hastalık tipi. Bu sınıflandırma sistemine ek olarak Nobel ödüllü biyolog David Baltimore, Baltimore sınıflandırması sistemini geliştirmiştir. Bu sistemde virüsler, çoğalma ve genom tiplerine bağlı olarak yedi gruptan birinde yer alırlar. Modern sınıflandırmada ICTV sistemi, Baltimore sistemi ile beraber kullanılır. Yapı Bir bütün virüs taneciği, virion olarak da adlandırılır, aslında bir gen taşıyıcısından fazla bir şey değildir; kapsit olarak adlandırılan bir protein örtü ile çevrili nükleik asitten ibarettir. Kapsit, viral genom tarafından kodlanan proteinlerden oluşur, şekli ise virüsün morfolojik ayrımında kullanılır. Protomer olarak adlandırılan protein birimler kendi kendilerine bir araya gelerek kapsiti oluştururlar, bu süreçte genomun bir katkısı olmaz. Ancak, bazı virüsler kapsidin oluşmasına yardım eden proteinler kodlar. Nükleik asitle temas halinde olan proteinler nükleoprotein olarak adlandırılırlar, nükleik asitle temas halinde olan kapsit proteinlere nükleokapsit denir. Genel olarak dört ana virüs morfoloji tipi vardır: Sarmallı virüsler Sarmallı kapsitler merkezî bir boşluk etrafına dizilmiş, spiral merdiven gibi bir yapı oluşturan, tek tip bir protomerden oluşur. Bu düzenden çubuk şekilli virionlar meydana gelir, bunlar kısa ve bükülmez, veya uzun ve esnek olabilirler. Uzun sarmallı tanecikler dış güçler tarafından kırılmamak için esnek olmak zorundadır. Genetik malzeme korunaklı bir şekilde tüpün içinde yer alır. Sarmallı kapsitin uzunluğu içindeki nükleik asiitn uzunluğu ile ilintilidir, çapı ise protomerlerin toplam uzunluğu ve yerleşme düznüyle iliskilidir. İyi çalışılmış olan tütün mozaik virüsü bir sarmallı virüs örneğidir. İkosahedral virusler İkosahedral kapsit simetrisi az büyültme ile bakılınca küresel bir görünüm verir ama aslında kapsomerler düzenli bir geometrik düzen içinde yerleşiklerdir, bir futbol topuna benzerler. Kapsomerler, protomerlerin beş veya altı kopyasından oluşan halkasal yapılardır. Bunlar kovalent olmayan bağlarla birbirleriyle birleşerek viral nükleik asiti içlerine alırlar. Ancak, bu kapsitler, sarmal kapsitler kadar sıkı bir şekilde nükleik asidi sarmazlar ve bir veya iki protomerden oluşabilirler. İkosahedral yapı, R. Buckminster-Fuller tarafından jeodezik kubbe tasarımında da kullanılmıştır. Tek tip yapı taşı kullanarak dayanıklı ve kapalı bir yapı oluşturmanın en verimli yoludur. Küresel bir virüs meydana getirmek için gereken protein sayısına T-sayısı denir, bu sayı proteın sayısının 60 katıdır. Hepatit B virüsü durumunda T-sayısı 4'tür, dolayısyla kapsiti oluşturmak için 240 protein birleşir. Örtülü virusler Protein kapsite ek olarak bazı virüsler hücredeki zarlardan birinin (hücrenin dış zarı veya, çekirdek, endoplazmik retikulum gibi hücrenin içindeki yapılardan birinin zarının) değişime uğramış bir biçimini de ele geçirip viral örtü denen bir lipit zar elde ederler. Bu zarda bulunan proteinler hem viral, hem konak genom tarafından kodlanmıştır, ama zardaki lipit ve karbonhidratlar tamamen konağa özgüdür. Grip virüsü ve HIV bu stratejiyi kullanırlar. Örtü, virionları kimyasallara ve enzimlere karşı korur, bu yüzden örtülü viruslerin sadece kapsidi olan virüslere kıyasla bir üstünlüğü vardır. Üzerinde bulunan proteinler arasında reseptör işlevi gören glikoproteinler de bulunabilir. Bunlar sağlıklı hücrelerin virionları "dost" olarak algılayıp onları hücre içine almalarını sağlayabilir. Çoğu örtülü virüs enfeksiyon yapabilmek için örtüsüne muhtaçtır. Karmaşık virüsler Bu virüslerin kapsitleri ne sırf sarmallı, ne sırf ikosahedraldir, ayrıca protein kuyruk veya karmaşık bir dış duvar gibi yapılara sahiptirler. Bazı bakteriyofajların ikosahedral bir kafaya bağlı sarmallı bir kuyruktan oluşan karmaşık bir yapıları vardır. Kuyruğun ucunda altıgen şekilli bir plaka, ondan da dışarı doğru uzanan protein lifler vardır. Çiçek virüsgiller (Poxviridae'ler) ender morfolojiye sahip büyük, karmaşık virüslerdir. Viral genom nükleoit olarak adlandırılan merkezi bir diskin içindeki proteinlere bağlıdır. Nükleoit, bir zar ve işlevi bilinmeyen iki yan cisimle çevrilidir. Virüsün, üzeri kalın bir protein tabakasıyla kaplı bir dış zarı vardır. Viral tanecikler ovoid ile tuğla biçim arasında değişebilen bir biçimsel çeşitlilik gösterir.

http://www.biyologlar.com/virusler-hakkinda-bilgi

Virüslerin sınıflandırılması

Fosillerinin olmaması ve virüslerin canlı olup olmadığı tartışmaları nedeniyle taksonomide virüslerin sınıflandırılması sorunlu olmuştur. Biyolojik sınıflandırmadaki üst âlemlerin (domain) içine kolayca yerleştirilemedikleri için sınıfları takım basamağından başlatılmıştır. Ancak, bir üst âlem ismi olarak Acytota adı önerilmiştir. Bu öneriye göre virüsler Bakteria, Arkea ve Eukaryota üst âlemlerine denk bir taksona aittirler. Halen her familya bir takımın içinde yer almamaktadır ve her cins de bir familyanın içine yerleştirilmemiştir. Bir sınıflandırma örneği olarak su çiçeği virüsü Herpesviridae familyası, Alphaherpesviridae alt familyası ve Varicellovirus cinsine aittir. Takım olarak yerini almamıştır. İsimlendirmede genel yapı şöyledir: Takım (-virales) Familya (-viridae) Altfamilya (-virinae) Cins (-virus) Tür (-virus) Uluslararası Virüs Taksonomi Komitesi (International Committee on Taxonomy of Viruses, ICTV) mevcut sınıflandırma sistemini oluşturmuş ve familyaların homojenliğini sağlamak amacıyla virüslerin bazı özelliklerine daha fazla ağırlık verilmesi yönünde yönergeler hazırlamıştır. Taksonomların bir virüsün takımını belirlerken içerdiği nükleik asit türüne, nükleik asitin tek mi, çift sarmallı mı olduğuna, ve bir zarının olup olmadığına dikkat etmesi gerekmektedir. Bu üç ana özelliğin ardından diğer yönleri göz önüne alınabilir: konak tipi, kapsit şekli, bağışıksal özellikleri ve neden olduğu hastalık tipi. Bu sınıflandırma sistemine ek olarak Nobel ödüllü biyolog David Baltimore, Baltimore sınıflandırması sistemini geliştirmiştir. Bu sistemde virüsler, çoğalma ve genom tiplerine bağlı olarak yedi gruptan birinde yer alırlar. Modern sınıflandırmada ICTV sistemi, Baltimore sistemi ile beraber kullanılır.

http://www.biyologlar.com/viruslerin-siniflandirilmasi

Virüs morfoloji tipleri

Bir bütün virüs taneciği, virion olarak da adlandırılır, aslında bir gen taşıyıcısından fazla bir şey değildir; kapsit olarak adlandırılan bir protein örtü ile çevrili nükleik asitten ibarettir. Kapsit, viral genom tarafından kodlanan proteinlerden oluşur, şekli ise virüsün morfolojik ayrımında kullanılır. Protomer olarak adlandırılan protein birimler kendi kendilerine bir araya gelerek kapsiti oluştururlar, bu süreçte genomun bir katkısı olmaz. Ancak, bazı virüsler kapsidin oluşmasına yardım eden proteinler kodlar. Nükleik asitle temas halinde olan proteinler nükleoprotein olarak adlandırılırlar, nükleik asitle temas halinde olan kapsit proteinlere nükleokapsit denir. Genel olarak dört ana virüs morfoloji tipi vardır: Sarmallı virüsler Sarmallı kapsitler merkezî bir boşluk etrafına dizilmiş, spiral merdiven gibi bir yapı oluşturan, tek tip bir protomerden oluşur. Bu düzenden çubuk şekilli virionlar meydana gelir, bunlar kısa ve bükülmez, veya uzun ve esnek olabilirler. Uzun sarmallı tanecikler dış güçler tarafından kırılmamak için esnek olmak zorundadır. Genetik malzeme korunaklı bir şekilde tüpün içinde yer alır. Sarmallı kapsitin uzunluğu içindeki nükleik asiitn uzunluğu ile ilintilidir, çapı ise protomerlerin toplam uzunluğu ve yerleşme düznüyle iliskilidir. İyi çalışılmış olan tütün mozaik virüsü bir sarmallı virüs örneğidir. İkosahedral virusler İkosahedral kapsit simetrisi az büyültme ile bakılınca küresel bir görünüm verir ama aslında kapsomerler düzenli bir geometrik düzen içinde yerleşiklerdir, bir futbol topuna benzerler. Kapsomerler, protomerlerin beş veya altı kopyasından oluşan halkasal yapılardır. Bunlar kovalent olmayan bağlarla birbirleriyle birleşerek viral nükleik asiti içlerine alırlar. Ancak, bu kapsitler, sarmal kapsitler kadar sıkı bir şekilde nükleik asidi sarmazlar ve bir veya iki protomerden oluşabilirler. İkosahedral yapı, R. Buckminster-Fuller tarafından jeodezik kubbe tasarımında da kullanılmıştır. Tek tip yapı taşı kullanarak dayanıklı ve kapalı bir yapı oluşturmanın en verimli yoludur. Küresel bir virüs meydana getirmek için gereken protein sayısına T-sayısı denir, bu sayı proteın sayısının 60 katıdır. Hepatit B virüsü durumunda T-sayısı 4'tür, dolayısyla kapsiti oluşturmak için 240 protein birleşir. Örtülü virusler Protein kapsite ek olarak bazı virüsler hücredeki zarlardan birinin (hücrenin dış zarı veya, çekirdek, endoplazmik retikulum gibi hücrenin içindeki yapılardan birinin zarının) değişime uğramış bir biçimini de ele geçirip viral örtü denen bir lipit zar elde ederler. Bu zarda bulunan proteinler hem viral, hem konak genom tarafından kodlanmıştır, ama zardaki lipit ve karbonhidratlar tamamen konağa özgüdür. Grip virüsü ve HIV bu stratejiyi kullanırlar. Örtü, virionları kimyasallara ve enzimlere karşı korur, bu yüzden örtülü viruslerin sadece kapsidi olan virüslere kıyasla bir üstünlüğü vardır. Üzerinde bulunan proteinler arasında reseptör işlevi gören glikoproteinler de bulunabilir. Bunlar sağlıklı hücrelerin virionları "dost" olarak algılayıp onları hücre içine almalarını sağlayabilir. Çoğu örtülü virüs enfeksiyon yapabilmek için örtüsüne muhtaçtır. Karmaşık virüsler Bu virüslerin kapsitleri ne sırf sarmallı, ne sırf ikosahedraldir, ayrıca protein kuyruk veya karmaşık bir dış duvar gibi yapılara sahiptirler. Bazı bakteriyofajların ikosahedral bir kafaya bağlı sarmallı bir kuyruktan oluşan karmaşık bir yapıları vardır. Kuyruğun ucunda altıgen şekilli bir plaka, ondan da dışarı doğru uzanan protein lifler vardır. Çiçek virüsgiller (Poxviridae'ler) ender morfolojiye sahip büyük, karmaşık virüslerdir. Viral genom nükleoit olarak adlandırılan merkezi bir diskin içindeki proteinlere bağlıdır. Nükleoit, bir zar ve işlevi bilinmeyen iki yan cisimle çevrilidir. Virüsün, üzeri kalın bir protein tabakasıyla kaplı bir dış zarı vardır. Viral tanecikler ovoid ile tuğla biçim arasında değişebilen bir biçimsel çeşitlilik gösterir.

http://www.biyologlar.com/virus-morfoloji-tipleri

HIV Virüsü ( Human Immunodeficiency Virus )

HIV Virüsü ( Human Immunodeficiency Virus )

HIV (İngilizce: Human Immunodeficiency Virus / İnsan Bağışıklık Yetmezlik Virüsü), AIDS'e yol açan virüs. HIV virüsü, bağışıklık sistemine zarar vererek hastalığa neden olur. Vücudu mikroplardan koruyan bağışıklık sistemi çalışmadığında, mikroplar daha kolay hastalığa neden olabilir. Kanında HIV virüsü bulunmayan kişiler HIV negatif kişilerdir. Kanında HIV virüsü bulunan kişilere "HIV pozitif" veya "HIV enfeksiyonlu" denir. Bu kişiler aynı zamanda kanında antikor bulunan anlamında sero (anti-HIV, veya bilinen ismiyle ELISA testi) pozitif kişilerdir. Ancak ilk bulaşma döneminde seronegatif kişiler aynı zamanda enfeksiyon taşıyan kişiler olabilirler. AIDS AIDS (Acquired Immune Deficiency Syndrome, Sonradan Edinilen Bağışıklık Sistemi Bozukluğu) anlamına gelir. Sonradan Edinilen ifadesi hastalığın irsi olmadığını anlamına gelmektedir. Bağışıklık Sistemi Yetersizliği ifadesi ise vücudun bağışıklık sisteminin çökmesi anlamına gelmektedir. Sendrom kelimesi ise bir başka hastalıkla bağlantısı olabilecek çeşitli hastalıklar anlamına gelmektedir. Bir HIV taşıyıcısı hastaymış gibi görünmeyebilir veya taşıyıcı kişi kendini hasta hissetmeyebilir, HIV virüsü taşıdığını bile bilmeyebilir. Çünkü, HIV taşıyıcılarında semptomların ortaya çıkmasına ve ölüme yol açan şey HIV virüsünün kendisi değil, vücudun bağışıklık sisteminin çökmesiyle tamamen savunmasız kaldığı diğer enfeksiyonlardır. Virüsün yapısı Virüs tek sarmallı RNA yı çevreleyen p24 proteinlerinden oluşan kapsit, bunun dışında küçük bir matriksi çevreleyen kılıftan oluşur. Kılıfta virüsün antijenik yapısını belirleyen glikoproteinler bulunur. HIV virüsünün üç glikoproteini vardır. Bunlar: gp160: Proteaz enzimi ile alt üniteleri olan gp120 ve gp41'e bölünerek iki ayrı glikoprotein oluşur. Bu proteinler virüsün membranında bulunurlar. gp41: HIV'in yaşamasını sağlar. gp120: HIV'in DNA'ya girmesini sağlar. LEDGF: HIV'in DNA'ya nasıl gireceğini belirler. Kronoloji İlk defa Leopoldville, Belçika Kongo'sunda yaşamış bir kişiden 1959 alınan kanda tespit edildi. O tarihten beri dolapta saklanan kanın, 1998'de geliştirilen HIV testi ile hastalığı taşıdığı onaylandı. Dünyayı dolaşmış, 1961'de Batı Afrika'da uzun yolculuk yapmis Norveçli bir gemici bağışıklık yetersizligi ile 1966 öldü. Karısı ve kızı da ertesi yıl aynı sebeple öldü. Danimarkalı bir cerrah olan Dr. Grethe Rath, Zaire'de bir seri enfeksiyon ve ender görülen Pneumocystis carinii pnömonisi ile öldü. 1979-1981 arası, normalde çok ender görülen, 12 Kaposi Sarkomu'dan vakası tespit edildi. 1981'de Kaliforniya Üniversitesi'nde Pneumocystis carinii tanısı tedavi edilen bir eşcinsel hastada CD4 T hücrelerinin (yardımcı T hücreleri) eksikliği tespit edildi. 1982'de CDC hastalığa AIDS ismini verdi. 1983'te daha sonra HIV ismi verilecek olan retrovirüsten kaynakladığı bulundu. 1984'te HIV için ELISA testi geliştirildi. Bulaşma yolları ve önlemler HIV virüsü bulaşabilmesi için, virüsün dış ortam koşullarında bozulmayacağı kadar kısa bir süre içinde bir kişiden diğerine nakledilmesi gerekir. Bu da virüsün diğer vücut sıvılarının içinde bir kişiden diğerine iletilmesi ile gerçekleşebilir. HIV virüsü cinsel ilişki, direk kan teması, organ nakilleri ve anneden bebeğine olmak üzere dört yolla bulaşır. Cinsel ilişki HIV vücuda HIV virüsü taşıyan birisinin kanı, spermi, vajinal akıntıları veya diğer vücut sıvıları transferi yoluyla bulaşır. Bu durum; vajinal, anal veya oral seks sırasında gerçekleşebildiği transferi ile de bulaşıcılık olacağı anlamına gelir (parenteral yol). Lateksten yapılmış bir prezervatif kullanarak HIV virüsünden korunulabilir. Doğum kontrol hapları ve lateks olmayan prezervatifler, HIV virüsünden koruma sağlayamaz. HIV virüsü hem bir erkekten hem de bir kadından bulaşabilir. Herhangi bir cinsel hastalık, HIV virüsünün bulaşma ihtimalini daha yükseltir. HIV virüsünün iki tipi mevcuttur. Tip II de kadından erkeğe bulaşma ihtimali, Tip I de ise erkekden kadına bulaşma ihtimali daha yüksektir. Afrikada 2 nci tip Avrupa ve Amerika'da ise 1 nci tip daha sık görülür. Damardan uyuşturucu madde kullanımı HIV virüsü taşıyan birisiyle kontamine bir iğne paylaşılırsa, virüs bulaşabilir. (Bu intravenöz (damardan) uyuşturucu bağımlıları arasında HIV'in en önemli bulaşma yoludur.) Dövme ve vücuda piercing yaptırma işlemlerinde kullanılan iğneler, kontamine ise HIV bulaşabilir... Organ, kan ve kan ürünleri nakli Gerekli araştırma testleri yapılmamış organ, kan ve kan ürünleri nakli yoluyla da HIV virüsü bulaşabilir. Bu durumun engellenmesi için her türlü organ, doku, kan ve kan ürünleri nakli öncesi nakle engel hastalıklar yönünden alınan materyaller kabul eden merkezler tarafından dikkatle kontrol edilir. Araştırma testlerinin pencere döneminde bulunan hastalarda yalancı negatif sonuç vermesi halinde, bulaşma gerçekleşebilir. HIV testleri HIV vücuda girdiğinden itibaren, vücutta bununla savaşmak için özel antikorlar oluşur. Kandaki bu antikorların ELISA testi (indirekt tanı methodu) veya direkt virüsün proteinlerini tespit eden PCR testi (Direkt Tanı Metodu) gibi tarama yöntemleriyle saptanma çalışmalarıdır. Anti-HIV antikorların ELISA yöntemiyle ölçülebilecek düzeye ulaşması için en az 3 aylık bir süreye (pencere dönemi) ihtiyaç vardır. Bu nedenle test, bulaşma olduktan 3 ay sonra yapılmalıdır. PCR yönteminde ise bu süre 3 haftaya kadar düşmüştür. Anti-HIV testinin pozitif olması, kanda HIV virüsüne karşı antikorların olduğunu gösterir. Ancak anti-HIV testinin yalancı pozitif çıkma ihtimali de vardır. Bu nedenle, kişinin HIV pozitif olduğunun söylenebilmesi için, Western blot testi denen doğrulama testinin de yapılıp sonucunun pozitif olması gerekmektedir. Anti-HIV testi, üniversite hastanelerinin mikrobiyoloji laboratuvarlarında, sigorta ve devlet hastanelerinin laboratuvarlarında ve özel laboratuvarlarda yaptırabilir. Son zamanlarda HIV virüsünün kandaki varlığının direkt kantlanması PCR (polymerase chain reaction = polimeraz zincir reaksiyonu) yöntemi ile de yapılabilmektedir. Pencere dönemi Pencere dönemi ile ilgili belirsizlikleri gidermek için bazı açıklamalar yapılmalıdır; zira "Üç Ay" ifadesi, HIV virüsüne maruz kalmış her bünyenin 'üçüncü ayda' antikor üreteceği gibi yaygın bir yanılgıya yol açmaktadır. Halbuki pencere döneminin kişiden kişiye değişiklik gösterdiğini vurgulamak gerekir. "Üç Aylık" süre, uluslararası sağlık kuruluşlarının tüm bünyesel farklılıkları da kapsayacak şekilde belirlediği 'maksimum' süredir. Yani bu, HIV ile enfekte olmuş yüz kişiden varsayalım ki %45'inin, 35. günde; %25'inin 50. günde; %15'inin 65. günde; %10'unun 75. günde; %5'inin de 90. günde yeterli antikor seviyesine ulaşacağı anlamına gelir (Oranlar tamamen kurgusaldır). O halde belirlenmiş olan "üç ay" sınırı, 'en geç antikor üreten bünyeyi' de hesaba katarak düşünülmüş 'maksimum' sınırdır. CDC (Center of Disease Control -USA) gibi bazı büyük sağlık örgütleri, testin altıncı ayda tekrarlanması gerektiğini savunmaktadır. Antikor oluşturma (serokonversiyon) süreci üç ayı geçen çok nadir bazı vakalar rapor edilmişse de bunlar o kadar nadirdir ki, tıp makalelerine konu olur. Birçok sağlık örgütü eğer çok kesin bir risk yoksa, 'altıncı ay' testini gereksiz bulmakta ve CDC'yi tutucu olmakla eleştirmektedir. Bazı kuruluşların 'pencere dönemi' ile ilgili olarak verdikleri süreler, "Üçüncü Ay"ın maksimum sınır olarak düşünülmesi gerektiğini kanıtlamaktadır: New York Sağlık Müdürlüğü’nün hazırladığı broşüre göre "New York’ta kullanılan HIV antikor testlerinde, enfekte olmuş insanların neredeyse tümü bir ayda pozitif çıkmaktadır. Hatta bunların çoğunluğu, daha bile kısa surede pozitif sonuc vermektedir." Kaliforniya AIDS Merkezi'nin 1998'de yayınladığı rehber %96'dan daha fazla sayıda insanın, 2 ile 12 hafta arasında pozitif sonucu eline alacağını söylüyor. Çok nadir bazı durumlarda, bunun altı aya uzayabileceği belirtiliyor. AIDS Sağlık Projesi (ABD) danışmanları, ortalama süreyi 25 gün olarak veriyorlar. AIDS Update 98 adlı broşür, "Çoğu örnekte, HIV antikorları 6 ile 8. haftada görünür hale gelirler" demektedir. Bu konuda son derece zengin bir arşivi olan HIVinsite web sitesi, süreyi 6-12 hafta olarak belirliyor. Amerikan Seattle & King County Kamu Sağlığı Sitesi, şöyle diyor: “Çoğu insan, saptanabilir antikor düzeyine 4-6 hafta içinde gelir. Bazı insanların daha uzun sürebilir; ama neredeyse %99'u üç ay içinde antikor üretmiş olur. Üç ayı gecen serokonversiyon olayları çok çok nadirdir.” AIDS servislerinde ve laboratuvarlarında calışan doktor ve virologlarin (Dr. Sindy Paul, Evan M Cadoff, Eugene Martin) yazdığı, "Rapid Diagnostic Testing for HIV – Clinical Implications" (Business Briefing: Clinical Virology & Infectious Disease, 2004) adli makalede, pencere dönemi 30-60 gün olarak veriliyor. San Fransisko AIDS Derneği, şöyle demektedir: "Üç aylık pencere dönemi, insanların tümü için normal süredir. Bu insanların çoğu, üç ile dört hafta içinde saptanabilir düzeyde antikor üretir. çok, çok nadir durumlarda, bir insanin antikor üretmesi altı ayı bulabilir." Kızılay, antikorların tespit edilme suresini 2-6 hafta olarak veriyor. Kızılhac, antikorlarin tespit edilme süresini en geç 70 gün olarak veriyor. Amerikan Kamu Sağlığı Kurumu'nun Test Kılavuzunda, 1985-90 yılları arasında kullanılan antikor testinin pencere döneminin ortalama 45 gün olduğu söyleniyor. Fakat günümüzdeki testlerin, bunu 20 gün daha düşürerek, 25 güne indirdiği belirtiliyor. BERNARD WEBER, EL HADJI MBARGANE FALL; ANNEMARIE BERGER ve HANS WILHELM DOERR'in birlikte yazdıkları makalede, pencere dönemi ortalama 10.2 ile 27.4 güne kadardır şeklinde belirtiliyor. Tedavi HIV/AIDS'in tedavisinde olumlu gelişmeler vardır. Günümüze kadar bulunan ilaçlardan farklı etki mekanizmalarında olanların ikisinin ya da üçünün birlikte kullanımıyla HIV pozitif kişilerin kaliteli ve uzun bir yaşam sürebilmeleri sağlanmaktadır. Tedavi doktor kontrolünde ve kesintisiz olarak yaşam boyu sürdürülmelidir. Bu ilaçlar çok pahalıdır. Ancak, şu anda Türkiye'de saptanmış Aids hasta sayısının az olması da önemli faktör olmalı ki; Bağkur, SSK, Emekli sandığı, Yeşil Kart gibi Sigortalar aylık masrafın 1000-1500 USD olduğu ilaç maliyetlerini karşılamaktadır. Aids şüphesi olanlar derhal ELISA testi yapmalıdırlar ki uzun süreli hayat sürme imkânını yakalayabilsinler, her hastalıkta olduğu gibi bu hastalıkta da erken tanının faydası çok büyüktür. HIV virüsünü kapmak her şeyin sonu değildir, isteyen hastalar Aids Savaş Derneğinden psikolojik destek de alabilirler. Korunma Spermdeki ve vajina salgısındaki HIV, dış ortamda birkaç saatte, kuru ortamda ise yarım saatte ölür. HIV kurumuş kanda da kısa zamanda ölür. Hastanın ya da seropozitif kan, sperm veya vajina salgısının bulaştığı eşyadaki HIV'in öldürülmesi: Eşyayı birkaç dakika kaynatarak ya da 60 C°'de 30 dakika ısıtarak virus öldürülür.Sulandırılmış çamaşır suyu temas ettiği HIV'i 10 dakika içinde öldürür. Sodyumhipoklorid, çamaşır suyunda bulunan etkili maddedir, içinde klor vardır. Çamaşır suyu şişesinin üzerindeki tarifeye göre (genellikle 10 kez) sulandırılarak kullanılır. Sulandırılan çamaşır suyunda klor kokusu bulunmalıdır. Çamaşır suyu kullanılacağı zaman sulandırılmalıdır, durmakla bozulur. Çamaşır suyu madensel eşyaya zarar verir. Ultraviyole ile ışınlama (mavi ışık) HIV'in yok edilmesi için önerilmeyen bir yöntemdir. Ultraviyole ışını doğrudan temas ettiği yüzeydeki mikropları öldürür. Cismin altında kalan mikropları öldürmez. Deri HIV'den nasıl arındırılır? Su ve sabunla iyice yıkama ile (en az 15 saniye) bütün mikroplar gibi HIV de deriden uzaklaştırılabilir. Yıkandıktan sonra derinin alkol ile temizlenmesi uygun olabilir. Yaralanma durumunda yara yeri, önce sabun ve su ile iyice yıkanmalı, ardından tentürdiyot veya betadin gibi bir antiseptik ile temizlenmelidir. Ortaya Çıkışı AIDS hastalığının Afrika’da maymunlardan insanlara geçtiği düşünülüyor. Bu virüsün orta Afrika’da şempanze avlayan insanlara bu esnada aldıkları yaralar vasıtasıyla veya sonrasında şempanze etiyle temas ettiklerinde geçmiş olabileceği iddia edilmekte.

http://www.biyologlar.com/hiv-virusu-human-immunodeficiency-virus-

İNSANDA EMBRİYOLOJİK GELİŞİM

Zigotun, arka arkaya miyoz bölünme geçirip hücre sayısının artmasına embriyo denir. Embriyo, (Yunanca: έμβρυο’[tohum]) çok hücreli diploid ökaryotlarda gelişimin ilk basamaklarından biri. Yumurta ve sperm hücrelerinin birleşmesiyle oluşan zigot, çift sarmallı DNA moleküllerini içerir. Bitkiler, hayvanlar, ve bazı protistlerde zigot mitozla bölünerek çok hücreli canlıyı oluşturur. Embriyo terimi, bu gelişimin zigotun bölündüğü zamanla, gelişim basamağının başka basamağa geçmesine kadar olan ilk zamanlarını anlatmak için kullanılır. İnsanlarda, ilk sekiz haftalık döneme embriyonal dönem denilir. Embriyonal dönemde 3 germ yaprağından çeşitli organ sistemleri oluşur. Hayvanlarda, zigotun bu gelişim aşamasında morula, blastula ve gastrula evreleri görülür. Bitkilerde ise, bu gelişme safhaları standart değildir, embriyo yeni bitkiler oluşturmak üzere gelişirler.

http://www.biyologlar.com/insanda-embriyolojik-gelisim

Bakteriyofaj Nedir

Bakteriyofaj (bakteri ve Yunanca phagein, ‘yemek’ fiilinden türetme), bakterileri enfekte eden bir virüstür. Terim genelde kısaltılmış hali olan faj olarak kullanılır. Ökaryotları (hayvan, bitki ve mantarları) enfekte eden virüsler gibi fajlarda da büyük bir yapısal ve işlevsel çeşitlilik vardır. Tipik olarak proteinden oluşan bir kabuk ve içinde yer alan genetik malzemeden oluşurlar. Genetik malzeme DNA veya RNA olabilir, ama genelde 5 - 500 kilo baz çifti uzunluğunda çift sarmallı DNA’dan oluşur. Bakteriyofajlar genelde 20 ila 200 nm arası büyüklükte olurlar. Fajlar her yerde mecutturlar ve bakterilerin yaşadığı ortamlarda, örneğin toprakta veya hayvan bağırsaklarında bulunabilirler. Faj ve diğer virüslerin en yoğun doğal kaynaklarından biri deniz suyudur. Deniz yüzeyinde mililitrede 109 etkin faj taneciği (virion) bulunmuştur ve deniz bakterilerinin %70′i fajlar tarafından enfekte olmuş olabilirler. Tarihçe 1913′te Britanyalı bakteriyolog Frederick Twort bakterileri enfekte edip öldüren bir etmen keşfetmiş ama konuyu daha fazla takip etmemiştir. Fransız-Kanadalı mikrobiyolog Felix d’Hérelle 3 Eylül 1917′de “dizanteri basilinin düşmanının, görünmez bir mikrobunu” keşfettiğini açıklayıp ona bakteryofaj edını verdi. Çoğalması Bakteriyofajların litik veya lizogenik hayat döngüleri olabilir, bazılarında her ikisi de olur. T4 fajı gibi öldürücü fajlarda görülen litik döngüde virionun çoğalmasının hemen ardından konak hücre parçalanır ve ölür. Hücre ölür ölmez virionların kendilerine yeni bir konak bulmaları gerekir. Lizogenik döngü, buna tezat olarak, konak hücrenin parçalanmasına neden olmaz. Lizogenik olabilen fajlara ılımlı fajlar (temperate phage) denir. Viral genom konak genoma dahil olur ve oldukça zararsız bir şekilde onunla beraber eşlenir. Konak hücrenin sağlığı yerinde olduğu sürece Virüs sessiz bir şekilde varlığını sürdürür, ama konağın şartları bozulursa, örneğin besin kaynaklarının tükenmesi durumunda, endojen fajlar (profaj olarak adlandırılırlar) etkinleşirler. Bir çoğalma süreci başlar, sonucunda konak hücre parçalanır. İlginç bir şekilde lizogenik döngü konak hücrenin çoğalmasına izin verdiği için hücrenin yavrularında da virüs varlığını devam ettirir. Bazen profajlar inaktif oldukları dönemde bakteri genomuna yeni işlevler kazandırarak konak bakteriye fayda sağlarlar, bu olguya lizogenik dönüşüm (lysogenic conversion) denir. Bunun iyi bilinen bir örneği Vibrio cholera ‘nın zararsız bir suşunun bir faj tarafından enfekte edilerek kolera hastalığı etmenine dönüşümüdür. Bağlanma ve Giriş Renklendirilmiş bir elektron mikrografında yanyana dizilmiş bakteriyofajlar Konak hücreye girmek için bakteryofajlar bakterinin yüzeyindeki özgül reseptörlere bağlanırlar, bunlar arasında lipopolisakkaritler, teikoik asitler, proteinler sayılabilir. Bu nedenle bir bakteryofaj ancak bağlanabileceği reseptörler taşıyan bakterileri enfekte edebilirler. Faj virionları kendiliklerinde hareket etmediklerinden dolayı kendi reseptörleriyle solüsyondayken rassal olarak buluşup bağlanırlar. Karmaşık bakteryofajlar, örneğin T-çift fajları, genetik malzemelerini hücrenin içine enjekte etmek için şırınga benzeri bir hareket kullanırlar. Uygun reseptörle temas kurduktan sonra kuyruk lifleri taban plakasını hücre yüzeyine yaklaştırırlar. İyice bağlandıktan sonra, kuyruk büzülür, bu da genetik malzemenin dışarı itilmesine neden olur. Bazı fajlar nükleik asiti hücre zarından içeri iter, bazıları hücre yüzeyine birakır. Başka yöntemlerle genetik malzemlerini içeri sokan bakterifajlar da vardır. Protein ve Nükleik Asit Sentezi Kısa süre, bazen dakikalar içinde, bakteri ribozomları viral mRNA’nın proteine çevirimine (translasyonuna) başlarlar. RNA-fajlarında RNA-replikaz bu sürecin başlarında sentezlenir. Erken sentezlenen proteinler ve virionla gelen bazı proteinler bakterinin RNA polimerazını modifiye edip onun viral mRNA’yı tercihen çevirmesine neden olabilirler. Konağın kendi protein ve nükleik asit sentezi de bozularak viral ürünlerin sentezine yönlendirilir. Bu ürünler ya hücreyi parçlamaya yarayacaklaklar, ya yeni virionların oluşmasına yardımcı olacaklar veya yeni virionları oluşturacalardır. Virion Oluşumu T4 fajları durumunda yeni fajların inşası özel yardımcı molekülleri gerektiren karmaşık bir süreçtir. Önce taban plakası oluşur, kuyruk onun üzerinde büyür. Kafa kapsidi, ayrı olarak oluşup kendiliğinden kuyruk ile birleşir. Henüz bilinmeyen bir şekilde DNA kafanın içine sıkı bir şekilde yerini alır. Bütün süreç yaklaşık 15 dakika alır. Virionların Salınımı Fajlar ya hücre parçalanması (lizis) veya salgılanma yoluyla salınırlar. T4 fajları durumunda, hücre içine girmelerinden 20 dakikadan biraz sonra hücre parçalanması yoluyla sayıları 300′ü bulabilen faj salınır. Bunun gerçekleşmesi, hücre duvarındaki peptidoglikanı parçalayan endolizin adlı enzim sayesinde olur. Bazı virüler ise parazite dönüşüp konak hücrenin sürekli olarak yeni virüs tanecikleri salgılamasına neden olabilirler. Yeni virionlar hücre zarından tomurcuklanarak koparlar, beraberlerinde hücre zarının bir kısmını da götüren bu fajlar örtülü virüse olarak ortama salınırlar. Salınan virionların her biri yeni bir bakteriyi enfekte edebilir. Faj Terapisi Bir bakteriyi enfekte etmek üzere ona bağlanmakta olan bakterilerin şematik gösterimi Keşiflerinin ardında fajlar anti-bakteriyel etmen olarak denenmişlerdir. Ancak antibiyotikler keşfedilince bunların fajlardan daha kullanışlı oldukları görülmüştür ve Batı’da faj tedavisi üzerine yapılan araştırmalar bırakılmıştır. Bun karşın Sovyetler Birliği’nde 1940′lardan beri antibiyotiklere alternatif olarak kullanımı devam etmiştir. Bakteri suşlarında doğal seleksiyon yoluyla antibiyotik direncinin oluşması bazı tıbbi araştırmacıları faj tedavisini antibiyotik tedavisine bir alternatif olarak tekrar değerlendirmeye sevketmiştir. Antibiyotiklerden farklı olarak fajlar, milyonlarca yıldır süregeldiği gibi, bakterilerle beraber evrimleştikleri için, sürekli bir direncin oluşma olasılığı yok sayılabilir. Ayrıca, etkili bir faj, özgül bakterisini tamamen bitene kadar enfekte etmeye devam edecektir. Belli bir faj genelde ancak belli bir bakteri tipini enfekte edebildiği için, ki bu birkaç bakteri türü olabileceği gibi bir türün sadece bazı alt türleri de olabilir, bakteri tipinin doğru tanımlandığından emin olmak gerekebilir, bu da 24 saat sürebilir. Faj terapisinin bir diğer avantajı başka bakterilere zarar gelmeyeceğinden dar spektrumlu antibiyotik terapisine benzemesidir. Ancak, sıkça olduğu gibi, birden fazla bakterinin beraberce neden oldukları enfeksiyonlarda bu bir dezavantaj oluşturabilir. Bakteryofajların bir diğer sorunu vücudun bağışıklık sisteminin saldırısına uğramalarıdır. Fajlar enfeksiyonla doğrudan temas durumunda etki gösterirler, onun için açık bir yaraya uygulanmaları en iyi sonuç doğurur. Sistemik enfeksiyonlarda bu pratik olarak mümkün değildir. Sovyetler birliğinde diğer tedavilerin çalışmadığı durumlarda gözlenen başarılı sonuçlara rağmen çoğu araştırmacı faj terapisinin tibbi bir geçerliliğe ulaşacağına şüphe ile bakmaktadır. Faj tedavisinin etkinliğini belirlemek için büyük ölçekli klink testler yapılmamıştır ama antibiyotik dirençli bakteri türlerinin çoğalmasından dolayı bu konuda araştırmalar sürmektedir. Ağustos 2006′da ABD Gıda ve İlaç İdaresi (Food and Drug Admnistration) bazı etlerde Listeria monocytogenes bakterisinin öldürülmesi için bakteryofaj kullanımını onaylamıştır. Model Bakteriyofajlar Aşağıda ayrıntılı olarak üzerinde çalışılmış olan bakteryofajların bir listesi bulunmaktadır: * λ faj * T4 fajı * T7 fajı * R17 fajı * M13 fajı * MS2 fajı * P1 fajı * P2 fajı * N4 fajı * Φ6 fajı * Ф29 fajı

http://www.biyologlar.com/bakteriyofaj-nedir

Embriyo nedir?

Embriyo bir biyoloji terimidir. Çok hücreli diploid ökaryotlarda, yumurtadan meydana gelen dişi yumurtasının erkek spermiyle döllenmesiyle oluşan yedi günlük genç organizmaya embriyo denilmektedir. Embriyo oluşumunda birinci basamak döllenmedir. Döllenme kısaca dişi üreme hücresi (dişi gamet) ile erkek üreme hücresinin (erkek gametin) birleşmesi olayıdırembriyo Yumurta ve sperm hücrelerinin birleşmesiyle oluşan zigot, çift sarmallı DNA moleküllerini içerir Bitkiler, hayvanlar, ve bazı protistlerde zigot mitozla bölünerek çok hücreli canlıyı oluşturur Embriyo terimi, bu gelişimin zigotun bölündüğü zamanla, gelişim basamağının başka basamağa geçmesine kadar olan ilk zamanlarını anlatmak için kullanılır. Zigot nedir? Gebeliğin ilk iki haftası süresince gelişmekte olan döllenme ürününe, döllenmiş yumurta (zigot) adı verilir. Embriyonal dönem nedir? İnsanlarda, ilk sekiz haftalık gebelik dönemine embriyonal dönem denilir. Dölüt nedir? Gebeliğin üçüncü haftası ile beşinci haftası arasında geçen zaman içinde organlar meydana gelir ve bu süre içinde döllenme ürününe embriyo, sekizinci haftadan sonra ise dölüt denir. Embriyo transferi nedir? Embrio transferi, laboratuarda döllenen ceninin (embrionun) jinekolojik muayene masasında rahim içine bir kateter yardımı ile aktarılması işlemidir. Embriyo dondurma nedir? Elde edilen kaliteli embriyoların fazla olanlarının uygun saklama koşullarında dondurulmasıdır. Bu işlemin en büyük avantajı; canlı normal embriyoların atılmaması ve tekrar yumurtlatma tedavisine gerek kalmadan sonraki bir siklusta çiftin gebelik elde edebilme şansı olmasıdır. Normal gelişen embriyo kriterleri nelerdir? 1. gün : 16-20 saat sonra döllenme tespit edilir. 2. gün: 48 saat sonra 3-4 hücreli embriyolar izlenir. 3. gün: 72 saat sonra 6-8 veya daha fazla hücre içeren embriyolar izlenir ve hücreler arası birleşme başlar. 4. günün sabahında hücre sayısı net sayılamamakta, morula dönemine ulaşan embriyolar oluşmaktadır. 5 veya 6. gündeki embriyoya blastokist adı verilir ve hücre sayısı 60’tan fazladır. Ayrıca embryolarda fragman denilen yabancı cisimcik oranının %20’nin altında olması ve embryoyu oluşturan hücrelerin boyutlarının birbirine yakın olması iyi embryo kriteri olarak kabul edilmektedir. Hayvanlarda embriyo transferinin yararları nelerdir? 1- Bir inekten yılda sadece bir buzağı elde edilirken, bu yöntemle yılda 8-12 buzağı elde etme şansı vardır. Böylece üstün yetenekli ineklerden daha çok yavru elde etmek mümkündür. 2- Embriyo ile hastalık bulaşmaz. Ülkeden ülkeye kolayca ve güvenilir bir biçimde nakledilebilir. Bir sıvı azot tankı içerisinde yüzlerce embriyoyu ucuz bir şekilde ithal ya da ihraç etmek mümkündür. 3- Embriyo transferi Irk ıslahının en kestirme, en çabuk , en güvenilir yoludur. 4- Çeşitli sebeplerle canlı hayvan ithalinin yasak olduğu dönemlerde ya da hastalık dolayısıyla yasak konulan ülkelerden embriyo getirmek mümkündür. 5- Kimse en iyi damızlık ineğini başkasına satmaz. Ancak onların embriyolarını satın almak mümkündür. 6- İsteğe göre erkek ya da dişi buzağı elde edilebilir. 7- Taşıyıcı annelerin bulunduğu yerde doğan buzağılar çevresel mikroplara karşı hazırlıklı olarak doğarlar. Kaynak: embriyo.nedir.com/#ixzz2g82a4sYY

http://www.biyologlar.com/embriyo-nedir

Bakteriyofajlar Hakkınmda Bilgi

Bakteriyofaj (bakteri ve Yunanca phagein, ‘yemek’ fiilinden türetme), bakterileri enfekte eden bir virüstür. Terim genelde kısaltılmış hali olan faj olarak kullanılır. Ökaryotları (hayvan, bitki ve mantarları) enfekte eden virüsler gibi fajlarda da büyük bir yapısal ve işlevsel çeşitlilik vardır. Tipik olarak proteinden oluşan bir kabuk ve içinde yer alan genetik malzemeden oluşurlar. Genetik malzeme DNA veya RNA olabilir, ama genelde 5 - 500 kilo baz çifti uzunluğunda çift sarmallı DNA’dan oluşur. Bakteriyofajlar genelde 20 ila 200 nm arası büyüklükte olurlar. Fajlar her yerde mecutturlar ve bakterilerin yaşadığı ortamlarda, örneğin toprakta veya hayvan bağırsaklarında bulunabilirler. Faj ve diğer virüslerin en yoğun doğal kaynaklarından biri deniz suyudur. Deniz yüzeyinde mililitrede 109 etkin faj taneciği (virion) bulunmuştur ve deniz bakterilerinin %70′i fajlar tarafından enfekte olmuş olabilirler. Tarihçe 1913′te Britanyalı bakteriyolog Frederick Twort bakterileri enfekte edip öldüren bir etmen keşfetmiş ama konuyu daha fazla takip etmemiştir. Fransız-Kanadalı mikrobiyolog Felix d’Hérelle 3 Eylül 1917′de “dizanteri basilinin düşmanının, görünmez bir mikrobunu” keşfettiğini açıklayıp ona bakteryofaj edını verdi. Çoğalması Bakteriyofajların litik veya lizogenik hayat döngüleri olabilir, bazılarında her ikisi de olur. T4 fajı gibi öldürücü fajlarda görülen litik döngüde virionun çoğalmasının hemen ardından konak hücre parçalanır ve ölür. Hücre ölür ölmez virionların kendilerine yeni bir konak bulmaları gerekir. Lizogenik döngü, buna tezat olarak, konak hücrenin parçalanmasına neden olmaz. Lizogenik olabilen fajlara ılımlı fajlar (temperate phage) denir. Viral genom konak genoma dahil olur ve oldukça zararsız bir şekilde onunla beraber eşlenir. Konak hücrenin sağlığı yerinde olduğu sürece Virüs sessiz bir şekilde varlığını sürdürür, ama konağın şartları bozulursa, örneğin besin kaynaklarının tükenmesi durumunda, endojen fajlar (profaj olarak adlandırılırlar) etkinleşirler. Bir çoğalma süreci başlar, sonucunda konak hücre parçalanır. İlginç bir şekilde lizogenik döngü konak hücrenin çoğalmasına izin verdiği için hücrenin yavrularında da virüs varlığını devam ettirir. Bazen profajlar inaktif oldukları dönemde bakteri genomuna yeni işlevler kazandırarak konak bakteriye fayda sağlarlar, bu olguya lizogenik dönüşüm (lysogenic conversion) denir. Bunun iyi bilinen bir örneği Vibrio cholera ‘nın zararsız bir suşunun bir faj tarafından enfekte edilerek kolera hastalığı etmenine dönüşümüdür. Bağlanma ve Giriş Renklendirilmiş bir elektron mikrografında yanyana dizilmiş bakteriyofajlar Konak hücreye girmek için bakteryofajlar bakterinin yüzeyindeki özgül reseptörlere bağlanırlar, bunlar arasında lipopolisakkaritler, teikoik asitler, proteinler sayılabilir. Bu nedenle bir bakteryofaj ancak bağlanabileceği reseptörler taşıyan bakterileri enfekte edebilirler. Faj virionları kendiliklerinde hareket etmediklerinden dolayı kendi reseptörleriyle solüsyondayken rassal olarak buluşup bağlanırlar. Karmaşık bakteryofajlar, örneğin T-çift fajları, genetik malzemelerini hücrenin içine enjekte etmek için şırınga benzeri bir hareket kullanırlar. Uygun reseptörle temas kurduktan sonra kuyruk lifleri taban plakasını hücre yüzeyine yaklaştırırlar. İyice bağlandıktan sonra, kuyruk büzülür, bu da genetik malzemenin dışarı itilmesine neden olur. Bazı fajlar nükleik asiti hücre zarından içeri iter, bazıları hücre yüzeyine birakır. Başka yöntemlerle genetik malzemlerini içeri sokan bakterifajlar da vardır. Protein ve Nükleik Asit Sentezi Kısa süre, bazen dakikalar içinde, bakteri ribozomları viral mRNA’nın proteine çevirimine (translasyonuna) başlarlar. RNA-fajlarında RNA-replikaz bu sürecin başlarında sentezlenir. Erken sentezlenen proteinler ve virionla gelen bazı proteinler bakterinin RNA polimerazını modifiye edip onun viral mRNA’yı tercihen çevirmesine neden olabilirler. Protein ve Nükleik asit sentezi Kısa süre, bazen dakikalar içinde, bakteri ribozomları viral mRNA'nın proteine çevirimine (translasyonuna) başlarlar. RNA-fajlarında RNA-replikaz bu sürecin başlarında sentezlenir. Erken sentezlenen proteinler ve virionla gelen bazı proteinler bakterinin RNA polimerazını modifiye edip onun viral mRNA'yı tercihen çevirmesine neden olabilirler. Konağın kendi protein ve nükleik asit sentezi de bozularak viral ürünlerin sentezine yönlendirilir. Bu ürünler ya hücreyi parçlamaya yarayacaklaklar, ya yeni virionların oluşmasına yardımcı olacaklar veya yeni virionları oluşturacalardır. Virion oluşumu T4 fajları durumunda yeni fajların inşası özel yardımcı molekülleri gerektiren karmaşık bir süreçtir. Önce taban plakası oluşur, kuyruk onun üzerinde büyür. Kafa kapsidi, ayrı olarak oluşup kendiliğinden kuyruk ile birleşir. Henüz bilinmeyen bir şekilde DNA kafanın içine sıkı bir şekilde yerini alır. Bütün süreç yaklaşık 15 dakika alır. Virionların salınımı Fajlar ya hücre parçalanması (lizis) veya salgılanma yoluyla salınırlar. T4 fajları durumunda, hücre içine girmelerinden 20 dakikadan biraz sonra hücre parçalanması yoluyla sayıları 300'ü bulabilen faj salınır. Bunun gerçekleşmesi, hücre duvarındaki peptidoglikanı parçalayan endolizin adlı enzim sayesinde olur. Bazı virüler ise parazite dönüşüp konak hücrenin sürekli olarak yeni virüs tanecikleri salgılamasına neden olabilirler. Yeni virionlar hücre zarından tomurcuklanarak koparlar, beraberlerinde hücre zarının bir kısmını da götüren bu fajlar örtülü virüse olarak ortama salınırlar. Salınan virionların her biri yeni bir bakteriyi enfekte edebilir. Faj terapisi Keşiflerinin ardında fajlar anti-bakteriyel etmen olarak denenmişlerdir. Ancak antibiyotikler keşfedilince bunların fajlardan daha kullanışlı oldukları görülmüştür ve Batı'da faj tedavisi üzerine yapılan araştırmalar bırakılmıştır. Bun karşın Sovyetler Birliği'nde 1940'lardan beri antibiyotiklere alternatif olarak kullanımı devam etmiştir. Bakteri suşlarında doğal seleksiyon yoluyla antibiyotik direncinin oluşması bazı tıbbi araştırmacıları faj tedavisini antibiyotik tedavisine bir alternatif olarak tekrar değerlendirmeye sevketmiştir. Antibiyotiklerden farklı olarak fajlar, milyonlarca yıldır süregeldiği gibi, bakterilerle beraber evrimleştikleri için, sürekli bir direncin oluşma olasılığı yok sayılabilir. Ayrıca, etkili bir faj, özgül bakterisini tamamen bitene kadar enfekte etmeye devam edecektir. Belli bir faj genelde ancak belli bir bakteri tipini enfekte edebildiği için, ki bu birkaç bakteri türü olabileceği gibi bir türün sadece bazı alt türleri de olabilir, bakteri tipinin doğru tanımlandığından emin olmak gerekebilir, bu da 24 saat sürebilir. Faj terapisinin bir diğer avantajı başka bakterilere zarar gelmeyeceğinden dar spektrumlu antibiyotik terapisine benzemesidir. Ancak, sıkça olduğu gibi, birden fazla bakterinin beraberce neden oldukları enfeksiyonlarda bu bir dezavantaj oluşturabilir. Bakteryofajların bir diğer sorunu vücudun bağışıklık sisteminin saldırısına uğramalarıdır. Fajlar enfeksiyonla doğrudan temas durumunda etki gösterirler, onun için açık bir yaraya uygulanmaları en iyi sonuç doğurur. Sistemik enfeksiyonlarda bu pratik olarak mümkün değildir. Sovyetler birliğinde diğer tedavilerin çalışmadığı durumlarda gözlenen başarılı sonuçlara rağmen çoğu araştırmacı faj terapisinin tibbi bir geçerliliğe ulaşacağına şüphe ile bakmaktadır. Faj tedavisinin etkinliğini belirlemek için büyük ölçekli klink testler yapılmamıştır ama antibiyotik dirençli bakteri türlerinin çoğalmasından dolayı bu konuda araştırmalar sürmektedir. Ağustos 2006'da ABD Gıda ve İlaç İdaresi (Food and Drug Admnistration) bazı etlerde Listeria monocytogenes bakterisinin öldürülmesi için bakteryofaj kullanımını onaylamıştır

http://www.biyologlar.com/bakteriyofajlar-hakkinmda-bilgi

İlk plazmid nasıl oluşmuştur

*Plazmidler, çoğu bakteri türünde bulunan,ancak her suşta bulunmayan halkasal veya süper sarmallı DNA molekülleridir. *Plazmitler, küçük moleküllerdir; bu açıdan bir karşılaştırma yapılırsa, bakteriyel kromozomun %20’si ile %4′ü arasında büyüklüklerde olduğu görülür. *Plazmidler, bazı üreme koşullarında konakçı hücre için mutlaka taşınması gereken yapılar değildir. Bununla birlikte, pek çok plazmid, özel koşullara uyum sağlamak için önemli olan genler içerir. Bu genler,çoğu kez bakterinin plazmiti taşıdığına dair temel işaret olurlar. Örneğin R plazmid taşıyıp, çeşitli antibiyotiklere dirençli olan bakteriler, aynı plazmiti taşımayan bakterilerin yaşayamadığı antibiyotikli ortamlarda yaşayarak diğerlerinden ayrılırlar . *Bir çok bakteride plazmid, hücreler arası gen transferinin özel bir tipinden sorumludur. Plazmidlerin bu özellikleri, 1950′lerde ilginç bir çalışma konusu olmalarına sebep olmuştur. Plazmidler, normalde konakçının replikasyon sistemini büyük ölçüde kullanmaları sebebiyle bakteriyel DNA replikasyonunun anlaşılması için iyi modeller olmuşlardır. Ayrıca, mikrobiyal genetikte kısmi diploidlerin yapılmasına yönelik çalışmalarda kullanıldıkları için önemlidirler. ***Başka bir önemleri de, genetik mühendisliğinde klonlama vektörü olarak kullanılmalarıdır. Plazmit Tipleri Farklı tiplerdeki plamitlerle ilgili genel bilgi Plazmitlerin Saptanması Bir bakteri suşunun plazmit taşıyıp taşımadığının, taşıyorsa bu plazmitin ne gibi özelliklerinin olduğunun bakteri genetiği yöntemleri ile belirlenmesi. Plazmitlerin Saflaştırılması Plazmit DNA’nın saflaştırılması: Moleküler biyolojide temel ve vazgeçilmez tekniklerden biri, Alkali lizis yöntemi. Plazmit Transferi Bakterilerde gen aktarımı. Plazmitlerin Replikasyonu Plazmit DNA nasıl çoğalır, yavru hücrelere nasıl dağılır? Önemli Plazmitler Önemli plazmit tipleri hakkında daha ayrıntılı bilgi. F, R, Col; ek olarak Ti ve Degredasyon Plazmitleri Kaynakça PLAZMİD TİPLERİ Çetitli E.coli suşlarında bir çok plazmit tipine rastlanmıştır. Ancak en çok bilinenleri, F, R ve Col plazmidleridir. Bu plazmidler, bazı özellikleri paylaşsalar da, önemli farklılıklara sahiptirler. Bir bakteride F, R ya da Col plazmidinin bulunup bulunmaması aşağıdaki özelliklerden yararlanılarak anlaşılabilir: 1. F ; Fertilite veya Seks Plazmidleri: Bu plazmidler, konakçılarına, kromozomal genlerini F plazmidinden yoksun hücrelere aktarma yeteneği kazandırırlar. F plazmidi, bu gibi durumlarda kendisini de alıcı hücreye transfer edebilir. 2. R ; Direnç Plazmidleri: R plazmidleri, konakçıyı bir veya daha fazla antibiyotiğe karşı dirençli kılar. Bu tip plazmidler, transfer edilerek başka hücrelerin de direnç kazanmasına yol açabilirler. 3. Col; Kolisinojenik Plazmidler: Col plazmidleri, “kolisin” adını alan bir grup proteinin sentezinden sorumlu genleri içerirler.Kolisinler,yakın suşlardan aynı tip Col plazmitini taşımayan bakterileri öldürme özelliğindedirler. Öldürme mekanizmasi, Col plazmidinin tipine göre değişiklik gösterir. Bu plazmit tipleri hakkında daha ayrıntılı bilgi, Önemli Plazmitler bağlantısında bulunabilir. Sonraki Konu: Plazmitlerin Saptanması PLAZMİDLERİN SAPTANMASI Plazmidler,hem genetik,hem de fiziksel yöntemler kullanılarak saptanabilirler.İlk olarak F plazmidi keşfedilmiştir. Met-Bio-Thr+Leu+ fenotipineki bir E.coli sutu (A),Met+Bio+Thr-Leu- fenotipindeki diğer bir suşla karıştırılarak minimal agara ekim yapıldığında minimal agarda yaklaşık 10-7 frekansında koloniler teşekkül etmiştir. Bu koloniler, Met+Bio+Thr+Leu+ fenotipinde; dolayısıyle, rekombinant kolonilerdi. Karıştırma işleminden önce A suşu streptomisinle muamele edilince,rekombinant koloniler yine oluşmuş; ancak ,B suşuna streptomisin uygulanınca koloni gözlenmemiştir. Bu deney, rekombinantların B suşundan türediğini olayın tek yönlü bir genetik bilgi akterımı olduğunu göstermiştir. Başka bir deneyde B’ye genetik bilgi aktaramayan bir suş, “C” suşu, A ile karıştırılıp uzun süre bir arada üretilmiş ve daha sonra karışımdan izole edilen C kolonilerinin B’ye gen aktarımı yaptığı gözlenmiştir.Bu deney sonuçlarından anlaşılmıştır ki, A suşu, B’ye gen transferini sağlayan bir fertilite elementine; “F” faktörüne sahiptir, C suşunda da F faktörü bulunmamaktadır; A ve C suşlarının bir arada üretilmeleri halinde F faktörü, A suşundan C suşuna transfer edilmekte, buna bağlı olarak da, genetik markırları B suşuna aktarabilen yeni bir C suşu ortaya çıkmaktadır. Başlangıç çaprazlaması: F+Met-Bio-Thr+Leu+ X F-Met+Bio+Thr-Leu- şeklindeydi. Transfer tek yönlü olduğu için F faktörü taşıyan hücreye donör (erkek), taşımayan hücreye ise resipient (dişi) adı verilmiştir. F’ adını alan F varyantlerı, plazmid üzerinde kromozomal genler de taşırlar.Bu konudaki ayrıntılı çalışmalardan biri, lac operonu ile ilgilidir ve kısmi diploidlerin elde edilmesimde kullanılmıştır. Bu deneyde, F’ lac bakteriler tasarlanmıştır. F’ ın transferi, bir antibiyotik içeren minimal laktoz katı kültür ortamına duyarlı donör ve dirençli resipient hücrelerin ekilmesiyle kolayca anlaşılabilir. çapraz tekli: F’ lac+ / lac- Strs X lac- Strr Plazmid üzerinde lac+ markırı taşıyan donör hücrelerle kromozomda lac- markırı taşıyan resipient hücreler karıştırılıp streptomisinli minimal laktoz agara ekilince rekombinant koloniler oluşmuştur (F’ lac+ / lac- Strr rekombinantları). Yalnızca donörün ekildiği kontrolde hücreler streptomisine duyarlı oldukları için; yalnız resipientin ekildiği kontrollerde ise hücreler laktozu kullanamadıkları için koloni oluşmamıştır. Burada, streptomisin markırının donör üremesini engelleyici özelliği önemlidir ve böyle markırlara “counterselection” ya da “counterselective” markırlar denir. Counterselective amaçlı olarak antibiyotik resistansı sıklıkla kullanılsa da diğer fenotipler de iyi sonuç verir. Örneğin, F’ transferi, F’ lac+ / met- X lac- met+ çaprazları minimal laktoz katı besiyerine ekilerek kontrol edilebilirler. Donörler, ortamda methionin olmadığı için (methionin eksiklği, counterselectiondur); resipientlerse laktozu karbon kaynağı olarak kullanamadıkları için üreyemezler. Yalnızca, F’ transferi yapan rekombinantlar üreyebilir. Bu durumda seçilmiş markır, lac+ ‘tir. F içeren A ve B suşları arasındaki çaprazlama ve F’ suşlarıyla yapılan deneyler arasında,önemli sayısal farklılıklar gözlenmiştir. Suşlar,ekilmeden önce yarım saat karıştırılırsa A X B deneyinde rekombinantların donör hücreye oranı 10-7; F’ deneyinde ise % 50′dir.Farklılığın sebebi, genetik markırın F’ bakterilerde plazmit üzerinde olmasından kaynaklanır. A X B deneyinde resipientlerin yarısı F faktörünü alsalar da çok az bir kısmı kromozomdaki markırları alabilmiştir. Plazmid Nasıl Transfer Edilir ? F’ lac+ / lac- Strs tsxr X F’ lac- Strr tsxs Eşletmesi gerçeklettirilmit, tsxr taşıyanlara Faj T6′nın absorbe olamadığı gözlenmiştir.Eşleşmeden bir süre sonra, bakteri karışımının bir kısmı streptomisinli laktoz kolorindikatör katı besiyerine ekilmiş ve kolonilerin %90′ından çoğunun lac+ olduğu gözlenmiştir.Bu da, donörlerin büyük kısmının F’ lac+ transferi yaptığını gösterir. F’ lac+ i trensfer eden bakterilerin hala plazmidin bir kopyasını taşıyıp taşımadığını belirlemek için, eşleşme karışımının bir kısmı T6 fajı ile muamele edilmiştir. tsxs bireyler,resipientler gibi viruslar tarafından lizise uğratılmıştır. tsxr donörü olup hayatta kalan hücreler, laktoz indikatör besiyerine ekilince, lac+ koloniler oluşmoştur. Sonuçta, donör hücrenin transferden sonra da plazmidin kopyasını taşıdığı; yani,transferin DNA replikasyonu ile birlikte geçekleştiği görülmüştür. Basit bir fenotip göstermeyen plazmitlerin varlığı ise, başka bir yöntemle saptanır. Hücre kültüründen DNA izole edilerek agaroz jel elektroforezi ile analiz edilir. Bakteri kromozomu büyük olduğu için jele giremez. Oysa plazmid, jelde yürüyecek kadar küçüktür. Eğer plazmid varsa, molekkül ağırlığına göre belirli sınırlar içinde band verir. Band, jelin EtBr ile boyanması durumunda UV ışığında görülür. Plazmid DNA büyüklüğü, molekül ağırlığı bilinen ve aynı jelde yürütülen DNA fragmentleriyle karşılaştırılarak hesaplanabilir. Sonraki Konu: Plazmit DNA’nın Saflaştırılması PLAZMİD DNA’nın SAFLAŞTIRILMASI Plazmid izolasyonu için, bakteriler,deterjan uygulamasıyla parçalanır. Elde edilen solüsyon (hücre lizatı), santrifüj edilir. Protein ve RNA ile kompleks yapmış olarak bulunan bakteri kromozomal DNA’sı, büyük olduğu için, santrifüj tüpünün altındaki tabakada yer alır. Daha küçük olan plazmid DNA ise,temiz süpernatanda (temiz lizat) kalır. Plazmitlerin izolasyonu için kullanılan yöntemler, mini prep ve large scale olmak üzere iki şekilde uygulanır. En çok kullanılanlar, alkali lizis ve boiling lizis yöntemleridir. PLAZMİT DNA İZOLASYONU (ALKALİ LİZİS YÖNTEMİ) 1.Gecelik kültürden bir miktar alınarak 6000rpm.’de 5 dakika santrifüj edilir. 2.Süpernatan atılararak çökeltiye 100 ml.G.T.E.eklenir.(1.çözelti) 1.Çözelti (GTE.): 50 mM Glukoz 25 mM. Tris Cl (pH 10 mM. EDTA (pH 3.Tüpe 200 ml.2. çözelti eklenir. 2. Çözelti: 0.2 N NaOH %1 SDS (2. Çözeltinin taze hazırlanması gerekmektedir.Hazırlandıktan sonra buzda bekletilir.) 0.91 ml. dH2O 0.05 ml. NaOH (5 M stoktan) 0.04 ml. SDS (%20’lik stoktan) 4.Tüpe 150 ml.3. çözelti eklenerek 5 dakika buzda bekletilir. 3.Çözelti: 5M (molar) Potasyum asetat Glecial asetik asit dH2O 5. Tüpler,12000 rpm’de 5 dakika santrifüj edilerek supernatan yeni tüpe alınır.400 ml.fenol ve 400 ml.kloroform eklenerek 12000 rpm’de 2 dakika sanntrifüj edilir. Üst faz yeni bir tüpe alınarak 2 hacim etanol eklenip düşük hızda vortekslenerek 2 dakika oda sıcaklığında bekletilir. 6.12000 rpm’de 5 dakika santrifüj uygulanır,süpernatan atılarak çökeltiye 1 ml. %70′liketanol eklenir. 7.12000 rpm’de 2 dakika santrifüj edilir. 8.Süpernatan atılarak çökelti vakum altında kurutuldu.Kuruduktan sonra distile suda çözülür. Sonraki Konu: Plazmit DNA’nın Transferi PLAZMİD DNA’nın TRANSFERİ Donör ve resipient Hücreler arasındaki rekombinasyona ilişkin ilk bulgulardan biri, rekombinasyon için hücreler arasındaki bir bağlantının gerekliliğidir. Bu durum,F+ ve F- hücre kültürlerinin porlu filtre ile ayrıldığı deneyde gösterilmiştir. Bu durumda, hücre hücreye bağlantı engellenerek rekombinant oluşumunun engellendiği görülmüş ve olay için bakteriyel konjugasyon ya da çiftleşme terimi kullanılmaya başlanmıştır. Bir dizi deneyle, plazmid transferinin dört adımda gerçekleştiği gösterilmiştir. Bu adımlar: 1.Özel donör-resipient etletmesi (efektif kontakt) 2. DNA transferi için hazırlık (mobilizasyon) 3.DNA transferi 4.Replike olabilen fonksiyonel plazmidin resipient içinde tekillenmesi. F ya da F’ içeren hücreler,bir resipientle kontakt kurdukları zaman bu dört adım gerçekleşir. Bazı plazmit tipleri, bu işlemlerin tamamını gerçeklştirmek için genetik olarak yeterli değildirler. Plazmidler, bu özelliklerine göre dört gruba ayrılırlar: · 1. Nontransmissible Plazmitler:Efektif kontakt ve DNA transferi için gerekli olan genleri içermezler. 2. Konjugatif plazmidler: Efektif kontakt itleminin gerçeklettirilmesi için gerekli genleri içerirler. 3. Mobilisable Plazmidler: Plazmid DNA’ sını transfer için hazırlayan genleri taşır. 4. Self Transmissible Plazmidler: Hem konjugatif, hem de mobilize özellik taşırlar (F plazmitler gibi). Konjugatif fonksiyonlar, çoğu kez, plazmide özel değildir ve bundan dolayı, bir plazmid, ikinci bir plazmidin transferine yardımcı olabilir. Örneğin, bir tek hücre, hem F plazmid, hem de Col E1 plazmid taşıyabilir. F plazmid, hem konjugatif hem de mobilisable’dir. Oysa Col E1, mobilisabledir, fakat konjugatif değildir. Bu nedenle,sadece Col E1 plazmidi taşıyan bir hücre, plazmid transferi yapamaz. Her iki plazmidi içeren bir hücrede, F plazmidi,Col E1′de olmayan konjugatif fonksiyonu sağlayabilir, böylece Col E1 plazmiti, her iki plazmitten de yoksun olan bir hücreye aktarılabilir. Bu şekilde nonkonjugatif bir plazmidin, bir konjugatif plazmit sayesinde kurulan efektif kontakt yoluyla transfer edilmesine “donation” denir. Mobilizasyon fonksiyonları ise, genellikle plazmite özeldir; yani, bir self-transmissable plazmid, nonmobilisable bir plazmiti transfer etme yeteneğine sahip değildir. Bununla birlikte, bazı örneklerde, frekans düşük de olsa transfer gerçekleşebilir. Transferin olması için, iki plazmid arasında rekombinasyon yapılarak transfer edilebilir tek bir DNA molekülünün oluşturulması gerekir.Sonuçta, ortaya nonmobilisable plazmidin tamamını taşıyan bir selftransmissible plazmit çıkar. Bu işleme,”kondüksiyon” adı verilir. F aracılığı ile transfer edilen kromozom, kondüksiyonla mobilize edilir. F’teki dizilerle kromozom arasında bir genetik rekombinasyon meydana gelir ve f faktörü, kromozom boyunca resipient hücreye geçer. EFEKTİF KONTAKT ve PİLİ Efektif kontakt için ilk adım, donör ve resipient hücrelerin çift oluşturmasıdır. Çift oluşumu için, donör üzerinde seks pilus adı verilen kıl benzeri bir protein ilaveye ihtiyaç vardır. F içeren ve R içeren hücrelerde, F piluslar ve R piluslar bulunur. F pilus, izole edilmit ve pilin adı verilen tek bir hidrofobik proteinden oluştuğu saptanmıştır. F piliye bağlanan bazı fajlar bulunmaktadır (male spesific fajlar). Bu fajlar iki tiptir.Bir kısmı pilusun ucuna, bir kısmı da dibine bağlanır. Uca bağlananlar, eşleşmeye engel olurken; dibe bağlananlar olmaz.Eşleşme sistemlerinin tümü piliye bağımlı değildir. Örneğin, Streptococcus fecalis, bir selftransmissible plazmit taşır. Plazmitsiz resipientler, dişi böceklerdeki feromona benzer şekilde bir eşleşme proteini üretirler. Bu protein,plazmit içeren (donör) hücrelerde yapılmaz. Feromon, donör hücrede adhesin denilen bir proteinin sentezlenmesine sebep olur.Adhesin, donör hücreyi çevreleyerek donör-reipient çiftinin oluşmasını sağlar. Plazmid transferi tamamlandıktan sonra feromon sentezi durur. MOBİLİZASYON ve TRANSFER Mobilizasyon, plazmitte kodlanıp muhtemelen rilaksasyon kompleksinde nik oluşturan proteinin özel baz dizisine sahip transfer orijininde (oriT) bir tek zincir (single strand) kırık oluşturmasıyla başlar. nik, dönen halka (rolling circle) replikasyonunu başlatır ve dönen halkanın lineer kolu transfer ediliri. Nik oluşturan protein, 5′ ucuna bağlı kalır ve replikasyon şekli, FX 174 fajının rolling circle mekanizmasına benzer. Burada önemli bir özellik, DNA sentezinin hem donör, hem de resipient hücrede gerçekletmesidir. Donördeki sentez, donör konjugal DNA sentezi adını alır ve transfer edilen tek zincirin yerini doldurur. Resipient hücredeki sentez ise (resipient konjugal DNA sentezi), alınan tek zinciri çift zincire çevirir. Genellikle, transfer edilen zincirin donör konjugal sentezle yer değiştirmesi ve resipient hücrede çift zincir DNA’ya çevrilmesi eş zamanlıdır. F PLAZMİDİNİN tra GENLERİ Genetik madde transferi, fin genlerinin kontrolündedir. Temel transfer (tra) fonksiyonları, bir operonda kodlanmaktadır. tra genlerinin çoğu,pili sentezinde görevlidir. Örneğin. tra A geni, pilin proteinini kodlar ve tra B,C,D,E,F,G,H,K,L,Q,U,V,W genleri ise, fonksiyonel bir pilusun oluşması için gereklidir. Diğer genler, eşleşme, transferin başlaması, transferin gerçekleşmesi, oriT’de nik oluşturulması, normal replikasyon orijini oriV’den DNA replikasyonu, iki f+ hücrenin eşleşmesinin engellenmesi (surface exclusion) ve plazmit uyuşmazlığında gereklidir. TRANSFERDE KONAKÇI KISITLAMASI Bazı durumlarda transfer edilen plazmit,konakçının restriksyon endonükleaz enzimleri tarafından parçalanır. Bu gibi durumları engellemek için, transfer edilen DNA, çift zincire çevrildikten sonra metillenmelidir. Bir zincirden metillenen DNA, restriksiyon endonükleaz enzimlerinden etkilenmez. Sonraki Konu: Plazmit Replikasyonu PLAZMİD REPLİKASYONU Bir plazmid, ancak konakçı hücre içinde replike olabilir. Plazmid, hangi tipte olursa olsun,replikasyonun doğru şekilde gerçekleşmesi için “replikasyon orijini ” adını alan belirli dizilere sahip olması gerekir. Plazmitler, replike olabilmek için, konakçının replikasyon proteinlerine gereksinim duyarlar. DNA polimeraz III, E.coli kromozomal DNA’sı için ana replikasyon proteinidir. Ancak, bazı plazmitler, onun yerine DNA polimeraz I’i kullanırlar. Örneğin, pol A mutantlarında, Pol-I düzeyinin düşüklüğünden F plazmitinin replikasyonu etkilenmezken Col E1 plazmiti, replike olamaz. Bunun sebebi, F plazmiti replikasyonunda pol-III; Col E1 replikasyonunda ise pol-I’in kullanılmasıdır. Bazı plazmitler, yalnızca konakçı genlerinin ürünlerini kullanırlar. Col E1 DNA saflaştırıldıktan sonra Col E1 yada diğer bir plazmid taşıyan hücrelerden elde edilen ekstrakta eklenirse replike olabilir. Diğer plazmidlerse, plazmitte kodlanan gen ürünlerine ihtiyaç duyarlar. Tüm plazmitlerin replikasyonu, semikonservatiftir. Farklı plazmitlerin replikasyon modelleri arasında önemli farklar vardır.Bazıları tek yönlü (unidirectional); bazıları çift yönlü (bidirectional) replike olurlar. RK 6 plazmidi, önce bir yönde, sonra da aynı orijinden ters yönde replike olur. Çift yönlü replike olan plazmidlerde, replikasyon iki şekilde sonlanır. Birinci tipte, terminasyon, büyümekte olan çatallar çakıştığı zaman olur. Diğerlerinde ise sabit bir terminasyon bölgesi vardır. Replikasyon halkası tamamlandığı zaman, halkalardan biri, yeni sentezlenen DNA’ların ayrılması için kırılır. Replikasyon sonucunda, bir nik açılmış molekül, bir de süper koil molekül meydana gelir. KOPYA SAYISININ KONTROLÜ Bir plazmid, hangi tipte olursa olsun, replikasyonun başlangıcını,dolayısıyle hücre içindeki sayısını kontrol eden genlere sahiptir. Plazmidler,hücre içindeki sayılarına göre, stringent yani düşük kopya sayılı (hücrede 1-2 kopya) veya relaxed yani, yüksek kopya sayılı (10- 100 kopya) plazmidler olarak iki gruba ayrılırlar. Plazmidler, replikasyonun başlangıcını negatif kontrol eden bir repressör kodlarlar. Bu, kopya sayını denetleyen bir mekanizmadır. Repressörün aktivitesi, konsantrasyonuna bağlıdır. Hücre gelişirke hacim artar, repressör konsantrasyonu düşer ve replikasyonu inhibe edemez. Bu nedenle plazmid sayısı, repressör gen sayısı ve buna bağlı olarak da repressör protein konsantrasyonu iki katına çıkar. Konsantrasyon belirli düzeye erişinde, replikasyon engellenir. Benzer olaylar zinciri, yüksek kopya sayılı plazmidlerin hücrede tek bulunması halinde de cereyan eder ve repressör konsantrasyonu replikasyonu inhibe edecek seviyeye çıkana dek plazmid, çoğalmaya devam eder. Plazmidlerin farklı kopya sayılarında bulunmalarını açıklamak üzere ileri sürülen bir modele göre, yüksek kopya sayılı plazmitlerin represyonu için gereken repressör konsantrasyonu, düşük kopya sayılıların repressör konsantrasyonuna göre daha yüksektir. PLAZMİD AMPLİFİKASYONU Plazmid içeren bir bakteri kültürüne, kloramfenikol gibi protein sentez inhibitörleri eklenecek olursa, kromozomal DNA replikasyonu inhibe edilir, ancak plazmit DNA, hücredeki sayısı bin, hatta daha fazla oluncaya kadar replike olmaya devam eder. Kromozomal DNA replikasyonun durma sebebi, bu reaksiyonların başlaması için protein sentezine gerek olmasıdır. Eğer plazmit, bakteriyel ya da plazmitte kodlanan dayanıklı proteinleri kullanıyorsa replike olmaya devam edebilir. Bunun yanında, konsantrasyona bağlı etki gösteren regülatör proteinlerin sayıları artamayacağı için plazmit replikasyonu baskılanamayacaktır. Plazmit amplifikasyonundan,genetik mühendisliğinde yararlanılır; kullanılacak plazmid, saflaştırılmadan önce bu yöntemle sayısı arttırılabilir. İNKOMATİBLİTE Birbirine yakın, ilişkili plazmidler, aynı hücre içinde stabil kalamazlar. Böyle plazmidlere “incompetable” denir.Plazmid replikasyonunun başlangıcında işlevi olan repressör modeli de bu durumu açıklar. İki plazmid taşıyan bir hücre düşünelim. Bu plazmidler, farklı repressörlere sahip olan F ve Col E1 plazmidleri olsun. Repressörler farklı olduğu için,bir plazmidin repressörü, diğerini regüle edemez ve plazmidler birbirinden bağımsız olarak replike olurlar. Bu durumda,F ve Col E1 plazmidleri uyumludur (competable); başka bir deyişle, farklı inkompatiblite gruplarına aittirler. Çetitli Enterobacteria’lar, bir çok plazmidi aralarında transfer edebilirler.Bu plazmidler, 25 inkompatiblite grubunda sınıflandırılırlar.Plazmidler, oluşturdukları pilus tipine göre de sınıflandırılırlar. AKRİDİNLERLE REPLİKASYONUN İNHİBE EDİLMESİ Çeşitli ajanlar, DNA’daki bazların aralarına girerler. Özellikle akridinler, kromozomal DNA’yı etkilemeden plazmid replikasyonuna engel olurlar. Bu inhibisyonla hücrenin plazmidi kaybetmesi sağlanabilir (acridin curing). Üreme ortamındaki akridin konsantrasyonu çok yüksek olursa kromozomal; düşük olursa plazmid DNA’nın replikasyonu durur. HÜCRE BÖLÜNMESİNDE PLAZMİDLERİN PAYLAŞILMASI Bir dizi deney,düşük kopya sayılı plazmidlerin bölünme sırasında kardeş hücrelere dağılmasının kontrol altında olduğunu göstermiştir. Şöyle ki, bölünmeye hazır bir hücre, plazmid DNA molekülünün iki kopyasını taşır ve yeni oluşan hücrelere bu kopyalardan biri gider (F plazmitte olduğu gibi). Eğer böyle bir kontrol olmasaydı, yeni hücrelerden bazıları plazmit taşımazdı. Plazmitsiz hücre sayısının artışını engellemek için, düşük kopya sayılı plazmidlerde bulunan paylaşım fonksiyonu, yüksek kopya sayılı plazmidler için gerekli değildir. Sonraki Konu: Önemli Plazmitler ÖNEMLİ BAKTERİYEL PLAZMİTLER ve ÖZELLİKLERİ F PLAZMİDLER F plazmidlerin en büyük özellikleri, bakteri kromozomuna entegre olabilmeleridir. Bu integrasyon sonucunda, Hfr hücreler oluşur. İntegrasyon, l fajının bir bakteride lizojenize olmasına benzer; ancak, F’in E.coli kromozomuna integrasyonu, l DNA’nın integrasyonundan farklıdır. F, kromozomal DNA’da bir çok bölgeye bağlanabilir. Kromozom üzerinde yirmiden fazla mamajör ve yaklaşık yüz minür bölge bilinmektedir. F’in her bir bölgeye affinitesi aynı değildir. F’in kromozomdan ayrılması, nadir de olsa gerçekleşir. Ayrılma frekansı, bazı lokalizasyonlarda, diğerlerine göre yüksektir. Çoğu kez, F’in ayrılması hatasız olmaz. Böyle durumlarda, iki kesimden biri entegre olmuş F’in içinde; ikincisi ise kromozomal DNA’nın F’e bitişik parçasında olur. Bu tip ayrılmalar, F’ plazmidlerin orijinini oluşturur. F faktörünün DNA replikasyonunda defekti olan mutant bakteri kromozomuna entegre olması, integratif süpresyon adı verilenolayda artışa sebep olur. F faktörü,replike olmak için E.coli’nin çeşitli replikasyon proteinlerini kullansa da, kromozomal DNA replikasyonunun başlamasını sağlayan dnaA geninin ürününe ihtiyacı yoktur.Yani, F faktörü,dnaA (Ts) mutantında serbest bir protein olarak bulunuyorsa, sıcaklık 42oC’ye yükseltildiği zaman (yükseltmenin amacı,mutant DnaA proteinini inaktive etmektir) kromozomal replikasyonun gerçekleşmesi, pek olası değildir; ancak, F plazmid, hala replike olabilir. F faktörü, dnaA (Ts) mutant suşta kromozoma entegre olmuşsa (hücre Hfr ise) Kromozomal replikasyon,yüksek sıcaklıkta da olur. Böyle bir durumda replikasyon, E.coli replikasyon orijininden değil, F faktörünün oriV bölgesinden başlar. Sonuçta,F faktörünün entegre olması, dnaA (Ts) fenotipini DnaA-bağımsız replikasyon orijini sayesinde baskılar. İntegratif süpresyonun gözlenmesi, F faktörü kromozoma entegre olmuş bir suşu izole etmek için kullanışlı bir yöntemdir. Örneğin, bir F’ Lac+ / Strs sutu, bir lac- DnaA (Ts) Strrsutuyla çiftlettirilebilir ve Lac+ Strr hücreler, 42oC’de streptomisinli minimal laktoz agara ekilerek seçilebilir. Hayatta kalan kolonilerin tümü, entegre olmut F’ lac içeren Hfr koloniler olacaktır. DİRENÇ (R) PLAZMİDLERİ R plazmitleri, ilk defa Japonya’da bir dizanteri salgını sırasında S.dysenteriae bakterilerinden izole edilmit, daha sonra, E.coli ve bir çok bakteride bulunmuştur. R plazmitler, konakçılarına bir grup fungal antibiyotiğe karşı direnç kazandırırlar ve genellikle self-transmissible özelliktedirler. Çoğu R plazmiti, bitişik iki DNA segmentinden ibarettir. Bu fragmentlerden biri, resistans transfer faktör (RTF) olup, DNA replikasyonunu, kopya sayısını, gen transferini ve kimi zaman tetrasiklin resistans genin regüle eder. R determinant olarak da adlandırılabilen öbür segment ise, antibiyotik resistansı için gereken diğer genleri taşır. R plazmitleri, genellikle, bir grup kombinasyonla, ampsilin (amp), kloramfenikol (Cam), streptomisin (Str), kanamisin (Kan) ve sulfonamid (sul) resistans genlerini taşır. İki bileşenli R plazmitleri, F’ plazmitlerden farklı olarak integrasyondan sonra gelen bir eksidasyonla oluşmazlar. Bu mekanizmanın yerine, transpozonlarla resistans genleri taşınabilir. R plazmitler,tıp alanında da büyük öneme sahiptir. Çünkü, bakteriler arasında transfer edilebilme özelliklerinden dolayı, büyük epidemilere sebep olmuşlardır. KOLİSİNOJENİK PLASMİDLER Col plasmidleri , kolisin üretme yeteneği sağlayan E.coli plasmidleridir.Kolisin, Col plasmidi taşımayan duyarlı bakterilerin çoğalmasını engelleyen bir proteindir. Col plasmidleri çeşitli bakteri türlerinde bulunan ve baktriosin üreten bakteriosinojenik plasmidler gurubundadır. Bakteriosinler, ki kolisinler bunlara bir örnektir; duyarlı bakterilerde etkileşime girerek birçok temel işlevi inhibe ederler. DNA replikasyonu, transkripsiyon, translasyon veya enerji metabolizması, kolisinlerin kötü yönde etkilediği işlevlerdendir.Kolisinlerin birçok tipi vardır. Her tip bir harfle belirtilir ve duyarlı hücrelerde özel şekillerde inhibisyona neden olurlar. Kolisin üretiminin saptanması, faj saptanmasına benzer bir yöntemle yapılır. Kolisin üreten hücre, duyarlı hücre kültürü üzerine konulur; kolisin, etraftaki bakterilerin çoğalmasını engeller.Koyu bakteri tabakasında “lacuna” olarak bilinen temiz bir bölge oluşturur. Col plasmidler, konakcılarının , doğada kolisine duyarlı hücrelere göre avantajlı olmalarını sağlar. Saflaştırılan kolisinlerde yapılan çalışmalar,bu proteinlerin gerçek kolisin ve defektif faj partikülleri olmak üzere iki tipte olduğunu göstermiştir. Bazı kolisinler, basit proteinlerdir. Diğerleri, elektron mikroskobu ile incelendikleri zaman faj kuyruklarına benzedikleri görülmüştür.Böyle plazmidler, eski profaj kalıntılarının gen ürünleri olabilirler; replikasyon ve baş ünitelerinin üretiminden sorumlu genleri kaybetmiş, ancak ve bir represör sistem, lizis enzimi ve kuyruk kodlayan gen bozulmadan kalabilmiştir. Faja benzer şekilde , kolisin hücre duvarı üzerinde özel reseptör bölgelere bağlanır.Ek olarak, bazı kolisinlerin ekspirasyonu normalde represe edilmiş olsa da UV ışığı gibi DNA bozan ajanlarla indüklenebilirler. Genellikle kolisinler, Col ilişkili bir hücreye karşı inaktiftirler.Bu olaya immünite denir. Çoğu kez, immünite, salınan küçük bir proteinin büyük kolisin proteinine bağlanması ile gerçekleşir. İmmünite proteini, yalnızca Col + hücrelere immünite sağlamaz, bunun yanında Col- hücrelerin öldürülmesinde degörev yaparlar. Örneğin, kolisin kloasin DF 13 proteini , üç bölgeden meydana gelir. Bu bölgeler, bir reseptöre bağlanan bölge, bir RNase ve immünite proteinine bağlanan bir segmentir. Reseptöre bağlana uç, hidrofobiktir ve hücre zarı ile interaksiyona girmesi olasıdır. İmmünite bağlayan segment, güçlü bir negatif yüke sahiptir; böylece pozitif yüklü immünite proteini ile nötralize olur. Kolisin bir reseptöre bağlandıktan sonra, parçalanır. N terminal bölgesi hücre dışında kalır, RNase segmenti hücreye girer, hücre yüzeyindeki immünite proteininden ayrılır. RNase, ribosomdaki RNA yı etkiler ve böylece duyarlı hücreyi öldürür. Col plasmidler, çok büyük boydadırlar. En çok çalısılan Col plasmidi, Col E1 dir.6646 baz çiftlik tam sekansı bilinmekte ve rekombinant DNA araştırmalarında çok sık kullanılmaktadır. Büyük self transmissible Col plasmidlerin çoğu, küçük Col plazmidler ile F veya F’ plasmidler arası hibritlerdir. Col E1, mobilize olabilen ancak konjugatif olmayan bir plasmittir. Plasmidde kodlanan bir nükleaz( Col E1 için nükleaz, mob geni tarafından kodlanır) ve bom (basis of mobility) adını alan özel baz dizisi üzerinde aktivite gösterir. Bu dizi kolisin bölgesini içerir. Mob geni transkribe edilir, mob ürünü, bom bölgesinde nik açar (nik gerçek kesim bölgesidir) ve süperkoil Col E1 DNA sı niklenmiş bir halkaya dönüşür.Bu olayları gerçekleştiren hücre F- ise, Col E1 plasmidi, pili yapma yeteneğine sahip olmadığı için konjugasyon çifti olusturamaz, transfer gerçekleşmez. Ancak hücrede hem Col E1 hem de F plasmidi varsa, F plasmidi, pilus ve transfer aparatının sentezini sağlayacağı için Col E1 transfer edilebilir. Mob- mutantı Col E1 ler, F plasmidi varlığında da transfer edilemezler. F+ mob+ bom- mutantlarında da transfer gerçekleşmez. Agrabacterium Ti PLAZMİTİ Bir çok Dictyledonus bitkisinde Agrabacterium tumefaciens bakterisinin sebep olduğu bir crown gall tümör bulunur. Tümörü oluşturan özellik, Ti adı verilen bir plazmite bağlıdır. Bitki enfekte olduğu zaman, bazı bakteriler bitki hücrelerinin içlerine girer,orada büyür ve lizise uğrarlar. Bunun sonucunda DNA’lar, hücre içine salınır. Bu noktadan sonra, tümör oluşumu için bakteriye gerek yoktur. Ti plazmitinin, replikasyonds görevli genler içeren küçük bir fragmenti, bitki hücresinin kromozomuna entegre olur ve hormonların etkisiyle hücre bölünmesini kontrol eden sistemin etkisini azaltır. Böylece hücre, tümör hücresine dönüşür.Bu plazmidler, bitki kültürlerinin geliştirilmesinde önemlidir. Özel genler, rekombinant DNA teknikleriyle bu plazmitlere takılabilir ve bu genler,bazen bitki kromozomuna entegre olabilir. Sonuçta,bitkinin genotip ve fenotipi değiştirilebilir. KONAKÇI SINIRI GENİŞ PLAZMİDLER Bazı plazmidler, sadece sınırlı sayıda, ilişkili bakteride bulunabilir. Bu plazmitlere, konakçı sınırı dar plazmitler denir. E.coli Inc P ve Pseudomonas aeruginosa Inc P1 inkompatiblite gruplarındaki self transmissible R plazmidleri ise, çok sayıda bakteri türüne transfer edilebilirler. Bunlar da, konakçı sınırı geniş plazmidler olarak adlandırılırlar. Neden bazı plazmitlerin konakçı sınırı dar, bazısının geniş olduğu bilinmemektedir. Plazmid: Büyüklük (Kb): Kopya Sayısı: Self-Transmissible Fenotipik Özellikler: Col plazmidler ColE1 6.4 10-15 Colicin E1,enerji gradientini parçalar,konakçyya Colicin E1′e ba?y?yklyk sa?lar. ColE2 7.6 10-15 Colicin E2,bir Dnase’dyr;konakçyya Colicin E2 ba?y?ykly?y. ColE3 7.6 10-15 Colicin E3 bir ribozomal Rnase’dyr;konakçyya ColicinE3 ba?y?ykly?y. F plazmid 94.5 1-2 F-pilus , konjugasyon. R plazmidler R100 106.7 1-2 Camr,Strr,Sulr,Tetr RK2 56.0 5-8 Geni? konakçy siniri pSC101 9.0 <5 Faj plazmidler ldv 6.4 50 l genleri cro,cl,O,P Rekominant plazmidler pBR322 4.4 20 Orta kopya sayysy,ColE1 tipi replikasyon,Ampr pUC18 2.7 200-500 Yüksek kopya sayysy,kopya sayysyny yükselten bir mutasyonla ColE1 tipi replikasyon Ampr pACYC184 4.0 10-12 Camr, Tetr DİĞER PLAZMİDLER Kimi plazmitler,zararsız bakterilere girerek onları patojen hale getirirler.E.coli Ent plazmitler, bu gruptadır ve diareye sebep olan enterotoksinlerin sentezini sağlarlar.Hly adında bir plazmid (hemoliz yapan plazmid), domuzdan izole edilen E.coli’lerde bulunmuştur.Hemolizin, kan örneklerindeki eritrositleri yıksa da Hly plazmitinin herhangi bir patojeniteye sebep olduğu görülmemiştir. Çoğu Pseudomonas türü, yüzlerce çeşit organik bileşiği karbon kaynağı olarak -özellikle, toluen, oktan gibi zehirli olanları- kullanabilmektedir. Bu metabolik yetenek, degredasyon plazmidleri tarafından sağlanır. Her bir plazmid,bu bileşikleri yıkmaya yarayan bir veya daha fazla metabolik yolda görevlidir. Bu tipteki bazı plazmitler,bakteriye sentetik bileşikleri yıkma yeteneği kazandırır. Başka bir plazmit grubunun üyeleri ise, toksik metal iyonlarına karşı direnç sağlar. bu plazmidler, direnç sağladıkları iyonun var olduğu ortamda bulunurlar. Hg++ iyonlarına karşı direncin biyokimyasal mekanizması iyi çalışılmıştır. Olay, plazmitte bulunan ve Hg++ iyonlarını metalik merküriye çeviren redüktaz enzimi sayesinde gerçekleşir. KAYNAKLAR: 1.Microbial Genetics; Stanley R.Maloy; John E. Cronom; David Frefeld 2.Biochemistry; Geoffrey Zubay 3.Concepts of Genetics; William S.Klug; Michael R.Cummings 4. Molecular Cloning; J.Sambrook, E.F.Fritsch, T.Maniatis   Plasmid zaten bakteri hücresi içerisinde, bakteri kromozomundan bağımsız genellikle dairesel yapıda, replikasyon yapabilen bir DNA parçası. Yani oluşturulmaktan öte bakterinin kendi doğasında olan bir yapı. Bakteri plasmidlerinden tra genlerini taşıyanlar, bakterinin kromozomuna eklenip, tekrar ayrılabilme özelliğine sahip. Bazıları da fertilizasyon plasmidi olarak, replikasyon sonucu bir kopyasını başka bir bakteriye aktarabiliyorlar. Üzerinde antibiyotik üreten genler( ki bakteriler antibiyotiği diğer bakterilere karşı kendilerini koruma aracı olarak kullanırlar) ya da antibiyotik direnç genleri mevcut. Bu haliyle plasmid bakterinin doğal parçası. Bugün bizim klonlama için kullandığımız yapay plasmidler de, bakterilerdeki doğal plasmidlerden esinlenilerek düşünülmüş. Bakteri plasmidlerinin kendilerini çoğaltabilme özelliği ve antibiyotik direnç genleri klonlama vektörlerinin anahtar kısımlarını oluşturup, bunlar üzerinde çeşitli düzenlemeler ile istenen klonlama plasmidleri elde edilmiş durumda.   Bu konuda plazmidlerin kromozomal DNA'dan koparak oluştuğuna dair bir teori var. bu kopan DNA parçalarının replikasyon orijinleri de mevcut. bazı bakterilerde tekrar kromozom DNA'sına entegre olabilen plazmidler mevcuttur. bunlara epizom denir. umarım sorunuzun cevabı olmuştur.

http://www.biyologlar.com/ilk-plazmid-nasil-olusmustur

Bakteriyel Konjugasyon

Bakteriyel konjugasyon hücre teması yoluyla bakteriler arasında genetik malzeme aktarımıdır. Transformasyon ve transdüksiyon gibi bu da bir yatay gen transferi mekanizmasıdır. Bakteriyel konjügasyona, çoğu zaman hatalı olarak cinsel birleşmenin veya üremenin bir benzeri olarak değinilir. Oysa bu süreç cinsel değildir, çünkü eşey hücrelerinin birleşip bir zigot oluşturmasıyla ilişkisi yoktur. Olay verici bir hücreden alıcı bir hücreye genetik malzeme aktarımından ibarettir. Konjügasyon olabilmesi için verici bakterinin konjugatif, yani hareket ettirilebilir bir genetik unsura sahip olması gerekir, bu çoğu zaman bir konjugatif plazmittir. Çoğu konjugatif plazmid, alıcı hücrede benzer bir plazmidin olmadığını ağlayacak bir sisteme sahiptir. Aktarılan genetik bilgi alıcı hücreye bir yarar sağlayabilir, örneğin ona antibiyotik direnci verebilir veya ortamda bulunan bir besin maddesini daha iyi sindirmesini sağlayacak bir enzim sentezlenmesini sağlayabilir. Ancak, bu genetik elemanlar bakterinin genetik parazitleri olarak, konjugasyon da bu elemanların kendini yeni konaklara aktarmak için evrimleştirmiş olduğu bir mekanizma olarak da görülebilirler.Mekanizma Bakteriyel birleşmenin şematik gösterimi. 1- Verici hücre pilus oluşturur. 2- Pilus alıcı hücreye bağlanır, iki hücreyibiraraya getirir. 3- Plazmid çentiklenir, iki sarmallı olan DNAnın bir sarmalı alıcı hücreye aktarılır. 4- Her iki hücre plazmidlerini çift sarmallı olacak şekilde tamir ederler, alıcı hücre kendi pilusunu oluşturur. Aktarılan plazmid bakteriye yeni yetenekler sağlayabilir. Artık her iki hücre de vericidirler. Konjugatif plazmidlerin prototipi F-plazmididir, F-faktörü olarak da bilinir. F-plazmidi 100 kilo baz çifti uzunluğunda bir epizomdur, yani bakteri kromozomuna entegre olabilen bir plazmittir. Kendi ikileşme merkezine (İng. origin of replication) sahiptir, bunun adı oriTdir. Bir bakterinin entegre olmuş veya serbest tek bir F plazmidi olabilir, bu durumda bakteriye F-pozitif denir. Başka genetik bilgilerin yanısıra F-plazmidi tra ve trb adlı konumlarına (locus) sahiptir. Bunlar toplam 33 kilo baz çifti uzunluğundadır ve 40 genden oluşurlar. Tra konumu pilin geni ve denetleyici genlerden oluşur, bunlar sayesinde F-negatif bakterilere bağlanabilen piluslar oluşur. Mekanizmanin ayrıntıları hâlâ tartışilmakla beraber, DNAnın pilu içinden geçmediği, tra ve trb konumlarında kodlanan başka proteinlerin hücreler arasında bir kanal açtığı zannedilmektedir. Konjugasyon başladığında relaksozom adı verilen bir protein kompleksi, transfer merkezi olan oriT de DNAya bir çentik atar. F-plazmid sisteminde relaksozom TraI, TraY, TraM ve konak faktörü IHFden oluşur. Transfer olan T sarmalı cift sarmaldan ayrışıp alıcı bakteriye 5 ucundan 3 ucuna doğru aktarılır. Kalan sarmal ikileşir, ya konjugasyondan bağımsız olarak (vejetatif ikileşme, oriV den başlar) ya da konjugasyonla birlikte (konjugatif ikileşme, lambda fajın döner çember (rolling circle) ikileşmesine benzer şekilde). Eğer F-plazmid konak genome entegre olursa vericinin kromozom DNAsı plazmid DNAsı ile beraber aktarılabilir. Kromozomla DNAnın ne kadarını aktarıldığı iki bakterinin ne süreyle temas halinde kaldıklarını bağlıdır. E. colinin laboratuvarda çalışılan suşları için bütün bakteri kromozomunun transferi yaklaşık 100 dakika tutar. Aktarılan DNA rekombinasyon yoluyla alıcı genoma entegre olabilir. Entegre olmamış F plazmidli bir hücre kültüründe genelde birkaç hücrede plazmid kromozoma entegre olmuştur, bunlar bu tür kültürlerde seyrek olarak gözlemlenen kromozomal gen transferlerinden sorumludur. Entegre F-plazmidi olan bakteri suşları izole edilip saf kültür olarak çoğaltılabilirler. Bu suşlar kromozomal genleri çok verimli bir şekilde aktarabildikleri için Hfr (İngilizce high frequency of recombination, yüksek rekombinasyon frekansı) olarak adlandırılırlar. E. coli genomunun haritalanması için ilk kullanılan yöntem "durdurulmuş çiftleşme" (interrupted mating) deneyleri olmuş, bunlarda konjugasyon yapmakta olan çeşitli Hfr hücreleri 100 dakika tamamlanmadan evvel alıcı hücrelerden kopartılmış, sonra da hangi genlerin aktarıldığına bakılmıştı.

http://www.biyologlar.com/bakteriyel-konjugasyon

Bakteriler Hakkında Bilgi

Canlıların yaygın ve önemli bir kısmını oluşturmasına rağmen mikroorganizmaların besin üretiminde kullanılanları ve hastalık yapanları dışında büyük çoğunluğu tanımlanamamıştır. Bakteriler, ilk defa Antony Van Leeuwenhoek tarafından basit ışık mikroskobunda su damlacığı içinde gözlenmiştir. Bakterilerin temel yapısı dışta hücre duvarı ve hücre zarı, içinde de sitoplazmadan oluşur. Hücre duvarının ana bileşeni peptidoglikan adı verilen özel bir polisakkarittir. Bakterilerde sitoplazmanın içeriği, ökaryot canlılarla benzerlik gösterir. Sitoplazma içinde DNA, RNA, ribozomlar, yağ tanecikleri, glikojen, proteinler ve %90 oranında su bulunur. Bütün bakterilerde bu temel yapılar vardır. Ancak bakterilerin çeşitlerine göre sahip olduğu yapılar değişebilir. Oksijenli solunum yapan bakterilerde solunum enzimleri mezozom denilen yapılarda ve sitoplazmada bulunur. Mezozomlar hücre zarının sitoplazma içine katlanmasıyla oluşmuştur ve ökaryot canlılarda bulunan mitokondrinin görevini yapar. Fotosentez yapanlarda klorofil molekülü, aktif hareket edenlerde kamçı gibi yapılar bulunur. Aktif hareketin dışında bakteriler toz parçacıkları ve su damlacıkları ile pasif olarak uzak mesafelere taşınabilir. Bazı bakterilerde de hücre duvarının dışında polisakkaritlerden oluşmuş koruyucu bir kapsül bulunur. Bakterilerin yüzeylere ve birbirlerine tutunmak için pilus denen kısa uzantıları vardır. Piluslar aynı zamanda iki bakteri arasında DNA aktarımında rol alır. Bakteri DNA'sı zar ile çevrili değildir. Katılım maddesi sitoplazmada, çekirdek alanı denilen bölgede bulunur, halkasal bir DNA molekülünden oluşur. Bazı bakterilerde bu DNA'nın dışında plazmit adı verilen yapılar da bulunmaktadır. Plazmitler küçük halkasal yapıya sahip, kendini eşleyebilen DNA parçacıklarıdır. Plazmitler bakterilerinin yaşaması ve çoğalmasında etkili değildir. Ancak bakterilerde bazı özelliklerle ilgili genetik bilginin bir bakteriden diğerine taşınmasında, zor koşullara karşı direnç oluşumunda avantaj sağlar. Örnek: bir bakterinin antibiyotiklere karşı direnç kazanması bu yapıların aktarımı ile sağlanır. Bakteriler uygun olmayan ortam şartlarında hayatta kalabilmek için endospor oluşturur. Endosporlar olumsuz koşullara dayanıklı, metabolizması yavaşlamış yapılardır. Hücre, kromozomunu kopyalarken bir kopyasını da dayanıklı bir duvar ile çevirir ve olumsuz koşullarda hücre parçalansa bile çok dayanıklı olan endospor hayatta kalır. Yüksek ve düşük sıcaklık durumlarında meydana gelir. Bakteriler çok düşük sıcaklıklarda endospor halde uzun yıllarca var olabilirken (buzullarda binlerce yıllık bakterilere rastlanmıştır) yüksek sıcaklıklarda durum böyle değildir; belli sıcaklık değerlerinden sonra endospor korumaya devam edememektedir. Uygun koşullar sağlandığında su alarak yeniden çoğalmaya başlar. Endospor bir üreme biçimi değildir. Bakterilerin Üremesi Bakterilerde hem eşeyli hem eşeysiz üreme görülebilir. Çoğunlukla eşeysiz olarak bölünme ile çoğalırlar. İdeal şartlarda bölünme geçiren bir bakteri 20 dakika sonra gelişimini tamamlayarak tekrar bölünme geçirebilir. Yani bakteriler uygun ortamlarda çok hızlı çoğalırlar. Bakteriler için uygun ortam şartları; yeterli besin, nem ve uygun sıcaklıktır. Bu ortamlarda besinlerin bozulmasının hızlı gerçekleşmesinin nedeni, bakteriler için ideal ortamlar olmalarıdır. Bakterilerin bazılarında görülen özel bir durum ise eşeyli üremedir (konjugasyon). Bir bakteriden, aynı türden başka bir bakteriye genetik bilgi (kalıtım bilgisinin bir parçası) aktarımıdır. Bu aktarım tek yönlüdür. Konjugasyon olayında önce iki bakteri yanyana gelir ve bu bakteriler arasında bir sitoplazmik köprü veya pillus oluşur. Daha sonra bu köprü aracılığıyla aktarım gerçekleştirilir. Bakteriyel birleşmenin şematik gösterimi 1- Verici hücre pilus oluşturur. 2- Pilus alıcı hücreye bağlanır, iki hücreyi bir araya getirir. 3- Plazmid çentiklenir, iki sarmallı olan DNA'nın bir sarmalı alıcı hücreye aktarılır. 4- Her iki hücre plazmidlerini çift sarmallı olacak şekilde tamir ederler, alıcı hücre kendi pilusunu oluşturur. Aktarılan plazmid bakteriye yeni yetenekler sağlayabilir. Artık her iki hücre de vericidirler. Bakterilerde konjugasyon ile; Çeşitlilik sağlanır. Daha güçlü ve dirençli bakteriler oluşturulur. Eşeyli üreme ile bakteriler yeni gen düzenine (kombinasyonuna) sahip oldukları için daha dayanıklı formlar meydana gelebilir. Not: Konjugasyon ile birey sayısında artış sağlanmaz. Birey sayısı artışı ancak eşeysiz üreme ile sağlanır. Bakterilerin Gruplandırılması Bakteriler çeşitli özelliklerine göre alt gruplara ayrılırlar. 1-) Şekillerine göre bakteriler dört gruba ayrılırlar. a-) Yuvarlak şekilli bakteriler: Tek ya da koloni şeklinde bulunabilirler. Tek olanlarına coccus (kokus) denir. Koloni oluşturanlarına ise farklı isimler verilir. İkili olanlara diplococcus, uzun zincir şeklindekilere streptococcus ve üzüm salkımı şeklinde olanlara staphylococcus denir. Menenjit ve ateşli romatizma gibi hastalıklara neden olurlar. Genellikle kamçısızdırlar. b-) Çubuk şeklindeki bakteriler (bacillus): Bu bakterilerin boyları enlerinden daha fazladır. Düz veya hafif bükülmüş olabilirler. Uzun iplik şeklinde olanları da vardır. Verem, tifo ve tetanoz gibi hastalıklara neden olurlar. c-) Virgül şeklindeki bakteriler (vibrio): Virgül işareti gibi kıvrımlı yapıya sahip bakterilerdir. Kolera hastalığına neden olan bakteri grubudur. d-) Spiral şeklindeki bakteriler (spirillum): Çok kıvrımlı yapıya sahip burgu şeklindeki bakterilerdir. Frengi hastalığına neden olurlar. 2-) Beslenme şekillerine göre ikiye ayrılırlar. a-) Heterotrof bakteriler: ihtiyaç duydukları besinleri dışarıdan hazır olarak alırlar. Genellikle saprofit veya parazit olarak yaşarlar. Bazı türleri başka canlılara fayda sağlayarak beslenir. Parazit bakteriler: İhtiyaç duydukları besinleri birlikte yaşadıkları canlılardan karşılarlar. Bu canlıların sindirim enzimleri yoktur. Bu nedenle besinlerini ancak sindirilmiş halde alabilirler. Hastalık yapan türlerine patojen bakteriler denir. Bu bakteriler toksin denilen zararlı salgılar üretirler. Parazit bakteriler üzerinde yaşadıkları canlıya iyi uyum sağlamışlarsa fazla zarar vermezler. Çünkü konak canlı bakterinin barınağıdır ve öldüğünde barınak da ortadan kalkmış olur. Hastalık yapan bakterilere karşı kullanılan doğal ya da sentetik maddelere antibiyotik adı verilir. Ancak bilinçsiz antibiyotik kullanımı vücuttaki yararlı mikroorganizmalara da zarar verdiğinden dikkatli olunmalıdır. Saprofit bakteriler: Hücre dışına enzim salgılayarak ölü organizma canlı artıklarındaki organik maddelerin daha küçük organik ve inorganik maddelere parçalanmasını sağlarlar. Bu sayede hem kendi besin ihtiyaçlarını karşılar hem de doğadaki madde döngüsünün devamlılığında önemli rol oynar. b-) Ototrof bakteriler: İhtiyaç duydukları organik besinleri sentezleyebilen bakterilerdir. Fotoototrof (fotosentetik) bakteriler: Besinlerini fotosentez yoluyla üreten bakteriler enerji kaynağı olarak güneş ışığını kullanırlar. Fotosentez sırasında genellikle CO2 ve H2O, bazıları H2O yerine H2S kullanır. Fotoototrof bakterilere H2S kullananlardan mor sülfür bakterileri, H2O kullananlardan siyanobakteriler örnek olarak gösterilebilir. Kemoototrof (kemosentetik) bakteriler: Bu bakteriler besin sentezinde enerji kaynağı olarak ışık enerjisi yerine kimyasal enerji kullanılır. Bu amaçla Fe iyonlarından, H 2S ve NH3'ten kimyasal tepkimelerle enerji elde eder, bu enerjiyi besin sentezinde kullanırlar. Toprakta bulunan azot da yine bu bakterilerin etkisiyle bitkilerin kullanabileceği hala dönüşür. Kemoototrof bakterilere nitrit, nitrat, sülfür ve demir bakterileri ile baklagil kökünde yaşayan rizobiumlar örnek olarak gösterilebilir. 3-) Gram boyanma özelliğine göre ikiye ayrılırlar. Hücre duvarında fazla miktarda peptidoglikan içeren bakteriler gram boyama yöntemine göre mor renkte boyanırlar ve gram (+) olarak isimlendirilirler. Hücre duvarında ince bir peptidoglikan tabakası ve bunun üzerinde lipopolisakkaritlerden oluşmuş bir tabaka bulunduran bakteriler ise gram boyama yöntemine göre pembe renkte boyanırlar ve gram (-) olarak adlandırılırlar. 4-) Oksijene duydukları ihtiyaca göre üç grupta incelenirler. a-) Zorunlu aerob bakteriler: Oksijenli solunum yaparlar ve sadece oksijenli ortamlarda yaşayabilirler. Bu bakterilerde oksijenli solunum yapılmasını sağlayan mezozomlar bulunur. Besin veya deney ortamlarında havayla temas edebilen dış yüzeylerde yoğunlukla yer alırlar. b-) Zorunlu anaerob bakteriler: Oksijen kullanmadıkları için fermantasyonla (oksijensiz solunum) enerji ihtiyacını karşılar. Sadece oksijensiz ortamlarda yaşayabilirler. Deney ortamlarında incelendiklerinde hava ulaşmayan dip kısımlarda yoğunlaşırlar. c-) Geçici (fakültatif) bakteriler: Hem oksijenli hem oksijensiz ortamlarda yaşayabilen bakterilerdir. Geçici aerob bakteriler; normalde oksijensiz ortamda yaşamalarına rağmen kısa süreli oksijensiz ortamda da yaşayabilen bakterilerdir. Geçici anaerob bakteriler; normalde oksijenli ortamda yaşayan, fakat geçici olarak oksijensiz ortamda da belli bir süre yaşayabilen bakterilerdir. Bakterilerin Biyolojik Önemi ve İnsan Sağlığıyla İlişkisi Dünyanın hemen her tarafına dağılmış olan bakterilerin zararlı olanlarının yanında yararlı olan türleri de vardır. Canlıların vücudunda parazit olarak yaşayan bakteriler birçok hastalığa (besin zehirlenmesi, verem, zatürre vb.) neden olurlar. Bazı bakteri türleri bazı yiyeceklerin(konservelerin) bozulmasına ve besin zehirlenmesine neden olurlar. Bazı bakteriler üzerinde yaşadıkları canlılarla karşılıklı yardımlaşmaya dayanan bir beslenme ilişkisi kurabilirler. Örneğin insanın bağırsağında yaşayan bazı bakteriler, sindirim artıklarıyla beslenirken insana B ve K vitaminlerini sağlar. Bakteriler, hastalıklarla mücadelede etkili olan aşı ve antibiyotiklerde kullanılırlar. Zayıflatılmış bakteri içeren aşılar insana bağışıklık sağlar. Ayrıca bakterilerde genetik materyal bir tane olduğu için ve etrafında protein kılıfı bulunmadığı için en kolay incelenebilen canlıdır ve bu yüzden genetik araştırmalarda kullanılırlar. Bunlara ek olarak saprofit beslenen bakteriler doğadaki besin döngüsünün tamamlanmasını sağlarlar ve bu sayede ekolojik denge bozulmaz.

http://www.biyologlar.com/bakteriler-hakkinda-bilgi-1

NÜKLEİK ASİTLER DNA VE RNA

RİBONÜKLEİK ASİT (RNA) RNA'lar ribonukleotitlerinbirbirlerine bağlanması ile meydana gelen tek zincirli nukleik asitlerdir. DNA molekülleri ile kıyaslandığı zaman boyları daha kısadır. Hemen hemen bütün hücrelerde bol olarak bulunmaktadırlar. Gerek prokaryotik gerek ökaryotik hücrelerde genellikle üç ana sınıf RNA'ya rastlanmaktadır. Bunlar mesencır RNA (mRNA), ribozomal RNA (rRNA) ve transfer RNA (tRNA) dır. Bütün RNA'lar tek zincirli özel bir baz dizisine, karakteristik bir molekül ağırlığına sahip ve belirli bir biyolojik fonksiyonu yerine getirmektedir. MESENCIR RNA (mRNA) DNA'da saklı bulunan genetik bilginin, protein yapısına aktarılmasında kalıplık görevi yapan aracı bir moleküldür. mRNA ribozomlara tutunur ve DNA'dan aldığı genetik şifreye göre sentezlenecek proteinin amino asit sırasını tayin etmektedir. Her mRNA molekülü, DNA üzerinde bulunan ve gen adı verilen belirli bir bölge ile komplementerlik göstermektedir. Tek bir ökaryotik hücre yaklaşık 10.000 farklı mRNA molekülü ihtiva etmekte ve bunların her birinden bir veya daha fazla polipeptid zinciri sentezlemektedir. TRANSFER RNA (tRNA) tRNA'lar da ribonukleotidlerin polimerize olması ile meydana gelmiş, çok kıvrımlar gösteren ve tek zincirli yapıya sahip bir RNA çeşididir. tRNA'lar yonca yaprağına benzeyen üç boyutlu yapılarında yer yer çift sarmallı bir durum göstermektedir. Zincirde yer alan ribonukleotid sayısı 70 ile 99 arasında, molekül ağırlığı ise 23.000 ile30.000 dalton arasında değişmektedir. Doğada yer alan 20 aminoasitin her biri için en az bir tRNA molekülü bulunmaktadır. tRNA'lar adaptörlük görevi yaparak bir uçlarına bağladıkları amino asiti, ribozoma tutunmuş mRNA'nın taşıdığı kodono göre polipeptid zincirine dizerler. tRNA'lar üç bazdan meydana gelen antikodon adı verilen uçları ile yine mRNA üzerinde bulunan ve kodon adı verilen bölgeye geçici bağlanarak amino asitlerin mRNA üzerindeki şifreye göre doğru bir şekilde dizilmelerini temin etmektedir. RİBOZOMAL RNA (rRNA) rRNA'lar ribozomların ana yapısal elementi olup yaklaşık olarak ribozom ağırlığının % 65'ini teşkil ederler. Prokaryotik hücrelerde 3 çeşit, ökaryotik hücrelerde ise 4 çeşit rRNA bulunmaktadır. Ribozomal RNA'lar ribozomların yapı ve fonksiyonlarında önemli rpller oynamaktadır. Bunlara ilave olarak ökaryotik hücrelerde iki çeşit RNA daha bulunmaktadır. Bunlardan birincisi heterojen nuklear RNA (hnRNA)'lardır. Bunlar ökaryotik hücrede sentezlenen ve prosese uğramamış öncül mRNA molekülleridir. İkincisi ise küçük nuklear (snRNA)'dır ve yine öncül mRNA moleküllerinin prosese uğraması esnasında ortaya çıkmaktadırlar. DEOKSİRİBONÜKLEİK ASİT (DNA) Genetik olayların hücrede moleküler düzeydeki temeli genetik materyal görevini üstlenen nükleik asitlerin yapı ve özelliklerine dayanır. Nükleik asitlerin iki türü olan deoksiribonükleik asit DNA ve ribonükleik asit RNA temelde aynı yapısal özelliklere sahiptir. Genler, DNA‘daki bazı kimyasal dizilimler olan nükleotidlerden meydana gelmiştir. Çoğunluk kromozomların içersinde bulunurlar. Ayrıca DNA molekülü prokaryotlarda (Bakteriler) kromozom dışı genetik sistem, olan plazmidlerde, Ökaryotik hücrelerde genetik materyalin kromozomlar (Nukleus) dışında temel olarak (hayvan ve bitkilerde) mitokondri ve (sadece bitkilerde ve alglerde) kloroplastlarda bulunduğu bilinmektedir. 1953 yılında Watson ve Crick DNA molekülünün kendine has özelliklere sahip bir çift sarmal yapı halinde bulunduğunu ileri sürdüler. Bu araştırıcıların önerdikleri DNA yapısı o tarihlerde başka araştırıcılar tarafından ortaya konulan DNA ya ilişkin önemli bulgulara dayanmaktadır. Bunlardan biri, Wilkins ve Franklin tarafından, izole edilmiş DNA fibrillerinin X-ray ışınlarını kırma özelliklerinin açıklanmasıdır. Elde edilen X ışını fotoğrafları, DNA nın zincirlerindeki bazların diziliş sırasına bağlı olmaksızın, çok düzenli biçimde dönümler yapan bir molekül olduğunu göstermektedir. Ayrıca TMV (tütün Mozaik Virusu) üzerinde yapılan çalışmalar da DNA ile ilgili çalışmalarda ışık tutmuştur. Bir başka önemli bulguda Chargaff tarafından saptanmıştır. Herhangi bir türe ait DNA nın nükleotidlerine parçalandığında serbest kalan nukleotidlerde adenin miktarının timine, guanin miktarının da sitozine daima eşit olduğunun saptanmasıdır.. Yani Chargaff kuralı‘na göre doğal DNA moleküllerinde adeninin timine veya guaninin sitozine oranı daima 1’e eşittir. (A/T=1 ve G/C=1). İşte Watson ve Crick bu bulguları değerlendirerek böyle özelliklere sahip DNA makro molekülünün sekonder yapısına ait bir model geliştirdiler. Bu modele göre, bir çok sorunun açıklanması yapılabildiğinden dolayı 1962 yılında bu iki bilim adamına Nobel Ödülü verildi. Bu modele göre; DNA molekülü, heliks (=sarmal) şeklinde kıvrılmış, iki kollu merdiven şeklindedir. Kollarını, yani merdivenin kenarlarını, şeker (deoksiriboz) ve fosfat molekülleri meydana getirir. Deoksiriboz ile fosfat grupları ester bağlarıyla birbirlerine bağlanmıştır. İki kolun arasındaki merdiven basamaklarında gelişigüzel bir sıralanma yoktur; her zaman Guanin (G), Sitozin’in (C ya da S); Adenin (A), Timin’in (T) karşısına gelir. Hem pürin (yani adenin ve guanin) ile pirimidin (yani sitozin ile timin) arasındaki hidrojen bağları, hemde diğer bağlar, meydana gelen heliksin düzgün olmasını sağlar. Pürin ve pirimidin bazları, yandaki şekerlere (Riboz), glikozidik bağlarla bağlanmıştır. Baz, şeker ve fosfat kombinasyonu, çekirdek asitlerinin temel birimleri olan nükleotidleri meydana getirmiştir. Dört çeşit nükleotid vardır. Bunlar taşıdıkları bazlara göre isimlendirilirler (Adenin, Guanin, Sitozin,Timin). DNA molekülü kendini oluşturan nukleotidlerin sayısına bağlı olarak, büyüklüğü türden türe değişen, uzun zincir şeklinde bir yapı gösterir. İnsanda bu zincirin uzunluğu açıldığında 2 metreye kadar varabilir. Bütün halinde eldesi zincirin hassas ve kırılgan yapısından ötürü çok güçtür. İki polinükleotid zincirin şeker fosfat omurgaları, ortak bir eksen çevresinde eşit çaplı ve sağ yöne doğru dönümler meydana getirir. Nükleotidlerin bazları molekülün omurgasının iç kısmında bulunur. Bazların konumları sarmalın eksenine 90 derece açı yapacak şekilde konumlanmıştır. Birbirine komşu baz çiftlerinin dönümleri arasındaki uzaklık 3,4A dür. Ayrıca her baz çifti komşusuna 36 derecelik açı yapacak şekilde yerleşmiştir. Buna göre, yaklaşık 10 baz çifti 360 derecelik tam bir dönümü tamamlayacağından, her dönümün boyu 34A dür. İki polinükleotid zincirdeki nukleotidler karşılıklı olarak birbirlerine hidrojen bagları ile bağlanmıştır. Bu bağ fosfor bağları kadar kuvvetli olmadığı için pH değişikliği, sıcaklık basınç gibi faktörlerde kolaylıkla birbirlerinden ayrılabilmektedir. DNA nın kendi kopyasını yapması ve gen anlatımı, nukleotidler arasındaki hidrojen bağlarının ayrılması ile gerçekleşmektedir. Nükleotidler birbirlerine fosfat bağlarıyla bağlanarak, şeker ve fosfat kısımlarının birbirlerini izlediği serilerden oluşan bir omurgaya sahip uzun ve dallanmış polinükleotid zincirlerini meydana getirmiştir. Kovalent ester bağları veya fosfodiester bağları olarak da bilinen bu bağlar son derece kuvvetlidir. Fosfodiester bağlarının varlığı DNA molekülünün tek zincirli yapı halinde iken bile dayanıklı ve stabil yapıda olmasını sağlar. Genetik mühendisliğinin hedeflerinden biri olan klonlama çalışmaları, doğal yolla gerçekleşmesi mümkün olmayan kovalent bağ kırılmalarını gerçekleştirerek yeni türler oluşturma çabalarını içerir. Nukleotidlerin yapısı bazik olmasına karşın oımurgadaki PO4(fosforik asit) grubunun varlığı polinükleotid zincirlerin asit özellikte olmalarına yol açar ve nükleik asit terimi de bu özellikten kaynaklanır. Hidrojen bağları daima bir pürin(A,G) ile bir pirimidin (T,C) bazı arasından meydana gelir. A-T baz çiftinde 2 hidrojen bağı, G-C baz çiftleri arasında ise 3 hidrojen bağı bulunmaktadır. Hidrojen bağlarının özelleşmesi; anahtar kilit modelinini andıran, uygun nukleotid moleküllerinin karşılıklı gelerek birbirlerine yine uygun sayıda hidrojen bağları ile bağlanmasını sağlar. Böylece zincirin bir kolunda bulunan nukleotidlerin dizilişi,karşı kolda bulunan nukleotidlerin dizilişini bir çeşit dikte ve kontrol eder. Tesadüfe bırakmayan bir titizlikle molekül yapısı oluşturulur ve kontrol edilir. DNA molekülünün en önemli özellik iki polinükleotid zincirin birbirinin tamamlayıcısı olmasıdır. Pozitif (+) ve negatif (–) iki polinukleotid zincirlerinin tamamlayıcılık özelliği,genetik materyalin işlevlerini doğru biçimde nasıl yapabildiğinin açıklanması açısından DNA’nın en önemli temel özelliklerinin başında gelir. DNA çift sarmalının dikkate değer ve önemli bir özelliği, molekülü oluşturan zincirlerin birbirlerinden kolaylıkla ayrılabilmesi ve yeniden birleşebilmesidir. Protein sentezi ve Dna replikasyonu (kendi kopyasını oluşturması) bu özellik sayesinde meydana gelebilir. DNA’nın iki zinciri, birbirine sadece H bağları ve hidrofobik etkileşimlerle bağlı olmaları nedeni ile, nükleotidleri arasındaki kovalent bağlardaki herhangi bir kopma olmaksızın çözülebilir (denatürasyon). Aynı şekilde çözülmüş molekülün zincirleri tamamlayıcı bazları arasında H bağlarının oluşumu ile birleşip sarmal yapıyı yeniden oluşturabilir (renatürasyon). Nükleotidler arasındaki fosfor bağlarının kopması nedeniyle nükleotidlerin yerine başka nukleotid veya nukleotid dizisinin geçmesi mutasyonlara yol açar.Bu mutasyonların tek zincirli RNA molekülünde oluşma olasılığı çift zincirli DNA molekülüne göre daha fazladır.Mutasyonların neticeleri ölümcül olabilir. Evrimsel gelişim içinde mutasyonların menfi yada müspet etkileri gözardı edilemeyecek noktadadır. Günümüzde viral hastalıkların başında gelen AIDS’in önüne geçilememesinin en geçerli nedeni genomu tek zincirli RNA olan virusun sürekli mutasyonlar geçirerek kendini sürekli yenilemesi gösterilebilir..

http://www.biyologlar.com/nukleik-asitler-dna-ve-rna

Bitkilerde Hijyen ve Terapi

Bitkilerde hastalık oluşumuna neden olan cansız ve canlı etmenlerin zararlı etkilerinden bitkileri korumak ve hastalanan bitkileri yeniden sağlıklı hale getirmek için çeşitli yöntemlere başvurulmaktadır. Bitki hastalıklarına karşı etkin bir mücadele yapabilmek için öncelikle hastalık etmeninin doğru olarak teşhis edilmesi gereklidir. Etmen tanındıktan sonra onun özellikleri ve hastalık oluşturma mekanizması dikkate alınarak nasıl bir mücadele programı uygulanması gerektiğine karar verilir. Uygulanacak olan yöntemin ekonomik ve kolay uygulanabilir olması da önemlidir. Hastalık etmenlerine karşı uygulanan başlıca mücadele yöntemleri; yasal, kültürel, mekanik, fiziksel, biyolojik ve kimyasal mücadeledir 1. Yasal Önlemler Canlı hastalık etmenlerine karşı uygulanan bir yöntemdir. Herhangi bir patojenin daha önce bulunmadığı bir alana girmesini önlemek için kanuni yasaklar düzenlenmiştir. Bir ülkede bulunmayan herhangi bir hastalık etmeninin bulaşmasını önlemek için dış karantina uygulanır. Etmenle bulaşık olma olasılığı taşıyan bitki veya bitki parçalarının ülkeye girişi kontrol altındadır. Hastalıksız olduğuna dair sertifika taşımayan bitkisel materyalin girişi yasaktır. Bununla ilgili olarak Avrupa ve Akdeniz Ülkeleri Bitki Koruma Organizasyonu (EPPO), düzenli olarak çıkardığı bültenlerle yeni tespit edilen hastalıklar ve bunlardan korunmak için yapılması gerekli düzenlemelerle ilgili bilgi vermektedir. Üye ülkeler ithal edilen bitkisel materyalle ilgili olarak bu düzenlemelere uymak durumundadırlar. Bulaşık olan bitkisel materyalin ithali kesinlikle yasaklanmış olan hastalıklar belirlenmiştir. Ayrıca ithal edilen bitkisel materyalin taşıması gerekli sağlık sertifikasının nasıl düzenleneceği de kararlaştırılmıştır. Bu işlemler ülkemizde 1957 'de kabul edilen 6968 sayılı Zirai Mücadele ve Zirai Karantina Kanunu çerçevesinde yürütülmektedir. Bu kanun, dış karantina yanında, ülke içinde hastalıkların bir bölgeden diğer bir bölgeye bulaşmasını önlemek için uygulanan iç karantina düzenlemelerini de içermektedir. Buna göre, turunçgil dal kanseri (Xanthomonas citri), çilek kök çürüklüğü (Phytophthora fragariae) gibi hastalık etmenleri dış karantina, bakteriyel solgunluk (Pseudomonas solanacearum) ayçiçeği mildiyösü (Plasmopara helianthi) gibi diğer bazı hastalıklar ise iç karantina listelerinde yer almaktadır. Ancak yasal önlemler hastalıkların yayılmasını önlemede tam anlamıyla etkili olamamaktadır, örneğin daha önce ülkemizde bulunmayan ve dış karantina listesinde yer alan Ateş Yanıklığı (Envinia amylovora) Hastalığı 1985 'de ülkemize de bulaşmıştır. 2. Kültürel Mücadele Bu mücadele yöntemi, bitkilerde hastalık oluşumunu etkileyebilecek, bitki yetiştiriciliğiyle ilgili tüm işlemleri içermektedir. Ekim, dikim, gübreleme, sulama, toprak işleme, budama, hasat gibi tarımsal uygulamaların hastalık oluşumunu azaltıcı ya da ortadan kaldırıcı tarzda yapılmasıdır. Ekim veya dikim zamanı hastalık etmeninin biyolojisi dikkate alınarak öne veya geriye alınmak suretiyle hastalık oluşumu önlenebilir. Salma sulama ile yayılabilecek bir toprak patojeninin zararını önlemek için yağmurlama sulamanın, bakteriyel bir hastalığın yayılmasını önlemek içinse salma sulamanın tercih edilmesi, kültürel mücadele içinde ele alınabilir. En etkili kültürel metotlardan biri de rotasyondur. Zarara neden olan hastalık etmeninin konukçusu olmayan bitki türlerinin bir süre yetiştirilmesi etmenin yoğunluğunu azaltır ya da tamamen ortadan kaldırır. Örneğin Gaeumannomyces graminis ile konukçulan olan Graminae bitkilerinin bir iki yıl yetiştirilmemesiyle etkin bir mücadele yapılabilir. Hastalıklı bitki artıklarının ortadan kaldırılması patojen inokulumunu azaltmak suretiyle etkili olur. Meyvelerde karaleke ve monilya hastalıkları bu şekilde azaltabilmektedir. Hububat pasları gibi bazı hastalıklarda ise patojenin ara konukçusu olan bitkileri ortadan kaldırmak etkili bir kültürel önlemdir. Örneğin, buğday tarlaları kenarında bulunan Berberis çalılarını ortadan kaldırmak kara pas hastalığını önemli oranda azaltabilmektedir. Bitki hastalıklarının önlenmesi yada azaltılması açısından önem taşıyan kültürel uygulamalardan biri de uygun gübrelemedir. Kültür bitkilerinin sağlıklı bir şekilde yetiştirilmesini sağlayarak onların hastalık etmenlerine karşı duyarlılıkları azaltılabildiği gibi, gübreleme yada uygun kimyasal maddelerin katılmasıyla toprak özellikleri patojenler için uygun olmayan hale de getirilebilir. Örneğin alkali ya da nötr koşulları seven Streptomyces scabies 'e karşı toprağın asitliğini artıran gübreler kullanılır. Haşatın uygun zamanda, uygun şekilde yapılması ve depo koşullarının, patojenlerin gelişimi için uygun olmaması da bitkileri ve hasat edilen ürünü hastalıklardan korur. Birçok odunsu bitkide dallara vurmak suretiyle yapılan hasat sonucunda açılan yaralardan patojenler rahatça girerek enfeksiyonları oluştururlar. Üretimde kullanılan bitkisel materyalin hastalıksız olması, en çok dikkat edilmesi gereken hususlardan biridir. Tohum, soğan, yumru, aşı kalemi, aşı gözü, fide, fidan gibi üretim materyalinin herhangi bir hastalık etmeni ile bulaşık olması hastalığın bir bölgede yaygın olarak ortaya çıkmasına, hatta daha önce bulunmadığı yerlere taşınmasına neden olur. Bu bakımdan kontrol edilerek sertifika verilmiş olan materyal tercih edilmelidir. Kültürel önlemler arasında ele alınan ve bitki koruma açısından çok önem taşıyan diğer bir uygulama ise dayanıklı çeşit yetiştirmektir. Diğer mücadele metotlarının uygulanamadığı bazı hastalıklar için tek mücadele yolu olarak kullanılır. Ayrıca son zamanlarda, özellikle funguslarda, kullanılan ilaçlara karşı bağışıklık kazanma probleminin ortaya çıkmasıyla, dayanıklı çeşit yetiştirme, entegre mücadelenin vazgeçilmez bir parçası olmuştur. 3. Mekanik Mücadele Hastalıkla bulaşık bitkileri veya belirli bitki kısımlarını yada yabancı otları yakmak, su altında bırakmak, yolmak, koparmak, kesmek gibi uygulamalar mekanik mücadele içinde ele alınmaktadır. Özellikle yabancı ot mücadelesinde en etkin metotlardan biridir. Daha çok belirli bir alanda bulunması istenilmeyen yabancı otların imhasında kullanılır. Masaldan sonra anızın yakılması da mekanik bir uygulamadır. Tarlada kalan ve hastalık etmenleriyle bulaşık bitki artıkları ve yabancı otlarla, toprağın üst tabakalarında bulunan patojenleri ortadan kaldırdığı için sıkça başvurulan bir metottur. Fakat yararlı mikroorganizmaları da ortadan kaldırdığı için tavsiye edilmez. Küçük bir alanda bulunan ve yayılması istenilmeyen önemli hastalık etmenlerinin ortadan kaldırılması amacıyla, hastalıkla bulaşık olan tüm bitkilerin imha edilmesi yoluna gidilebilir. Aynı yöntem belirli bir alanda hastalık enfeksiyonlarının yeni başladığı dönemde, belirli gösteren az sayıda bitki yada bitki kısımları için uygulanabilir. Her iki uygulama da çoğunlukla virüs hastalıklarının mücadelesinde kullanılmaktadır. 4. Fiziksel Mücadele Hastalık etmenlerini ortadan kaldırmak veya yoğunluklarını azaltmak amacıyla; yüksek veya düşük sıcaklık, kuru hava, radyasyon ve değişik dalga boylarındaki ışınların kullanılması fiziksel mücadele kapsamında bulunmaktadır. Düşük sıcaklık çoğunlukla hasat sonrası depo hastalıklarının önlenmesi amacıyla kullanılmaktadır. Donma noktasına yakın sıcaklıklarda patojenler ölmese de gelişme ve çoğalmaları geciktirildiği için yeni enfeksiyonları oluşturamaz, böylece yayılamazlar. Yüksek sıcaklık, sıcak hava yada sıcak su şeklinde uygulanabilmektedir. Hasattan sonra depolanacak ürünlerin bir süre sıcak havada tutulmaları, bunlar üzerindeki fazla nemin giderilmesini, yaraların kapanmasını sağlayarak enfeksiyonları önleyebilir. Örneğin tütün yapraklarının sıcak hava ile muamelesi, üzerlerindeki nemin kaybolmasını sağlayarak onları saprofit fungus ve bakterilerden korur. Sıcak su ise çoğunlukla üretimde kullanılacak olan tohum, soğan gibi materyalin çeşitli hastalık etmenleriyle bulaşık olması durumunda, bu patojenlerden arındırılması amacıyla uygulanmaktadır. Durgun dönemdeki bitki kısımları yüksek sıcaklıktaki sudan, patojenlerin etkilendikleri süre içinde zarar görmemektedir. Uygulanan sıcaklık derecesi ve süre, patojen ve konukçuya bağlı olarak değişir, örneğin rastık hastalığına karşı buğday tohumlarının 52 °C 'deki sıcak suda 11 dakika tutulmaları gerekirken, bakteriye! solgunluğa karşı domates tohumları 56 °C 'lik suda 25 dakika tutulmaktadır. x-ışınları, y-ışınları gibi değişik tipte elektromanyetik radyasyondan da hasat sonrasında depo hastalıklarından ürünleri korumak için yararlanılmaktadır. Ancak patojenleri etkileyen ışın dozlarında bazen bitki dokuları da zarar görebilmektedir. Bu nedenle pek tercih edilen bir yöntem değildir. Bazı funguslar sporulasyon için belirli dalga boyundaki ultraviole ışınlara gereksinim duyarlar. Seralarda bu tip fungusların gelişimi, ultraviole ışınları emen özel örtüler kullanmak suretiyle ödenebilmektedir. 5. Biyolojik Mücadele Değişik mikroorganizmaları veya onların ürünlerini kullanarak hastalık etmenlerinin gelişimini veya sporulasyonunu önlemek suretiyle zararlarının ekonomik zarar eşiğinin altında tutulması biyolojik mücadele yöntemi olarak ele alınmaktadır. Aynı şekilde yabancı otların gelişimi de baskı altında tutulabilmektedir. Biyolojik mücadelede hedef olan hastalık etmeninin özelliklerine göre değişik uygulamalar söz konusudur. Örneğin toprak patojenlerine karşı mücadelede mikroorganizmalar arasındaki rekabetten yararlanılmaktadır. Patojen olmayan mikroorganizmaların yoğunlukları artırılarak bunların topraktaki besin maddeleri için patojenlerle rekabete girmesi sağlanır, böylece patojenlerin yoğunlukları zararlı olamayacakları seviyeye düşürülür. Patojenlere karşı yine toprak koşullarında hiperparazit veya antagonistik mikroorganizmalar da kullanılabilmektedir. Hiperparazitler patojenlerin hif veya sporlarını enfekte etmek suretiyle patojen inokulumunu azaltırlar. Bu şekilde fungus, bakteri veya viruslar etkili olabilmektedirler. Örneğin Sporodesmium adlı fungus, Sclerotinia sclerotiorum 'un sklerotlan üzerinde gelişmekte ve beyaz çürüklük etmeninin inokulumunu ortadan kaldırmaktadır. Antagonistler ise topraktaki gelişmeleri sırasında sentezledikleri toksik kimyasallarla patojenlerin gelişimini önlerler. Trichoderma cinsine bağlı funguslar etkili antagonistlerdendir ve Botrytis, Fusarium gibi birçok patojene karşı denenmişlerdir. Bakteriyel antagonistler de biyolojik mücadelede başarıyla kullanılmaktadır. Bunlardan Agrobacterium radiobacter Agrobacterium tumefaciens 'e karşı, Streptomyces ve Bacillus türleri ise değişik patojenlere karşı uygulanmaktadır. Biyolojik mücadelede, üzerinde en çok çalışılan yöntemlerden biri de patojenlerin hastalık oluşturma yeteneği az olan hipovirulent ırklarının kullanılmasıdır. Endothia parasitica 'nin hipovirulent ırkları, taşıdıkları çift sarmalli bir RNA 'yi virulent ırka naklederek onu hipovirulent hale getirmekte, böylece doğadaki mevcut hastalık belirtileri yavaş yavaş öldürücü olmayan düşük şiddette kansere dönüşmektedir. Fusarium solgunluğu, fasulye ve hıyar antraknozu, tütün mildiyösü gibi birçok hastalıkta ise etmenlerin hipovirulent ırkları veya farklı bir konukçuya özelleşmiş ırkları, konukçu bitkinin bağışıklık mekanizmasını harekete geçirmek amacıyla kullanılmaktadır. Bazı funguslar yabanciot mücadelesinde de kullanılmaktadır. Yabanciot konukçulanna özelleşmiş olan bu patojenler kültür bitkilerine zarar vermezler. Çevre için de güvenilir olduklarından kimyasal yabancı ot öldürücülere tercih edilirler. 6. Kimyasal Mücadele Patojenlere ve yabancı otlara karşı kimyasal preparatların kullanılmasıdır. Bu kimyasal bileşikler patojen veya yabancı otların gelişimini yavaşlatır, durdurur ya da onları öldürürler. Etkili oldukları canlı grubuna göre isimlendirilirler: Funguslara karşı kullanılanlara fungisit, bakteriler üzerinde etkili olanlara bakterisit, yabanciotlan etkileyenlere ise herbisit denir. Söz konusu kimyasallar değişik formülasyonlarda bitkilerin toprak üzerindeki organlarına, toprağa veya tohuma uygulanabilirler. Kullanıma hazır bir kimyasal preparatta aktif maddeden başka, yayıcı-yapıştırıcı, çözücü gibi yardımcı maddeler bulunur. Bitki patojenlerine karşı kimyasal mücadelede üç genel metot kullanılır: Hijyen (Profilaksis); sağlıklı bitkilerin patojenlerden korunması, Kemoterapi; hasta bitkilerin tedavi edilmesi, Dezenfeksiyon; konukçu bitkinin çevresinde veya üzerinde bulunan patojenlerin imha edilmesidir. Bitki patojenlerine karşı kullanılan kimyasal bileşiklerin bazıları sadece koruyucu etkiye, bazıları ise hem koruyucu hem tedavi edici etkiye sahip olabilirler. Fungisitler bu bakımdan iki grupta ele alınmaktadırlar: Sadece koruyucu etkiye sahip olan kontakt veya koruyucu fungisitler ile tedavi edici etkiye sahip olan eradikant veya sistemik fungisitler. Koruyucu fungisitler bitki kutikulasmdan geçme yeteneğinde olmadıklarından bitki bünyesinde hareket edemezler, sadece uygulandıkları noktada etkili olabilirler. Bu nedenle de bitki, patojenle bulaşmadan önce kullanılmaları gerekir. Bununla birlikte koruyucu fungisitlerden bazıları funguslarm sporulasyonu veya sporlarının canlılığı üzerinde etkili olabilirler. Ayrıca funguslarm metabolik işlevleri üzerindeki etki mekanizmaları çok yönlüdür. Sistemik fungisitler ise bitki bünyesine alınarak burada bir dereceye kadar taşınır ve bitkileri patojen funguslara karşı korurlar. Çoğu hastalığı bir ölçüde tedavi edebilir. Bitkinin neresine uygulanırsa uygulansın her noktasında, hatta yeni gelişen organlarda bile etkili olabilirler. Bitki içinde taşındıkları için çevre faktörlerinden fazla etkilenmezler. Sistemik fungisitlerin bitki bünyesine girişleri ve taşınmaları ile ilgili mekanizmalar tam olarak aydınlatılamamıştır.. Translaminar aktiviteye sahiptir, yani yaprağın bir yüzüne uygulandıklarında diğer yüzde etkiler olurlar. Birçoğu transpirasyon akıntısı içinde hareket ederler. Köklere uygulandıklarında yukarı doğru taşınarak gene yapraklarda etkili olabilirler. Fakat çok az fungisit floemde hareket edebilmektedir. Fungisitlerin bitkilerin hücre duvarları ve ksilem gibi cansız kisimllarma geçişi, fungisitin ve bitkinin fizikokimyasal özelliklerine bağlıdır. Koruyucu ve sistemik fungisitler kimyasal yapılarına göre değişik gruplar altında toplanmıştır. Koruyucu Fungisitler Bakirli bileşikler: En çok kullanılan koruyucu fungisit gruplarından birini oluşturmaktadırlar. Bakirhidroksit, bakirkarbonat, bakiroksit, bakiroksiklorür gibi hazır preparatlar halinde bulunmakla birlikte; bakirsülfat, kullanımdan hemen önce hazırlanmaktadır. Etkisi güçlü ve uzun süreli bir ilaç olan bakirsülfat ilk bulunan fungisitlerden biri olmasına rağmen günümüzde halen tercih edilen ve yaygın olarak kullanılan bir ilaçtır. Yakıcılığını önlemek için belirli oranda kireç ile karışım halinde hazırlanmakta ve bu karışıma "Bordo bulamacı" adı verilmektedir. Genellikle bitki gelişiminin erken dönemlerinde yeşil aksam ilaçlaması şeklinde % 1 (100 litre suya 1 kg CuS04+1 kg sönmüş veya 0.5 kg sönmemiş kireç) veya % 2' lik dozları uygulamaktadır. Özellikle yaprak lekesi ve mildiyö hastalıklarına karşı tavsiye edilmektedir. Fakat nemli ve serin havalarda birçok bitkide fitotoksik etki meydana getirmesinden dolayı, toksik etkisi daha az olan hazır bakır preparatlar tercih edilmektedir. Bakirli fungisitler bakterisit etkileri nedeniyle bakteriyel hastalıklara karşı da tavsiye edilirler. Ekonomik oldukları ve bakterilerin etkilendiği çok az sayıdaki ilaç gruplarından birini oluşturdukları için, bakterilerin neden olduğu birçok bitki hastalığında tavsiye edilen ve pratikte uygulanabilen tek ilaç grubu durumundadır. Kükürtlü bileşikler: Çeşitli hastalıklara karşı kullanılabilen etkili fungisitlerden olan kükürtlü bileşikler inorganik ve organik kükürt bileşikleri olmak üzere iki grupta incelenir. İnorganik kükürt bileşikleri: İnorganik kükürt, esasen külleme hastalığına karşı kullanılan fakat pas, yaprak yanıklığı, meyve çürüklüğü hastalıklarına da etkili olan bir fungisittir. Etki mekanizması tam olarak bilinmemekle birlikte, protein metabolizması ve solunum üzerinde etkili olduğu düşünülmektedir. Kullanımı sırasında dikkat edilmesi gereken husus 30 °C 'nin üzerindeki sıcaklıklarda uygulamamaktır, çünkü fitotoksik etki yapabilir. Bağ, domates ve kavun kükürte hassas bitkilerdir. Kükürt de kireçle karışım halinde uygulanabilmektedir. Toz ilaçların uygulanması daha zor ve kalıcılıkları düşük olduğu için kükürtün ıslanabilir toz formülasyonlan tercih edilmektedir. Organik kükürt bileşikleri: Dithiocarbamatlar En çok kullanılan fungisit gruplarından biridir. Dithiokarbamik asilin (NH2CS2H) çinko, demir ve manganla birleşerek meydana getirdiği zineb, ferbam, maneb, mancozeb, propineb gibi fungisitler fungus metabolizmasında işlevi olan enzimlerin ve aminoasitlerin kimyasal yapılarını bozmak suretiyle etkili olmaktadırlar. Kök çürüklüğü ve çökerten hastalıklarına karşı tohum ilacı olarak, yaprak ve meyve lekeleri, paslar, mildiyöler, yanıklıklar ve meyve çürüklüklerine karşı yeşil aksam ilaçlaması şeklinde uygulanabilmektedirler. Kalaylı bileşikler: Bakırlı fungisitlerin etki olduğu birçok fungusa karşı etkili olmasına karşın, meyvelerde, süs ve sera bitkilerinde fitotoksik olduğu için yaygın olarak kullanılmamaktadır. Patates, şekerpancarı gibi bazı bitkilerdeki yaprak lekesi hastalıklarına karşı kullanılan, fentin asetat ve fentin hidroksit etkili maddeli ıslanabilir toz formülasyonlan vardır. Aromatik bileşikler: Kimyasal yapı bakımından bazıları birbirine benzemeyen, aromatik halkaya sahip bileşiklerin funguslara karşı toksik etkileri vardır Bunların çoğu, yapılarında -NH2 ve -SH gruplarını içeren aminoasit ve enzimlerin sentezini engellemek suretiyle etkili olmaktadırlar. Çoğunun yapısında N02 bulunduğu için nitro bileşikler olarak da isimlendirilirler. Bunlardan PCNB (pentakloronitrobenzen, quintozene) etki süresi uzun olan bir fungisittir ve çoğunlukla toprak patojenlerine karşı toprak veya tohum ilacı olarak kullanılır. Chlorothalonil adlı fungisit, yaprak lekesi, yanıklık, mildiyö, pas, antraknoz, uyuz ve meyve çürüklüğü gibi birçok hastalığa karşı kullanılabilen geniş spektrumlu bir ilaçtır. Bakırlı veya sistemik fungisitlerle karışım halinde hazırlanmış preparatlan da vardır. Dinocap külleme hastalıklarına karşı seçici etkiye sahip bir fungisittir. Ayrıca akarisit etkisi de vardır. Heterosiklik bileşikler: Kimyasal yapıları karışık bir gruptur; fakat, en çok kullanılan ve en etkili fungisitleri içermektedir. Bunlar da aromatik bileşikler gibi enzim ve aminoasitlardeki -NH2 ve -SH grupları üzerinde etkili olurlar. Kimyasal yapı bakımından birbirine yakın olan çaptan, captafol ve folpet sebze ve süs bitkilerindeki birçok hastalığa karşı başarıyla kullanılmaktadır. Captafol ve folpet yeşil aksam ilaçlamalarında, çaptan ise hem yeşil aksam hem de tohum ilaçlamalarında kullanılır. Captafol çevre koşullarından çok etkilendiği için kalıcılığı uzun olan bir fungisittir. Bu nedenle özellikle durgun dönemde yüksek dozları kullanarak daha sonraki ilaçlama sayısı azaltabilmektedir, iprodione, etki spektrumu geniş fungisitlerden bindir. Meyve ve sebzelerde özellikle Deuteromycotina alt bölümüne ait funguslann neden olduğu hastalıklara karşı tohum veya yeşil aksam ilaçlamasında kullanılmaktadır. Erken dönemde az da olsa tedavi edici etkiye sahiptir. Kimyasal yapısı iprodion 'a benzeyen vinclozolin ise koruyucu etkiye sahip, özellikle sklerot oluşturan funguslara etkili bir fungisittir. Kimyasal yapıları değişik diğer azotlu bileşikler içinde bronopol, dodine, dithianon, dichlofluanid ve anilazine sayılabilir. Bomopol bakterisit etkisi nedeniyle özellikle pamuklarda köşeli yaprak lekesi hastalığına karşı kullanılmaktadır. Dodine özellikle meyvelerdeki yaprak lekesi hastalıklarına karşı tavsiye edilen, koruyucu etkisi yanında biraz da eradikant etkiye sahip olan bir fungisittir. Dithianon ve dichlofluanid, yine yaprak leke hastalıklarına karşı etkili olan özellikle karaleke ve mildiyö hastalıklarında kullanılan fungisitlerdir. Dithianon 'un aksine, dichlofluanid kütlemelere de etkili olabilmektedir. Anilazine ise daha çok süs bitkilerinde ve sebzelerde görülen hastalıklara karşı kullanılmaktadır. Ülkemizde daha çok domates, patlıcan ve patateslerdeki erken yanıklık (Alternaria solanı) hastalığına karşı tavsiye edilmektedir. Sistemik Fungisitler -Carboxamide'ler: İlk sentezlenen sistemik fungisitlerdir. Özellikle bazı pas, sürme ve rastık hastalıklarına karşı, fungus hücrelerindeki mitokondriler üzerinde etkili olmaktadırlar. Solunumda önemli role sahip olan suksinik hidrogenaz enziminin aktivitesini önleyerek etkili olurlar. Bu grupta carboxin ve oxycarboxin olmak üzere iki fungisit bulunmaktadır. Carboxin tohum ilacı olarak, tahıllarda görülen sürme ve rastık hastalıklarıyla Rhizoctonia solanı 'nin neden olduğu çökerten hastalığına karşı kullanılmaktadır. Oxycarboxin ise daha çok pas hastalıklarına karşı tohum veya yeşil aksam ilaçlaması şeklinde uygulanır. -Benzimidazole'ler: Değişik gruplardan çok çeşitli funguslara karşı etkili olabilen, benomyl, carbendazim, thiophanate-methyl, thiabendazole gibi çok yaygın olarak kullanılan fungisitleri içeren bir gruptur. Hem koruyucu hem de tedavi edici etkiye sahiptirler. Funguslarda mitoz bölünmeyi engellemek suretiyle etkili olurlar. Benomyl, özellikle külleme hastalıklarına, elma, armut ve şeftalilerde karalekeye, taş çekirdeklilerde kahverengi çürüklük hastalığı ve diğer meyve çürüklüklerine, çeltikte yanıklık hastalığına, çeşitli yaprak leke hastalıklarına, buğdayda sürme ve rastık hastalıklarına karşı yüksek oranda etki gösteren, ayrıca Rhizoctonia, Fusarium, Verticillium gibi toprak patojenlerine karşı da oldukça etkili olan bir fungisittir. Ancak Oomycet 'ler Basidiomycet 'lere etkisizdir. Bitkilerin tohum, yaprak, gövde ve köklerine uygulanabilir. Carbendazim ve thiophanate-methyl de birçok bitki de çeşitli hastalıklara karşı kullanılmaktadır. Thiobendazole ise daha çok hasat sonu uygulamalarda tercih edilmektedir. -Morpholine'ler: Bu grupta bulunan tridemorph külleme funguslarma karşı etkili olan bir fungisittir. Fungus hücre zarfının yapısında ve işlevinde önemli rolü olan ergcsterol maddesinin sentezini önleyerek etki sağlamaktadır. -Pyrimidine'ler: Bupirimate, ethirimol, fenarimol, nuarimol gibi fungisitlerin bulunduğu gruptur. İlk ikisi külleme hastalıklarına karşı, fenarimol ve nuarimol ise külleme yanında pas, rastık fenarimol ve nuarimol ise külleme yanında pas, rastık ve bazı yaprak lekelerine karşı etkilidirler. -Triazole'ler: Triadimefon, triadimenol, etaconazole, bitertanol, cyproconazole, difenoconazole, diniconazole, fenbuconazole, flusilazole, flutriafole, hexaconazole, penconazole, tebuconazole gibi çok sayıda fungisit bu grupta yer almaktadır. Değişik gruplardan birçok yaprak lekesi, külleme, pas, rastık hastalıklarına karşı tedavi edici ve uzun süreli koruyucu etkiye sahiptirler. Tohum, toprak veya yeşil aksam ilaçlaması şeklinde uygulanabilirler. -Acylalanine'ler: Bu gruptaki en tanınmış fungisit metalaxyl 'dir. Pythium, Phytophthora ve mildiyö etmenlerine karşı etkilidir. Etki mekanizmaları tam olarak bilinmemekle birlikte RNA sentezi üzerinde etkili oldukları düşünülmektedir. Yalnızca Oomycet'leri etkileyen ilk ve en tanınmış sistemik fungisittir. Ancak funguslar çok kısa sürede metalaxyl 'e karşı bağışıklık geliştirebildiklerinden, geniş spektrurumlu koruyucu fungisitlerle kombinasyon halinde kullanılmaları tavsiye edilmektedir. -Organik fosfat'lar: Pyrazophos, tolclofos-methyl, ve fosetyl-alüminium gibi fungisitler bu grupta yeralmaktadir. Funguslar üzerindeki etki tarzları henüz açıklanamamıştır. Bunlardan tolclofos-methyl sistemik olmayan kontakt bir fungisittir, fakat koruyucu ve tedavi edici etkisi vardır. Marullarda çökerten hastalığına ve patateslerde gövde kanseri ve patateslerde yumru siyah siğiline karşı kullanılmaktadır. Pyrazophos, değişik bitkilerdeki külleme hastalıklarıyla, Helminthosporium cinsine bağlı funguslann neden olduğu hastalıklara karşı etkilidir. Fosetyl-alüminium ise Oomycet 'lerin neden olduğu yaprak, kök ve gövde hastalıklarına, özellikle mildiyö ve çökertene karşı kullanılır. Bunların dışında; farklı kimyasal yapıda sistemik fungisitler de bulunmaktadır. Bunlardan chloroneb, tohum ve toprak fungisiti olarak pamuk, fasulye, şekerpancarı gibi bitkilerde fide yanıklığına karşı kullanılmaktadır. Prochloraz, külleme, yaprak lekesi, yanıklık ve meyve çürüklüklerine karşı tohum veya yeşil aksam ilaçlaması şeklinde uygulanmaktadır. Bakterilere karşı bakırlı fungisitler dışında özel bakterisit etkili tek kimyasal grubu antibiyotiklerdir. Antibiyotikler, herhangi bir mikroorganizma tarafından üretilen ve diğer bazı mikroorganizmalara karşı toksik etki gösteren maddelerdir. Günümüzde bilinen antibiyotiklerden çoğu bazı funguslar ve Actinomycet 'ler tarafından üretilmektedir. Bunlar esasen bakterilere toksik olmakla birlikte bir kısmı bazı funguslann gelişimini engelleyebilmektedir. Bitki korumada hastalıklara karşı yaygın olarak kullanılan antibiyotikler arasında streptomycin, tetracyclin, ve cycloheximide 'i sayabiliriz. Streptomycin, Streptomyces griseus tarafından sentezlenir. Bakteri ribozomlarma bağlanarak protein sentezini önler. Yaprak lekesi, yanıklık, solgunluk ve çürüklük etmeni bakterilere karşı toprak veya yeşil aksam ilaçlaması şeklinde uygulanır. Tetrasiklin grubu antibiyotikler de değişik Streptomyces türleri tarafından sentezlenir ve aynı şekilde etkili olurlar. Birçok bakteri yanında bütün mikoplazmalara karşı da etkilidirler. Cycloheximide ise S. griseus tarafından streptomisin üretimi sırasında ara ürün olarak oluşturulmaktadır. Bazı funguslar üzerine etkilidir. Süs bitkilerindeki bazı hastalıklara karşı kullanılmaktadır. Ancak fitotoksik etkisi nedeniyle kullanımı sınırlıdır. Yabanciot mücadelesinde kullanılan herbisitler de kimyasal yapılarına göre çeşitli gruplar içinde ele alınmaktadır. -Phenoxy bileşikler: Bu grupta çok sayıda selektif etkili herbisit bulunmaktadır. Bunlardan 2,4 D (2,4-dichlor-phenoxy-asetic acide) 'nin dimethyl amin, tri-isopropandamin, isobutylester, isopropylester kimyasal yapıda olan bileşikleri hububatta geniş yapraklı yabancı ot mücadelesinde kullanılmaktadır. Esterli olanlar buharlaşma özellikleri nedeniyle monokültür yapılan bölgelerde tercih edilirler. Aksi halde kullanıldıkları alanın çevresine yayılarak burada bulunan geniş yapraklı kültür bitkilerinde zararlı olabilirler. 2,4 D 'li herbisitler hormon etkili oldukları için bitkilerde hücre bölünmesini kamçılamakta, fotosentezi ve karbonhidrat sentezini azaltmakta, bunun sonucunda bitkinin ölümüne neden olmaktadırlar. MCPA (4-chlor-2-methyl-phenoxy-acetic acide), kimyasal yapısı, etki şekli ve kullanımı bakımından 2,4 D 'lilere benzer. Bu grupta ele alınan post emergence herbisitlerden dichlorprop, özellikle Polygonum spp., Gallium spp., ve Stellaria media 'ya dichlofob-methyl; tahıllar, soya fasulyesi, şekerpancarı ve sebzelerde zararlı tek yıllık yabanciotlara, fenoxaprop; sebzelerdeki tek ve çok yıllık yabancı otlara, quizalofob; pamuk, mercimek ve ayçiçeğinde zararlı tek ve çok yıllık yabanciotlara karşı tavsiye edilmektedir. Flamprop, hububat tarlalarında zararlı yabani yulaf mücadelesinde kullanılan selektif bir herbisittir. Haloxyfob, aksine geniş yapraklı kültür bitkileri arasında bulunan dar yapraklı yabanciotlara karşı kullanılmaktadır. Oxyfluorfen ise ülkemizde şimdilik sadece ayçiçeklerinde zararlı dar ve geniş yapraklı yabancı otlara karşı ruhsatlandinlmiş bulunmaktadır. -Karbamatlar: Bu grupta bulunan selektif herbisitler çoğunlukla yabanciotlarda fotosentez veya karbonhidrat metabolizmasına etki ederek onları öldürmektedir. Monilate ve thiobencarb özellikle çeltik alanlarında dancan mücadelesinde kullanılır. Cycloate ve phenmediphame şekerpancarında zararlı yabanciotlara karşı tavsiye edilmektedir. Vemolate ise soya fasulyesinde zararlı dar ve geniş yapraklı tek ve çok yıllık yabanciotlara karşı ekim öncesi uygulanan bir herbisittir. Chlorpropham, yoncalarda küsküt mücadelesinde kullanılabilen herbisitlerden biridir. Ayrıca depoların patateslerin çimlenmesini önlemek için de düşük dozları kullanılabilmektedir. Üre bileşikleri: Bu gruptaki herbisitler de, fotosentez, karbonhidrat ve protein metabolizmasını etkilemek suretiyle yabancı otları öldürmektedir. Genellikle çimlenme öncesi uygulanırlar. Kökler vasıtasıyla alınıp yapraklara taşınırlar. Bunlardan linuron mısır ve sebzelerde, monolinuron yine mısır, sebze ve bağlarda, noruron ise pamuk, soya fasulyesi ve patateslerde zararlı yabanciotlara karşı etkilidir. Metabenthiazuron etkili maddeli herbisit buğday ve baklagillerde zararlı yabanciotlara karşı seçici etkiye sahiptir. Diuron ve thiaazafluron ise yol ve özel alanlarda bulunması istenmeyen bitkilerin ortadan kaldırılması amacıyla kullanılan total herbisitlerdir. Diuron meyve bahçelerinde zararlı yabancı otlara karşı da selektif etki gösterebilir. Anilinler: Bu grupta, dinitramine, nitraline, trifluralin, ethalfluraline gibi daha çok sebzelerde ve çeşitli endüstri bitkilerinde zararlı, özellikle tek yıllık yabanciotlara karşı kullanılan selektif herbisitler bulunmaktadır. Bazıları hücre bölünmesini engelleyerek, bazıları ise enerji ve solunum mekanizmasını etkileyerek yabanciotlan öldürürler. Anilidler: Alachlor, diphenamid, metalachlor, propanil gibi çıkış öncesi, selektif herbisitler bu grupta yer almaktadır. İlk ikisi endüstri bitkilerinde geniş yapraklı yabanciotlara karşı tavsiye edilir. Metalachlor geniş yapraklı kültür bitkilerinde zararlı dar yapraklı yabanciotlara karşı kullanılmaktadır. Çimlenmelerini engelleyerek yabanciotlan öldürür. Propanil 'in ise çeltik tarlalarında yabanciot mücadelesinde farklı etkili maddeye sahip herbisitlerle karışım halinde preparatlan kullanılmaktadır. Diazinler: Diazin grubunda bulunan herbistler etki mekanizmaları yabanciotlarda fotosentezi engelleme şeklindedir. Bu grupta bulunan herbisitlerden bromacil meyve bahçelerinde bulunan yabanciotlarm mücadelesinde ya da yol kenarları, demiryolları, su kanalları gibi yerlerde istenmeyen yabanciotlarm ortadan kaldırılmasında kullanılan total bir herbisittir. Chloridazon ve lenacil ise şekerpancarında zararlı yabanciotlara karşı çıkış öncesi kullanılırlar. Bentazone ise hububat, patates, çeltik, yonca, soya fasulyesi gibi değişik bitkilerde zararlı geniş yapraklı yabanciotlara karşı çıkış sonrası kullanılan bir herbisisttir. Triazinler: Bu grupta bulunan atrazin çoğunlukla meyve bahçelerindeki yabanciotlarla mücadelede çıkış öncesi veya sonrası uygulanmaktadır. Ayrıca yonca ve bağlarda küsküt mücadelesinde de kullanılır. Hem fotosentezi hem de transpirasyonu etkileyerek yabanciotlan öldürmektedir. Yine meyve bahçelerinde, bağlarda ve süs bitkilerinde yaygın olarak kullanılan simazin kloroplastlardaki RNA sentezini etkileyerek, klorofil miktarını ve COz alımını azaltarak etkili olmaktadır. Her iki herbisit de mısır tarlalarındaki yabanciotlar için çıkış öncesi tavsiye edilmektedir. Metribuzin ve terbutryn ise çoğunlukla sebze ve patates tarlalarındaki tek yıllık yabanciotlara karşı kullanılırlar. Etkileri aynı şekilde, fotosentezi engellemek suretiyle ortaya çıkmaktadır. Benzonitriller: Dichlobenil, bromoxynil ve propyzamide gibi meyve bahçelerinde, bağlarda ya da yol ve meydanlarda bulunan yabanciotlara karşı çıkış sonrası kullanılan herbisitler bu grubu oluşturmaktadır. Meristem dokusunu parçalayarak etkili olurlar. Bunlardan başka; meyve bahçelerindeki dar ve geniş yapraklı yabanciotlara karşı kullanılabilen, aminotriazole, dalapon, paraquat ve giyphosate, hububatta dar ve geniş yapraklı yabancı otlara karşı çıkış öncesi uygulanan chlorsulfuron, çıkış sonrası uygulanan dicamba, yine hububatta yabani yulafa karşı geliştirilmiş difenzoquat, yoncada küsküt mücadelesinde ve su altında gelişen otların ortadan kaldırılmasında kullanılan diquat gibi değişik gruplardan, etki tarzları farklı çeşitli herbisitler bulunmaktadır. Kimyasal mücadelede kullanılan diğer bir ilaç grubu da dezenfektanlardır. Budama, aşılama gibi tarımsal uygulamalarda kullanılan makas, bıçak gibi araçların, fidelikte kullanılan malzemenin dezenfeksiyonunda demirsülfat, sodyumhipoklorit gibi kimyasal bileşikler kullanılır: Fidelik veya sera toprağının mikroorganizma ve yabanciotlardan arındırılmasında ise methyl bromide, chlorpicrin, formaldehyde gibi maddeler kullanılmaktadır. Bunlar sıvı halde bulunan, kullanım sırasında hava ile temas ettiklerinde gaz haline geçerek etkili olan "fumigant" olarak isimlendirilen bileşiklerdir. Bu ilaçlarla yapılan dezenfeksiyon uygulamasına "fumigasyon" denir. İnsanlar için oldukça toksik maddeler oldukları için bu işin eğitimini almış kişilerce yapılması gerekir. Bu maddeler bitkiler için de toksik olduğundan ekimden önce uygulanırlar. Uygulama sırasında toprak sıcaklığı 10 °C 'den aşağı olmamalı ve ekimden önce, kimyasalın topraktan tamamen uzaklaşması için toprak bir hafta kadar havalandırmalıdır. Entegre Mücadele: Birçok hastalığa karşı tek bir mücadele yöntemi etkili olamamaktadır. Bu nedenle hastalık şiddetini ekonomik zarar düzeyinin altında tutmak için kullanılabilecek tüm mücadele metodlannin birbirini tamamlayacak şekilde uygulanması gerekir. Hastalığa karşı tek bir metod, örneğin kimyasal mücadele yeterli etkiyi sağlasa bile, bu metodun zaman içinde etkinliğini kaybetme riski göz önüne alınarak bir entegre mücadele planlaması yapılmalıdır. Entegre mücadelenin başlıca unsurları; kültürel önlemler, biyolojik mücadele yöntemleri, kimyasal mücadelede kullanılan bileşikler, yasal önlemler ile önceden tahmin ve erken uyarı sistemleridir. Tüm bu unsurlar, uzun süreli çalışmalarla belirli tarım alanlarına uygun olarak programlanmalı ve dengeli bir şekilde uygulanmalıdır. Entegre mücadelenin en önemli unsurlarından biri önceden tahmin ve erken uyarı çalışmalarıdır. Hastalık etmeninin biyolojisi, konukçu bitkilerin fonolojik dönemleri ve çevre koşulları arasındaki ilişkilerin uzun süreli izlenmesi sonucu, hastalığın hangi koşullarda ortaya çıkacağının önceden tahmin edilmesi ve söz konusu koşullar oluştuğunda, hastalık belirtileri görülmeden önce üreticilerin uyarılarak, bitkilere koruyucu ilaçların uygulanmasıdır, önceden tahmin ve erken uyarı çalışmaları sayesinde bazı hastalıklarda ilaçlama sayısı azaltılmıştır. Böylece hem gereksiz ilaç masrafları, hem de ilaçların çevre üzerindeki olumsuz etkileri azaltılmış olur. Ayrıca ilaçlama sayısının düşmesi patojenlerin ilaçlara karşı bağışıklık kazanma süreçlerini de uzatacak, bir ilacın daha uzun süre güvenle kullanılmasını sağlayacaktır.

http://www.biyologlar.com/bitkilerde-hijyen-ve-terapi

DNA - RNA İlişkisi

RİBONÜKLEİK ASİT (RNA) RNA'lar ribonukleotitlerin birbirlerine bağlanması ile meydana gelen tek zincirli nukleik asitlerdir. DNA molekülleri ile kıyaslandığı zaman boyları daha kısadır. Hemen hemen bütün hücrelerde bol olarak bulunmaktadırlar. Gerek prokaryotik gerek ökaryotik hücrelerde genellikle üç ana sınıf RNA'ya rastlanmaktadır. Bunlar mesenger RNA (mRNA), ribozomal RNA (rRNA) ve transfer RNA (tRNA) dır. Bütün RNA'lar tek zincirli özel bir baz dizisine, karakteristik bir molekül ağırlığına sahip ve belirli bir biyolojik fonksiyonu yerine getirmektedir. MESSENGER RNA (mRNA) DNA'da saklı bulunan genetik bilginin, protein yapısına aktarılmasında kalıplık görevi yapan aracı bir moleküldür. mRNA ribozomlara tutunur ve DNA'dan aldığı genetik şifreye göre sentezlenecek proteinin amino asit sırasını tayin etmektedir. Her mRNA molekülü, DNA üzerinde bulunan ve gen adı verilen belirli bir bölge ile komplementerlik göstermektedir. Tek bir ökaryotik hücre yaklaşık 10.000 farklı mRNA molekülü ihtiva etmekte ve bunların her birinden bir veya daha fazla polipeptid zinciri sentezlemektedir. TRANSFER RNA (tRNA) tRNA'lar da ribonukleotidlerin polimerize olması ile meydana gelmiş, çok kıvrımlar gösteren ve tek zincirli yapıya sahip bir RNA çeşididir. tRNA'lar yonca yaprağına benzeyen üç boyutlu yapılarında yer yer çift sarmallı bir durum göstermektedir. Zincirde yer alan ribonukleotid sayısı 70 ile 99 arasında, molekül ağırlığı ise 23.000 ile30.000 dalton arasında değişmektedir. Doğada yer alan 20 aminoasitin her biri için en az bir tRNA molekülü bulunmaktadır. tRNA'lar adaptörlük görevi yaparak bir uçlarına bağladıkları amino asiti, ribozoma tutunmuş mRNA'nın taşıdığı kodono göre polipeptid zincirine dizerler. tRNA'lar üç bazdan meydana gelen antikodon adı verilen uçları ile yine mRNA üzerinde bulunan ve kodon adı verilen bölgeye geçici bağlanarak amino asitlerin mRNA üzerindeki şifreye göre doğru bir şekilde dizilmelerini temin etmektedir. RİBOZOMAL RNA (rRNA) rRNA'lar ribozomların ana yapısal elementi olup yaklaşık olarak ribozom ağırlığının % 65'ini teşkil ederler. Prokaryotik hücrelerde 3 çeşit, ökaryotik hücrelerde ise 4 çeşit rRNA bulunmaktadır. Ribozomal RNA'lar ribozomların yapı ve fonksiyonlarında önemli rpller oynamaktadır. Bunlara ilave olarak ökaryotik hücrelerde iki çeşit RNA daha bulunmaktadır. Bunlardan birincisi heterojen nuklear RNA (hnRNA)'lardır. Bunlar ökaryotik hücrede sentezlenen ve prosese uğramamış öncül mRNA molekülleridir. İkincisi ise küçük nuklear (snRNA)'dır ve yine öncül mRNA moleküllerinin prosese uğraması esnasında ortaya çıkmaktadırlar. DEOKSİRİBONÜKLEİK ASİT (DNA) Genetik olayların hücrede moleküler düzeydeki temeli genetik materyal görevini üstlenen nükleik asitlerin yapı ve özelliklerine dayanır. Nükleik asitlerin iki türü olan deoksiribonükleik asit DNA ve ribonükleik asit RNA temelde aynı yapısal özelliklere sahiptir. Genler, DNA‘daki bazı kimyasal dizilimler olan nükleotidlerden meydana gelmiştir. Çoğunluk kromozomların içersinde bulunurlar. Ayrıca DNA molekülü prokaryotlarda (Bakteriler) kromozom dışı genetik sistem, olan plazmidlerde, Ökaryotik hücrelerde genetik materyalin kromozomlar (Nukleus) dışında temel olarak (hayvan ve bitkilerde) mitokondri ve (sadece bitkilerde ve alglerde) kloroplastlarda bulunduğu bilinmektedir. 1953 yılında Watson ve Crick DNA molekülünün kendine has özelliklere sahip bir çift sarmal yapı halinde bulunduğunu ileri sürdüler. Bu araştırıcıların önerdikleri DNA yapısı o tarihlerde başka araştırıcılar tarafından ortaya konulan DNA ya ilişkin önemli bulgulara dayanmaktadır. Bunlardan biri, Wilkins ve Franklin tarafından, izole edilmiş DNA fibrillerinin X-ray ışınlarını kırma özelliklerinin açıklanmasıdır. Elde edilen X ışını fotoğrafları, DNA nın zincirlerindeki bazların diziliş sırasına bağlı olmaksızın, çok düzenli biçimde dönümler yapan bir molekül olduğunu göstermektedir. Ayrıca TMV (tütün Mozaik Virusu) üzerinde yapılan çalışmalar da DNA ile ilgili çalışmalarda ışık tutmuştur. Bir başka önemli bulguda Chargaff tarafından saptanmıştır. Herhangi bir türe ait DNA nın nükleotidlerine parçalandığında serbest kalan nukleotidlerde adenin miktarının timine, guanin miktarının da sitozine daima eşit olduğunun saptanmasıdır.. Yani Chargaff kuralı‘na göre doğal DNA moleküllerinde adeninin timine veya guaninin sitozine oranı daima 1’e eşittir. (A/T=1 ve G/C=1). İşte Watson ve Crick bu bulguları değerlendirerek böyle özelliklere sahip DNA makro molekülünün sekonder yapısına ait bir model geliştirdiler. Bu modele göre, bir çok sorunun açıklanması yapılabildiğinden dolayı 1962 yılında bu iki bilim adamına Nobel Ödülü verildi. Bu modele göre; DNA molekülü, heliks (=sarmal) şeklinde kıvrılmış, iki kollu merdiven şeklindedir. Kollarını, yani merdivenin kenarlarını, şeker (deoksiriboz) ve fosfat molekülleri meydana getirir. Deoksiriboz ile fosfat grupları ester bağlarıyla birbirlerine bağlanmıştır. İki kolun arasındaki merdiven basamaklarında gelişigüzel bir sıralanma yoktur; her zaman Guanin (G), Sitozin’in (C ya da S); Adenin (A), Timin’in (T) karşısına gelir. Hem pürin (yani adenin ve guanin) ile pirimidin (yani sitozin ile timin) arasındaki hidrojen bağları, hemde diğer bağlar, meydana gelen heliksin düzgün olmasını sağlar. Pürin ve pirimidin bazları, yandaki şekerlere (Riboz), glikozidik bağlarla bağlanmıştır. Baz, şeker ve fosfat kombinasyonu, çekirdek asitlerinin temel birimleri olan nükleotidleri meydana getirmiştir. Dört çeşit nükleotid vardır. Bunlar taşıdıkları bazlara göre isimlendirilirler (Adenin, Guanin, Sitozin,Timin). DNA molekülü kendini oluşturan nukleotidlerin sayısına bağlı olarak, büyüklüğü türden türe değişen, uzun zincir şeklinde bir yapı gösterir. İnsanda bu zincirin uzunluğu açıldığında 2 metreye kadar varabilir. Bütün halinde eldesi zincirin hassas ve kırılgan yapısından ötürü çok güçtür. İki polinükleotid zincirin şeker fosfat omurgaları, ortak bir eksen çevresinde eşit çaplı ve sağ yöne doğru dönümler meydana getirir. Nükleotidlerin bazları molekülün omurgasının iç kısmında bulunur. Bazların konumları sarmalın eksenine 90 derece açı yapacak şekilde konumlanmıştır. Birbirine komşu baz çiftlerinin dönümleri arasındaki uzaklık 3,4A dür. Ayrıca her baz çifti komşusuna 36 derecelik açı yapacak şekilde yerleşmiştir. Buna göre, yaklaşık 10 baz çifti 360 derecelik tam bir dönümü tamamlayacağından, her dönümün boyu 34A dür. İki polinükleotid zincirdeki nukleotidler karşılıklı olarak birbirlerine hidrojen bagları ile bağlanmıştır. Bu bağ fosfor bağları kadar kuvvetli olmadığı için pH değişikliği, sıcaklık basınç gibi faktörlerde kolaylıkla birbirlerinden ayrılabilmektedir. DNA nın kendi kopyasını yapması ve gen anlatımı, nukleotidler arasındaki hidrojen bağlarının ayrılması ile gerçekleşmektedir. Nükleotidler birbirlerine fosfat bağlarıyla bağlanarak, şeker ve fosfat kısımlarının birbirlerini izlediği serilerden oluşan bir omurgaya sahip uzun ve dallanmış polinükleotid zincirlerini meydana getirmiştir. Kovalent ester bağları veya fosfodiester bağları olarak da bilinen bu bağlar son derece kuvvetlidir. Fosfodiester bağlarının varlığı DNA molekülünün tek zincirli yapı halinde iken bile dayanıklı ve stabil yapıda olmasını sağlar. Genetik mühendisliğinin hedeflerinden biri olan klonlama çalışmaları, doğal yolla gerçekleşmesi mümkün olmayan kovalent bağ kırılmalarını gerçekleştirerek yeni türler oluşturma çabalarını içerir. Nukleotidlerin yapısı bazik olmasına karşın oımurgadaki PO4(fosforik asit) grubunun varlığı polinükleotid zincirlerin asit özellikte olmalarına yol açar ve nükleik asit terimi de bu özellikten kaynaklanır. Hidrojen bağları daima bir pürin(A,G) ile bir pirimidin (T,C) bazı arasından meydana gelir. A-T baz çiftinde 2 hidrojen bağı, G-C baz çiftleri arasında ise 3 hidrojen bağı bulunmaktadır. Hidrojen bağlarının özelleşmesi; anahtar kilit modelinini andıran, uygun nukleotid moleküllerinin karşılıklı gelerek birbirlerine yine uygun sayıda hidrojen bağları ile bağlanmasını sağlar. Böylece zincirin bir kolunda bulunan nukleotidlerin dizilişi,karşı kolda bulunan nukleotidlerin dizilişini bir çeşit dikte ve kontrol eder. Tesadüfe bırakmayan bir titizlikle molekül yapısı oluşturulur ve kontrol edilir. DNA molekülünün en önemli özellik iki polinükleotid zincirin birbirinin tamamlayıcısı olmasıdır. Pozitif (+) ve negatif (–) iki polinukleotid zincirlerinin tamamlayıcılık özelliği,genetik materyalin işlevlerini doğru biçimde nasıl yapabildiğinin açıklanması açısından DNA’nın en önemli temel özelliklerinin başında gelir. DNA çift sarmalının dikkate değer ve önemli bir özelliği, molekülü oluşturan zincirlerin birbirlerinden kolaylıkla ayrılabilmesi ve yeniden birleşebilmesidir. Protein sentezi ve Dna replikasyonu (kendi kopyasını oluşturması) bu özellik sayesinde meydana gelebilir. DNA’nın iki zinciri, birbirine sadece H bağları ve hidrofobik etkileşimlerle bağlı olmaları nedeni ile, nükleotidleri arasındaki kovalent bağlardaki herhangi bir kopma olmaksızın çözülebilir (denatürasyon). Aynı şekilde çözülmüş molekülün zincirleri tamamlayıcı bazları arasında H bağlarının oluşumu ile birleşip sarmal yapıyı yeniden oluşturabilir (renatürasyon). Nükleotidler arasındaki fosfor bağlarının kopması nedeniyle nükleotidlerin yerine başka nukleotid veya nukleotid dizisinin geçmesi mutasyonlara yol açar.Bu mutasyonların tek zincirli RNA molekülünde oluşma olasılığı çift zincirli DNA molekülüne göre daha fazladır.Mutasyonların neticeleri ölümcül olabilir. Evrimsel gelişim içinde mutasyonların menfi yada müspet etkileri gözardı edilemeyecek noktadadır. Günümüzde viral hastalıkların başında gelen AIDS’in önüne geçilememesinin en geçerli nedeni genomu tek zincirli RNA olan virusun sürekli mutasyonlar geçirerek kendini sürekli yenilemesi gösterilebilir... Kaynak:www.bilimvesaglik.com

http://www.biyologlar.com/dna-rna-iliskisi

PCR/ASO-PCR ANALİZ PROTOKOLÜ

PCR/ASO-PCR ANALİZ PROTOKOLÜ PCR nedir? PCR, nükleik asitlerin in-vitro olarak (canlı organizma dışında), uygun koşullar altında çoğaltılmasına dayanmaktadır. Hem araştırmada hem de klinik laboratuar tanısındaki uygulama alanlarıyla büyük öneme sahip olan PCR' ın geliştirilmesindeki çalışmaları nedeniyle, K. Mullis, 1993 yılı Nobel Kimya Ödülünü almaya hak kazanmıştır. PCR hangi basamaklardan oluşur? PCR, istenilen sayıda tekrarlanabilen döngülerden oluşur. Bir PCR döngüsü sırasıyla, deoksiribonükleik asidin (DNA) iki zincirinin yüksek sıcaklıkta birbirinden ayrılması (Denatürasyon-Denaturation); sentetik oligonükleotidlerin hedef DNA'ya bağlanması (Hibridizasyon-Annealing) ve zincirin yeni çift zincirli DNA'lar oluşturacak şekilde uzaması (Polimerizasyon-Extension) aşamalarından meydana gelir (Şekil 1). Bu aşamaların her biri farklı sıcaklıklarda gerçekleştirilir, sıcaklık aralıkları genel olarak; >94°C-98°C Denatürasyon >37°C-65°C Hibridizasyon (Annealing) >72°C Polimerizasyon şeklindedir. PCR tekniği, tek ve çift sarmallı DNA ya da RNA için kullanılabilir. PCR ile bir hedef DNA parçasından milyonlarca çoğaltmak mümkündür. Yöntemin temeli, çoğaltılmak istenen bölgenin iki ucuna özgü, bu bölgedeki baz dizilerine tamamlayıcı olan, 18-25 baz uzunluğunda bir çift sentetik oligonükleotid primer kullanılarak, bu iki primer ile sınırlandırılan bölgenin enzimatik olarak sentezlenmesine dayanır. PCR'ın önemli bir avantajı da çok az miktarda DNA ile çalışmaya olanak sağlamasıdır. PCR bileşenleri nelerdir? Bir PCR döngüsü için gerekli olan beş ana madde vardır: DNA örneği, bu genelde genomik DNA dır; çoğaltılacak bölgeyi sağdan ve soldan çevreleyen bir çift sentetik primer; deoksinükleotit trifosfatlar (dNTP); yüksek ısıya dayanıklı Taq DNA polimeraz enzimi; uygun pH ve iyon koşullarını (Mg+2) sağlayan tampon karışımı ve MgCl2. Moleküler genetik çalışmaları için birçok farklı kaynak materyalden farklı yöntemler kullanılarak DNA izole edilebilmektedir, PCR’ da kalıp görevi gören DNA’nın temiz ve PCR inhibitörlerinden arındırılmış olması, sonucu etkileyen en önemli adımlardan biridir. DNA ile ilgili daha ayrıntılı bilgi DNA izolasyon başlığı altında verilmektedir. PCR yöntemi ile çoğaltılmak istenen bölgenin iki ucuna özgü, bu bölgedeki baz dizilerine tamamlayıcı özellikte 18-25 baz uzunluğunda, sentetik olarak sentezlenebilen oligonukleotidlere primer denir. Bu diziler çeşitli tasarım programları kullanılarak hedeflenen gen bölgesine özgü olarak sentezlenmektedir. Primer tasarımında genel olarak dikkat edilmesi gereken bazı noktalar bulunmaktadır. Öncelikle primer dizisi hedeflenen DNA’ya özgün olmalıdır, bu nedenle ayrıntılı bir sekans araştırması tavsiye edilmektedir, primerin 3’ ucunda 1-2 adet G/C nükleotidi bulunmalı aynı şekilde primer genelinde G/C oranı %45-55 olmalıdır. Forward ve reverse primerlerin seçiminde birbirlerine yakın Tm değerlerine sahip olmalarına, bu aralığın 55-65º C arasında olmasına özen gösterilmelidir. Ayrıca primerlerin kendi içinde veya birbirleri ile komplementer olmamalarına dikkat edilmelidir. Forward ve reverse primer arasındaki uzunluğun 100-600 baz olması tavsiye edilmektedir. MWG firması tarafından sentezlenen primer ve problar, kullanıcıya liyofilize olarak teslim edilmektedir. Liyofilize ürünler firma tarafından gönderilen talimatlara uygun olarak distile su ile sulandırılır. Firma tarafından gönderilen sulandırma kağıdında sentezlenen primere ait dizi, konsantrasyon, molekül ağırlık, Tm ve 100 pmol/uL stok primer hazırlanması için eklenmesi gereken distile su miktarı (volume for 100 pmol/uL) belirtilmektedir. Bu talimatlara uygun olarak hazırlanan 100 pmol/uL’lik stok primerin ayrı olarak saklanması, devamlı kullanım için 10 pmol/uL konsantrasyonda hazırlanmış seyreltik primerlerin kullanımı tavsiye edilmektedir. Bu şekilde stok primerin daha uzun ömürlü olarak saklanması sağlanacak ve kontaminasyon riski minimuma inecektir. 100 pmol/uL stok primerden, 100 uL 10 pmol/uL’lik primer solüsyonu hazırlamak için 90 uL distile su’ya 10 uL stok primer (100 pmol/uL) ilave edilir. Primer çalışmalarında gerekli olabilecek bazı çevrimler; 1 nmol=1000 pmol, 1 uM=1 pmol/uL şeklinde belirtilebilir. Farklı firmalardan elde edilen liyofilize primerlerin sulandırılması için ise primerin nmol cinsinden değerinin bilinmesi yeterlidir. Yukarıda belirtilen 1 nmol=1000 pmol eşitliği kullanılarak, sulandırma için eklenmesi gereken distile su miktarı hesaplanabilmektedir. Örnek olarak elinizdeki A primeri 21,5 nmol değerinde ise 1 nmol=1000 pmol eşitliği kullanılarak 21500 pmol değerini elde ederiz. 1 µl’de 100 pmol olmasını istediğimiz stok primerimizi hazırlamak için; 1 µl 100 pmol X 21500 pmol denkleminden X= (1 µl x 21500 pmol)/ 100 pmol = 215 µl distile su eklediğimizde 100 pmol/uL stok primer solüsyonu elde edilir. Taq DNA polimeraz, tamamlayıcı DNA dizisinin sentezi sırasında serbest dNTP’ye (deoksiribonucleotid-trifosfat) ihtiyaç duymaktadır. Set dâhilinde 100 mM’lık stok solüsyonlar halinde bulunan dATP, dGTP, dTTP ve dCTP’ den eşit miktarda alınarak bir mikrosantrifüj tüp içerisinde pipet yardımı ile karıştırıldığında PCR için kullanıma hazır, 25 mM dNTP karışım elde edilmektedir. PCR reaksiyonu sırasında ortamda bulunması gereken ortalama dNTP miktarı 0,2-0,4 mM olarak belirtilmektedir. dNTP’ nin raf ömrünü uzatmak amacı ile kullanılacak miktarların porsiyonlar halinde bölünerek, dondurup çözme işleminin en aza indirilmesi tavsiye edilmektedir. Taq DNA Polimeraz enzimi, ortamdaki dNTP’leri kullanarak kalıp DNA iplikçiğine tamamlayıcı bir DNA ipliğini meydana getirecek sentez reaksiyonunu katalizler. Enzim, tamamlayıcı DNA sentezini başlatmak için primerlere ihtiyaç duymaktadır. Sentezin yönü 5’ ucundan 3’ ucuna doğru olup, primerin serbest 3’ hidroksil ucuna ortamdaki dNTP’lerin fosfodiester bağları ile bağlanması sonucu yeni DNA ipliğinin polimerizasyonu sağlanır. MgCl2 ortamda bulunan serbest dNTP’ler ile bir araya gelerek Taq DNA polimerazın tanıyabileceği çözünebilir bileşikler oluşturmaktadır. Mg+2’deki artış enzim aktivitesini etkilemekte ve çift zincirli DNA’nın Tm ısısını arttırmaktadır. Reaksiyonda bulunan fazla miktarda Mg+2, spesifik olmayan primer bağlanmalarına ve buna bağlı olarak da spesifik olmayan bantlara neden olabilmektedir. Ortamda bulunması gereken MgCl2 konsantrasyonu en yaygın olarak 1,5 mM kullanılmakla birlikte 1-5 mM arasında olmalıdır. Toplam hacmin 50 µl olduğu standart bir PCR çalışmasında kullanılan ortalama değerler şu şekildedir; Bileşen Miktar Son Konsantrasyon Ortalama Aralık 10X Buffer 5 µl 1X 1X MgCl2 (25 mM) 3 µl 1,5 mM 1-5 mM dNTP (10 mM) 1 µl 0,2 mM 0,2-0,4 mM Primer F (10 pmol/µl) 1 µl 10 pmol/µl 0,01-0,1 µM Primer R (10 pmol/µl) 1 µl 10 pmol/µl 0,01-0,1 µM Taq DNA Polimeraz (5 u/µl) 0,25 µl 1,25 u 0,5-2,5 u DNA 5 µl 100 ng 50-200 ng Ultra Saf Su 50 µl’ye tamamlanacak kadar Ultra Saf Su PCR yönteminde karşılaşılabilecek muhtemel problemler ve çözümleri nelerdir? Çok fazla dNTP yada dejenere olmuş dNTP : Reaksiyondaki çok fazla dNTP PCR’ı inhibe eder. Ayrıca dNTP ısınma-soğuma döngülerine karşı hassastır. Bu nedenle sık sık dondurup çözme yerine ilk ambalajı porsiyonlayarak kullanmak dNTP’nin ömrünü uzatacak, reaksiyonunuzu olumsuz etkileme riskini düşürecektir. Karışmamış MgCl2: MgCl2 solüsyonu kullanmaya başlamadan önce iyice karıştırılmalı, reaksiyonda da kullanırken, pipetaj ile homojen hale gelmesi sağlanmalıdır. Yanlış MgCl2 konsantrasyonu: MgCl2 iyonları dNTP ile kompleks oluştururlar . Ayrıca polimeraz için de kofaktör rolü görürler. Bu nedenle konsantrasyonları çok önemlidir. İdeal olarak reaksiyon başına 1-5 mM MgCl2 olması gerekir. PCR inhibitörleri: DNA’nızın temiz olduğundan emin olmalısınız çünkü izolasyon sonrası artık olarak kalabilecek kloroform, fenol, deterjan, EDTA vb. maddeler PCR’ı inhibe eder. Aynı şekilde polimerazın etkinliğini de değiştirebilirler. Bu nedenle DNA’nızı aynı anda pürifiye de edebilecek yöntemlerle izole etmeniz önerilir. Çok fazla polimeraz enzimi: Fazla polimeraz enzimi PCR ürününüzde smear’a neden olur. Bir çok reaksiyonda 1 ünite Taq kullanılmaktadır ancak yine de reaksiyona uygun Taq miktarının kontrol edilerek kullanılması tavsiye edilir. Yanlış primer konsantrasyonu: Çok az primer konulursa PCR ürünü elde edilemeyebilir. Çok fazla primer de jel üzerinde primer dimerine neden olabilir. Primer aralığı, her primer için genellikle 0,01-0,1 µM arasında olmalıdır. Yanlış PCR programı: PCR programı, reaksiyonun en önemli aşamasıdır. Kullandığınız programın çoğaltmak istediğiniz gen bölgesine uyumlu olup olmadığını ve reaksiyonu başlatırken doğru program seçip seçmediğinizi mutlaka kontrol etmeniz tavsiye edilir. Ayrıca program içerisindeki en önemli aşama da hibridizasyon (annealing - primerin dizisine göre DNA bölgesine yapışma) sıcaklığıdır. Bu sıcaklığın, literatürden ve primerlerinizin bilgilerinden kontrol edilmesi önerilir. Yanlış DNA miktarı: Çok fazla DNA tüm primerlere bağlanarak PCR’ı inhibe eder. Çok az konulursa da ürün tespit edilmeyebilir. Bu nedenle döngü sayısına da bağlı olarak ortalama 50 – 200 ng DNA koymanız yeterli olacaktır. Yanlış primer tasarımı: Primer tasarımı yapılırken, primer dizisinin kendisi ile ve diğer primerle komplementer olmamasına ve çok uzun (>30 bp) olmamasına dikkat edilmelidir. ASO-PCR nedir? PCR, aynı zamanda allel-spesifik oligonükleotid (ASO) yöntemi kullanılarak da bilinen tek nokta mutasyonların (SNP) tespit edilmesinde kullanılmaktadır. Tipik bir ASO çalışması, ortak bir primer içeren iki tamamlayıcı reaksiyondan meydana gelmektedir. Her iki reaksiyon ortak primer dışında allel spesifik primer ve diğer PCR bileşenlerinden oluşmaktadır. İlk reaksiyon normal (wild-type) DNA dizisine spesifik, verilen bölgede mutant diziye zıt primer içermektedir. Benzer şekilde ikinci reaksiyon mutant diziye spesifik, normal (wild-type) DNA’ya uyumsuz primer içermektedir (Şekil 2). Yöntem, uygun koşullar altında her reaksiyon tüpünde spesifik olarak gerçekleşen normal (wild-type) ve mutant amplifikasyonların değerlendirilmesine dayanmaktadır. Normal bir birey sadece ilk, normal reaksiyonunda amplifikasyon meydana getirirken, homozigot bireyde her iki reaksiyonda da amplifikasyon ürünü beklenmektedir. Homozigot mutant bireyde sadece ikinci reaksiyonda ürün elde edilecektir. PCR reaksiyonuna eklenecek internal kontrol çalışmanın doğruluğunun belirlenmesi açısından önemlidir. Alıntıdır...

http://www.biyologlar.com/pcraso-pcr-analiz-protokolu

Genetik kod

Genetik kod, genetik malzemede (DNA veya RNA dizilerinde) kodlanmış bilginin canlı hücreler tarafından proteinlere (amino asit dizilerine) çevrilmesini sağlayan kurallar kümesidir. Kod, kodon olarak adlandırılan üç nükleotitlik diziler ile amino asitler arasındaki ilişkiyi tanımlar. Bir nükleik asit dizisindeki üçlü kodon genelde tek bir amino asidi belirler (ancak bazı durumlarda farklı konumlarda bulunan aynı kodon üçlüsü, çevredeki bağlamla ilişkili olarak iki farklı amino asidi kodlayabilir).[1] Genlerin çok büyük bir çoğunluğu aynı kodla şifrelendiği için (bkz. RNA kodon tablosu), özellikle bu koda kuralsal veya standart genetik kod olarak değinilir, ama aslında pekçok kod varyantı vardır. Yani, standart genetik kod evrensel değildir. Örneğin, insanlarda, mitokondrilerdeki protein sentezi kuralsal koddan farklı bir genetik koda dayalıdır. Canlılardaki genetik bilginin yalnızca genetik kod aracılığıyla depolandığı zannedilmemelidir. Tüm organizmaların DNA'sında düzenleyici diziler, genler arası diziler, kromozomal yapı bölgeleri bulunur, bunlar fenotipe büyük oranda katkıda bulunsa da kodon-amino asit ilişkisinden daha farklı kurallar ile etkilerini gösterirler (bakınız epigenetik). Genetik kodun çözülmesi DNA'nın yapısı James Watson, Francis Crick, Maurice Wilkins ve Rosalind Franklin tarafından çözüldükten sonra proteinlerin şifrelenmesinin esasını anlamak için ciddi çalışmalar başladı. George Gamow, 20 standart amino asidin kodlanabilmesi için üç harfli bir şifrenin olduğunu önerdi, çünkü 4n'yi en az 20'ye eşit kılan en küçük tamsayı n, 3'dür. Kodonların üç DNA bazından oluşmadığı ilk defa Crick, Brenner ve arkadaşları deneyinde gösterildi. İlk kodon 1961'de ABD Millî Sağlık Enstitüsü'nde (NIH'de) bulunan Marshall Nirenberg ve Heinrich J. Matthaei tarafından çözüldü. Hücresiz bir sistem kullanarak bir poli-urasil molekülünün (yani UUUU... dizisini) çevirisini gerçekleştirdiler ve keşfettiler ki sentezledikleri polipeptit sadece fenilalanin amino asidinden oluşmaktadır. Bu polifenilalanin bulgusundan UUU kodonunun fenilalanin amino asidini kodladığını çıkarsadılar. Bu çalışmayı sürdürerek Nirenberg ve Philip Leder genetik kodun üçlü doğasını ortaya çıkarıp standart genetik koddaki kodonları çözdüler. Bu deneylerde çeşitli mRNA kombinasyonları, üzerinde ribozomlar bulunan bir filtreden geçirilmekteydi. Her bir tekrarlayan üçlü dizisi, özgül taşıyıcı RNA moleküllerinin ribozoma bağlanmasına neden oluyordu. Leder ve Nirenberg bu yolla 64 kodondan 54'ünün dizilerini buldular. Bunu takiben, Gobind Khorana'nın çalışmaları kodon geri kalanını tanımladı ve kısa süre sonra Robert W. Holley, çeviriyi mümkün kılan adaptör molekül olan taşıyıcı RNA'nın yapısını çözdü. Bu çalışma, Severo Ochoa'nın daha evvelki çalışmalarına dayanmaktaydı; Ochoa, RNA sentezinin enzimolojisi üzerindeki çalışmalarından dolayı 1959'da Nobel ödülü almıştı. 1968'de Khorana, Holley ve Nirenberg çalışmalarına için Nobel Fizyoloji veya Tıp Ödülünü kazandılar. Genetik kod ile bilgi transferi Bir organizmanın genomu onun DNA'sında (bazı virüslerde ise RNA'sında) kayıtlıdır. Bir genomun protein veya RNA kodlayan bölümleri genleri oluşturur. Proteinleri kodlayan genler kodon olarak adlandırılan üç nükleotitlik birimlerden oluşur, bunların her biri bir amino asit kodlar. Her nükleotit bir fosfat, bir deoksiriboz şeker ve dört azotlu bazdan oluşur. Pürin türevi bazlar olan adenin (A) ve guanin (G) iki aromatik halkadan oluşur. Pirimidin türevi bazlar olan sitozin (C) ve timin (T) daha küçük olup tek bir aromatik halkadan oluşurlar. DNA'nın çifte sarmallı biçiminde, baz eşleşmesi denen bir yolla, DNA'nin iki ipliği hidrojen bağları ile birbirine bağlanır. Bu bağlar hemen her zaman bir iplikteki adenin bazı ile öbüründeki timin bazı ve bir iplikteki sitozin bazı ile öbüründeki guanin arasında oluşur. Bu demektir ki bir çifte sarmaldaki A ve T bazlarının sayısı eşit olmalıdır, C ve G bazlarının sayısının birbirine eşit olması gerektiği gibi. RNA'da timin (T) yerine urasil (U) bulunur, deoksiriboz yerine de riboz vardır. Her protein kodlayıcı gendeki baz dizisi transkripsiyon yoluyla DNA'ya benzer özellikleri olan bir RNA polimerine yazılır, bu moleküle mesajcı RNA veya mRNA denir. Mesajci RNA'daki baz dizisi de, sırası gelince, ribozomlar üzerinde translasyon (çeviri) denen süreç ile bir amino asit dizisine, yani bir proteine dönüştürülür. Çeviri süreci, amino asitler için spesifik olan taşıyıcı RNA'lar (tRNA'lar) gerektirir, proteine eklenecek amino asitler bunlara kovalent olarak bağlıdır. Çeviri için ayrıca, enerji kaynağı olarak guanozin trifosfat ve bir takım çeviri faktörleri gereklidir. Her tRNA'nın üzerinde, mRNA'da bağlandığı kendine has kodona komplemanter olan bir antikodon bulunur. tRNA'nın CCA dizisi ile sonlanan 3' ucuna amino asitler kovalent olarak "yüklenirler". Her bir tRNA'ya aminoasil tRNA sentetaz olarak adlandırılan enzimler tarafından spesifik bir amino asit yüklenir, bu enzimlerin hem yükledikleri amino aside hem de tRNA'ya yüksek derecede özgüllükleri vardır. Yüksek özgüllük, protein çevirisindeki hata oranının düşüklüğünü mümkün kılar. Üç nükleotitli bir kodon ile 4³ = 64 farklı kodon kombinezonu mevcuttur; 64 kodonun hepsi çeviri sürecinde bir amino aside ya da bir bitiş sinyaline karşılık gelir. Eğer, örneğin, UUUAAACCC gibi bir RNA dizisinin okuma çerçevesi birinci U ile başlıyorsa (konvansiyon gereği dizideki bazlar 5' - 3' doğrultusunda yazılır), bu dizide üç kodon vardır, bunlar UUU, AAA ve CCC'dir, her biri bir amino aside karşılık gelir. Bu RNA dizisi, üç amino asit uzunluğunda bir amino asit dizisine çevrilecektir. Bilgisayar bilmi ile bir karşılaştırma yapılacak olursa, bir kodon, veri işlenmesinde kullanılan bir "paket" olmasından dolayı, bir sözcük gibidir, bir nükleotit ise, en küçük veri birimi olmasından dolayı, bir bit gibidir. (Pratikte, tipik bir bilgisayarda, bir nükleotidi temsil etmek için en az iki bit, bir kodon içinde 6 bit gerekir.) Standart genetik kod aşağıdaki tablolarda gösterilmiştir. Tablo 1, 64 kodonun her birinin hangi amino aside karşılık geldiğini göstermektedir. Tablo 2 ise 20 standart amino asidin her birinin hangi kodona karşılık geldiğini göstermektedir. Bunlar sırasıyla ileri ve geri kodon tablosu olarak adlandırılırlar. Örneğin AAU kodonu asparagin amino asidini kodlar, UGU ve UGC de sisteini kodlar (standart üç harfli gösterimle Asn ve Cys, sırasıyla). Dizinin okuma çerçevesi Bir kodon çevirinin başladığı ilk nükleotit ile tanımlanır. Örneğin GGGAAACCC dizisi, eğer ilk bazdan itibaren okunursa, GGG, AAA ve CCC kodonlarından oluşur; ve eğer ikinci bazdan itibaren okunursa GGA ve AAC kodonlarından, eğer üçüncü bazdan itibaren okunursa GAA ve ACC kodonlarından oluşur (kısmî kodonlar göz ardı edilmiştir). Dolayısıyla her dizi üç farklı okuma çerçevesi ile okunabilir, her biri farklı amino asit dizileri üretir (verilen örnekte, sırasıyla, Gly-Lys-Pro, Gly-Asp, veya Glu-Thr). Çift iplikli DNA ile 6 olası okuma çerçevesi vardır, üçü bir iplik üzerinde ileri yönde, üçü öbür iplikte ters yöndedir. Bir protein dizisinin çevirisinin yapıldığı asıl çerçeve başlama kodonu tarafından belirlenir, bu genelde mRNA disindeki ilk AUG kodonudur. Üçün katı olmayan sayıda nükleotidin eklenmesi veya çıkmasına neden olan mutasyonlar, okuma çerçevesini bozar, bu tip mutasyonlara okuma çerçeve kayma mutasyonu denir. Bu mutasyonlar, ortaya çıkan proteinin işlevini bozabilir (eğer protein oluşabilirse) ve bu yüzden canlı hücrelerdeki protein kodlayıcı dizilerde ender görülürler. Çoğu zaman bu kötü oluşmuş proteinler proteolitik yıkıma yollanırlar. Ayrıca, bir çerçeve kayma mutasyonu yüksek olasılıkla bir dur kodonunun okunmasına neden olur, bu da proteini erken sonlandırır.[2] Çerçeve kayma mutasyonlarının kalıt olma enderliğinin bir nedeni, eğer çevrilen protein selektif şartlarda büyümek için gerekli ise, işlevsel bir proteinin yokluğunun organizma için ölümcül olabilmesidir. Başlama ve durma kodonları Çeviri, bir zincir başlama kodonu ile başlar. Dur kodonundan farklı olarak, bu kodon çevirinin başlaması için yeterli değildir. Civardaki diziler (örneğin E. coli'de Shine-Dalgarno dizisi) ve başlama faktörleri de başlama için gereklidir. En yaygın başlama kodonu AUG'dir, bu kodon metiyonin olarak, veya bakterilerde formilmetiyonin olarak çevirilir.[3] Üç dur kodonuna adlar verilmiştir: UAG, amber, UGA, opal ve UAA, okra (İng. ochre). Amber adı, onu keşfeden Richard Epstein ve Charles Steinberg tarafından, arkadaşları Harris Bernstein anısına verilmişti, çünkü soyadı Almanca "amber" (kehribar rengi) anlamına gelmekteydi. Ardından, diğer dur kodonları, renk temasını sürdürmek için "okra" (koyu sarı) ve "opal" olarak adlandırıldı. Dur kodonları "bitiş" veya "anlamsız" kodon olarak da adlandırılırlar. Bitiş kodonları, kendilerine bağlanacak bir tRNA'nın yokluğu nedeniyle bağlanan salma faktörleri (İng. release factor) büyüyen polipeptit zincirinin ribozomdan serbest bırakılmasını neden olur.[4] fuck youuu başlama kodonları Genetik kodun dejenerliği Genetik kodda artıklık (ing. redundancy) vardır ama muğlaklık yoktur (tam bağıntı için yukarıda #RNA kodon tablosu;kodon tablolarına bakın. Örneğin, GAA ve GAG kodonlarının her ikisi de glutamik asidi belirlese de (artıklık), her ikisi de başka bir amino asidi kodlamaz (muğlaklık). Bir amino asidi kodlayan kodonlar her üç pozisyonda da farklılık gösterebilir. Örneğin, glutamik asit amino asidi GAA ve GAG kodonları tarafından belirlenir (3. pozisyonda faklılık), lösin UUA,UUG, CUU, CUC, CUA, CUG kodonları tarafından belirlenir (1. ve 3. pozisyonda farklılık), serin ise UCA, UCG, UCC, UCU, AGU, AGC kodonları tarafından belirlenir (1., 2. ve 3. pozisyonlarda farklılık). Bir kodondaki bir pozisyonda herhangi bir nükleotit olsa da aynı amino asidi kodlanıyorsa o pozisyon için dört misli dejenere konum terimi kullanılır. Örneğin, glisin kodonlarının (GGA, GGG, GGC, GGU) 3. pozisyonu dört misli dejenere bir konumdur, çünkü bu pozisyondaki her bir nükleotit yer değişimi eş anlamlıdır, kodlanan amino asidi değiştirmezler. Bazı kodonların sadece 3. pozisyonu dört misli dejenere olabilir. Bir kodondaki bir pozisyona dört bazdan sadece ikisinin gelmesi ile aynı amino asit kodlanıyorsa o pozisyon için iki misli dejenere terimi kullanılır. Örneğin glutamik asit kodonlarının (GAA, GAG) 3. pozisyonu iki misli dejenere bir konumdur. İki misli dejenere konumlarda eşdeğer nükleotitler ya iki pürin (A/G) veya iki pirimidin (C/U) olur, dolayısıyla sadece transversiyonlu yer değişimler (pürinden pirimidine veya pirimidinden pürine) eşanlamlı olmaz. Bir kodondaki pozisyondaki herhangi bir mutasyon bir amino asit değişimine neden olursa o pozisyon dejenere olmayan konum olarak değinilir. Üç misli dejenere konum olan tek bir kodon vardır, bu izolösin kodonunun 3. pozisyonudur: AUU, AUC, or AUA izolösin kodlar ama AUG metiyonin kodlar. Altı kodon tarafından kodlanan üç amino asit vardır: serin, lösin ve arginin. Sadece iki amino asit tek bir kodon tarafından belirlenir, bunlardan biri, hem metiyonin hem de başlamayı kodlayan AUG'dir, öbürü UGG tarafından kodlanan triptofandır. Genetik koddaki dejenerelik, eşanlamlı mutasyonları mümkün kılar. Dejenereliğin nedeni, üçlü kodun 20 amino asit ve bir stop kodon belirlemesidir. Dört baz olduğu için en az 21 kodu oluşturmak için üçlü kodonlar gereklidir. Örneğin, kodon başına iki baz olsaydı, 16 tane amino asit kodlanabilirdi (4²=16). En az 21 kod gerektiği için 4³ = 64 olası kodon verir, yani kodda belli bir dejenerlik bulunması gerekir. Genetik kodun bu özellikleri noktasal mutasyonlarda onu hataya daha tolaranslı yapar. Örneğin, teorik olarak, dört misli dejenere kodonlar üçüncü pozisyonda bir mutasyona dayanıklı olmaları beklenebilir (ama gerçekte kodon kullanım yanlılığı (İng. codon usage bias) çoğu organizmada bunu sınırlar). Keza, iki misli dejenere kodonlar 3. pozisyonda olabilecek 3 mutasyondan birine dayanıklıdırlar. Geçiş (transisyon) mutasyonları (pürinden pürine, veya pirimidinden pirimidine mutasyonlar) dönüşüm (transversiyon) mutasyonlarından (pürinden pirimidine veya tersi) daha sık olduğu için iki misli dejenere konumlarda pürinlerin veya pirimidinlerini birbirine denk olması, hata toleransını daha da artırır. Artıklık özelliğinin bir sonucu, bazı mutasyonların sadece sessiz mutasyonlara yol açması, diğer bazı mutasyonlarda ise, değişen amino asidinin hidrofiliklik veya hidrofobikliğinin aynı olmasından dolayı, proteinin etkilenmemesidir. Örneğin, NUN şeklinde bir kodon (N = herhangi bir nükleotit) genelde hidrofobik amino asitleri kodlar; NCN küçük boyutlu ve orta derecede hidrofobik amino asitler kodlar; NAN orta büyüklüklü hidrofobik amino asitler kodlar; UNN hidrofilik olmayan amino asitler kodlar.[5][6] Yukarıda belirtilen bu genel eğilimlere rağmen noktasal bir mutasyon bozuk bir proteine neden olabilir. Mutant hemoglobinde hidrofilik glutamat (Glu), hidrofobik valin (Val) ile yer değiştirmiştir, yani GAA veya GAG'nin yerini GUA veya GUG almıştır. Glutamatın valinle değişmesi beta globulin'in çözünürlüğünü azaltır, bunun sonucu olarak hemoglobin lineer polimerler oluşturur. Değişmiş olan valinler arasındaki hidrofobik etkileşimlerin neden olduğu bu polimerleşme ile alyuvarlarda orak hücre deformasyonu meydana gelir. 64 kodona karşılık çoğu organizmada sadece 40-50 tRNA tipi vardır.[7] Bazı tRNA'ların birden çok kodona bağlanabilmesinin nedeni, tRNA antikodonundaki birinci bazın değişime uğramış olması ve bu bazın "oynak" olmasından dolayı oynak baz çifti oluşturabilmesidir. Değişime uğramış olan baz inozindir, ayrıca G-U bazları birbirleriyle Watson-Crick kurallarına uymayan bir baz çifti oluşturabilirler. Standart genetik kodun çeşitlemeleri Standart kodda ufak variyasyonların olduğu tahmin edilmiş olmakla beraber,[8] bunların keşfedilmesi 1979'u buldu. O yıl, insan mitokondri genleri üzerinde çalışan araştırmacılar mitokondrilerin alternatif bir kod kullandığını buldular.[9] O zamandan beri alternatif mitokondrial genetik kodlar[10] dahil olmak üzere pekçok başka varyant bulunmuştur,[11]. Bazı faklılıklar ufaktır, örneğin mikoplazmalarda UGA triptofan olarak çevrilir. Bazı ender durumlarda bazı proteinlerin o türde normal olarak kullanılmayan alternatif başlama kodonları kullanabildiği bulunmuştur.[12] Bazı proteinlerde standart dur kodonunun yerine standart olmayan amino asitler gelir, bunun belirleyicisi mRNA'da bu kodonun yakınında bulunan sinyal dizileridir: UGA selenosistein kodlar, UAG de pirolizin kodlar. Selenosistein ve pirolizin artık 21. ve 22. standart amino asit olarak sayılmaktadır. Genetik koddaki varyasyonların ayrıntıları NCBI web sitesinde görülebilir. Bu farklılıklara rağmen tüm bilinen kodlar büyük benzerlikler gösterirler ve tüm organizmalarda işleyen temel mekanizma aynıdır: üç bazlı kodonlar, tRNA, ribozomlar, kodonların okunma yönü ve nükleotit dizisinin üçer harfler olarka okunup bir amino asit dizisi olarak sentezlenmesi. Genetik kodun kökeni hakkında teoriler Çeşitliliklere rağmen tüm hayat biçimleri tarafından kullanılan genetik kodlar çok benzerdir. Dünyadaki yaşam tarafından kullanılan genetik kodun yanı sıra pek çok başka genetik kod da olabileceğine göre, mevcut kodun yaşamın oluşum tarihinin en başlarında oluşmuş olması evrim teorisi bakımından muhtemeldir. Taşıyıcı RNA'nın filogenetik analizi, mevcut aminoasil tRNA sentetazlar grubundan oluşumundan önce tRNA'ların evrimleşmiş olduğunu önermektedir.[13] Genetik kod, kodonların rastgele amino asitlere atamasından ibaret değildir.[14] Örneğin, aynı biyosentetik yolak üzerinde yer alan amino asitlerin kodonlarının ilk bazı aynı olmak eğilimlidir,[15] ve benzer fiziksel özellikleri olan amino asitlerin kodonları da benzerdir.[16][17] Genetik kodun evrimine dair teorilerde üç ana tema vardır:[18] Aptamer deneyleri bazı amino asitlerin kendilerini kodlayan baz üçlülerine karşı seçici bir bağlanma afinitesine sahip olduğunu göstermiştir.[19] Bu bulgunun önerdiği görüş, tRNA ve ilişkili enzimler içeren mevcut karmaşık çeviri mekanizmasının sonradan meydana gelen bir gelişme olduğu, orijinde protien dizilerinin doğrudan baz dizileri üzerinde kalıplandığıdır. Standart modern genetik kod daha evvelki basit bir koddan, bir "biyokimyasal genişleme" yoluyla türemiştir. Burdaki fikir, en eski (primordiyal) yaşamın yeni amino asitleri keşfettikçe (örneğin bunlar metabolizma ürünleri olmuş olabilir) bunları genetik kodlama mekanizmasına dahil ettiğidir. Günümüze kıyasla geçmişte daha az sayıda farklı amino asit olduğuna dair pek çok dolaylı delil olsa da,[20] amino asitlerin genetik koda hangi sırayla dahil olduğuna dair ayrıntılı hiptezler çok daha tartışmalı olmuştur.[21][22] Doğal seleksiyon, mutasyonların etkisini en aza getirecek yönde kodon atamalarına yol açmıştır.[23] Kaynakça 1.^ Turanov AA, Lobanov AV, Fomenko DE, Morrison HG, Sogin ML, Klobutcher LA, Hatfield DL, Gladyshev VN (January 2009). "Genetic code supports targeted insertion of two amino acids by one codon". Science 323 (5911): 259–61. doi:10.1126/science.1164748. PMID 19131629. 2.^ Isbrandt D, Hopwood JJ, von Figura K, Peters C (1996). "Two novel frameshift mutations causing premature stop codons in a patient with the severe form of Maroteaux-Lamy syndrome". Hum. Mutat. 7 (4): 361–3. doi:10.1002/(SICI)1098-1004(1996)7:4<361::AID-HUMU12>3.0.CO;2-0. PMID 8723688. 3.^ Touriol C, Bornes S, Bonnal S, et al (2003). "Generation of protein isoform diversity by alternative initiation of translation at non-AUG codons". Biology of the cell / under the auspices of the European Cell Biology Organization 95 (3-4): 169–78. PMID 12867081. 4.^ [cite web| url= www.sci.sdsu.edu/~smaloy/MicrobialGeneti...-sup/amber-name.html |başlık= How nonsense mutations got their names | erişimtarihi= 12 haziran 2009] 5.^ Yang et al. (1990). Reaction Centers of Photosynthetic Bacteria. Springer-Verlag. 6.^ "Complexity International". 12 haziran 2009 tarihinde erişilmiştir. 7.^ "Genomic tRNA Database". 12 haziran 2009 tarihinde erişilmiştir. 8.^ (1973). "Directed panspermia". Icarus 19: 341-346 p. 344: "It is a little surprising that organisms with somewhat different codes do not coexist." (Further discussion at [1]) 9.^ Barrell BG, Bankier AT, Drouin J (1979). "A different genetic code in human mitochondria". Nature 282: 189–94. PMID 226894. 10.^ Jukes TH, Osawa S (December 1990). "The genetic code in mitochondria and chloroplasts". Experientia 46 (11-12): 1117–26. PMID 2253709. 11.^ Andrzej (Anjay) Elzanowski ve Jim Ostell tarafından derlenmiştir]. "NCBI: "The Genetic Codes"". 12.^ "Genetic Code page in the NCBI Taxonomy section". 12 haziran 2009 tarihinde erişilmiştir. 13.^ De Pouplana, L.R.; Turner, R.J.; Steer, B.A.; Schimmel, P. (1998). "Genetic code origins: tRNAs older than their synthetases?". Proceedings of the National Academy of Sciences 95: 11295. doi:10.1073/pnas.95.19.11295. PMID 9736730. www.pnas.org/cgi/content/full/95/19/11295. 14.^ Freeland SJ, Hurst LD (1998). "The genetic code is one in a million". J. Mol. Evol. 47: 238–48. doi:10.1007/PL00006381. PMID 9732450. link.springer-ny.com/link/service/journa...9/bibs/47n3p238.html. 15.^ Taylor FJ, Coates D (1989). "The code within the codons". BioSystems 22 (3): 177–87. doi:10.1016/0303-2647(89)90059-2. PMID 2650752. 16.^ Di Giulio M (October 1989). "The extension reached by the minimization of the polarity distances during the evolution of the genetic code". J. Mol. Evol. 29 (4): 288–93. doi:10.1007/BF02103616. PMID 2514270. 17.^ Wong JT (February 1980). "Role of minimization of chemical distances between amino acids in the evolution of the genetic code". Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 77 (2): 1083–6. doi:10.1073/pnas.77.2.1083. PMID 6928661. 18.^ Knight RD, Freeland SJ, Landweber LF (June 1999). "Selection, history and chemistry: the three faces of the genetic code". Trends Biochem. Sci. 24 (6): 241–7. PMID 10366854. 19.^ Knight RD, Landweber LF (September 1998). "Rhyme or reason: RNA-arginine interactions and the genetic code". Chem. Biol. 5 (9): R215–20. PMID 9751648. 20.^ (2002). "Evolution of Amino Acid Frequencies in Proteins Over Deep Time: Inferred Order of Introduction of Amino Acids into the Genetic Code". Molecular Biology and Evolution 19: 1645-1655 21.^ Amirnovin R (May 1997). "An analysis of the metabolic theory of the origin of the genetic code". J. Mol. Evol. 44 (5): 473–6. PMID 9115171. 22.^ Ronneberg TA, Landweber LF, Freeland SJ (2000). "Testing a biosynthetic theory of the genetic code: fact or artifact?". Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 97: 13690–5. doi:10.1073/pnas.250403097. PMID 11087835. 23.^ Freeland SJ, Wu T, Keulmann N (2003). "The case for an error minimizing standard genetic code". Orig Life Evol Biosph 33: 457–77. PMID 14604186. Kaynak: tr.wikipedia.or

http://www.biyologlar.com/genetik-kod

İnsan DNA’sı ve Genetik

İnsan DNA’sı ve Genetik

Deoksiribonükleik Asit (DNA), tüm canlı organizmaların ve virüslerin kalıtsal bilgilerini taşıyan ve gelecek nesillere taşıyan(aktaran) nükleik asittir. DNA,hücrelerdeki kromozomlarda bulunur ve canlıya ait bütün özellikleri taşır ve aktarır. Bölünme sırasında kromozomlar bölünürken, DNA’’larda eşleşirler. DNA, çift sarmallı bir yapıya sahiptir.DNA nükleotit adı verilen 2 polimerden oluşur. Bir DNA zinciri 2,2 ile 2,6 nanometre (metrenin milyarda biri) kadar genişliktedir. Nükleotit,bir şeker,bir fosfat ve bir bazdan oluşur. İnsan DNA’sı 46 kromozomdan oluşur ve yarısı erkekten,diğer yarısı da dişiden gelir.İnsan DNA’sı büyük sırlar içermektedir ve içeriği tam olarak çözülememişti. İnsan DNA’’sına en çok benzeyen DNA farelerinki’dir. Yapılan deneyler öncelikle fareler üzerinde denenir. Çünkü insanla verecekleri tepkiler aynıdır. Yakın zaman önce bilim adamları insan DNA’sının tam analizini yapmayı başardı. Biraz bunun hakkında konuşalım. Bu çalışmaya birçok ülkeden 400 kadar bilim adamı katıldı. Çalışma sonucunda bilim adamları bunun, hastalıkların tedavisinde ve erken teşhisin de önemli yardımları olacağını söylüyorlar.4421_3Bilim adamları, daha önceleri gereksiz DNA olarak gördükleri yerin aslında sandıklarından daha büyük olduğunu ve “gereksiz” kelimesinin geçersiz olduğunu gördüler. Çalışmaları sonucu bilim adamları, bu bölümün biyolojik olarak aktif olduğunu söylüyorlar. Bunun yan sıra bilim adamları, belirledikleri bazı genlerin birçok hastalık ile ilişki içinde olduklarını ve çözümlemelerinin yeni tedavi yollarını açacağını düşünüyorlar. DNA günümüzde birçok alanda yardımcımız olmaktadır. Gen mühendisliği sayesinde DNA’’lardan tıbbi araştırmalarda faydalanmaktayız. Adli Tıp’ta vücuttan gelen (tükürük,saç,kan gibi) şeylerden DNA testi ile suçluların kimlikleri tespit edilebilmektedir. DNA nanoteknolojisi ile yapay DNA’’lar imal edilebilir.(nano milyarda biri ifade eder,örneğin 1 nanometre metrenin milyarda biri demektir.)Kısacası DNA insanın bütün sırlarını içinde barındıran mikroskobik parçalardır. Asırlardır aktarılan bilgiler günümüze kadar bizimle geldi ve bundan sonrada bizden sonraki nesillere aynı şekilde aktarılmaya devam edecektir.Kaynakça:http://tr.wikipedia.org/wiki/DNAhttp://www.ntvmsnbc.com/id/25379788/Yazar: Hasan Can Bozkurthttp://www.bilgiustam.com

http://www.biyologlar.com/insan-dnasi-ve-genetik-1

BİYOTEKNOLOJİNİN TARİHÇESİ

Milattan Önce (M Ö) 1750 Sümerler birayı mayaladı 500 Çinliler küflenmiş soya fasulyesini antibiyotik olarak yanıkların tedavi etmek için kullandı 250 Yunanlılar hasat döngüsünü deneyerek ürün verimliliğini arttırdı 100 Çinliler toz haline getirilmiş krizantemi böcek ilacı olarak kullanmaya başladı Milattan Sonra 20. Yüzyıldan Önce 1590 Mikroskobun Janssen tarafından bulunması 1663 Hücrelerin Hooke tarafından ilk kez tanımlanması 1675 Leeuwenhoek`un protozoa ve bakteriyi keşfi 1797 Jenner`in bir çocuğu çiçek hastalığından korumak için aşılaması 1802 Biyoloji kelimesinin ortaya çıkışı 1834 Dutrochet tarafından dokunun yaşayan hücrelerden oluştuğunun bulunması 1830 Proteinlerin keşfi 1833 Hücre çekirdeğinin keşfi İlk enzimlerin izole edilmesi 1855 Escherichia coli (E.coli) bakterisin keşfi. İlerleyen zamanlarda, biyoteknoloji için temel araştırma, geliştirme ve üretim aracı olacaktır Pastör`ün maya ile çalışmaya başlaması ve sonuç olarak canlı organizmalar olduğunu kanıtlaması 1863 Mendel`in bezelyeler ile yaptığı çalışmalar sonucunda,özelliklerin nesilden nesile bağımsız birimler- ileride gen olarak tanımlanacak- aracılıyla aktarıldığını keşfi. Yaptığı gözlemler, genetik biliminin temellerini oluşturacaktır. 1869 Miescher`in alabalık sperminde DNA`yı keşfi 1877 Koch tarafından bakteri boyanması ve tanımlanması için birtekniğin geliştirilmesi 1878 Laval tarafından ilk santrifüjün geliştirilmesi Mikrop teriminin ilk kez kullanılışı 1879 Flemming`in kromatini keşfi. Hücre çekirdeği içerisinde bulunan çubuk şeklindeki bu yapışal ileride "kromozom olarak" adlandırılacaktır 1883 İlk kuduz aşısının geliştirilmesi 1888 Waldyer tarafından kromozomun keşfi 20. Yüzyılın İlk Yarısı 1902 İmmünoloji teriminin ilk kez ortaya çıkışı 1906 Genetik kelimesinin tanımlanması 1907 İlk in vivo hayvan hücre kültürünün rapor edilmesi 1909 Genler ile kalıtımsal hastalıklar arasında bağlantının kurulması 1911 Rous tarafından ilk kansere neden olan virüsün keşfi 1914 Manchester/İngiltere`de ilk kez bakteri kullanılarak kanalizasyon sularının işlenmesi 1915 Faj veya bakteriyel virüslerin keşfi 1919 Biyoteknoloji kelimesinin ilk kez bir Macar ziraat mühendisi tarafından kullanılması 1920 Evans ve Long tarafından insan büyüme hormonunun keşfi 1927 Murray tarafından X-ışınlarının mutasyona yol açtığının bulunması 1928 Flemming`in ilk antibiyotik "penisilini" bulması 1938 Moleküler Biyoloji ilk kez kullanıldı 1941 Genetik mühendisliği terimi ilk kez Danimarkalı bir mikrobiyolog tarafından kullanıldı 1942 Elektron mikroskobu bir bakteriyofajın tanımlanması ve karakterizasyonu için kullanıldı 1943 Avery DNA`nın dönüşüm faktörü olduğunu gösterdi 1944 DNA`nın genleri içerdiğinin gösterilmesi 1949 Pauling tarafından "orak hücreli aneminin" mutasyon sonucu oluşan bir moleküler hastalık olduğunun gösterilmesi 1950-1969 1951 McClintock tarafından mısırda "zıplayan gemlerin" keşfi 1953 Watson ve Crick tarafından DNA`nın üç boyutlu yapısının açıklanması 1954 Hücre kültür tekniklerinin geliştirilmesi 1955 İlk kez nükleik asit sentezinde yer alan bir enzimin izole edilmesi 1956 Japonya`da fermantasyon sürecinin başarıyla uygulanması Kornberg tarafından DNA polimeraz I enziminin keşfi ve bu keşfin DNA`nın kendini nasıl eşlediğinin anlaşılmasına yol açması 1957 Orak hücreli anemiye tek bir amino asitteki değişikliğin neden olduğunun gösterilmesi 1960 Melez DNA-RNA moleküllerinin yaratılması, mesajcı RNA`nın keşfi 1961 Genetik kodun ilk kez anlaşılması 1964 Ters transkiptazın varlığının tahmin edilmesi 1967 İlk otomatik protein dizi ayrıştırıcısının geliştirilmesi 1969 İlk kez in vitro ortamda bir enzimin sentezlenmesi 1970`ler 1970 Spesifik restriksiyon nükleazların tanımlanması, gen klonlanma çalışmalarının yolunun açılması Ters transkriptaz`ın birbirinden bağımsız olarak sıçan ve kuş retrovirüslerinde bulunması 1971 Ters transkriptaz`ın ribonükleaz aktivitesi gösterdiğinin bulunması 1972 İnsan DNA`sının bileşimi ile şempanze ve goril DNA`larının %99 benzediğinin bulunması Ters transkriptaz kullanılarak cDNA sentezi 1973 Cohen ve Boyer tarafından, bakteriyel genler kullanılarak ilk başarılı rekombinant DNA deneylerin yapılması 1974 Amerikan Ulusal Sağlık Örgütü tarafından rekombinant genetik çalışmaların izlenmesi için Rekombinant DNA Tavsiye Komitesinin kurulması 1975 Koloni hibridizasyon ve Southern Blotting tekniklerinin spesifik DNA dizilimlerinin tayini için kullanılması 1976 Rekombinat DNA`nın ilk kez insanda kalıtımsal hastalıklarda kullanımı Moleküler hibridizasyonun ilk kez alfa taleseminin doğum öncesi teşhisinde kullanımı. Maya genlerinin ilk kez E.coli`de ekspresyonu 1977 Genetik modifiye bakterilerin ilk kez, insan büyüme hormonunun sentezi için kullanımı 1978 North Carolina Üniversitesi bilim adamlarından Hutchinson ve Edgell`in DNA molekülünün spesifik bölgelerinde spesifik mutasyonların oluşturulabildiğini göstermeleri 1979 İlk monoklonal antikorların üretimi 1980`ler 1980 A.B.D. Anayasa Mahkemesi, bir dava sonucunda (Diamond-Chakrabarty) genetik modifiye canlı türlerinin, patentleme prensiplerini onayladı 1981 İlk gen sentezleme cihazı geliştirildi İlk genetik modifiye bitki rapor edildi Fare başarıyla klonlandı 1982 Genentech firması tarafından diyabet hastalarının tedavisinde kullanılmak üzere "Humulin" adlı ilaç, genetik modifiye bakteriler kullanılarak üretilmeye başlandı. Bu ilaç, Gıda ve İlaç İdaresi tarafından onay verilen ilk biyoteknolojik ilaçtır. 1983 Polimeraz Zincir Reaksiyon (PCR) tekniği geliştirildi İlk yapay kromozom sentezlendi Spesifik kalıtımsal hastalıklara ait ilk genetik işaretleyiciler bulundu Tek sarmalı DNA`dan çift sarmallı DNA sentezi için etkin metotlar geliştirildi 1984 DNA parmak izi tekniği geliştirildi İlk genetik modifiye aşı geliştirildi Chiron, HIV virüsünü klonladı ve genom dizilimini belirledi 1985 Tamamen aktif sıçan Ters transkriptaz E.coli`de klonlandı 1986 Genetik modifye bitkilerin (tütün) ilk alan çalışmaları yapıldı Ortho Biotech firmasına ait Orthoclone OKT3, böbrek naklinde, organ reddine karşı kullanıldı ve ilk monoklonal antikor tedavisi olarak onay aldı. Biogen firmasına ait Intron A ve Genentech firmasına ait Roferon A adlı ilaçlar, biyoteknoloji türevli ilk interferon ilaçları orak kanser tedavisinde kullanılmak üzere, Gıda ve İlaç İdaresinden onay aldı. 1988 yılında, AIDS`in bir koplikasyonu olan Kaposi`s Sarkoma tedavisinde kullanıldı. İlk genetik modifiye insan aşısı, Chrion frimasına ait Recombivax HB, hepatit B`yi önlemek üzere kullanımı için onay aldı 1987 İnsan büyüme hormonu yetmezliği için "Humatrope" adlı ilaç geliştirildi 1988 Amerikan Kongresi İnsan Genom Projesini destekleme kararı aldı 1989 Exxon Valdez Petrol Sızıntısı sonucu oluşan kirliliğin temizlenmesi amacıyla mikroorganizmalar kullanıldı Cystic Fibrosis`e neden olan gen bulundu 1990`lar 1990 4 yaşında bir tür bağışıklık sistemi rahatsızlığı olan bir kız çocuğuna, onay verilen ilk gen terapi yönteminin başarıyla uygulanması 1991 Amgen firması tarafından "Neupogen" adlı bir ilaç geliştirildi. Bu ilaç koloni uyarıcı faktör ilaçlarının yeni bir sınıfı olarak, kemoterapi hastalarında düşük beyaz küre sayısının arttırılması amacıyla kullanılmaya başlandı Genzyme firmasına ait "Ceredase" adlı ilaç Gaucher`s hastalığının tedavisinde kullanılmak üzere onay aldı 1992 HIV Ters Transkritaz`ın üç boyutlu yapısı aydınlatıldı Chrion firmasında tarafında üretilen Proleukin" renal hücre kanserinin tedavisinde kullanılmak üzere onay aldı Genetic Institude tarafından geliştirilen "Recombinate" hemofili A`nın tedavsinde kullanılmaya başladı. Bu ilaç, Amerika Birleşik Devletlerin`de onaylanan ilk genetik modifiye kan pıhtılaşma faktörüdür. 1993 Gıda ve İlaç İdaresi, genetik modifiye gıdaların doğaya zararlı olmadığını ve herhangi bir özel yönetmelik gerektirmediğini deklare etti. 1994 Meme Kanseri geni bulundu Calgene firması tarafından üretilen çürümeye karşı dirençli genetik modifiye "Flavr Savr" domatesi satış için onay aldı 1995 Virüsler hariç ilk kez bir canlı organizmanın "Hemophilius Influenza" bakterisinin gen dizisinin tamamı belirlendi 1996 İskoç bilim adamaları, erken embriyonik dönemdeki bir koyundan eş kuzular, klonlamayı başardı 1997 İskoç bilim adamaları, erişkin bir koyundan, bir koyun klonladıklarını rapor ettiler (Dolly) Oregon`dan bir grup araştırmacı iki Rhesus maymunu klonladıklarını rapor ettiler PCR, DNA çipleri ve bir bilgisayar programını içeren yeni bir DNA tekniği, hastalık yapıcı genlerin araştırılması için kullanılmaya başlandı 1998 Hawai Üniversitesi araştırmacıları, sıçanı erişkin yumurtalık hücrelerinin çekirdeğinden üç nesil klonlamayı başardılar İnsan dersi in vitro olarak üretildi Bir solucanın genom haritası tamamlandı. Bu tamamlanan ilk hayvan genomudur. İnsan genom haritası kabaca tamamlandı. 30,000`in üzerinde gen belirlendi 1999 İnsan kromozomunun genetik kodunun tamamı deşifre edildi Avrupa`da biyoteknolojik gıdalara halkın ilgisi artmaya başladı 2000 ve Sonrası 2000 Celera Genomics ve İnsan Genom Projesi tarafından insan genom çalışmaları tamamlanma aşamasına geldi İnsanlara transplantasyon için organ üretici olarak kullanılmaları düşüncesiyle, domuz ikinci klonlanan hayvan oldu Menenjite sebep olan "Neisseria meningitidis" bakterisinin 2.18 milyon bazdan oluşan genomu belirlendi 2001 İnsan genom haritası Science ve Nature dergilerinde yayınlandı. 2002 Bilim adamları, yılda yaklaşık 60 milyon insana yetecek pirinci yok eden bir patojenin, gen diziliminin taslağını bitirdiler. 2003 Dolly, başarıyla klonlanan ilk memeli, solunum yetmezliğinden öldü 2004 Türkiye`de biyoteknoloji ve biyomedikal alanlarında çalışmalar yapmak amacıyla TÜBİTAK-BİYOMEDTEK Araştırma Merkezi kuruldu.

http://www.biyologlar.com/biyoteknolojinin-tarihcesi

DNA İkileşmesi

DNA ikileşmesi Replikasyon DNA çoğalması ya da DNA sentezi hücre bölünmesi öncesinde çift sarmallı DNA'nın kendini kopyalanması işlemidir. Günümüzde yapılan araştırmalar sonucu aynı tip hücrelerde DNA'nın kimyasal özelliğinin ve toplam mktarının nesilden nesile değişmeden aktarıldığı bilinmektedir. Buna göre DNA'nın tüm özellikleri aynı ata hücreden gelen benzer hücrelerde aynı kalmak zorundadır. Bu yüzden ister prokaryotik ister ökaryotik olsun her bir hücre mitoz bölünmeye hazırlanırken DNA'lar kural olarak tüm uzunlukları boyunca bir ucundan diğer ucuna doğru kendilerini ikiler. Watson ve Crick'in 1953'de yayımladıkları makaleleri ikili sarmalın nasıl kendini eşleyeceği konusunda fikir vermektedir. "Yarı-saklı (semikonservatif) çoğaltma" olarak bilinen bu modelin geçerliliği o zamandan buyana değişmemiştir. Çoğalmanın genel tarzı açıklık kazandıktan sonra araştırmalar DNA sentezinin tüm ayrıntıları üzerine yoğunluk kazanmıştır. Günümüzde bilinen DNA'nın kendini eşlemesi için sayısız enzim ve birçok proteine gerek duyduğudur. Sentez sırasındaki olayların karmaşıklığı bu araştırma alanının son derece aktif kalmasını sağlamıştır. DNA kendini yarı-saklı eşlemeyle çoğaltır Watson ve Crick sarmal açlıldığı takdirde iki atasal zincir boyunca sıralanan bazların eşlenebilecekleri proteinleri kendilerine çekebileceklerini önermişlerdir. Buna göre bazlar hidrojen bağlarıyla kendine uygun olan (örn. Adenin-Timinle Guanin-Sitozinle) bazı çeker ve eşleşir. Her iki kalıp boyunca bu nükleotitler kovalent bağlarla polinükleotit oluşturdukça birbiriyle özdeş iki DNA zinciri oluşacaktır. Kopyalanan her bir DNA molekülünde bir "eski" bir "yeni" zincir bulunacağından bu tip bir çoğalma "yarı-saklı (semikonservatif) replikasyon" olarak tanımlanır. DNA kopyalanması için yine atasal zincirlerin kalıp olarak görev görmesine dayanan iki ayrı yol daha düşünülmüştür. Bunlar; * Saklı (konservatif) replikasyon; tamamlayıcı polinükleotit zincirleri yine aynı şekilde sentezlenir ancak burada iki yeni zincir biraraya gelirken atasal eski zincirler tekrar birleşir. Orjinal sarmal bu şeklide "korunur". * Parçalı (dispersif) replikasyonda; atasal zincirler kopyalama sırasında kırılır ve kırılan DNA parçaları iki yeni çift sarmal içinde dağılır. Böylece her bir zincirde hem yeni hem eski DNA bulunur. Üç olasılık içinde en karmaşık olan yol bu olduğu için gerçekleşme ihtimali en zayıf olandır. Ancak deneysel olarak teoride olması mümkündür. Her üç modelde baz eşlenikliğine dayandığı halde yarı-saklı çoğalma en doğru olanıdır. Tarihte 1958'de Meselson ve Stahl E.Coli 'de yeni sentezlenen bir DNA'nın bir yeni bir de eski zincir içerdiğini göstererek yarı-saklı çoğalma konusundaki sorunu çözmüşlerdir. Taylor Woods ve Hughes baklanın kök uçlarıyla yaptıkları deneyde ökaryotlarda da yarı-saklı çoğalma olduğunu göstermişlerdir. Aynı dönemde Kornberg E.Coli 'den DNA Polimeraz I'i saflaştırmıştır. Kalıp ve öncü nükleozit trifosfatların bulunduğu ortamda bu enzimin in vitro DNA sentezi yapabileceğini göstermiştir. Daha sonra DNA Polimeraz II ve III izole edilmiş ve polimeraz III in vivo DNA kopyalanmasından sorumlu enzim olarak tanınmıştır. DNA'nın Yapısı DNA tüm hücrelerde bulunan nesilden nesile aktarılabilen çift bir moleküldür. Bu çift molekül bir sarmaşığın dalları gibi birbiri çevresinde dönerek bir sarmal oluşturur. Sarmaşık dalına benzer her molekül bir DNA "ipliği"dir. Bu iplikler birbirlerine kimyasal olarak bağlanmış nükleotitlerden oluşur. Nükleotitler ise bir şeker bir fosfat ve bir de dört çeşit azotlu bazlardan birisinden oluşur. Bu dört çeşit baz Adenin Timin Sitozin ve Guanindir. Sırası ile A T C ve G harfleri ile kısaltılırlar. Her baz diğer bazların yalnızca bir çeşidi ile hidrojen bağları kurabilir kural olarak; A ile T C ile ise G bağ kurabilir. DNA Replikasyonu DNA molekülünün ikileşmesinde sarmalın kollarnı birbirine bağlayan zayıf hidrojen bağları fermuar gibi açılır; her iki kolda eşlerinden ayrılan pürin ve pirimidin uçlarını açıkta bırakır. Hücrenin sitoplazmasında bulunan çeşitli nükleotitlerin iki kol açıldıkça kollarda bulunan uygun bazların karşılarına gelmeleriyle kendini eşleme başlamış olur. DNA'nın ikili sarmalı birbirinden ayrıldığı zaman kural olarak Adenin grubu Timin grubuyla Guanin grubuysa Sitozin grbuyla birleşerek yerlerini alırlar. Diğerleri uymadıkları için geri çevrilirler. Yine aynı şekilde eski zincirdeki Adeninler Timinlerle Sitozinler Guanin gruplarıyla ikili sırayı tamamlamak için birleşirler. Bütün nükleotitler eşlendiğinde ise yeni zincir oluşturulmuş DNA kendini eşlemiştir. Kopyalanan yeni DNA iplikleri tamamen aynıdır ancak nadiren çoğalmadaki hatalar nedeniyle kopyalama mükemmel olmaz (bkz. mutasyon). İkileşme Orijini ve Çatalı Kromozom üzerinde replikasyonun başladığı bölge "replikasyon orjini" olarak adlandırılır. Kromozom üzerinde replikasyonun olduğu noktada sarmala ait zincirlerin açılmasıyla meydana gelen çatala "replikasyon çatalı" denir. Bu çatal önce sentezin orjin noktasında meydana gelir ve replikasyon devam ettikçe ilerler. Replikasyon çift yönlü ise orjinden itibaren zıt yöne doğru ilerleyen iki replikasyon çatalı oluşur. Replikasyonun orjini ve yönü ile ilgili kanıtlar açıktır. Prokaryotlarda DNA ikileşmesi DNA replikasyonunda ikili sarmal açılır ve sentezin başladığı yer olan replikasyon çatalı oluşur. Proteinler açılan sarmalı kararlı kılar ve replikasyon çatalının önünde oluşan sarılma gerilimini hafifletirler. Sentez kalıp boyunca belirli bölgelerden RNA Primazın DNA Polimeraz III'ün polimerizasyonu başlatabileceği serbest 3'-OH ucunu sağlayan kısa bir RNA parçasını sentezlemesiyle başlar. İkili sarmalın antiparalel yapısından dolayı polimeraz III kesintili zincirde 5'-3' yönünde sürekli DNA sentezi yapar. Kesintili zincir denen karşı zincirde kısa Okazaki fragmanları sentezlenir ve bu fragmanlar daha sonra DNA Ligaz ile birleştirilir. DNA Polimeraz I RNA primerini uzaklaştırır ve yerine DNA sentezler ortaya çıkan polinükleotidler (DNA parçaları) DNA Ligaz ile birleştirilir. DNA replikasyonunda yer alan birçok molekülü etkileyen pekçok mutant bakteri ve faj genlerinin izole edilmesi tüm replikasyon işleminin karmaşık genetik kontrolünün aydınlanmasına yardımcı olmuştur. - Replikon oriC ve ter Cairns izotoplar kullanarak otoradyografi yöntemiyle replikasyonu izlemiş ve E.Coli'de replikasyonun tek bir noktadan (orjinden) başladığını göstermiştir. Bu özgül bölgeye oriC denilmiştir. Bu bölgenin konumu E.Coli üzerinde haritalanmış ve 245 baz içerdiği saptanmştır. Bu konuda yapılan başka araştırmalarda da replikasyonun iki yönlü olduğu ve oriC'nin her iki yönünde hareket ettiği gösterilmiştir. Bu durumda replikasyon ilerledikçe ayrı yönlere doğru birbirinden uzaklaşan iki replikasyon çatalı oluşturur. Bu çatallar tüm kromozom yarı-saklı eşleştikten sonra "ter" olarak adlandırılan sonlanma bölgesinde birbiriyle birleşir. Bir orjinden replikasyon başladıktan sonra eşleşen DNA'nın uzunluğunun bir birim olduğunu belirten terim "replikon"dur. Buna göre bakteriyofaj ve bakterilerde DNA sentezi bir noktadan (oriC) başlayıp bir noktada (ter) biter. Bakteriler tek ve büyük bir kromozoma sahip oldukları için kromozomun tümü bir "replikon"dur. - DNA Polimeraz I II ve III Replikasyonun yarı-saklı ve iki yönlü olduğu anlaşıldıktan sonra birçok moleküler çalışma DNA kalıbı üzerinden tamamlayıcı uzun polinükleotit zincirlerinin gerçek sentezinin nasıl olduğunu anlamaya yönelmiştir. Bu çalışmalarda kullanılan mikroorganizmalarda sentezde gerekli olan DNA Polimeraz I II ve III olarak bilinen enzimlerin varlığı görülmüştür. Ökaryotlarda DNA ikileşmesi J.H. Taylor P.Woods ve W.Hughes; 1957'de ökaryotlarda da replikasyonun yarı-saklı olduğunu gösteren kanıtı sunmuşlardır. Vicia faba (bakla) bitkisinin kök uçlarıyla yaptıkları deneyde DNA'yı 3H-timidin ile işaretleyip otoradyografisini çekmişler ve replikasyonu izlemeyi başarmışlardır. Buradaki replikasyonun yarı-saklı olduğunu kanıtlamışlardır. Ökaryotlardaki DNA replikasyonu prokaryotlardakine benzer ancak daha karmaşıktır. Her iki sistemde de DNA ikili sarmalı "replikasyon orjini"nden açılarak iki "replikasyon çatalı" meydana gelir. DNA polimerazın yönlendirdiği sentez kesintisiz zincirde ve kesintili zincirde çift yönlü olarak devam eder. Prokaryotlardan en önemli fark olarak ökaryotlada birçok "replikasyon orjini" ve sentezi yönlendiren daha farklı DNA Polimerazlar bulunmasıdır. Bunun nedenleri şöyle açıklanır: 1. Ökaryotlarda prokaryotlara göre daha fazla gen vardır. 2. Ökaryotik polimerazın saniyede 50 nükleotit olan okuma hızı prokaryotik polimeraza göre 20 kat yavaştır. Çoklu replikasyon orjini ile ilk bulguların çoğu bir maya olan Saccharomyces cerevisiae'den elde edilmiştir. Mayadan elde edilen bu repliksyon orjinlerine "özerk replike olan diziler" (ARS) denir. Hücre döngüsünün G1 fazı sırasında bütün ARS dizilerine bazı protein grupları bağlanır ve "orjin tanıma kompleksi" (ORC) meydana gelir. Bu tanıma kompleksleri G1 fazında oluştuğu ve S fazından önce sentez başlamadığı için sentezin gerçek başlama sinyalinde yer alan daha başka pronteinler de bulunmaktadır. Bu proteinlerin en önemlileri özgül kinazlardır. Kinazlar hücre döngüsünün ayrılmaz bir parçası olan fosforilasyonun kilit enzimleridir. Kinazlar ORC'ye bağlandıklarında DNA polimerazın bağlanmasına açık olan bir "ön tanıma kompleksi" (pre-RC) oluşur. pre-RC'ye bağlanacak DNA polimerazlar ökaryotik replikasyonun en karmaşık yönüdür. Buna göre 6 farklı tipte DNA polimeraz formu saflaştırılıp çalışılmıştır: * Polimeraz α (alfa) β (beta) γ (gamma) δ (delta) ε (epsilon) ve ζ (zeta) (bkz. DNA polimeraz) Ökaryotlarda doğrusal kromozom uçlarının (telomerler) replikasyonda ortaya çıkan özel sorun RNA içeren özgün bir enzim olan telomeraz enzimiyle çözülür. Genetik moleküller arasındaki rekombinasyon DNAlglfrglelglergleplgperogpeorogrep zincirlerini kesen tekrar sıraya koyan ve tekrar birleştiren bir dizi enzim varlığına dayanır. Gen dönüşümü olayı bu değiş-tokuşlar sırasında yanlış eşleşme onarımı ile gerçekleştirilen sentez ile en iyi şekilde açıklanabilir.

http://www.biyologlar.com/dna-ikilesmesi-1

DNA Replikasyonunda Rol Alan Enzimler

DNA molekülünün replikasyonunda, DNA zincirinin uzatılmasını DNA polimerazlar katalizlemekle birlikte, replikasyonda rol alan başka enzimler de bulunmaktadır. Bu enzimler ve özellikleri ise: i. DNA Primaz: Replikasyon sırasında, DNA polimerazın DNA zinciri sentezini başlatabilmesi için kullandığı RNA primerleri, DNA primaz adı verilen özel RNA polimerazlar tarafından sentezlenir (bkz. kısım 4.3). Bu enzim çoğunlukla DNA’ya bağlanır, fakat kalıp olmaksızın da primer sentezini başlatabilir. İn vitro substrat olarak, NTP veya dNTP’ları kullanabilir ve DNA kalıbının tamamlayıcısı olan 10-15 nükleotid uzunluğundaki primerleri sentezler. ii. DNA ligaz: DNA ligaz veya kısaca ligaz adı ile bilinen bu enzimler, bütün hücrelerde bulunmaktadır ve replikasyonda kritik bir role sahiptirler. DNA ligazlar, nükleik asitlerin onarım ve rekombinasyonlarında önemli bir rol oynarlar. Bilinen bütün DNA ligazlar, DNA’da bulunan bir kırıktaki komşu deoksiribonükleotidlerin 5' P ve 3' OH grupları arasında fosfodiester bağının oluşumunu katalizlerler. Bütün ligazların gereksinimi, ligasyon için yan yana gelen iki DNA molekülünün uçlarında en az bir fosfat kalıntısına gereksinim duymasıdır. Bu enzimler, serbest durumdaki tek zincirli iki DNA parçacığını birbirine bağlayamazlar, bu DNA zincirlerinin çift sarmal yapıdaki bir DNA molekülünün parçaları olması gerekir (ligazlar hakkında daha detaylı bilgi için bkz. kısım 13.1.2). iii. DNA Helikaz: Replikasyon çatalına yakın yerden DNA molekülüne bağlanarak repilasyonu yapılacak olan DNA zincirlerini birbirinden ayırır. iv. Deoksiribonükleazlar (DNaz’lar): DNA zincirlerinde nükleotidler arsındaki fosfodiester bağlarını kırarak DNA’nın hidrolizine yol açarlar. Endonükleaz ve eksonüklez aktivitesi gösteren DNaz’lar ise daha detaylı olarak sırasıyla kısım 13.1.1. ve 13.1.7’de daha detaylı olarak ele alınmıştır. v. DNA giraz (topoizomeraz II): Lineer DNA moleküllerinde ikili sarmalın çözülmesi, molekülün kendi ekseni etrafında dönmesiyle teşvik edilir ve kolaylaşır. Fakat kapalı, dairesel DNA moleküllerinin çözülmesi esnasında moleküldeki negatif dönümler azalırken, pozitif süper dönümlerin de sayıları artmaya başlar. Pozitif süper dönümlerin artması ise replikasyon çatalının ilerlemesine engel teşkil eder. Bu sorunun giderilmesi, yani pozitif süper dönümlerin yok edilmesi ise DNA giraz tarafından sağlanır (bkz. kısım 2.3.1.2.1.). DNA giraz, DNA omurgasındaki fosfodiester bağlarını önce kesip sonra kapatarak pozitif süper dönümleri yok eder ve reaksiyon sırasında ATP’ye gereksinim göstermez. DNA giraz bu aktivitesine ek olarak, ATP’nin hidrolizi yardımı ile kapalı halka şeklindeki DNA’da negatif süper dönümler de meydana getirebilir. Bu dönümler ise ana molekülün replikasyon çatalındaki çözülmesini teşvik eder. DNA replikasyonu esnasında görev alan enzim ve proteinlerin adları ve fonksiyonları ise Tablo 4.2’de özetlenmiş olarak verilmektedir. Enzim-protein Aktivite Hücredeki fonksiyon Restriksiyon endonukleaz DNA ligaz DNA polimeraz I DNA polimeraz III DNA giraz (topoizomeraz II) DNA helikaz DNaz DNA metilaz Primaz (RNA polimeraz) Topoizomeraz I DnaA DnaB (rep protein) DnaC SSBP DNA’yı spesifik baz sekanslarından keser. DNA moleküllerini ekler. Büyümekte olan DNA nükleotidlerine bağlanır, primer RNA’yı uzaklaştırır. Büyümekte olan DNA nükleotidlerine bağlanır, her eklenen nukleotidin doğruluğunu kontrol eder. DNA katlanmasını artırır, süper katlanmayı sağlar. Replikasyon çatalına yakın yerden DNA’ya bağlanır. DNA’yı nükleotidlerine parçalar. DNA bazlarını metiller, böylece endonukleaz aktivitesini inhibe eder. DNA kalıbını kullanarak kısa RNA zincirlerini sentezler. Katlanmış olan DNA’yı açar. DNA’da tekrarlanan dizilere bağlanarak açık kompleks oluşturur. Helikaz aktivitesi gösterir DnaB ile kompleks oluşturur Tek zincirli yapıyı sabitleştirir. Yabancı DNA’yı parçalar. Replikasyonu tamamlar. DNA tamiri esnasında DNA’daki boşlukları doldurur, primerleri uzaklaştırır. DNA’yı replike eder. DNA’nın kompakt yapısını korur. DNA zincirlerini ayırır. DNA’yı parçalar. Hücresel DNA’yı metilleyerek hücrenin kendi nukleazlarından korur. DNA polimerazların gereksinimi olan RNA primerlerini oluşturur. DNA katlanmasının doğru olarak korunmasına yardım eder. Replikasyonun başlamasında görev alır. Replikasyon çatalının oluşumunu sağlar. Replikasyonun başlamasında görev alır. DNA zincirinin açılan bölgelerinin stabilizasyonunu sağlar 4.3. Prokaryotik DNA Replikasyonunun Temel İlkeleri DNA molekülünün replikasyonu ile ilgili problemlerin en basit ifadesi: DNA ikili sarmalının her bir zincirinde yan yana yer alan baz sekanslarının doğru olarak duplikasyonu sonucunda yeni DNA moleküllerinin oluşumu sağlanmalıdır. Hücre, çok kompleks görünen bu problemi çözmek için mükemmel bir sistem olan komplementer baz eşleşmesi sistemini geliştirmişitr. Daha önceki kısımlarda da ele alındığı gibi, adenin bazı spesifik olarak timin ile, sitozin ise guanin ile komplementer oluşturmaktadır (bkz. kısım 1.4.1.1). Şayet, DNA ikili sarmalı açılırsa, her bir diziye komplementer olan yeni dizi sentezlenecektir. Kısım 1.7.1.1’de incelendiği gibi replikasyon, senikonservatif replikasyon mekanizması ile gerçekleştirilmektedir. 1956’lı yıllardan günümüze kadar yapılan replikasyon çalışmalarının moleküler seviyede nasıl gerçekleştiği ve olaya katılan moleküller hakkındaki bilgilerin hemen hemen tamamı prokaryotlardaki araştırmaların sonuçlarına dayanmaktadır. Bu nedenle, günümüzde konuya ilişkin bilgilerin çoğu prokaryotik DNA replikasyonuna aittir. Bundan dolayı, çift sarmallı DNA molekülünün replikasyonunun anlaşılabilmesi için en kolay yol ise gerçek bir örneğin seçilmesi olacaktır. E. coli ile yapılan replikasyon çalışmaları, replikasyonun temel ilkelerinin aşağıdaki gibi olduğunu ortaya koymuştur: i. DNA replikasyonu, kromozom üzerinde belirli ve spesifik nükleotid dizilerinin bulunduğu orijin noktalarından başlar ve yine belirli bitiş-tamamlama noktalarında tamamlanır. Bakteri ve virüs kromozomlarında, genellikle bir orijin (başlama) bir tane de bitiş noktası bulunmaktadır. E. coli’nin dairesel olan kromozomunun replikasyon orijininde ise yaklaşık olarak 300 baz çifti bulunmaktadır ve bu orijin noktası, replikasyonu başlatan proteinler tarafından spesifik olarak tanınmaktadır. Son yıllardaki araştırma sonuçlarına göre, E. coli’de oriE olarak adlandırılan başlangıç bölgesinde, replikasyonun başlatılabilmesi için en az 6 proteinden oluşan bir kompleksin görev aldığı anlaşılmıştır. Tek bir ökaryotik kromozomda ise, çok sayıda orijin noktası vardır ve bunlar birbirlerine 30-40 kbp uzaklıktadırlar. Ökaryotik kromozomlarda çok sayıda orijin noktalarının bulunmasının tek nedeni ise sadece ökaryotik DNA moleküllerinin prokaryotlarınkine oranla çok daha uzun olması değildir. Bunun nedenlerinden birisi, belki de ökaryotik DNA polimerazlarının prokaryotlardaki DNA polimerazlar kadar hızlı sentez yapamamalarıdır. Orijin bölgelerindeki çözülmeler ise temelde, bu bölgeya bağlanan protein kompleksi içerisinde yer alan DNA helikaz enzimleri tarafından sağlanır. Bu proteinler, DNA molekülünün çözülmesi için gerekli olan enerjiyi ATP’nin hidrolizinden sağlarlar. Çözülmenin oluşumunda ilk aşama, DnaA proteininin orijin noktasındaki yaklaşık 300 bp’lik bir bölgede yer alan AT’ce zengin ve tekrarlanma gösteren iki ayrı diziye bağlanmasıdır. Bu bağlanma sonucunda DNA, bu noktalarda açık bir kompleks oluşturur. Daha sonra ise DnaB ve DnaC proteinleri, bu açık kompleks ile etkileşime girerek DnaB’nin helikaz aktivitesi ile DNA molekülünün tam olarak çözülmesi sağlanır. DnaB, büyük bir olasılıkla potansiyel replikasyon çatalının tek zincirli yapısını tanıyarak DnaA’nın yerini almakta ve DNA molekülünün esas çözülmesini gerçekleştirmektedir. ii. Replikasyonun bir yönü vardır. Replikasyon, kromozom üzerinde belirli bir yerden (orijin) başlar ve her iki yönde birbirine zıt olarak ilerler (Şekil 4.5 ve 4.6). Dairesel DNA moleküllerinde iki yölü devam eden replikasyon ise teta yapısı olarak adlandırılan karakteristik yapının oluşmasına yol açar (Şekil 4.5). İç kısımda bir ilmeği kapsayan bu yapı, bakterilerdeki DNA molekülünün replikasyon sırasında dairesel yapısını koruduğunu göstermektedir. Aynı zamanda, yeni DNA zincirleri sentezinin ana moleküldeki bölgesel çözülmelerle sıkı ilişki gösterdiğini de kanıtlamaktadır. Replikasyonun bizzat devam ettiği bölgelerde, atasal DNA zincirleri birbirlerinden ayrılıp, yeni zincirlerin sentezi için kalıplık ederler. Replikasyon çatalı (Şekil 4.7) adını alan bu bölgelerin sayısı ve başlama noktasına olan uzaklıkları, replike edilen DNA’nın uzunluğuna göre değişir. Replikasyon çatalında DNA ikili sarmalı helikaz adı verilen özel bir enzim ile açılarak DNA molekülünün kısa, tek zincirli bölgeler oluşturması sağlanır. Helikaz, ATP’ye bağlı bir enzim olup, ATP moleküllerini hidroliz ederek replikasyon çatalının ilerlemesini sağlamaktadır. Kapalı halka şeklindeki DNA moleküllerinin çözülmesi esnasında, negatif dönümlerin azalarak pozitif süper dönümlerin sayısının giderek artmasıyla ortaya çıkan ve çatalın ilerlemesini engelleyen topolojik sorun ise DNA giraz (topoizomeraz II) tarafından giderilir. DNA giraz ise çatalın ilerlemesi esnasında ortaya çıkan pozitif süper dönümleri giderir (bkz. kısım 4.2.3). Replikasyon çatalında açılmış olan tek zincirli DNA bölgeleri ise tek zincir bağlama proteinleri (SSBP = Single Strand Binding Protein) ile kaplanarak, molekül içi H bağlarının oluşması önlenmektedir. Bu proteinlerin, DNA zincirinin şeker-fosfat omurgasına bağlandığı ve tutunma noktalarındaki bazların çeşidiyle ilişkili olmadığı düşünülmektedir. Şekil 4.5: Dairesel DNA moleküllerinin orijin noktalarından başlayarak iki yönlü ilerleyen replikasyonu Yunan alfabesindeki teta () harfine benzer bir ara ürün oluşturduğu için bu ara ürün teta formu olarak adlandırılmaktadır (Madigan ve ark.’dan). Şekil 4.6: Orijin noktasından itibaren DNA replikasyonunun iki yönlü olarak ilerlemesi (Alberts ve ark.’dan modifiye edilerek çizilmiştir). Şekil 4.7: E. coli’de replikasyon çatalının şeması (Alberts ve ark.’dan). iii. DNA molekülünün sentezini, yani nukleotidlerin birbirine eklenmesini katalizleyen enzimler DNA polimerazlar olarak adlandırılırlar. Bütün DNA polimeraz enzimleri, yeni DNA molekülünün sentezini 5' 3' yönünde gerçekleştirmektedirler. E. coli’de üç tip DNA polimeraz enzimi bulunmakta olup bunlar, DNA polimeraz I, II ve III olarak adlandırılırlar (bkz. kısım 4.2.1). Replikasyon çatallarında kalıp DNA zincirlerine komplementer olarak sentezlenecek yeni DNA zincirinin sentezi, primer RNA’lar ile başlatılır. Bilinen hiçbir DNA polimeraz enzimi, kalıp DNA zincirlerinin karşısında yeni bir DNA zincirinin sentezini başlatamamaktadır. Çünkü, tüm DNA polimeraz enzimleri, bir kalıp DNA’dan başka serbest 3' OH grubu taşıyan bir primer (başlatıcı) moleküle de gereksinim duyarlar. Halbuki, RNA polimeraz enzimleri bir başlatıcı moleküle ve serbest 3' OH grubuna gerek duymadan RNA sentezini başlatabilmektedirler (bkz. kısım 5.1). Onun için, orijin noktalarında DNA zincirleri birbirlerinden ayrılır (Şekil 4.5 ve 4.6) ve ayrılan her bir DNA zincirinin karşısında, RNA polimeraz (primaz) enzimi küçük bir RNA ipliğinin (yaklaşık 10-15 nükleotid uzunluğunda) sentezini başlatır. Primer sentezini katalizleyen primaz, tek zincirli DNA’daki özel dizileri tanıyan bir RNA polimerazdır. Primazın fonksiyonunu etkin bir şekilde yapabilmesi için 6-7 kadar proteinle bir kompleks oluşturması gerekmektedir. Primer sentezi için gerekli reaksiyonlara katılan bu protein kompleksine primozom adı verilir. Primozom, DNA boyunca hareket ederek tek zincir bağlama proteinlerinin yerini alır ve bu şekilde primaz için uygun başlangıç noktası tanınır. Primaz, kalıp DNA’yı kullanarak yaklaşık 10-15 bazlık kısa bir RNA primeri sentezlemeye başlar. RNA primerinin sentezi sırasında, hangi ribonükleotidlerin hangi sırada yer alacakları, kalıp DNA’da Okazaki başlangıç noktalarında bulunan nükleotidler tarafından belirlenir. Ribonükleotidlerin sayısı 10-15 nükleotide ulaşınca, primer RNA’nın 5' 3' yönündeki sentezi de tamamlanmış olur (Şekil 4.6 ve 4.7). Daha sonra, bu primer RNA’nın 3' OH ucuna, DNA polimeraz III enziminin katalizörlüğünde deoksiribonükleotid monomerleri eklenmeye başlar ve bu sentez replikasyon çatalının sonundaki bitiş noktasına kadar devam eder. iv. DNA nükleotidleri, büyüyen yeni DNA zincirinin 3' OH ucuna DNA polimeraz III enziminin katalizörlüğünde tek tek eklenerek zincirin yapısına katılırlar. Böylece, DNA sentezi 5' 3' yönünde devam eder. DNA sarmalında iki zincirin birbirine zıt yönde parelel olması nedeni ile (3'5' veya 5'3') bu zincirleri kalıp olarak kullanan bir replikasyon kompleksi, yeni zincirlerin sentezini de birbirlerine zıt yönde yürütmek zorundadır. Teorik olarak, 3' 5' yönündeki kalıp DNA zincirinin üzerinden yeni DNA zincirinin sentezi, RNA primerleri yardımı ile başlatılıp 5'3' yönünde ve kesintisiz bir şekilde devam ettirilebilir. Fakat, DNA’nın 5' 3' yönlü öteki zinciri kalıp olarak kullanılırken, yeni sentezlenecek zincirin yönü 5'  3' yönünde, buna karşılık genel büyüme 3' 5' yönünde gerçekleştirilmek zorundadır. Acaba bu nasıl başarılmaktadır? Bu sorunun cevabı, bakteri ve faj kromozomları üzerine yaptığı otoradyografik çalışmalar sonucu, Okazaki ve arkadaşları (1968) tarafından verilmiştir. Okazaki’ye göre, yeni sentezlenen DNA, 1000-2000 (7-11S) baz uzunluğundaki kısa iplikçikler (Okazaki parçacıkları) halinde sentezlenmektedir ve bu DNA parçacıkları daha sonra birbirlerine eklenerek uzun zincirleri meydana getirmektedir. Okazaki parçacıkları, replikasyon çatalı bölgesinde çok kısa bir süre bulunurlar. Replikasyon devam ettikçe, DNA ligaz tarafından kovalent olarak birbirine bağlanan Okazaki parçacıkları yavru zincirlerden birisini oluştururlar. Diğer zincir ise kesintisiz olarak sentezlenir. Böylece, 5' 3' yönlü kalıp DNA zinciri üzerinden yine 5'3' yönlü yeni DNA sentezi sağlanmaktadır (Şekil 4.6 ve 4.7). Kesik kesik yapılan bu DNA sentezi işlemi için de, yine 3' OH uçlu primer RNA’lara gereksinme vardır. Gerçekten de Okazaki kendi adı ile anılan bu parçacıkların 5' uçlarında 10-15 nükleotid uzunluğunda RNA primerlerinin varlığını göstermiştir. Bu primer RNA’nın 3' OH ucuna, DNA polimeraz III enziminin katalizörlüğünde deoksiribonükleotid monomerleri eklenmeye başlar. DNA polimeraz III, daha önce sentezlenen Okazaki parçasının başlangıç kısmına yaklaşınca yerini DNA polimeraz I enzimine bırakır. DNA polimeraz I enzimi, bir taraftan önündeki primer RNA iplikçiğini monomerlerine parçalarken (3'  5' eksonukleaz aktivitesi göstererek) bir taraftan da boşalan yerlere deoksiribonükleotidlerin bağlanmasını kataliz eder. RNA primerinin yok edilmesi ile DNA parçaları arasında meydana gelen boşluklar yine DNA polimeraz I tarafından onun zincir uzatma ve nick translation* aktivitesi ile doldurur. Buna göre DNA polimeraz I, nükleotidleri DNA parçalarının 3' ucuna eklerken aynı anda da RNA primerini 5' 3' eksonukleaz aktivitesiyle parçalar. DNA polimeraz I, en son primer RNA nükleotidini de kırdıktan sonra yerini DNA ligaz enzimine bırakır. Böylece, parça parça sentezlenmiş olan yeni DNA parçalarının 3' ve 5' uçlarının birbirlerine fosfodiester bağları ile bağlanması, DNA ligaz enzimi tarafından katalizlenir. Bu ekleme, kalıplık eden DNA zincirindeki baz sırasının komplementeri olacak şekilde, aradaki boşluklara yeni deoksiribonükleotidlerin doldurulması ile yapılmaktadır. Buradan da anlaşılmaktadır ki, DNA yapısından çıkarılan RNA primerlerinin replikasyondaki görevi, DNA sentezini başlatmaktan ileri gitmemektedir. v. Tek ve dairesel bir kromozoma sahip olan bakterilerde replikasyon, aynı anda zıt yönde ve yaklaşık olarak aynı hızda devam eder. Zıt yönde ilerleyen replikasyon çatalları bir yerde karşılaşırlar. Örneğin, E. coli’de bu karşılaşma yeri trp geni (E. coli genom haritasının 25. dakikasında) yakınında olmaktadır. Bu nokta ise replikasyon başlangıç yerinin (oriE) hemen hemen tam karşısına gelmektedir. Buna göre, replikasyonun sona ermesi için özel tamamlanma işaretleri gerekli olmayabilir. Bununla beraber, yeni sentezlenmiş olan DNA moleküllerinin ayrılması kendiliğnden gerçekleşmez. Çünkü, bu moleküller birbirlerine yaklaşık olarak 20-30 kadar dönümle bağlı kalırlar. Bu iç içe geçmiş olan halkaların birbirinden ayrılması, topoizomeraz II benzeri enzimlerin (bkz. kısım) çift zincir kırıkları oluşturması ve sonra da çift sarmalları birbirinin içinden geçirip kırıkları kapatmalarıyla mümkün olmaktadır. Bunun dışında, replikasyonun başlama ve uzama reaksiyonları için gerekli proteinler oldukça iyi bilindiği halde, tamamlamayla ilişkili proteinler ve şayet varsa, terminus bölgedeki dizi spesifikliği hakkında henüz hiç bir bilgi bulunmamaktadır. Sürekli ve kesikli sentez özellikleri, zincirlerin ilerleme hızlarını bir ölçüde etkileyeceği için, 5'  3' yönünde ve kesintisiz olarak sentezlenen zincire önde giden zincir, Okazaki parçacıklarından oluşan 3' 5' yönündeki zincire ise arkadan gelen zincir denmektedir. Semikonservatif replikasyon mekanizması, replikasyon sırasında DNA zincirlerinin birbirlerinden ayrılıp, her birisinin sentezlenecek yeni zincirler için kalıplık ettiğini açıklamakta, fakat DNA sentezinin gerek fiziksel olarak ve gerekse moleküler düzeyde nasıl yürütüldüğü konusunda pek bir açıklık getirmemektedir. Son yıllarda yapılan çalışmalar, bu olayın yalnızca karmaşık olduğunu göstermekle kalmayıp, aynı zamanda mutasyon ve DNA onarımı gibi önemli hücresel olaylarla olan ilişkisini de ortaya koymaktadır (bkz. mutasyonlar ve DNA onarımı). Replikasyon çatalında açılan atasal DNA zincirlerinin kalıp olarak kullanılmasıyla, biri sürekli olarak (3'5' zincirine komplementer olanı) diğeri parça parça, (5'3' zincirine komplementer olanı) iki yeni DNA zinciri sentezlenir. Sentezlenen biri yeni ve biri eski DNA zincirinde A ile T ve G ile C karşı karşıya gelerek aralarında hidrojen bağları kurulur (bkz. kısım 1.4.1.1). Böylece, çift sarmallı bir atasal DNA molekülünden yine çift sarmallı iki DNA molekülü sentezlenmiş olur. Tüm bu olaylar Şekil 4.5; 4.6 ve 4.7’de görülmektedir. E. coli polimeraz II enziminin DNA replikasyonuna katılmadığı bilinmektedir. Buna rağmen, bu enzim Arkebakteriler ve Ökaryotlardaki temel kromozomal DNA polimeraz enzimine oldukça benzemektedir. Replikasyon çatallarında DNA sentezi gerçekleştirilirken DNA molekülünün heliks yapısı da değişmekte ve kıvrım açıcı ve topoizomeraz enzimleri aracılığı ile DNA molekülü modifiye edilmektedir (bkz. kısım 1.4.1.2). DNA, replikasyonla kendisinin kopyasını meydana getirebildiği gibi transkripsiyon ile de taşıdığı bilgiyi m-RNA’ya aktarabilir. m-RNA daki bilgi ise translasyon ile protein sentezine dönüştürülür. DNA’nın tüm bu işlevlerine ise sentral dogma denir (bkz. Şekil 1.2). 4.4. Lineer Genetik Elementlerin Replikasyonu DNA replikasyonunun aşamaları incelenirken, dairesel DNA molekülleri ele alınmış bulunmaktadır. Prokaryotik organizmalar arasında dairesel DNA molekülleri oldukça yaygın olup, plazmidlerin çoğu ve bazı viral genomlar da dairesel olarak bulunmaktadır. Kromozomal DNA’lar ister dairesel ister lineer olsun, neredeyse bütün replikasyon basamakları birbirinin aynıdır. Buna rağmen, lineer kromozomların replikasyonunda dairesel kromozomların replikasyonunda rastlanmayan bir problem bulunmaktadır. Bu problem ise, her DNA molekülünün iki ucunda yer alan 5' uçlarıdır. Problemin daha iyi anlaşılabilmesi için Şekil 4.9’a bakmak yararlı olacaktır. Şekil 4.9’daki diyagramın sol ucunun lineer bir DNA molekülünün gerçekten bir ucu olduğunu düşünelim. Bu uçta yer alan 5' ucu ile başlayan dizinin komplementer zincirinin sentezini başlatan primer RNA molekülü, çok kısa dahi olsa ve bu primeri uzaklaştıran spesifik enzimler bulunsa dahi bütün DNA polimeraz enzimlerinin aktivite gösterebilmesi için serbest 3' OH ucuna, yani bir primere gereksinim duyması nedeni ile hiçbir DNA polimeraz enzimi bu primer RNA molekülünü buradan uzaklaştırarak bunun yerine deoksiribonükleotidleri ekleyemeyecektir. Bu nedenle, bu primer RNA’nın yeni sentezlenen DNA zincirinden uzaklaştırılması için hiçbir şey yapılmayacak olursa, DNA molekülü her replikasyon sonunda bir miktar kısalacaktır. Oysa ki lineer olan genetik elementler bu problemi çok net bir şekilde çözmüşlerdir. Şekil 4.8: DNA sentezinin başlangıcı esnasında oluşan RNA-DNA kombinasyonu (Madigan ve ark.’dan). Gerçekte bu problemin çözümü çok farklı şekillerde gerçekleştirilmektedir. Lineer kromozoma sahip olan bazı virüsler, kromozom uçlarında yer alan yapışkan uçlar aracılığı ile kromozomlarını replikasyondan önce dairesel duruma getirebilmektedirler (bkz. Şekil 1.13). Bazı virüsler ise kromozomlarının uçlarında tekrarlamalı dizilere sahiptirler. Bu virüslerde, farklı DNA moleküllerinin uçlarında yer alan tekrarlamalı dizilerin birbirine eklenmesini sağlayan bir rekombinasyon prosesi gerçekleştirilmektedir. Böylece, uç uca eklenen ve çok uzun olan bu bileşik DNA molekülünden kopyalanan DNA’lar endonukleazlar tarafından kesilerek yeni genomik DNA’lar oluşturulmaktadır. Lineer DNA molekülüne sahip olan birkaç virüs ile çok sayıdaki plazmid ise replikasyon problemini RNA primerleri yerine protein primerler kullanarak çözmüşlerdir. Bütün DNA polimeraz enzimleri, nükleotidleri sadece serbest 3' OH ucuna ekleyebildikleri halde bazı DNA polimerazlar ilk nukleotidi lineer kromozomların uçlarında bağlı bulunan spesifik proteinlerin uçlarında yer alan –OH gruplarına ekleyebilmektedirler (Şekil 4.10). Lineer kromozomların uçlarına bağlanan proteinler ise virüsler veya plazmidler tarafından kodlanmaktadırlar ve bu proteinler, kromozomların uçlarına bağlanma fonksiyonuna sahiptirler. Lineer kromozomların uçlarında yer alan bu primer proteinler ise primer RNA’larda olduğu gibi uzaklaştırılmazlar. Bu nedenle, lineer kromozom taşıyan bu virüs ve plazmidlerin DNA molekülleri, 5' uçlarında kovalent olarak bağlanmış olan bu spesifik proteinleri sürekli olarak taşımaktadırlar. Bu olay Streptomyces lividans gibi bazı bakterilerde de kromozomal DNA’nın replikasyonu sırasında kullanılmaktadır. Lineer DNA replikasyonunda kullanılan bu metotların hiç birisi, ökaryotik kromozomların uçlarında yer alan baz dizilerini (telomerler) tamamlamak için kullanılmamaktadır. Ökaryotik kromozomların telomerleri ise tekrarlamalı DNA dizileri içermektedir. Bu diziler ise genellikle 6 bp’den meydana gelen kısa diziler olup, birbiri arkasına 20 ila birkaç yüz defa tekrarlar oluşturacak şekilde yer almaktadırlar (Şekil 4.11, a). Farklı ökaryotların telomerlerinde yer alan sekanslar ise birbirine oldukça benzemekte olup, DNA molekülünün zincirlerinde birisi her zaman birkaç guanin taşımaktadır. Guanin bakınından zengin olan bu sekanslar ise telomeraz enzimi aracılığı ile DNA molekülünün 3' OH ucuna eklenebilmektedirler (Şekil 4.11). Telomerazlar lineer DNA molekülünün 3' uçlarına ekleme yapan enzimler olup, ko-faktör olarak küçük bir RNA kalıbına sahip oldukları için DNA kalıbına gerek duymazlar. Bu enzimler, daha uzun uzantıların oluşturulması için tekrar tekrar çalışabilirler. Uzantılar yeterli uzunluğa eriştiğinde, diğer diziye ise normal replikasyonda olduğu gibi bir RNA primeri eklenebilir. Telomerlerde yer alan tekrarlamalı dizilerin uzunlukları için tam bir sınır bulunmamaktadır. DNA replikasyonu esnasında genetik bilginin eksilmesine neden olmayacak kadar uzunluktaki bir tekrarlamalı dizi genellikle yeterli olmaktadır. Şekil 4.9: Protein primerleri kullanılarak DNA replikasyonunun gerçekleştirilmesi. Yeni sentezlenecek olan DNA dizisi kalıp zincirin 5' ucuna kovalnet olarak bağlana proteini primer olarak kullanır (Madigan ve ark.’dan). Şekil 4.10: Telomeraz enziminin, ökaryotik kromozomların bir ucundaki aktivitesini gösteren model. (a) Bir DNA telomerinde 4 G bakımından zengin olan tekrarlamalı sekans ve kısa bir RNA kalıbı içeren telomeraz enzimi. (b) G bakımından zengin olan dizinin telomeraz enzimi tarafından uzatılması (Madigan ve ark.’dan). 4.5. Ökaryotlarda DNA Replikasyonu Ökaryotlarda DNA moleküllerinin replikasyonu, prokaryotik hücre DNA’sının replikasyonundan daha kompleks bir olay olmakla beraber, büyük ölçüde ona benzer şekilde cereyan eder. En azından ökaryotik organizmaların DNA’larının da semikonservatif replikasyon mekanizmasına göre replike olduğu yapılan deneysel çalışmalar ile gösterilmiştir. Ökaryotlarda DNA replikasyonu, hücrenin hayat döngüsünün S (sentez) fazında gerçekleşir ve bu evre, gelişmiş yapılı bir ökaryotik hücrede genellikle en az birkaç saat sürer. S fazının sonunda hücre tetraploid (4C*) durumundadır ve bu şekilde G2 fazına başlar. Daha sonra da mitoz bölünmeyle (M fazı) kromozomlar, dolayısı ile genetik materyal yavru hücrelere diploid sayıyı (2C) koruyacak şekilde paylaştırılır. Ayrıca, ökaryotik hücreler prokaryotlara oranla çok fazla miktarda DNA içerirler. Bu nedenle, ökaryotik hücrelerin DNA molekülleri, E. coli’deki gibi tek bir orijin (oriE) noktasından başlayarak replikasyonlarını gerçekleştirseler idi, S fazının oldukça uzun sürmesi gerekirdi. Oysa ki, ökaryotik hücreler bu sorunu her bir DNA molekülü üzerinde çok sayıda replikasyon başlangıç noktasına sahip olarak çözmüşlerdir. Bu nedenle, ökaryotik hücrelerin DNA molekülleri üzerinde prokaryotların DNA’larında olduğu gibi bir tane değil de çok sayıda replikasyon orijini bulunmaktadır. İlk kez 1968 yılında Huberman ve Riggs, ökaryotik DNA moleküllerinin arkası arkasına dizilmiş çok sayıda replikasyon çatallarına sahip olduğunu göstermişlerdir. Gerek elektron mikroskobu ve gerekse otoradyografik araştırmalar örneğin, Drosophila’nın yumurta hücrelerindeki DNA replikasyonunun prokaryotlarda olduğu gibi iki yönlü ve birbirine zıt olarak gerçekleştiğini göstermektedir. Bu nedenle, ökaryotik DNA moleküllerindeki her bir replikasyon çatalında gerçekleşen DNA sentezi, yarı kesikli biçimde yürütülmektedir. Bu kesikli sentez mekanizmasında oluşan Okazaki parçacıklarının uzunlukları ise prokaryotlardakilerine oranla daha kısa olup, 100-200 nükleotid uzunluğundadırlar. Replikasyonun tamamlanma noktalarında ise komşu replikasyon çatalları birleşir. Buna göre, tamamlanma noktaları (terminus) büyük bir olasılıkla sabit değildir. Ayrıca, ökaryotik DNA moleküllerindeki replikasyon orijinleri arasındaki mesafe, oldukça kısa olup replikasyon hızları da prokaryotlarınkinden tamamen farklıdır (Tablo 4.2 Temizkan 6.4). Prokaryotik DNA moleküllerinde bir tane replikasyon orijini bulunurken, ökaryotik kromozomların her birinde organizmanın genom yapısına bağlı olarak değişen ve yaklaşık olarak birkaç bin kadar olan replikasyon başlangıç noktaları bulunmaktadır. Ökaryotik DNA moleküllerinin replikasyon hızı ise prokaryotlardaki DNA moleküllerinin replikasyon hızına oranla çok daha yavaştır. Örneğin, bakterilerde 50 000 bp dak-1 olan replikasyon hızı memelilerde 1000-3000 bp dak-1’ya düşmektedir. Bitkilerdeki replikasyon hızı ise hem prokaryotlardaki hem de memelilerdeki replikasyon hızına oranla çok daha düşüktür. Ökaryotlardaki replikasyon hızının prokaryotlara oranla çok daha yavaş olmasına rağmen, ökaryotik DNA molekülleri üzerinde çok sayıda replikasyon orijinlerinin bulunması ve bu orijinlerin hepsinde de replikasyonun aynı anda devam etmesi nedeni ile ökaryotik DNA moleküllerinin replikasyonu da uygun bir sürede tamamlanabilmektedir. Ökaryotik DNA moleküllerinin replikasyonu ile ilgili olarak bu özelliklerinden de anlaşıldığına göre, kromozomlardaki DNA replikasyonunun süresi, replikasyon başlangıç noktalarının sayı ve replikasyon çatallarının kapladığı alan tarafından kontrol edilmektedir. Ayrıca, ökaryotik hücrelerdeki DNA moleküllerinin kromatin yapısında oluşu, çözülme ve replikasyonun başlaması için gereksinimleri daha da karmaşıklaştırmaktadır. Bu durumda, kromatindeki yoğun histon-DNA komplekslerinin ortadan kaldırılması, daha sonra ise replikasyon devam ederken oluşan yeni DNA moleküllerinin ise eş zamanlı olarak kromatin yapısını kazanmaları gerekmektedir (Şekil 4.8). Bütün bu sorunlara ilave olarak, ökaryotik DNA moleküllerinin lineer yapıda olması, replikasyonun tamamlanmasına ilişkin bazı sorunları da ortaya çıkarmaktadır. Oysa ki lineer yapıda olan prokaryotik DNA moleküllerinin replikasyonunda ortaya çıkabiliecek olan bu sorunlar çeşitli mekanizmalar ile çözülmüş bulunmaktadır (bkz. kısım 4.7). Ökaryotların lineer olan DNA moleküllerinin replikasyonunda ortaya çıkan sonlandırma problemi ise kromozom uçlarında (telomerlerde) replikasyonun tamamlanabilmesi için bazı özel mekanizmaların geliştirilmesinin zorunluluğunu ortaya çıkarmaktadır. Son zamanlarda elde edilen bulgulara göre, ökaryotik kromozomların uçları farklı bir mekanizma ile replike edilmektedir. Mayalar, omurgasızlar, omurgalılar ve bitkilerde kromozoların uçlarında biribirne benzeyen ve değişik özellikte bir yapının bulunduğu anlaşılmıştır. Bu bulguların ilki ise bir protozoon olan Tetrahymena ile yapılan çalışmalardan elde edilmiş olup, bu protozoonun kromozomlarının telomerlerinde DNA çift sarmalının 3' ve 5' uçlarını bir arada tutan saç tokası biçiminde bir ilmeğin ve çok sayıda (30-70 defa) arkası arkasına tekrarlanan kısa bir dizinin (5'-TTGGGG-3') varlığı tesbit edilmiştir. DNA zincirlerinden birinde, saç tokası ilmeğinin yakınındaki tekrarlanan dizi kümesi içinde, çok sayıda zincir kırılmaları da vardır (bkz. kısım 2.3.1.3). Telomerlerde, replikasyonun tamamlanmasına ve sonuçta bu yapısal özelliklerin meydana gelmesine ise bir terminal deoksinükleotidil transferaz olan (bkz. kısım 4.7) telomeraz enziminin yol açtığı anlaşılmıştır. Buna göre, ribonükleoprotein yapıdaki telomeraz, replikasyondan sonra 3' ucu kullanarak ve bu uca tekrarlanan 5'-TTGGGG-3' dizileri ekleyerek zinciri uzatır. Daha sonra, primaz ve DNA polimeraz bu kalıptan yararlanarak yeni 5'-CCCCAA-3' dizileri sentezler. Ligasyonun tamamlanmaması, C bakımından zengin olan zincirde kırıklara yola açar. Ayrıca, 5'-TTGGGG-3' dizili zincirin 3' ucundaki ilmek, G-C eşleşmesiyle oluşur. Tek hücreli ökaryotlarda açıklanan ve doğrulanan bu mekanizmanın büyük olasılıkla tüm ökaryotlar için geçerli olduğu düşünülmektedir.

http://www.biyologlar.com/dna-replikasyonunda-rol-alan-enzimler

Transkripsiyon PDF sunum

Transkripsiyon (veya yazılma veya yazılım , DNA''yı oluşturan nükleotit dizisinin RNA polimeraz enzimi tarafından bir RNA dizisi olarak kopyalanması sürecidir. Başka bir deyişle, DNA''dan RNA''ya genetik bilginin aktarımıdır. Protein kodlayan DNA durumunda, transkripsiyon, DNA''da bulunan genetik bilginin (bir Image:RNAP TEC small.jpg|thumb|''T. aquaticus'' RNA polimerazı RNA zincirini uzatması sırasındaki şematik görüntüsü. RNA ve DNA'nın aldığı şekiller daha belli olsun diye protein belli kısımları saydamlaştırılmıştır. Sarı renkli gözterilen magnezyum iyonu enzimin aktif bölgesinde yer almaktadır. ...Detaylı bilgi için linke tıklayınız.mesajcı RNA aracılığıyla) bir protein veya peptit dizisine çevirisinin ilk aşamasıdır. RNA''ya yazılan bir DNA parçasına "transkripsiyon birimi" denir. Transkripsiyonda hata kontrol mekanizmaları vardır, ama bunlar DNA çoğalmasındakinden daha az sayıda ve etkindirler; dolayısıyla transkripsiyon Mikro RNA ya da mRNA, mesajcı RNA olarak bilinir. Sentezlenecek olan proteinin şifresini DNA'dan alarak ribozoma getirir. Ribozom birimlerini aktifleştirir ve ribozomda protein sentezine kalıplık yapar. mRNA üzerindeki nükleotitlerin üçerli olarak oluşturdukları gruplara kodon (şifre kelime) denir. ...Detaylı bilgi için linke tıklayınız.DNA çoğalması kadar aslına sadık değildir. DNA sentezinde olduğu gibi transkripsiyonda da RNA sentezi 5'' → 3''doğrultusunda ilerler. Yani, eski polimer 3'' → 5''doğrultusunda okunur; yeni, bkz. DNA ikileşmesi ...Detaylı bilgi için linke tıklayınız.tümleyici polimer 5'' → 3'' doğrultusunda oluşur. DNA''da bulunan bilgi işlevsel protein veya RNA ürünlerinin sentezini sağlar. Bu işlevsel ürünleri kodlayan DNA dizilerine gen, bunların oluşumuna da "Gen Alm. Gene (n), Fr. Gene (m), İng. Gene. Hücrenin kromozomlarında bulunan, canlı bireylerin kalıtsal karakterlerini taşıyıp ortaya çıkışını sağlayan ve nesilden nesile aktaran kalıtım faktörleri. Genetik unsurun en küçük parçası. Gen terimi ilk olarak 1909’da Johannsen tarafından o zamana kadar farklı isimlerle ifade edilen kalıtsal üniteler için kullanılmıştır. Canlıların atalarından aldıkları ve çoğunlukla değişmeden nesillerine aktardıkları özellik ...Detaylı bilgi için linke tıklayınız.gen ifadesi" denir. DNA''daki bilginin RNA olarak yazılmış haline "transkript" denir. resim:Homeodomain-dna-1ahd.png|thumb|250px|''Gen ifadesi'' DNA bazları tarafından sentezlenen proteinleri tanımlar. ...Detaylı bilgi için linke tıklayınız.Ribozomların protein sentezi yapmak için okuduğu RNA molekülü "Ribozom ribozomal RNA (rRNA) ve proteinlerden yapılmış, hücrenin protein sentez yerleri. ...Detaylı bilgi için linke tıklayınız.mesajcı RNA"dır. Mikro RNA ya da mRNA, mesajcı RNA olarak bilinir. Sentezlenecek olan proteinin şifresini DNA'dan alarak ribozoma getirir. Ribozom birimlerini aktifleştirir ve ribozomda protein sentezine kalıplık yapar. mRNA üzerindeki nükleotitlerin üçerli olarak oluşturdukları gruplara kodon (şifre kelime) denir. ...Detaylı bilgi için linke tıklayınız.Prokaryotlarda RNA polimerazın ürettiği RNA ile ribozomların okuduğu mRNA aynı moleküldür. bkz. Prokaryotik ...Detaylı bilgi için linke tıklayınız.Ökaryotlarda ise transkript bir takım işlemlerden geçtikten sonra olgun mRNA olur. Bu bakımdan, işlem görmemiş mRNA''ya "öncül mRNA", "prekürsör mRNA" veya "Ökaryotlar (Lat., Eukaryota), çekirdek zarı bulunduran organizmaları kapsayan canlılar üst âlemidir. ...Detaylı bilgi için linke tıklayınız.pre-mRNA" da denir. Aşağıda ökaryotik ve Ökaryotlar (Lat., Eukaryota), çekirdek zarı bulunduran organizmaları kapsayan canlılar üst âlemidir. ...Detaylı bilgi için linke tıklayınız.prokaryotik organizmalardaki transkripsiyonun benzer ve farklı yönleri ele alınarak konuya genel bir bakış verilmektedir. bkz. Prokaryotik ...Detaylı bilgi için linke tıklayınız.Arkelerin transkripsiyon mekanizması ökaryotlarınkine benzer. Ayrıntılar için bkz. Arkea ...Detaylı bilgi için linke tıklayınız.prokaryotik transkripsiyon ve ökaryotik transkripsiyon maddelerine bakınız. Gen ifadesinin düzenlenmesi== Bir genin okunmaya başlandığı noktanın hemen yukarısındaki bölgenin adı " promotör"dür ("Yukarı" ve "aşağı" terimleri transkripsiyon yönüne bağlı olarak kullanılır: transkripsiyon yönü aşağıdır, transkripsiyon yönünün tersi Moleküler biyolojide akış yukarı ve akış aşağı terimleri DNA veya RNA'da relatif konum belirtmek için kullanılan terimlerdir. Her DNA veya RNA iplikçiğinin bir 5' ucu ve bir 3' ucu vardır, bunlar riboz veya deoksiriboz halkasındaki karbonların numaralarıyla ilişkilidir. Nükleik asit iplikçiğinde söz konusu konuma göreli olarak, "akış aşağı" iplikçiğin 3' ucu tarafıdır. DNA iplikçikleri birbirlerine ters doğrultuda oldukları için bir iplikçiğin akış aşağısı ö ...Detaylı bilgi için linke tıklayınız.yukarıdır.). Promotör bölgesinde genlerin ifadesini kontrol eden DNA dizileri yer alır. Ökaryotlarda promotör bölgelerden başka, "Moleküler biyolojide akış yukarı ve akış aşağı terimleri DNA veya RNA'da relatif konum belirtmek için kullanılan terimlerdir. Her DNA veya RNA iplikçiğinin bir 5' ucu ve bir 3' ucu vardır, bunlar riboz veya deoksiriboz halkasındaki karbonların numaralarıyla ilişkilidir. Nükleik asit iplikçiğinde söz konusu konuma göreli olarak, "akış aşağı" iplikçiğin 3' ucu tarafıdır. DNA iplikçikleri birbirlerine ters doğrultuda oldukları için bir iplikçiğin akış aşağısı ö ...Detaylı bilgi için linke tıklayınız.hızlandırıcı" (İngilizce 'enhancer' adı verilen DNA bölgeleri de gen ifadesine etki eder. Bu hızlandırıcılar transkripsiyon başlama noktasından çok uzakta olsalar da üç boyutlu uzayda ona yakındırlar. Promotörlere ve hızlandırıcılara bağlanan bazı transkripsiyon faktörleri RNA polimerazla etkileşerek onun çalışmasını engeller veya onu uyarırlar. RNA polimeraz Ökaryotik transkripsiyonda üç farklı Resim:TATA-binding_protein.png|thumb|200px|DNA'ya (kırmızı) bağlanmış olan TATA bağlanma proteini transkripsiyon faktörü (mavi). ...Detaylı bilgi için linke tıklayınız.RNA polimeraz vardır, bunlar farklı sınıf genleri okumaktan sorumludur. {| border="1" |Image:RNAP TEC small.jpg|thumb|''T. aquaticus'' RNA polimerazı RNA zincirini uzatması sırasındaki şematik görüntüsü. RNA ve DNA'nın aldığı şekiller daha belli olsun diye protein belli kısımları saydamlaştırılmıştır. Sarı renkli gözterilen magnezyum iyonu enzimin aktif bölgesinde yer almaktadır. ...Detaylı bilgi için linke tıklayınız.RNA Polimeraz I |45S ribosomal RNA ( rRNA) genleri |- |bkz. RNA ...Detaylı bilgi için linke tıklayınız.RNA polimeraz II |Mesajcı RNA ( mRNA) genleri |- | RNA Polimeraz III |Taşıyıcı RNA ( tRNA), 5S rRNA ve bazı başka küçük RNA genleri |} Prokaryotik transkripsiyonda bütün genler tek bir RNA polimeraz tarafından okunur. Arkelerin de bir RNA polimerazı vardır ama çalışma mekanizması ökaryotik RNA polimerazlarınki gibidir. Çok alt birimli olan bu RNA polimerazların yanı sıra SP67 ve T7 gibi fajların ve mitokondrilerin kendilerine has, tek alt birimli RNA polimerazları vardır. Prokaryot polimerazı dört alt birimden (α2, β, β'' ve ω) oluşur. "Sigma (σ)" olarak adlandırılan bir diğer protein ise RNA polimerazın belli promotörlere bağlanmasını sağlar ama RNA''nın sentezi için gerekli değildir. Sigmanın birkaç çeşidi vardır ve hangi genin okunacağı RNA polimeraza bağlı olan sigma alt biriminin türüne bağlıdır. Ökaryotik polimerazların daha fazla sayıda alt birimi vardır. {{dergi belirt |yazar=Dirk Eick, Andrew Wedel and Hermann Heumann (1994) |başlık=From initiation to elongation: comparison of transcription by prokaryotic and eukaryotic RNA polymerases |dergi=Trends in Genetics |cilt=10 |sayı= 8 |sayfalar= 292-296}} Bir prokaryot olan ' E. coli'''nin RNA polimerazı en çok ökaryot RNA polimeraz II''ye benzer ve bunların evrimsel olarak ortak bir geçmişe sahip oldukları muhtemel görülür. RNA polimeraza yardımcı olan çeşitli kofaktör proteinler vardır. Tüm promotörlerden yapılan yazılmada rol oynayan bu proteinlere genel transkripsiyon faktörleri denir. Bunların hata kontrolü veya DNA tamiri gibi yardımcı işlevleri vardır. Diğer kofaktörler RNA polimerazın belli bazı genleri ifade edip etmeyeceğini belirler; bunlara sadece transkripsiyon faktörü denir. Gen ifadesini engelleyici transkripsiyon faktörlerine "represör", kolaylaştırıcı olanlara "aktivatör" denir. Bu sayede bir genin farklı metabolik şartlarda veya farklı dokularda uygun düzeyde ifadelenmesi mümkün olur. Mekanizma Prokaryot ve ökaryotlarda transkripsiyon mekanizmalarının ayrıntıları farklılık gösterir. Prokaryotların çekirdek zarları olmadığı için, oluşmakta olan RNA''nın aynı anda ribozomlar tarafından da okunup çevrimi yapılabilir. Oysa ökaryotlarda, RNA çekirdek içinde oluştuktan sonra ribozomların bulunduğu sitoplazma ve endoplazmik retikuluma taşınır. Dolayısıyla transkripsiyon ve translasyon farklı mekân ve zamanlarda gerçekleşir. Transkripsiyon üç aşamadan oluşur: başlama, uzama ve sonlanma. Buna ek olarak ökaryotlarda bir işlenme aşaması vardır. Başlama Prokaryotlar Prokaryot promotörlerinde iki önemli DNA dizisi vardır: biri, transkripsiyon başlama noktasınından 10 nükleotit yukarıda (-10 konumunda) olan TATAAT dizisi; öbürü de -35''de bulunan TTGACA dizisi. Prokaryotlarda RNA polimeraz DNA''ya bağlanır, sonra bir promotör bulana kadar onun üzerinde ilerler. Sigma altbirimi -35 dizisini tanıyıp RNA polimerazın daha sıkı bağlanmasını sağlar. Sonra sigma ayrılır ve geriye dört alt birimli çekirdek enzimi birakır. A-T baz çiftleri G-C baz çiftlerine kıyasla daha zayıf oldukları için -10 dizisinde DNA zincirleri birbirlerinden ayrılırlar. İki DNA zincirinin birbirinden ayrıldığı bölge "transkripsiyon kabarcığı" olarak tabir edilir. RNA polimeraz uygun noktadan itibaren RNA sentezine başlar. Ökaryotlar Ökaryotlarda -30''da TATAAA veya benzeri bir dizi (TATA kutusu) ve -80 civarında bulunan GGCCAATCT dizisi (CCAAT kutusu) vardır. Ökaryotlardaki TATA kutusuna önce TATA Bağlanma Proteini (TBP) bağlanır. Bu başlama kompleksi RNA polimerazı promotöre seferber eder ve oradan transkripsiyon sürecini başlatmasını sağlar. Bu proteinler temel düzeyde bir transkripsiyon için yeterlidirler. Daha yüksek seviyede transkripsiyon elde etmek için başka transkripsiyon faktörleri gereklidir. Promotör ve ökaryotlarda hızlandırıcılara bağlanan düzenleyici proteinler, RNA polimerazın DNA''ya bağlanmasına engel olarak veya bağlanmasını kolaylaştırarak transkripsiyonun seviyesini düzenlerler. Uzama Uzama, prokaryot ve ökaryotlarda benzer şekilde gerçekleşir. Uzayan RNA zincirinin 3'' ucuna nükleotitler eklenir. Yani, gelen nükleotidin 5'' fosfat grubu ile RNA zincirindeki 3'' hidroksil grubu arasında bir fosfodiester bağı oluşur. İki DNA zincirinden sadece biri, kendisini tümleyici bir RNA iplikçiğinin sentezi için kullanılır; buna "şablon zincir" denir. Sentez sırasında geçici bir DNA-RNA ikilisi oluşur ama sonra RNA DNA''dan ayrışır ve ilerleyen enzimin gerisinden DNA tekrar kapanıp normal çift sarmallı haline geri döner. Sonlanma Prokaryotlar RNA polimeraz bir sonlanma sinyaline rastlayınca RNA sentezi sona erer. Prokaryotik genlerde iki tip sonlanma vardır: "ro" adı verilen sonlanma proteininin gerekli olup olmadığına göre, ro''ya bağlı ve ro''dan bağımsız sonlanma. Bunların sinyalleri farklıdır. Ro''dan bağımsız sonlanmada sık G/C nükleotitli bir bölgeyi izleyen sık A/T''li bir bölge bulunur. G/C''li kısım RNA''ya yazılınca, oradaki nükleotitler firkete görünümlü bir şekil alırlar ve bu RNA polimerazı yavaşlatır. Bunu izleyen sık A/T''li kısımda ise polimeraz duraklar ve DNA''dan kopar. Ro''ya bağlı sonlanmada ise DNA''da sık C''li bir bölge olur. Transkripsiyon sırasında ro proteini büyümekte olan RNA''ya bağlanıp, onun üzerinden polimeraza doğru ilerlemeye başlar. Polimeraz sık C''li bölgeye gelince duraklar, bu sayede ro polimeraza yetişir ve yeni sentezlenmiş RNA''yı ondan kopartır. Ökaryotlar Ökaryotlarda prokaryotlardaki gibi belirgin sonlanma sinyalleri yoktur. RNA polimeraz mRNA''nın biteceği yerden 1000-2000 nükleotit daha ileriye kadar okumaya devam eder. Bu RNA sonradan işlenerek fazla uzamış kısmı çıkartılır. İşlenme Prokaryot RNAlar sentezlendikten sonra herhangi bir işlemden geçmeden ribozomlar tarafından okunarak protein sentezinde kullanılırlar; hatta bir RNA''nın sentezi bitmeden bir ribozom onun çevirisini yapmaya başlar. Ökaryotlarda en son mRNA''nın oluşması için sınıf II RNA polimeraz okumaları (transkriptleri) bir takım işlemlerden geçer. Bu işlemler arasında başlık takılması (İngilizce 'capping' , poliadenilasyon ve intron çıkarılması ( uç birleştirme; İngilizce 'splicing' vardır. Ribozomal ve taşıyıcı RNAlar da işlenir, ama ne başlık alırlar ne de poliadenile olurlar. Başlık RNA''nın 5'' ucunda olur. RNA''ya 5''-5'' fosfodiester bağlantısı ile metilli bir guanin nükleotidi eklenir. Bu "başlık", mRNA''nın çeviri sırasında ribozomlar tarafından tanınması için önemlidir. Poliadenilasyonda RNA''nın ucu kesilerek doğru olan 3'' uç ortaya çıkar ve buna bir dizi adenin nükleotiti eklenir. 3'' ucun konumu RNA içinde bulunan bir nükleotit dizisi tarafından belirlenir. Bu dizi, AAUAAA, poliadenilasyon sinyali olarak adlandırılır. Gerekli enzimler bu diziyi tanıyınca RNA bu sinyalden 10 - 30 nükleotit aşağıda kesilir ve sonra ona bir dizi adenin eklenir. Bu adeninlerin eklenmesinde bir şablon kullanılmaz; A''lar sadece peşpeşe RNA''nın 3'' ucuna eklenir. Bu poli(A) kuyruğu ortalama 200 nükleotit uzunluğunda olur ve RNA''yı yıkımdan korur. İntronlar, uçbirleştirme (ing. 'splicing' işlemi sonucu prekürsör RNA''dan çıkartılan bölümlerdir, kalan kısımlar ekson olarak adlandırılır. Çıkartılma mekanizmasına bağlı olarak iki tip introndan söz edilir. Tip I intronlarda RNA''nın katalizör özelliği vardır; kendi kendini kesip birleştirme yeteneğine sahiptir. Tip II intronlarda bu işlemden sorumlu olan splisozom (İngilizce 'spliceosome' adlı büyük bir RNA/protein kompleksi vardır. Splisozom, intron-ekson sınırını tanıyıp RNA''yı o noktada keser, sonra da bitişik eksonları birleştirerek ergin mRNA''yı meydana getirir. Ters transkripsiyon Bazı virüsler (örneğin AIDS hastalığına neden olan HIV) RNA''yı DNA''ya yazar. Bu tür yazılma ters transkriptaz adlı enzim tarafından gerçekleştirilir. HIV''da ters transkriptaz, viral genomdan bir tümleyici (komplementer) DNA iplikçiği ( cDNA) sentezler. Başka bir enzim, ribonükleaz H, RNA iplikçiğini sindirir. Ardından ters transkriptaz, cDNA''yı tümleyici bir DNA iplikçiği daha sentezleyerek çift sarmallı bir DNA oluşturur. Bu viral DNA, entegraz adlı bir enzim aracılığıyla konak hücrenin genomuna dahil olur. Bu sürecin sonucunda konak hücre yeni virüslerin oluşumu için gerekli olan viral proteinleri ve RNA iplikçiğini üretmeye başlar. Ardından hücre programlanmış ölüm mekanizmasıyla ( apoptoz) imha olur. Tarihçe RNA polimerazın in vitro olarak RNA sentezlediği çeşitli laboratuvarlarda 1965''te gösterilmiştir. Roger Kornberg ökaryotik transkripsiyon mekanizmasının moleküler ayrıntıları üzerinde yaptığı çalışmalardan dolayı Nobel Kimya Ödülü''nü kazanmmıştır. Kaynakça Molecular Cell Biology. 4th ed. Lodish, Harvey; Berk, Arnold; Zipursky, S. Lawrence; Matsudaira, Paul; Baltimore, David; Darnell, James E. New York: W. H. Freeman & Co.; c2000. Molecular Biology of the Cell 4th ed. Alberts, Bruce; Johnson, Alexander; Lewis, Julian; Raff, Martin; Roberts, Keith; Walter, Peter. New York and London: Garland Science; c2002 The Cell - A Molecular Approach. 2nd ed. Cooper, Geoffrey M. Sunderland (MA): Sinauer Associates, Inc; c2000. Lehninger Principles of Biochemistry, 4th edition, David L. Nelson & Michael M. Cox Principles of Nuclear Structure and Function, Peter R. Cook Essential Genetics, Peter J. Russell Transkripsiyon PDF sunum :documents/transkripsiyon.pdf

http://www.biyologlar.com/transkripsiyon-pdf-sunum

İnsan DNA’sı ve Genetik

Deoksiribonükleik Asit (DNA), tüm canlı organizmaların ve virüslerin kalıtsal bilgilerini taşıyan ve gelecek nesillere taşıyan(aktaran) nükleik asittir. DNA,hücrelerdeki kromozomlarda bulunur ve canlıya ait bütün özellikleri taşır ve aktarır. Bölünme sırasında kromozomlar bölünürken, DNA’’larda eşleşirler. DNA, çift sarmallı bir yapıya sahiptir. DNA nükleotit adı verilen 2 polimerden oluşur. Bir DNA zinciri 2,2 ile 2,6 nanometre (metrenin milyarda biri) kadar genişliktedir. Nükleotit,bir şeker,bir fosfat ve bir bazdan oluşur. İnsan DNA’sı 46 kromozomdan oluşur ve yarısı erkekten,diğer yarısı da dişiden gelir.İnsan DNA’sı büyük sırlar içermektedir ve içeriği tam olarak çözülememişti. İnsan DNA’’sına en çok benzeyen DNA farelerinki’dir. Yapılan deneyler öncelikle fareler üzerinde denenir. Çünkü insanla verecekleri tepkiler aynıdır. Yakın zaman önce bilim adamları insan DNA’sının tam analizini yapmayı başardı. Biraz bunun hakkında konuşalım. Bu çalışmaya birçok ülkeden 400 kadar bilim adamı katıldı. Çalışma sonucunda bilim adamları bunun, hastalıkların tedavisinde ve erken teşhisin de önemli yardımları olacağını söylüyorlar. Bilim adamları, daha önceleri gereksiz DNA olarak gördükleri yerin aslında sandıklarından daha büyük olduğunu ve “gereksiz” kelimesinin geçersiz olduğunu gördüler. Çalışmaları sonucu bilim adamları, bu bölümün biyolojik olarak aktif olduğunu söylüyorlar. Bunun yan sıra bilim adamları, belirledikleri bazı genlerin birçok hastalık ile ilişki içinde olduklarını ve çözümlemelerinin yeni tedavi yollarını açacağını düşünüyorlar. DNA günümüzde birçok alanda yardımcımız olmaktadır. Gen mühendisliği sayesinde DNA’’lardan tıbbi araştırmalarda faydalanmaktayız. Adli Tıp’ta vücuttan gelen (tükürük,saç,kan gibi) şeylerden DNA testi ile suçluların kimlikleri tespit edilebilmektedir. DNA nanoteknolojisi ile yapay DNA’’lar imal edilebilir.(nano milyarda biri ifade eder,örneğin 1 nanometre metrenin milyarda biri demektir.) Kısacası DNA insanın bütün sırlarını içinde barındıran mikroskobik parçalardır. Asırlardır aktarılan bilgiler günümüze kadar bizimle geldi ve bundan sonrada bizden sonraki nesillere aynı şekilde aktarılmaya devam edecektir. Kaynakça: tr.wikipedia.org/wiki/DNA www.ntvmsnbc.com/id/25379788/ www.bilgiustam.com

http://www.biyologlar.com/insan-dnasi-ve-genetik

DNA ve Özellikleri Hakkında Kapsamlı Bilgi

Deoksiribonükleik asit veya kısaca DNA, tüm organizmalar ve bazı virüslerin canlılık işlevleri ve biyolojik gelişmeleri için gerekli olan genetik talimatları taşıyan bir nükleik asittir. DNA'nın başlıca rolü bilginin uzun süreli saklanmasıdır. Protein ve RNA gibi hücrenin diğer bileşenlerinin inşası için gerekli olan bilgileri içermesinden dolayı DNA; bir kalıp, şablon veya reçeteye benzetilir. Bu genetik bilgileri içeren DNA parçaları gen olarak adlandırılır. Ama başka DNA dizilerinin yapısal işlevleri vardır (kromozomların şeklini belirlemek gibi), diğerleri ise bu genetik bilginin ne şekilde (hangi hücrelerde, hangi şartlarda) kullanılacağının düzenlenmesine yararlar. Kimyasal olarak DNA, nükleotit olarak adlandırılan basit birimlerden oluşan iki uzun polimerden oluşur. Bu polimerlerin omurgaları, ester bağları ile birbirine bağlanmış şeker ve fosfat gruplarından meydana gelir. Bu iki iplik birbirlerine ters yönde uzanırlar. Her bir şeker grubuna baz olarak adlandırılan dört tip molekülden biri bağlıdır. DNA'nın omurgası boyunca bu bazların oluşturduğu dizi, genetik bilgiyi kodlar. Protein sentezi sırasında bu bilgi, genetik kod aracılığıyla okununca proteinlerin amino asit dizisini belirler. Bu süreç sırasında DNA'daki bilgi, DNA'ya benzer yapıya sahip başka bir nükleik asit olan RNA'ya kopyalanır. Bu işleme transkripsiyon denir. Hücrelerde DNA, kromozom olarak adlandırılan yapıların içinde yer alır. Hücre bölünmesinden evvel kromozomlar eşlenir, bu sırada DNA ikileşmesi gerçekleşir. Ökaryot canlılar (yani hayvan, bitki, mantar ve protistalar) DNA'larını hücre çekirdeği içinde bulundururken prokaryot canlılarda (yani bakteri ve arkelerde) DNA, hücre sitoplazmasında yer alır. Kromozomlarda bulunan kromatin proteinleri (histonlar gibi) DNA'yı sıkıştırıp organize ederler. Bu sıkışık yapılar DNA ile diğer proteinler arasındaki etkileşimleri düzenleyerek DNA'nın hangi kısımlarının okunacağını kontrol eder. Nükleotit olarak adlandırılan birimlerden oluşan bir polimerdir.[1][2] DNA zinciri 22 ila 26 Ångström arası (2,2-2,6 nanometre) genişliktedir, bir nükleotit birim 3,3 Å (0.33 nm) uzunluğundadır.[3] Her bir birim çok küçük olmasına rağmen, DNA polimerleri milyonlarca nükleotitten oluşan muazzam moleküllerdir. Örneğin, en büyük insan kromozomu olan 1 numaralı kromozom yaklaşık 220 milyon baz çifti uzunluğundadır.[4] Dna'nın yarısı dişi bireyden yarısı da erkek bireyden gelir. Canlılarda DNA genelde tek bir molekül değil, birbirine sıkıca sarılı bir çift molekülden oluşur.[5][6] Bu iki uzun iplik sarmaşık gibi birbirine sarılarak bir çift sarmal oluşturur. Nükleotit birimler bir şeker, bir fosfat ve bir bazdan oluşurlar. Şeker ve fosfat DNA molekülünün omurgasını oluşturur, baz ise çifte sarmaldaki öbür DNA ipliği ile etkileşir. Genel olarak bir şekere bağlı baza nükleozit, bir şeker ve bir veya daha çok fosfata bağlı baza ise nükleotit denir. Birden çok nükleotidin birbirine bağlı haline polinükleotit denir.[7] DNA ipliğinin omurgası almaşıklı şeker ve fosfat artıklarından oluşur.[8] DNA'da bulunan şeker 2-deoksiribozdur, bu bir pentozdur (beş karbonlu şekerdir). Bitişik iki şekerden birinin 3 numaralı karbonu ile öbürünün 5 numaralı karbon atomu arasındaki fosfat grubu, bir fosfodiester bağı oluşturarak şekerleri birbirine bağlar. Fosfodiester bağın asimetrik olması nedeniyle DNA ipliğinin bir yönü vardır. Çifte sarmalda bir iplikteki nükleotitlerin birbirine bağlanma yönü, öbür ipliktekilerin yönünün tersidir. DNA ipliklerinin bu düzenine antiparalel denir. DNA ipliklerin asimetrik olan uçları 5' (beş üssü) ve 3' (üç üssü) olarak adlandırılır, 5' uç bir fosfat grubu, 3' uç ise bir hidroksil grubu taşır. DNA ve RNA arasındaki başlıca farklardan biri, içerdikleri şekerdir, RNA'da 2-deoksiriboz yerine başka bir pentoz şeker olan riboz bulunur.[6] Çift sarmalı iki ipliğe bağlı bazlar arasındaki hidrojen bağları DNA'yı stabilize eder. DNA'a bulunan dört baz, adenin (A olarak kısaltılır), sitozin (C), guanin (G) ve timin (T) olarak adlandırılır. Bu dört baz şeker-fosfata bağlanarak bir nükleotit oluşturur, örneğin "adenozin monofosfat" bir nükleotittir. Bazlar iki tip olarak sınıflandırılırlar: adenin ve guanin, pürin türevleridir, bunlar beş ve altı üyeli halkaların kaynaşmasından oluşmuş heterosiklik bileşiklerdir; sitozin ve timin ise pirimidin türevleridir, bunlar altı üyeli bir halkadan oluşur. Bir diğer baz olan urasil (U), sitozinin yıkımı sonucu seyrek olarak DNA'da bulunabilir. Kimyasal olarak DNA'ya benzeyen RNA'da timin yerine urasil bulunur. Oyuklar İki sarmal iplik DNA omurgasını oluşturur. Bu iplikler araındaki boşluklar takip edilerek iki tane hayali boşluk veya oyuk daha bulunabilir. Bu oyular baz çiftlerine bitişiktir ve onlara bağlanmak için bir yer olşuturabilirler. Bu oyuklar birbirlerinin tam karşısında olmadıkları için büyüklükleri aynı değildir. Bunlardan büyük oyuk (majör oyuk) olarak adlandırılanı 22 Å genişliğinde, küçük (minör) oyuk ise 12 Å genişliğindedir.[9] Küçük oyuğun darlığı nedeniyle bazların kenarlarına erişmek büyük oluktan daha kolaydır. Bu nedenle, DNA'daki belli baz dizilerine bağlanan, transkripsiyon faktörü gibi proteinler büyük oyuktan bazların kenarlarına temas ederler.[10] Hücredeki DNA'nın bazı bölgelerinde bu durum farklı olabilir (aşağıda "Alternatif çifte sarmal yapılar" bölüne bakınız) ama oralarda dahi, eğer DNA normal B biçimini alacak şekilde burulsaydı görülecek büyüklük farklılıklarına göre adlandırılır. Baz eşleşmesi DNA'nın bir ipliğindeki bir baz tipi, öbür iplikten tek bir baz tipi ile bağ kurar. Buna tümleyici (komplemanter) baz eşleşmesi denir: pürinler pirimidinler ile hidrojen bağı kurar, A yalnızca T'ye bağlanır, C'de yalnızca G'ye bağlanır. Çift sarmalda karşıdan karşıya birine bağlı iki baza bir baz çifti denir. Çift sarmalı kararlı kılan ayrıca hidrofobik etki ve pi istiflenmesi vardır, bunlar DNA dizisisinden bağımsızdır.[11] Hidrojen bağları kovalent bağlardan daha zayıf olduklarından kolayca kopup tekrar oluşabilirler. Dolayısıyla DNA zincirinin iki ipliği bir fermuar gibi kolayca birbirinden ayrılabilir, ya mekanik güç ile veya yüksek sıcaklıkta.[12] Komplementerliğin bir sonucu olarak bir DNA sarmalındaki iki iplikli dizideki tüm bilgi ipliklerin her birinde kopyalanmış durumdadır, bu da DNA kopyalanması için esas bir özelliktir. Aslında komplementer baz çiftleri arasındaki spesifik ve tersinir etkileşimler DNA'nın canlılardaki işlevleri için şarttır.[1] İki tip baz çifti farklı sayıda hidrojen bağları oluşturur, AT'nin iki hidrojen bağı, GC'nin üç hidrojen bağı vardır (bakınız şekil). Dolayısıyla GC çiftleri AT baz çiftlerinden daha güçlüdür. Dolayısyla iki DNA ipliğinin birbirine bağlanma gücünü belirleyen, hem DNA çift sarmalının uzunluğu hem de onu oluşturan GC baz çiftlerinin yüzde oranıdır. Yüksek oranda GC'li uzun DNA'ların iplikleri birbirine daha sıkı bağlıdır, AT oranı yüksek kısa sarmalların iplikleri ise birbiriyle daha zayıf etkileşirler.[13] Biyolojide, DNA çifte sarmalının kolay ayrılması gereken bölgelerinde AT oranı yüksek olur, örneğin bazı promotörlerde bulunan TATAAT Pribnow kutusu.[14] Laboratuvarda bu etkileşimin gücünü ölçmek için hidrojen bağlarını koparmak için gerekli sıcaklık, ergime sıcaklığı belirlenir (bu, Tm sıcaklığı olarak da adlandırılır). DNA çifte sarmalındaki tüm baz çiftleri eridikten sonra iplikler ayrışır ve çözeltide iki bağımsız molekül olarak varlığını sürdürür. Bu iki tek iplikli DNA molekülün tek bir biçimi yoktur, ama bazı biçimler diğerlerinden daha kararlıdır.[15] Anlam ve ters anlam Bir DNA dizisi, eğer ondan protein sentezlemeye yarayan mesajcı RNA kopyası ile aynı diziye sahipse, "anlamlı" olduğu söylenir.[16] Öbür iplikteki diziye "ters anlamlı" dizi denir. Aynı DNA ipliğinin farklı bölgelerinde anlamlı ve ters anlamlı diziler bulunabilir, yani her iki iplikte hem anlamlı hem anlamsız diziler bulunur. Hem prokaryot ve ökaryotlarda ters anlamlı, yani protein üretimine yaramayan, RNA'nın üretildiği olur, bu RNA'ların işlevi hâlen tam bilinmemektedir.[17] Bir görüşe göre ters anlamlı RNA, RNA-RNA baz eşleşmesi yoluyla gen ifadesinin düzenlenmesine yaramaktadır.[18] Bazı DNA dizilerinde anlam ve ters anlam kavramları birbirine karışır, çünkü bazen genler birbiriye örtüşebilir.[19] Böyle durumlarda bazı DNA dizileri çifte görev yapar, bir iplik boyunca okununca bir protein kodlar, öbür iplik boyunca okununca ikinci bir protein kodlar. Bakterilerde bu tür gen örtüşmeleri gen transkripsiyonunun düzenlenmesi ile ilişkili olduğuna dair bulgular vardır,[20] virüslerde ise, genlerin örtüşmesi küçük bir viral genoma daha çok bilginin sığmasını sağlar.[21] Süper burulma Süper burulma (İngilizce supercoiling) tabir edilen bir süreç ile DNA bir halat gibi burulabilir. "Gevşek" halinde DNA'daki bir iplik, her 10,4 baz çiftinde bir, çift sarmalın ekseni etrafında bir tam dönüş yapar. Ama, eğer DNA burulursa iplikler daha sıkı veya daha gevşek sarılı olabilirler.[22] Eğer DNA sarmalı sarılma yönünde burulursa buna pozitif süperburulma denir ve bazlar birbirlerine daha sıkı şekilde tutunurlar. Eğer ters yönde burulursa DNA, buna negatif süperburulma denir ve bazlar birbirlerinden daha kolay ayrışırlar. Doğadaki çoğu DNA molekülü az derecede negatif süper burguludur, bundan topoizomeraz adlı enzimler sorumludur.[23] Bu enzimlerin bir işlevi transkripsiyon ve DNA ikileşmesi gibi süreçler sırasında DNA ipliklerine etki eden burulmayı bertaraf etmektir.[24] Alternatif çifte sarmal yapılar DNA'nın çeşitli biçimleri (konformasyonları) mevcuttur.[8] Ancak, canlılarda sadece A-DNA, B-DNA, ve Z-DNA gözlemlenmiştir. DNA'nın hangi biçimi aldığı DNA dizisine, süperburulmanın yönü ve miktarına, bazlardaki kimyasal değişimlere, ve çözeltinin özelliklerine (metal iyonu ve poliamin konsantrasyonu gibi) bağlıdır.[25] Bu üç biçimden yukarıda betimlenmiş olan "B" biçimi, hücrelerdebulunan şartlar altında en sık görülenidir.[26] B biçimine kıyasla DNA'nın A biçimi daha geniş bir sarmaldır, küçük oluk daha geniş ve sığ, büyük oluk da daha dar ve derindir. A biçimli nükleik asitler, fizyolojik olmayan şartlarda, suyunu kaybetmiş DNA örneklerinde görülür, hücre içinde ise DNA ve RNA ipliklerinin birbirine sarılmasından oluşan karma (hibrit) eşleşmelerde, ayrıca bazı enzim-DNA komplekslerinde meydana gelebilir.[27][28] Metilasyonla kimyasal değişime uğrayan DNA parçaları daha büyük biçimsel değişiklik gösterip Z biçimini alabilirler. Bu durumda iplikler sarmal ekseni etrafında dönerek sol elli bir spiral oluşturur, bu daha yaygın olan B biçimimdekinin tersi yöndedir.[29] Bu sıra dışı yapılar Z-DNA bağlayıcı proteinler tarafından tanınır ve transkripsiyon kontrolü ile ilişkili olduğu sanılmaktadır.[30] Dörtlü yapılar Doğrusal kromozomların uçlarında telomer olarak adlandırılan özelleşmiş bölgeler bulunur. Bu bölgelerin ana fonksiyonu kromozom uçlarının telomeraz adlı enzim aracılığıyla kopyalanmasını sağlamaktır. DNA'yı normalde kopyalayan enzimler kromozomların en uç kısımların kopyalayamadığı için bu kopyalama telomeraz aracılığıyla yapılır.[32] Bu özelleşmiş kromozom başlıkları ayrıca DNA'nın uçlarını korurlar ve hücredeki DNA tamir sistemlerinin bunları tamir edilmesi gereken hasar olarak algılanmasını engeller.[33] İnsan hücrelerinde telomerler genelde TTAGGG dizisinin birkaç bin kere tekrarından oluşan tek iplikli DNA uzantılarıdır.[34] Bu guanin zengini diziler normal DNA'daki baz çiftleri yerine, dört bazlı birimlerden meydana gelmiş istiflenme kümeleri ile kromozom uçlarını stabilize ederler. Burada dört guanin bazı yassı bir tabaka oluştururlar, bunlar da birbiri üzerine istiflenerek kararlı bir G-dörtlüsü (G-quadruplex) yapısı oluştururlar.[35] Bu yapıların stabilizasyonu, bazların kenarları arasındaki hidrojen bağları ve her dört bazlı birimin ortasında yer alan bir metal iyonun şelasyonu ile gerçekleşir.[36] Bu G-dörtlüleri başka yollardan da oluşabilir: tek bir ipliğin birkaç kere katlanması ile bu dörtlü birim oluşabilir, veya ikiden fazla farklı paralel ipliğin her birinin ortak yapıya bir baz temin etmesi ile de bu dört baz bir araya gelebilir. Bu istiflenmiş yapıların aynı sıra, telomerler ayrıca telomer ilmiği (T-ilmiği; İngilizce: telomere loops veya T-loops) adlı yapılar oluştururlar. Bunlarda tek iplikli DNA, telomer bağlanıcı proteinler tarafından stabilize edilmiş bir halka olarak kıvrılır.[37] Bir T-ilmiğinin en ucundaki tek iplikli DNA, çift iplikli bir DNA bölgesine bağlıdır. Bu birleşme noktasında tek iplikli telomer DNA'sı, çift iplikli DNA'nın çifte sarmalını bozup iki sarmaldan biri ile baz eşleşmesi yapar. Bu üç sarmallı yapıya yer değişim halkası (İngilizce displacement loop veya D-loop) denir.[35] Baz değişimleri Kromatin adı verilen bir yapı içinde DNA'nın paketlenmesi ile kromozomlar meydana gelir. Bu paketlenme gen ifadesine etki eder. Baz değişimi (modifikasyonu) bu paketlenmeyle ilişkilidir, öyle ki gen ifadesinin az olduğu veya hiç olmadığı yerlerde sitozin bazları yüksek derecede metilasyona uğramıştır. Örneğin, sitozin metilasyonu ile 5-metilsitozin meydana gelir, bu X kromozomu inaktivasyonu için önemlidir.[38] Ortalama metilasyon düzeyi canlıdan canlıya farkeder: solucan Caenorhabditis elegans'da sitozin metilasyonu olmaz, buna karşın omurgalı DNA'sının %1'e ulaşan kadarı 5-metilsitozin içerebilir.[39] 5-metilsitozinin önemli bir baz olmasına rağmen, onun deaminasyonu sonucu bir timin bazı oluşur, bu yüzden metillenmiş sitozinler mutasyona eğilimlidirler.[40] Diğer baz modifikasyonarı arasında bakterilerde görülen adenin metilasyonu ve kinetoplastitlerde urasilin glikozilasyonu sonunda meydana gelen "J-bazı" sayılabilir.[41][42] DNA hasarı DNA çeşitli farklı mutajenler tarafından hasara uğrayabilir, bunun sonucunda DNA dizisi değişebilir. Mutajenler arasında başlıca, yükseltgen (oksitleyici) etmenler, alkilleyici etmenler ve yüksek enerjili elektomanyetik ışınlar (morötesi ışık ve X ışınları gibi) sayılabilir. DNA'da meydana gelen hasarın tipi mutagenin tipine bağlıdır. Örneğin, mor ötesi ışık timin ikilileri (timin dimerleri) oluşturarak DNA'ya hasar verir.[44] Buna karşın, serbest radikaller veya hidrojen peroksit gibi yükseltgen etmenler çeşitli farklı türden hasar oluşturabilirler, baz değişimi (özellikle guanozin) ve iki iplikli kırılmalar gibi.[45] Her bir insan hücresinde günde 500 baz yükseltgeyici zarar görür.[46][47] Bu yükseltgeyici hasarlardan en zararlısı çift zincirli kırılmalardır, çünkü bunların onarımı zordur, bunlar DNA dizilerinde noktasal mutasyonlara, insersiyonlara ve delesyonlara ayrıca kromozomal translokasyonlara yol açabilirler.[48] Çoğu mutajen, iki baz çifti arasındaki boşluğa girer, buna enterkalasyon denir. Çoğu enterkalatörler aromatik ve düzlemsel moleküllerdir, bunlara örnek olarak etidyum bromür, daunomisin ve doksorubisin sayılabilir. Bir enterkalatörün iki baz çifti arasına girebilmesi için bunların arasının açılması, bunun olabilesi için de DNA sarmalının normalin aksi yönde burularak gevşemesi gerekir. Bunlar olunca transkripsiyon ve DNA ikilenmesi engellenir, zehirlenme ve mutasyonlar meydana gelir. Bu yüzden DNA enterkalatörleri çoğunlukla kanserojendir, bunların iyi bilinen örnekleri olarak benzopiren diol epoksit, akridin türevleri aflatoksin ve etidyum bromür sayılabilir.[49][50][51] Tüm bunlara rağmen, DNA transkripsiyonuna engel olma özelliklerinden dolayı bu toksinler aynı zamanda hızla büyüyen kanser hücrelerini engellemek amacıyla kemoterapide kullanılırlar.[52] Biyolojik işlevleri DNA, ökaryotlarda doğrusal kromozomlar, prokaryotlarda ise dairesel kromozomlar içinde bulunur. Bir hücredeki kromozomlar kümesine onun genomu denir; insan genomu 46 kromozom içinde yer alan yaklaşık 3 milyar baz çiftinden oluşur.[53] Protein ve diğer işlevsel RNA molekülleri kodlayan bilgi, gen adı verilen DNA parçalarının dizisinde yer alır. Genlerdeki genetik bilginin aktarılması baz eşleşmesi ile gerçekleşir. Örneğin, transkripsiyon sırasında bir DNA dizisinin ona komplementer bir RNA dizisi olarak kopyalanması, DNA ile doğru RNA nükleotitler arasındaki çekim ile mümkün olur. Protein çevrimi (translasyon) denen süreç sırasında bu RNA dizisine kaşılık gelen bir protein sentezlenirken, RNA nükleotitleri arasında gene baz eşleşmesi olur. Bir diğer önemli biyolojik süreç, hücredeki genetik bilginin kopyalanması olan DNA ikilenmesidir. Bu işlevlerin ayrıntıları başka maddelerde işlenmiştir; burada DNA ile genomun fonksiyonlarını yerine getiren diğer moleküller arasındaki etkileşimler ele alınmıştır. Genler ve genomlar Genomu oluşturan DNA ökaryotlarda hücre çekirdeğinde, ayrıca az miktarda mitokondrilerde bulunur. Prokaryotlardaki DNA, sitoplazma içinde yer alan, düzensiz şekilli nükleoit denen cismin içindedir.[54] Genom tarafından kodlanan bilgi genlerde yer alır, bir canlı birey tarafından taşınan bu bilginin tamamına onun genotipi denir. Gen kalıtımsal bir birimdir ve organizmanın belli bir özelliğini belirleyen bir DNA dizisi ile tanımlanır. Ayrıca, bu DNA bölgesinin transkripsiyonunu düzenleyen diziler (promotör ve hızlandırıcılar gibi) de vardır. Çoğu biyolojik türde genomdaki dizilerin ancak ufak bir bölümü protein kodlar. Örneğin insan genomunun ancak %1'i protein eksonları kodlar, buna karşın insan DNA'sının %50'si protein kodlamayan, kendini tekrar eden dizilerden oluşur.[55] Ökaryot genomlarında bu kadar çok protein kodlamayan DNA'nın bulunması ve türlerin genom büyüklüğündeki ("C-değeri"ndeki) büyük farklılıkların nedeni henüz anlaşılamamıştır ve "C değeri muamması" olarak bilinir.[56] Ancak, protein kodlamayan (non-coding) DNA dizileri gene de işlevsel kodlamayan RNA molekülleri kodlamaktadır, bunlar da gen ifadesinin düzenlenmesinde rol oynarlar.[57] Bazı kodlamayan DNA dizileri kromozomlar için yapısal rol oynarlar. Telomer ve sentromerler tipik olarak çok az sayıda gen içerir, ama kromozomların işlev ve stabilitesi için önemlidir.[33][59] İnsanlarda bulunan kodlamayan DNA'ların önemli bir türü psödogenlerdir, bunlar mutasyon sonucu çalışmaz hale gelmiş genlerin kopyalarıdır.[60] Bu DNA dizileri genelde birer moleküler fosilden ibarettir ama bazen yeni genlerin oluşumuna ham madde olabilirler, gen ikilenmesi ve ıraksak evrim süreçleri sonucu.[61] Transkripsiyon ve çevrim Genler, işlevsel moleküller kodlayan DNA dizileridir, bunlar canlının fenotipini belirler. Protein kodlayan genler durumunda DNA dizisi bir mesajcı RNA dizisini tanımlar, bu da bir veya birkaç proteinin dizisini belirler. Genlerdeki DNA dizisi ile proteinlerdeki amino asit dizisi arasındaki ilişki, biyolojik çevrim (translasyon) kuralları tarafından belirlenir, bunlar topluca genetik kod ile özetlenir. Genetik kod, üç nükleotitlik dizilere karşılık gelen, üç harfli 'kelimelerden' oluşur (örneğin, ACT, CAG, TTT), bu üçlüler kodon olarak adlandırılır. Transkripsiyonda, protein kodlayan bir genin kodonları önce RNA polimeraz tarafından bir mesajcı RNA şeklinde kopyalanır. Bu RNA kopya, ardından bir ribozom tarafından deşifre edilir; ribozom, mesajcı RNA ile amino asit taşıyan taşıyıcı RNA'lar arasında baz eşlemesi yaparak onu okur. Dört bazın 3'lü kombinasyonları olabildiği için 64 olası kodon vardır (43 kombinasyon). Bunlar yirmi standart amino asidi kodlarlar, böylece çoğu amino asite birden çok kodon düşer. Ayrıca, protein kodlayıcı bölgenin sonuna işaret eden üç tane de 'stop' veya anlamsız (nonsense) kodon vardır, bunlar TAA, TGA ve TAG kodonlarıdır. İkileşme Canlıların çoğalması ve (çok hücreli canlıların) büyümesi için hücre bölünmesi gereklidir. Ancak bir hücre bölünürken DNA'sını da kopyalamak zorundadır ki iki yavru hücre ana hücredeki genetik bilginin aynısına sahip olsunlar. DNA'nın iki iplikli yapısı DNA ikileşmesi (DNA duplikasyonu) için basit bir mekanizma sağlar. İki iplik ayrışırlar, sonra her bir iplikteki dizinin komplementer dizisi DNA polimeraz adlı bir enzim tarafından imal edilir. Bu enzim, tümleyici ipliği sentezlemek için gereken her bazın doğru olanını baz eşleşmesi yoluyla seçer ve onu uzamakta olan ipliğe ekler. DNA polimeraz bir DNA ipliğini ancak 5' - 3' yönünde uzatabildiği için, bir çifte sarmalın antiparalel ipliklerininin kopyalanması için farklı mekanizmalar mevcuttur.[62] Böylece, eski iplikteki baz, yeni ipliğe eklenen bazları belirler, sonunda hücre DNA'sının mükemmel bir kopyasını elde eder. Proteinler ile etkileşim DNA'nın tüm işlevleri onun proteinlerle olan etkileşimine bağlıdır. Bu protein etkileşimlerinin bazıları özgül-dışıdır (non-spesifiktir), bazılarında ise protein ancak belli bir DNA dizisine bağlanabilir. Enzimler de DNA'ya bağlanabilir ve bunlar arasında DNA baz disini transkripsiyon ve DNA ikilemesi için kopyalayan polimerazlar özellikle çok önemlidir. DNA'ya bağlanıcı proteinler DNA'ya bağlanan yapısal proteinler, non-spesifik DNA-protein etkileşimlerinin iyi anlaşılmış örneklerindendir. Kromozomlarda bulunan DNA, yapısal proteinlerle beraber kompleksler oluşturur. Bu proteinler DNA'yı kromatin adlı kompakt yapı içinde organize ederler. Ökaryotlarda kromatinin oluşmasında DNA'nın histon adlı küçük, bazik proteinlere bağlanması önemli bir rol oynar; prokaryotlarda ise çeşitli başka protein türleri DNA'ya bağlanır.[63][64] Histonlar, nükleozom adlı disk şeklinde bir kompleks oluştururlar, çift iplikli DNA buna sarılarak iki kere bunun etrafında döner. Histonların bazik kalıntıları ile DNA'nın şeker-fosfat omurgasındaki asidik fosfatlar arasındaki iyonik bağlar, non-spesifik bir etkileşim oluşturur, baz dizisinden büyük ölçüde bağımsızdırlar.[65] Bu bazik amino asitlerin kimyasal değişimleri arasında metilasyon, fosforilasyon, ve asetilasyon sayılabilir.[66] Bu kimyasal değişimler, DNA'nın histonlarla etkileşimini etkiler, bunun sonucunda DNA'ya transkripsyon faktörlerinin erişimi ve transkripsiyon hızı değişir.[67] Kromatinde bulunan diğer non-spesifik DNA'ya bağlanıcı proteinler arasında bulunan yüksek hareketli grup proteinleri (ing. high-mobility group proteins) bükülmüş veya distorte olmuş DNA'ya bağlanır.[68] Bu proteinler, bitişik nükleozom gruplarını bükerek daha büyük ölçekli yapılar oluşturarlar ve kromozomları meydana getirirler.[69] DNA'ya bağlanıcı proteinler arasında bulunan başlıca bir protein grubu, tek iplikli DNA'ya bağlanıcı proteinlerdir (bunlar tek iplikli DNA bağlayıcı protein olarak da adlandırılırlar). İnsanda replikasyon protein A bu protein ailesinin en iyi anlaşılmış üyesi sayılır, bu protein, cifte sarmalın ayrıştığı durumlarda, örneğin DNA ikileşmesi, rekombinasyon ve DNA tamirinde işlev görür.[70] Bu proteinler tek iplikli DNA'yı kararlı kılar, onun sap-ilmik (stem-loop) oluşturmasına veya nükleazlar tarafında yıkımına engel olurlar. Yukarıda değinilen proteinlerden farklı olarak başka proteinler belli DNA dizilerine bağlanacak şekilde evrimleşmişlerdir. Bunların en iyi araştırılmış olanları transkripsiyon faktörleridir, bular transkripsiyonu düzenleyen proteinlerdir. Her transkripsiyon faktörü belli bir DNA diziler kümesine bağlanır ve bu dizilere yakın protörleri olan genlerin transkripsiyonu etkinleştirir veya engeller. Transkripsiyon faktörleri bunu iki farklı yoldan gerçekletirir. Birincisi, transkripsiyondan sorumlu olan RNA polimeraz bağlanırlar, bunu ya doğrudan ya da aracı proteinlerle yaparlar, bunun sonucunda polimeraz promotöre yakın bir konuma yerleştitilmiş olur ve transkripsiyona başlaması mümkün hale gelir.[72] Bir diğer yolda ise, transkripsiyon faktörleri promotörde yer alan histonları kimyasal değişime uğratan enzimlere bağlanırlar; bunun sonucunda polimerazın DNA'ya erişimi değişir.[73] Bu DNA bağlanma dizileri bir canlının genomunun her tarafında bulunabileceği için, bir transkripsiyon faktörünün etkinliğinde meydan gelen değişiklikler binlerce gene etki edebilir.[74] Dolayısıyla bu proteinler çoklukla, çevresel değişiklikler, hücresel başkalaşım ve gelişimi kontrol eden süreçlerle ilişkili olan sinyal iletim süreçlerinin hedefidirler. Bu transkripsiyon faktörlerinin DNA ile etkileşimindeki spesifisite, proteinin DNA bazlarının kenarları ile yaptığı temaslardan kaynaklanmaktadır, bu sayede bu proteinler DNA'nın dizisini "okurlar". Bazlarla olan bu etkileşimlerin çoğu, bu bazlara kolaylıkla erişilebilen büyük olukta meydan gelir.[75] DNA değiştirici enzimler Nükleazlar DNA iplikleri kesen enzimlerdir, fosfodiester bağlarının hidrolizini katalizlerler. DNA ipliklerinin uçlarındaki nükleotitleri hidrolizleyen nükleazlare eksonükleaz denir, ipliklerin iç kısımlarındaki bağları hidrolizleyenlere ise endonükleaz. Moleküler biyolojide en sık kullanılan endonükleazlar restriksiyon endonükleazlarıdır, bunlar DNA'yı belli dizilerde keserler. Örneğin soldaki resimde görülen EcoRV enzimi 6 bazlı 5'-GAT|ATC-3' dizisini tanır ve dik çizgi ile gösterilen noktada onu keser. Doğada bu enzimler, restriksiyon modifikasyon sisteminin bir parçası olarak, bakterileri fajlara karşı korumaya yararlar, hücrenin içine giren faj DNA'sını sindirerek.[77] Teknolojide bu enzimler moleküler klonlama ve DNA parmakizlemesi için kullanılır. DNA ligaz enzimleri kesilmiş veya kırık DNA ipliklerini birleştirir.[78] Ligazlar özellikle gecikmeli iplik DNA ikileşmesinde önemli bir rol oynarlar, çünkü replikasyon çatalında meydana gelen kısa DNA parçalarını birleştirirler. Ayrıca DNA tamiri ve genetik rekombinasyonda kullanılırlar. Topoizomeraz ve helikazlar[değiştir | kaynağı değiştir] Topoizomerazlar hem nükleaz hem de ligaz etkinliğine sahiptir. Bu proteinler DNA'daki süperburulma derecesini değiştirirler. Bu enzimlerin bazıları DNA sarmalının bir ipliğini kesip bunun öbürü etrafında dönmesini sağlar, sonra da DNA'daki kesiği tekrar birleştirir.[23] Bu enzimlerin diğerleri ise DNA sarmalının bir ipliğini kesip öbür ipliğin bu kesiğin içinden kesmesini sağlarlar, sonra kesiği tekrar birleştirirler.[79] Topoizomerazlar DNA'yla ilgili pek çok süreçte yer alırlar, DNA ikileşmesi ve transkripsiyonu gibi.[24] Helikazlar moleküler motor özellikli proteinlerdir. Nükleozit trifosfatlarda, özellikle ATP'de taşınan kimyasal enerjiyi kullanıp bazlar arasındaki hidrojen bağlarını kırarlar ve DNA çifte sarmalını ters yönde burarak onu tek iplikler halinde açarlar.[80] Bu enzimler DNA bazlarına erişmeye gerek duyan enzimlerin bulunduğu süreçlerde gereklidir. Polimerazlar[değiştir | kaynağı değiştir] Nükleik asit polimerazları, nükleozit trifosfatlardan polinükleotit zincirler sentezleyen enzimlerdir. Ürettikleri ürünler var olan polinükleotit zincirlerinin (bunlara kalıp denir) kopyalarıdır. Bu enzimler, bir DNA zincirindeki en son nükleotitin 3' hidroksil grubuna yeni bir nükleotit ekleyerek çalışır. Dolayısıyla tüm polimerazlar 5' - 3' doğrultusunda ilerler.[81] Bu enzimlerin aktif bölgesinde, gelen nükleozit trifosfat kalıp ile baz eşleşmesi yapar; bu sayede polimeraz, kalıba komplementer bir ipliği doğru bir şekilde sentezleyebilir. Polimerazlar kullandıkları kalıbın tipine göre sınıflandırılır. DNA ikileşmesinde, DNA-bağımlısı DNA polimeraz, bir DNA dizisinin kopyasını yapar. Bu süreçte hata olmaması hayatî önem taşıdığı için bu tip polimerazlarının çoğunda prova okuma aktivitesi bulunur. Bunlarda, sentez reaksiyonunda meydana gelen ender hatalar, baz eşleşmesinin doğru olmamasıyla anlaşılır. Eğer bir uyumsuzluk algılanırsa, 3'-5' yönünde çalışan bir eksonükleaz aktivitesi etkinleştirilir ve hatalı baz çıkartılır.[82] Çoğu canlıda DNA polimerazlar replizom olarak adlandırılan ve yardımcı altbirimler (DNA kıskacı ve helikazlar gibi) içeren büyük bir kompleks içinde yer alır.[83] RNA-bağımlısı DNA polimerazlar RNA ipliğinde bulunan diziyi DNA olarak kopyalayan özel bir polimeraz sınıfıdır. Ters transkiptazlar bu sınıfa dahildir, bunlar viral enzimler olup hücrelerin retrovirüsler tarafından enfeksiyonunda yer alırlar. Telomerazlar da bu sınıfa dahildir, bunlar da telomerlerin ikilenmesi için gereklidir.[32][84] Telomerazı diğer bu tip enzimlerden farklı kılan bir özelliği, kullandığı RNA kalbın kendi yapısının bir parçası olmasıdır.[33] Transkripsiyon, DNA-bağımlısı RNA polimeraz tarafından gerçekleştirilir, bu enzim DNA ipliğindeki diziyi RNA olarak kopyalar. Bir genin transkripsiyonu için RNA polimeraz, DNA üzerinde promotör adlı bir bölgeye bağlanır ve DNA ipliklerini ayrıştırır. Sonra genin dizisini bir RNA zinciri olarak kopyalar, ta ki terminatör (sonlayıcı, İng. 'terminator') adlı bir DNA bölgesine gelip orada durup DNA'dan kopana kadar. DNA bağımlı DNA polimeraz da olduğu gibi, RNA polimeraz II (ökaryotlardaki çoğu genin transkripsiyonun yapan enzim) de çeşitli düzenleyici ve yardımcı proteinlerden oluşmuş büyük bir protein kompleksinin parçası olarak çalışır.[85] Genetik Rekombinasyon Bir DNA sarmalı genelde başka DNA parçaları ile etkileşmez, ve hatta insan hücrelerinde farklı kromozomlar çekirdekte farklı bölgelerde yer alırlar.[87] Farklı kromozomların fiziksel olarak bu şekilde ayrı tutulması DNA'nın kararlı bir bilgi deposu olarak işlev görmesinde önemli bir rol oynar. Kromozomların birbiriyle etkileştiği zamanlar sadece rekombinasyona girdikleri krosover sırasındadır. Krosover sırasında iki DNA sarmalı kesilir, bir bölüm yer değiştirir ve kesik uçlar birleşir. Rekombinasyon sayesinde kromozomlar arasında genetik bilgi takası olur ve yeni gen kombinasyonları meydan gelir, bunun doğal seleksiyonun verimini artırdığı ve yeni proteinlerin hızlı evrimleşmesinde önemli olduğu düşünülmektedir.[88] Genetik rekombinasyon DNA tamiriyle de ilişkilidir, özellikle çift iplikli kırılmalara hücrenin tepkisinde.[89] Kromozom sarılmasının en yaygın şekli homolog rekombinasyondur, bunda iki kromozom birbirine çok benzer dizilere sahiptir. Non-homolog rekombinasyon hücreye zarar verici olabilir çünkü kromozomal translokasyon ve genetik anormalliklere yol açabilir. Rekombinasyon tepkimesi rekombinaz olarak adlandırılan enzimler (örneğin RAD51) tarafından katalizlenir.[90] Rekombinasyonun ilk adımı çift iplikli bir kesik oluşturulmasıdır, bu ya bir endonükleaz ya da DNA hasarı sonucunda meydana gelir.[91] Rekombinaz tarafından kısmen katalizlenen bir dizi adım sonucunda iki sarmal en az bir Holliday bağlantısı tarafından birleştirilir: her sarmalın bir ipliği, öbür sarmalda ona komplementer olan öbür iplik ile kaynaşır. Holliday bağlantısı, tetrahedral bir yapıdır, bu şekilde birleşmiş iki kromozomda bir ipliğin bir diğeriyle yer değiştirmesiyle bu yapı kromozomlar boyunca ilerler. Rekombinasyon tepkimesi, bağlantının kesilmesi ve serbest kalan DNA uçlarının tekrar birleşmesi ile son bulur.[92] DNA metabolizmasının evrimi DNA'da bulunan genetik bilgi tüm modern canlıların işlev görmesine, yani büyümesi ve çoğalmasına olanak sağlar. Ancak, 4 milyar yıldır sürmekte olan yaşamın tarihçesi boyunca DNA'nın bu işlevi yerine getirdiği belli değildir, yaşamın en eski biçimlerinin kullanmış olduğu kalıtsal malzemenin RNA olduğu öne sürülmüştür.[81][93] RNA, hem genetik bilgi aktarma hem de ribozimlerin parçası olarak katalizör özelliğine sahip olmasından dolayı ilk hücrelerin metabolizmasında merkezî bir rol oynamış olabilir.[94] Nükleik asitlerin hem kalıtımda hem de katalizde rol oynadığı bu eski RNA dünyası, günümüz genetik kodunun dört nükleotit bazından oluşmuş şekilde evrimleşmesine etki etmiş olabilir. Bunun nedeni, bir canlıdaki bazların sayısının azlığının replikasyon verimini artıracağı ama bazların çokluğunun ise ribozimlerin katalitik verimini artıracağı, bu iki zıt etki ile kalıtsal bilgiyi kodlayan baz sayısının dört olarak dengelenmiş olabileceği öne sürülmüştür.[95] Ne var ki, eski genetik sistemler hakkında doğrudan delil mevcut değildir, çünkü çoğu fosillerden DNA elde edilmesi mümkün değildir. Bunun nedeni, çevre etkilerine maruz kalan DNA'nın bir milyon yıldan az süre dayanması ve çözelti içinde zamanla küçük parçalara yıkımıdır.[96] Eski DNA'nın izole edilmiş olduğuna dair iddialar vardır, özellikle 250 milyon evvelden kalma bir tuz kristalı içinde canlı kalmış bir bakterinin izole edildiği iddia edilmiştir[97] ama bu iddialar tartışmalıdır.[98][99] Kaynak: ^ a b Alberts, Bruce; Alexander Johnson, Julian Lewis, Martin Raff, Keith Roberts, and Peter Walters (2002). Molecular Biology of the Cell; Fourth Edition. New York and London: Garland Science. ISBN 0-8153-3218-1. 2.^ Butler, John M. (2001). Forensic DNA Typing. Elsevier. ISBN 978-0-12-147951-0.pp. 14–15. 3.^ Mandelkern M, Elias J, Eden D, Crothers D (1981). "The dimensions of DNA in solution". J Mol Biol 152 (1): 153–61. doi:10.1016/0022-2836(81)90099-1. PMID 7338906. 4.^ Gregory S, et al. (2006). "The DNA sequence and biological annotation of human chromosome 1". Nature 441 (7091): 315–21. doi:10.1038/nature04727. PMID 16710414. 5.^ Watson J, Crick F (1953). "Molecular structure of nucleic acids; a structure for deoxyribose nucleic acid". Nature 171 (4356): 737–8. doi:10.1038/171737a0. PMID 13054692. 6.^ a b Berg J., Tymoczko J. and Stryer L. (2002) Biochemistry. W. H. Freeman and Company ISBN 0-7167-4955-6 7.^ Abbreviations and Symbols for Nucleic Acids, Polynucleotides and their Constituents IUPAC-IUB Commission on Biochemical Nomenclature (CBN), Accessed 03 Jan 2006 8.^ a b Ghosh A, Bansal M (2003). "A glossary of DNA structures from A to Z". Acta Crystallogr D Biol Crystallogr 59 (Pt 4): 620–6. doi:10.1107/S0907444903003251. PMID 12657780. 9.^ Wing R, Drew H, Takano T, Broka C, Tanaka S., Itakura K, Dickerson R (1980). "Crystal structure analysis of a complete turn of B-DNA". Nature 287 (5784): 755–8. doi:10.1038/287755a0. PMID 7432492. 10.^ Pabo C, Sauer R (1984). "Protein-DNA recognition". Annu Rev Biochem 53: 293–321. doi:10.1146/annurev.bi.53.070184.001453. PMID 6236744. 11.^ Ponnuswamy P, Gromiha M (1994). "On the conformational stability of oligonucleotide duplexes and tRNA molecules". J Theor Biol 169 (4): 419–32. doi:10.1006/jtbi.1994.1163. PMID 7526075. 12.^ Clausen-Schaumann H, Rief M, Tolksdorf C, Gaub H (2000). "Mechanical stability of single DNA molecules". Biophys J 78 (4): 1997–2007. PMID 10733978. 13.^ Chalikian T, Völker J, Plum G, Breslauer K (1999). "A more unified picture for the thermodynamics of nucleic acid duplex melting: a characterization by calorimetric and volumetric techniques". Proc Natl Acad Sci USA 96 (14): 7853–8. doi:10.1073/pnas.96.14.7853. PMID 10393911. 14.^ deHaseth P, Helmann J (1995). "Open complex formation by Escherichia coli RNA polymerase: the mechanism of polymerase-induced strand separation of double helical DNA". Mol Microbiol 16 (5): 817–24. doi:10.1111/j.1365-2958.1995.tb02309.x. PMID 7476180. 15.^ Isaksson J, Acharya S, Barman J, Cheruku P, Chattopadhyaya J (2004). "Single-stranded adenine-rich DNA and RNA retain structural characteristics of their respective double-stranded conformations and show directional differences in stacking pattern". Biochemistry 43 (51): 15996–6010. doi:10.1021/bi048221v. PMID 15609994. 16.^ Designation of the two strands of DNA JCBN/NC-IUB Newsletter 1989, Accessed 07 May 2008 17.^ Hüttenhofer A, Schattner P, Polacek N (2005). "Non-coding RNAs: hope or hype?". Trends Genet 21 (5): 289–97. doi:10.1016/j.tig.2005.03.007. PMID 15851066. 18.^ Munroe S (2004). "Diversity of antisense regulation in eukaryotes: multiple mechanisms, emerging patterns". J Cell Biochem 93 (4): 664–71. doi:10.1002/jcb.20252. PMID 15389973. 19.^ Makalowska I, Lin C, Makalowski W (2005). "Overlapping genes in vertebrate genomes". Comput Biol Chem 29 (1): 1–12. doi:10.1016/j.compbiolchem.2004.12.006. PMID 15680581. 20.^ Johnson Z, Chisholm S (2004). "Properties of overlapping genes are conserved across microbial genomes". Genome Res 14 (11): 2268–72. doi:10.1101/gr.2433104. PMID 15520290. 21.^ Lamb R, Horvath C (1991). "Diversity of coding strategies in influenza viruses". Trends Genet 7 (8): 261–6. PMID 1771674. 22.^ Benham C, Mielke S (2005). "DNA mechanics". Annu Rev Biomed Eng 7: 21–53. doi:10.1146/annurev.bioeng.6.062403.132016. PMID 16004565. 23.^ a b Champoux J (2001). "DNA topoisomerases: structure, function, and mechanism". Annu Rev Biochem 70: 369–413. doi:10.1146/annurev.biochem.70.1.369. PMID 11395412. 24.^ a b Wang J (2002). "Cellular roles of DNA topoisomerases: a molecular perspective". Nat Rev Mol Cell Biol 3 (6): 430–40. doi:10.1038/nrm831. PMID 12042765. 25.^ Basu H, Feuerstein B, Zarling D, Shafer R, Marton L (1988). "Recognition of Z-RNA and Z-DNA determinants by polyamines in solution: experimental and theoretical studies". J Biomol Struct Dyn 6 (2): 299–309. PMID 2482766. 26.^ Leslie AG, Arnott S, Chandrasekaran R, Ratliff RL (1980). "Polymorphism of DNA double helices". J. Mol. Biol. 143 (1): 49–72. doi:10.1016/0022-2836(80)90124-2. PMID 7441761. 27.^ Wahl M, Sundaralingam M (1997). "Crystal structures of A-DNA duplexes". Biopolymers 44 (1): 45–63. doi:10.1002/(SICI)1097-0282(1997)44:1. PMID 9097733. 28.^ Lu XJ, Shakked Z, Olson WK (2000). "A-form conformational motifs in ligand-bound DNA structures". J. Mol. Biol. 300 (4): 819–40. doi:10.1006/jmbi.2000.3690. PMID 10891271. 29.^ Rothenburg S, Koch-Nolte F, Haag F (2001). "DNA methylation and Z-DNA formation as mediators of quantitative differences in the expression of alleles". Immunol Rev 184: 286–98. doi:10.1034/j.1600-065x.2001.1840125.x. PMID 12086319. 30.^ Oh D, Kim Y, Rich A (2002). "Z-DNA-binding proteins can act as potent effectors of gene expression in vivo". Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 99 (26): 16666–71. doi:10.1073/pnas.262672699. PMID 12486233. 31.^ Created from NDB UD0017 koordinatlarından üretilmiştir 32.^ a b Greider C, Blackburn E (1985). "Identification of a specific telomere terminal transferase activity in Tetrahymena extracts". Cell 43 (2 Pt 1): 405–13. doi:10.1016/0092-8674(85)90170-9. PMID 3907856. 33.^ a b c Nugent C, Lundblad V (1998). "The telomerase reverse transcriptase: components and regulation". Genes Dev 12 (8): 1073–85. doi:10.1101/gad.12.8.1073. PMID 9553037. 34.^ Wright W, Tesmer V, Huffman K, Levene S, Shay J (1997). "Normal human chromosomes have long G-rich telomeric overhangs at one end". Genes Dev 11 (21): 2801–9. doi:10.1101/gad.11.21.2801. PMID 9353250. 35.^ a b Burge S, Parkinson G, Hazel P, Todd A, Neidle S (2006). "Quadruplex DNA: sequence, topology and structure". Nucleic Acids Res 34 (19): 5402–15. doi:10.1093/nar/gkl655. PMID 17012276. 36.^ Parkinson G, Lee M, Neidle S (2002). "Crystal structure of parallel quadruplexes from human telomeric DNA". Nature 417 (6891): 876–80. doi:10.1038/nature755. PMID 12050675. 37.^ Griffith J, Comeau L, Rosenfield S, Stansel R, Bianchi A, Moss H, de Lange T (1999). "Mammalian telomeres end in a large duplex loop". Cell 97 (4): 503–14. doi:10.1016/S0092-8674(00)80760-6. PMID 10338214. 38.^ Klose R, Bird A (2006). "Genomic DNA methylation: the mark and its mediators". Trends Biochem Sci 31 (2): 89–97. doi:10.1016/j.tibs.2005.12.008. PMID 16403636. 39.^ Bird A (2002). "DNA methylation patterns and epigenetic memory". Genes Dev 16 (1): 6–21. doi:10.1101/gad.947102. PMID 11782440. 40.^ Walsh C, Xu G (2006). "Cytosine methylation and DNA repair". Curr Top Microbiol Immunol 301: 283–315. doi:10.1007/3-540-31390-7_11. PMID 16570853. 41.^ Ratel D, Ravanat J, Berger F, Wion D (2006). "N6-methyladenine: the other methylated base of DNA". Bioessays 28 (3): 309–15. doi:10.1002/bies.20342. PMID 16479578. 42.^ Gommers-Ampt J, Van Leeuwen F, de Beer A, Vliegenthart J, Dizdaroglu M, Kowalak J, Crain P, Borst P (1993). "beta-D-glucosyl-hydroxymethyluracil: a novel modified base present in the DNA of the parasitic protozoan T. brucei". Cell 75 (6): 1129–36. doi:10.1016/0092-8674(93)90322-H. PMID 8261512. 43.^ PDB 1JDG koordinatlarından üretilmiştir 44.^ Douki T, Reynaud-Angelin A, Cadet J, Sage E (2003). "Bipyrimidine photoproducts rather than oxidative lesions are the main type of DNA damage involved in the genotoxic effect of solar UVA radiation". Biochemistry 42 (30): 9221–6. doi:10.1021/bi034593c. PMID 12885257. 45.^ Cadet J, Delatour T, Douki T, Gasparutto D, Pouget J, Ravanat J, Sauvaigo S (1999). "Hydroxyl radicals and DNA base damage". Mutat Res 424 (1–2): 9–21. PMID 10064846. 46.^ Shigenaga M, Gimeno C, Ames B (1989). "Urinary 8-hydroxy-2′-deoxyguanosine as a biological marker of in vivo oxidative DNA damage". Proc Natl Acad Sci USA 86 (24): 9697–701. doi:10.1073/pnas.86.24.9697. PMID 2602371. 47.^ Cathcart R, Schwiers E, Saul R, Ames B (1984). "Thymine glycol and thymidine glycol in human and rat urine: a possible assay for oxidative DNA damage". Proc Natl Acad Sci USA 81 (18): 5633–7. doi:10.1073/pnas.81.18.5633. PMID 6592579. 48.^ Valerie K, Povirk L (2003). "Regulation and mechanisms of mammalian double-strand break repair". Oncogene 22 (37): 5792–812. doi:10.1038/sj.onc.1206679. PMID 12947387. 49.^ Ferguson L, Denny W (1991). "The genetic toxicology of acridines". Mutat Res 258 (2): 123–60. PMID 1881402. 50.^ Jeffrey A (1985). "DNA modification by chemical carcinogens". Pharmacol Ther 28 (2): 237–72. doi:10.1016/0163-7258(85)90013-0. PMID 3936066. 51.^ Stephens T, Bunde C, Fillmore B (2000). "Mechanism of action in thalidomide teratogenesis". Biochem Pharmacol 59 (12): 1489–99. doi:10.1016/S0006-2952(99)00388-3. PMID 10799645. 52.^ Braña M, Cacho M, Gradillas A, de Pascual-Teresa B, Ramos A (2001). "Intercalators as anticancer drugs". Curr Pharm Des 7 (17): 1745–80. doi:10.2174/1381612013397113. PMID 11562309. 53.^ Venter J, et al. (2001). "The sequence of the human genome". Science 291 (5507): 1304–51. doi:10.1126/science.1058040. PMID 11181995. 54.^ Thanbichler M, Wang S, Shapiro L (2005). "The bacterial nucleoid: a highly organized and dynamic structure". J Cell Biochem 96 (3): 506–21. doi:10.1002/jcb.20519. PMID 15988757. 55.^ Wolfsberg T, McEntyre J, Schuler G (2001). "Guide to the draft human genome". Nature 409 (6822): 824–6. doi:10.1038/35057000. PMID 11236998. 56.^ Gregory T (2005). "The C-value enigma in plants and animals: a review of parallels and an appeal for partnership". Ann Bot (Lond) 95 (1): 133–46. doi:10.1093/aob/mci009. PMID 15596463. 57.^ The ENCODE Project Consortium (2007). "Identification and analysis of functional elements in 1% of the human genome by the ENCODE pilot project". Nature 447 (7146): 799–816. doi:10.1038/nature05874. 58.^ PDB 1MSW koordinatlarından üretilmiştir 59.^ Pidoux A, Allshire R (2005). "The role of heterochromatin in centromere function". Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci 360 (1455): 569–79. doi:10.1098/rstb.2004.1611. PMID 15905142. 60.^ Harrison P, Hegyi H, Balasubramanian S, Luscombe N, Bertone P, Echols N, Johnson T, Gerstein M (2002). "Molecular fossils in the human genome: identification and analysis of the pseudogenes in chromosomes 21 and 22". Genome Res 12 (2): 272–80. doi:10.1101/gr.207102. PMID 11827946. 61.^ Harrison P, Gerstein M (2002). "Studying genomes through the aeons: protein families, pseudogenes and proteome evolution". J Mol Biol 318 (5): 1155–74. doi:10.1016/S0022-2836(02)00109-2. PMID 12083509. 62.^ Albà M (2001). "Replicative DNA polymerases". Genome Biol 2 (1): REVIEWS3002. doi:10.1186/gb-2001-2-1-reviews3002. PMID 11178285. 63.^ Sandman K, Pereira S, Reeve J (1998). "Diversity of prokaryotic chromosomal proteins and the origin of the nucleosome". Cell Mol Life Sci 54 (12): 1350–64. doi:10.1007/s000180050259. PMID 9893710. 64.^ Dame RT (2005). "The role of nucleoid-associated proteins in the organization and compaction of bacterial chromatin". Mol. Microbiol. 56 (4): 858–70. doi:10.1111/j.1365-2958.2005.04598.x. PMID 15853876. 65.^ Luger K, Mäder A, Richmond R, Sargent D, Richmond T (1997). "Crystal structure of the nucleosome core particle at 2.8 A resolution". Nature 389 (6648): 251–60. doi:10.1038/38444. PMID 9305837. 66.^ Jenuwein T, Allis C (2001). "Translating the histone code". Science 293 (5532): 1074–80. doi:10.1126/science.1063127. PMID 11498575. 67.^ Ito T. "Nucleosome assembly and remodelling". Curr Top Microbiol Immunol 274: 1–22. PMID 12596902. 68.^ Thomas J (2001). "HMG1 and 2: architectural DNA-binding proteins". Biochem Soc Trans 29 (Pt 4): 395–401. doi:10.1042/BST0290395. PMID 11497996. 69.^ Grosschedl R, Giese K, Pagel J (1994). "HMG domain proteins: architectural elements in the assembly of nucleoprotein structures". Trends Genet 10 (3): 94–100. doi:10.1016/0168-9525(94)90232-1. PMID 8178371. 70.^ Iftode C, Daniely Y, Borowiec J (1999). "Replication protein A (RPA): the eukaryotic SSB". Crit Rev Biochem Mol Biol 34 (3): 141–80. doi:10.1080/10409239991209255. PMID 10473346. 71.^ PDB 1LMB koordinatlarından üretilmiştir 72.^ Myers L, Kornberg R (2000). "Mediator of transcriptional regulation". Annu Rev Biochem 69: 729–49. doi:10.1146/annurev.biochem.69.1.729. PMID 10966474. 73.^ Spiegelman B, Heinrich R (2004). "Biological control through regulated transcriptional coactivators". Cell 119 (2): 157–67. doi:10.1016/j.cell.2004.09.037. PMID 15479634. 74.^ Li Z, Van Calcar S, Qu C, Cavenee W, Zhang M, Ren B (2003). "A global transcriptional regulatory role for c-Myc in Burkitt's lymphoma cells". Proc Natl Acad Sci USA 100 (14): 8164–9. doi:10.1073/pnas.1332764100. PMID 12808131. 75.^ Pabo C, Sauer R (1984). "Protein-DNA recognition". Annu Rev Biochem 53: 293–321. doi:10.1146/annurev.bi.53.070184.001453. PMID 6236744. 76.^ PDB 1RVA koordinatlarından yaratılmıştır 77.^ Bickle T, Krüger D (1993). "Biology of DNA restriction". Microbiol Rev 57 (2): 434–50. PMID 8336674. 78.^ Doherty A, Suh S (2000). "Structural and mechanistic conservation in DNA ligases". Nucleic Acids Res 28 (21): 4051–8. doi:10.1093/nar/28.21.4051. PMID 11058099. 79.^ Schoeffler A, Berger J (2005). "Recent advances in understanding structure-function relationships in the type II topoisomerase mechanism". Biochem Soc Trans 33 (Pt 6): 1465–70. doi:10.1042/BST20051465. PMID 16246147. 80.^ Tuteja N, Tuteja R (2004). "Unraveling DNA helicases. Motif, structure, mechanism and function". Eur J Biochem 271 (10): 1849–63. doi:10.1111/j.1432-1033.2004.04094.x. PMID 15128295. 81.^ a b Joyce C, Steitz T (1995). "Polymerase structures and function: variations on a theme?". J Bacteriol 177 (22): 6321–9. PMID 7592405. 82.^ Hubscher U, Maga G, Spadari S (2002). "Eukaryotic DNA polymerases". Annu Rev Biochem 71: 133–63. doi:10.1146/annurev.biochem.71.090501.150041. PMID 12045093. 83.^ Johnson A, O'Donnell M (2005). "Cellular DNA replicases: components and dynamics at the replication fork". Annu Rev Biochem 74: 283–315. doi:10.1146/annurev.biochem.73.011303.073859. PMID 15952889. 84.^ Tarrago-Litvak L, Andréola M, Nevinsky G, Sarih-Cottin L, Litvak S (1994). "The reverse transcriptase of HIV-1: from enzymology to therapeutic intervention". FASEB J 8 (8): 497–503. PMID 7514143. 85.^ Martinez E (2002). "Multi-protein complexes in eukaryotic gene transcription". Plant Mol Biol 50 (6): 925–47. doi:10.1023/A:1021258713850. PMID 12516863. 86.^ PDB 1M6G kordinatlarından üretilmiştir 87.^ Cremer T, Cremer C (2001). "Chromosome territories, nuclear architecture and gene regulation in mammalian cells". Nat Rev Genet 2 (4): 292–301. doi:10.1038/35066075. PMID 11283701. 88.^ Pál C, Papp B, Lercher M (2006). "An integrated view of protein evolution". Nat Rev Genet 7 (5): 337–48. doi:10.1038/nrg1838. PMID 16619049. 89.^ O'Driscoll M, Jeggo P (2006). "The role of double-strand break repair - insights from human genetics". Nat Rev Genet 7 (1): 45–54. doi:10.1038/nrg1746. PMID 16369571. 90.^ Vispé S, Defais M (1997). "Mammalian Rad51 protein: a RecA homologue with pleiotropic functions". Biochimie 79 (9-10): 587–92. doi:10.1016/S0300-9084(97)82007-X. PMID 9466696. 91.^ Neale MJ, Keeney S (2006). "Clarifying the mechanics of DNA strand exchange in meiotic recombination". Nature 442 (7099): 153–8. doi:10.1038/nature04885. PMID 16838012. 92.^ Dickman M, Ingleston S, Sedelnikova S, Rafferty J, Lloyd R, Grasby J, Hornby D (2002). "The RuvABC resolvasome". Eur J Biochem 269 (22): 5492–501. doi:10.1046/j.1432-1033.2002.03250.x. PMID 12423347. 93.^ Orgel L. "Prebiotic chemistry and the origin of the RNA world". Crit Rev Biochem Mol Biol 39 (2): 99–123. doi:10.1080/10409230490460765. PMID 15217990. 94.^ Davenport R (2001). "Ribozymes. Making copies in the RNA world". Science 292 (5520): 1278. doi:10.1126/science.292.5520.1278a. PMID 11360970. 95.^ Szathmáry E (1992). "What is the optimum size for the genetic alphabet?". Proc Natl Acad Sci USA 89 (7): 2614–8. doi:10.1073/pnas.89.7.2614. PMID 1372984. 96.^ Lindahl T (1993). "Instability and decay of the primary structure of DNA". Nature 362 (6422): 709–15. doi:10.1038/362709a0. PMID 8469282. 97.^ Vreeland R, Rosenzweig W, Powers D (2000). "Isolation of a 250 million-year-old halotolerant bacterium from a primary salt crystal". Nature 407 (6806): 897–900. doi:10.1038/35038060. PMID 11057666. 98.^ Hebsgaard M, Phillips M, Willerslev E (2005). "Geologically ancient DNA: fact or artefact?". Trends Microbiol 13 (5): 212–20. doi:10.1016/j.tim.2005.03.010. PMID 15866038. 99.^ Nickle D, Learn G, Rain M, Mullins J, Mittler J (2002). "Curiously modern DNA for a "250 million-year-old" bacterium". J Mol Evol 54 (1): 134–7. doi:10.1007/s00239-001-0025-x. PMID 11734907.

http://www.biyologlar.com/dna-ve-ozellikleri-hakkinda-kapsamli-bilgi

DNA fragmantasyonunda rol oynayan inaktif proteinler

i) ICAD, kaspaz-3 ve kaspaz-7 tarafından ikiye ayrılır; kısa kol (S) 40 kDa’luk DNA’ya oligomerize olur. Bu fragmantasyona caspase activated DNase (CAD) adı da verilir. Bu fragmantasyon, nükleus içindeki DNA’ları 180 bp’lik düzenli parçalara ayırır ve kromatin fragmantasyonuna neden olur. ii) Poli(ADP-riboz) polimeraz (PARP): DNA hasarı başladığında aktive olur. Histonlar gibi nükleer proteinlere ADP-riboz polimerlerini ekler. DNA tamir sürecini uyararak hızlandırır. iii) Telomer: Kromozomların uç kısımlarında yer alan kodlanmayan kısa, künt, ardışık DNA parçacıkları. Heflick’e göre bir hücrenin kaç defa mitoz yapacağına karar verir. Her mitozda (daughter-cell) boyu kısalır ve fibroblast ve epitel hücreleri yaklaşık 50. bölünmeden sonra G1-G2 fazını durdurarak fonksiyonunu kaybeder; hücre ‘senescence’ (yaşlanmış artık bölünemeyen durağan hücre) durumuna girer (replikatif yaşlanma). Kök hücreler, üreme hücreleri, aktif lenfositler mitoz yeteneklerini kaybetmezler. iv) Telomeraz: Telomerlerin her mitozda kısalarak fonksiyonlarını kaybetmesini önleyen enzimdir. Normalde memelilerde fibroblastlarda bulunur. Kanser hücreleri telomeraz yaparak ölümsüzlüğü keşfeder (immortalization). Telomeraz enzimi telomerlerin yeniden tesisini sağlar. Mitokondriyal permeabilite proteinleri i) Sitokrom-C oksidatif fosforilizasyon için elektron taşır. Muhtemelen “mitochondrial permeability transition” porlarından salınır. Alternatif yollardan da mitokondriyi terk edebilir. ii) AIF (Apoptosis inducing factor): Bir flavoprotein olup, mitokondriyal PT porlarından salgılanır. Hücre nükleusuna transloke olur ve onu yaklaşık 50 kb’lık parçalara ayırır. iii) ANT (Adenine nucleotide transporter): Mitokondriyal iç yapraktan serbestleşir ve PT porlarının alt yapısında yer alan bir öğe görevini yapar. iv) Endonükleaz G (Endo-G): Mitokondriyal PT porlarından salınır, hücre nükleusuna transloke olur, tek sarmallı DNA’ları parçalar. v) Smac/DIABLO (Second mitochondrial activator of caspase/Direct IAP binding protein with low pl): Bu protein mitokondriyal PT porlarından salgılanır; IAP’yi (Inhibitors of Apoptosis Proteins) inhibe eder. Böylece, apoptozu hızlandırır. IAP ilk defa Baculovirus’larda bulunmuştur. Memelilerin 1-3 BIR domenlerine tekabül eder. IAP’nin ortamda bulunması caspase 3 ve 8’i inhibe eder. Bu şekilde viral replikasyon güçlenir. vi) VDAC (Voltage dependent anion channel): Mitokondriyal membranda bulunur ve PT porunun altyapısının oluşmasında rol alır. vii) Mitokondriyal ya da periferal benzodiazepin (MBR ya da PBR): Bu protein mitokondriyal dış membranda yer alarak PT porunun yapısına girer. viii) Mitokondriyal permeabilite geçiş poru (PT pore): PBR, ANT ve VDAC’den oluşur. PT porunun açılmasıyla AIF, endonükleaz G ve Smac/DIABLO sitoplasma içine salınarak apoptozu hızlandırır (sekonder mitokondriyal yol). Kaspazlar (Cysteinyl aspartate-specific proteases) Gerek ölüm reseptörleri yolu gerekse mitokondriyal apoptozda rol alırlar. Kaspazların günümüze dek 14 izoformu keşfedilmiştir. İlk keşfedilen kaspaz C. elegans’ın ced-3’ü olup memelilerde interleukin-1 beta dönüştürücü enzim (ICE) ile denktir. Daha sonraları kaspaz-1 olarak adlandırılmıştır. Kaspazlar üç kategoride incelenir: a) Başlatıcı kaspazlar (kaspaz-8, 9) b) Etkileyici kaspazlar (kaspaz-3, 7) c) İnflamatuvar kaspazlar (diğerleri) Kaspaz aktivitesi proteolitik kaskad yoluyla olmaktadır (Şekil 2). Kaspazlar inaktif iki prokaspazın hidrolizi, yani uzun ve kısa bacakların kendi aralarında yan yana gelmesiyle aktive olurlar. DED ve CARD inhibitör prodomenini içeren uzun kollar yarılarak ortamdan uzaklaşır. Asıl aktif kısım yan yana bir arada bulunan iki kısa koldur. Başlatıcı kaspazlar oto-aktivasyonla, etkileyici kaspazlar ise transaktivasyon yoluyla otokatalitik olarak aktive olmaktadırlar. Büyük bir protein ailesi olup, genelde anti-apoptotiktir. Küçük bir bölümü pro-apoptotiktir. Üç alt aile grubu içerir: Bcl-2: Bcl-2, Bcl-xl ve Bcl-w gibi üç tipi vardır.BH1’den BH4’e kadar tüm domenleri içerir, apoptozu önlemeye ve hücre sağkalımını devam ettirmeye çalışır. Bcl-xl kristal yapıda olup, bakteriyel toksinlerin por içeren toksinlerine benzer etki gösterir. Bu özelliğiyle “mitokondriyal PT” por oluşumunu sağlar ve iyon kanallarını açar.[5] Bcl-2 Burkitt lenfomasında ilk defa keşfedilmiş ve bütün aileye adını vermiştir. Bax: Bax, Bak ve BAD olmak üzere üç altgrubu vardır. BH4 domenini içermez, bunların hepsi pro-apoptotiktir. Bid: Sadece BH3 domenini içerir, pro-apoptotiktir. Protein kompleksleri Apoptozom: Sitokrom-C, prokaspaz-9, yapısı bilinmeyen APAF-1’den (apoptosis activating factor-1) oluşur. Apoptozom teşekkülü sitokrom-C tarafından yönetilir. APAF-1’de CARD domeni olduğu için CARD domeni olan prokaspaz-9 ile kombinasyona girer ve aktif kaspaz-9’un ortaya çıkmasına neden olur.[6] APAF-1: CARD domeni içeren bir adaptör protein olup, apaptozom oluşumunda kombinasyona girer. DISC (Death-inducing signalling complex): Ölüm reseptör ligandları, ölüm reseptörleri ve FADD, TRADO gibi adaptör proteinlerin kombinasyonundan oluşur. Apoptoz mekanizmaları (Şekil 3, 4) Fas ligandı tarafından indüklenen apoptoz Fas ligandı trimerler halinde bulunur, kendi reseptörlerine bağlanarak aktive eder ve böylece reseptör trimerizasyonunu oluşturur. Aktive olmuş reseptörler FADD adaptör molekülü ile birleşir, inaktif prokaspazların uzun ve kısa kollarını birbirinden ayırarak aktif kaspaz-8’i oluşturur (DISC sinyalizasyonu). Aktive kaspaz-8, kaspaz 3’ü iki yolla aktive eder.[7] a) Doğrudan (kısa) yol: Kaspaz-8 prokaspaz 3’ü direkt olarak parçalar ve aktif hale getirir. Kaspaz-3 DNA fragmantasyon faktörü 45’i (DFF 45), DFF 40’a oligomere çevirir. DFF 40 DNaz aktivitesine sahiptir. DFF 40 oligomeri internükleozomal DNA fragmantasyonuna neden olur. Böylece, DFF 40 oligomeri nükleusta apoptotik kromatin kondansasyonunu meydana getirir. b) Dolaylı yol: Kaspaz-8 sitokrom-C serbestleşmesi için Bcl-2 proteinini Bid ve onun terminal kısmına ayırır. Bid ve tBid mitokondriye transloke olur. Bu şekilde mitokondriyal porlar açılır. Serbestleşen sitokrom-C + APAF-1 + dATP + prokaspaz-9 aynı domenleriyle bir araya gelerek apaptozomu oluşturur ve kaspaz-9’u etkin hale getirir (primer mitokondriyal yol). Kaspaz-9 da prokaspaz-3’ü eşit olmayan parçalara bölerek aktif kaspaz-3’ü meydana getirir (Tüm yollar Roma’ya gider deyimi gibi, yani kaspaz-3’e çıkar.). Bundan sonraki ardışık olaylar doğrudan yolda olduğu gibidir. Sonuç olarak genomik DNA fragmantasyonu ile olaylar zinciri son bulur. Kaspaz-8 konsantrasyonu 30’un üzerinde ise doğrudan yol, 30’un altında ise mitokondriyal yol kullanılmaktadır. Aktive olan kaspazlar diğer pro-kaspazları aktive ederek, kanın pıhtılaşmasındaki olaylar zincirine benzer şekilde, protoelitik bir kaskad tetiklenir ve ICAD aktive edilerek DNA fragmantasyonu gerçekleşir. Kromozomlar merdivenvari inter-nükleozomal fragmantasyona uğrar (DNA hasarı). Diğer taraftan da, görevini tamamlayan kaspazlar (PKB/Akt ve MAPK hücre sağkalım aktivasyon yollarıyla) deaktive olurlar. Kaspazların iki kolu (subunit) vardır. Uzun kol 20 kDa’dır. Kısa kol ise 10 kDa’dır. Kaspazların aktif kısmı bu küçük altbirimdedir. DED ve CARD içeren kısım inhibitör prodomen olarak kabul edilir. İnisiyatör kaspazler otoaktivasyonla etkinleşirler. Bunun için prokaspazlar uç kısımlarını birbirine yakınlaştırırlar. Bu şekilde prokaspaz-8 DISC’e inkorpore olur. Aktif kaspazların hücresel prosesler üzerinde birçok etkileri vardır. a) Aktif kaspaz-9: Kaspaz-3 ve kaspaz-7’nin nükleusa girebilmeleri için nükleer porları harab eder veya genişletir. b) Nükleus içine giren kaspaz-3 ICAD’yi iki yerinden ayırarak, inhibitör altbirimini bozar ve nükleozomlar arasındaki DNA’yı bölerek CAD/DFF-40’ı serbestleştirir. c) Kaspazların aktivitesi fagositozda rol oynayan sinyallerin ortaya çıkmasına neden olur. Bunu da, kaspazlar normalde hücre membranının iç yüzünde bulunan PS’yi (phosphatidyl-serine) hücre dışına eksterne ederek yapar. Fagositler kendi CD14’ünü kullanarak, kendilerini PS’ye bağlarlar.[4,8] d) Kaspaz-3 hücre membranına yönelir. Hücre membranını idame ettiren gelsolini parçalar. Bu parçalanmayla hücre içinde aktin flamentleri oluşur ve hücre zarında mememsi çıkıntılar meydana gelir (blebbing). Diğer taraftan kaspaz-3 PDK-2’yi (p21-activated kinase-2) aktive eder. Bu şekilde, hücre iskeleti bozularak hücre apoptotik cisimlere parçalanır.

http://www.biyologlar.com/dna-fragmantasyonunda-rol-oynayan-inaktif-proteinler

Sitokrom-C

Sitokrom-C’nin mitokondrilerden salınımı olayı, halen tartışmalıdır. Sitokrom-C, a) PT poru yoluyla,[6] b) Bax ile mitokondrilerde sitokrom C’nin geçmesi için kanallar oluşması yoluyla[12] ve c) su dolan mitokondrilerin dış membranlarının patlaması yoluyla sitoplazmaya girebilir. p53 birçok genin kopyalanmasını sağlayan tümör supresör genlerden biridir ve “inducible NO” tarafından upregülasyonu gerçekleştirilir. MDM2 geni p53’ü etkinleştirir ve Bax genini de kopyalar. Böylece, sitokrom-C salgılanır, apaptozom oluşur ve apoptoz hızlanır (primer mitokondriyal yol).[13] PARP-1, DNA tamirinden sorumlu nükleer enzimdir. Aşırı aktive olursa apoptoz ve nekroza neden olur.[4] PARP-1 tek sarmallı DNA ile aktive olur. Aktif PARP-1, NAD+’yı ikiye böler. PARP–1’in aşırı aktivitesi NAD kaybına, dolayısıyla da ATP kaybına neden olur. ATP noksanlığı da iyon pompası yetersizliğine yol açar. Böylece, hücreler şişer ve osmotik basınç nedeniyle patlar; bu bir nekroz olayıdır. Karşı seçenek olarak NAD eksikliği, sitoplazmadan mitokondrilere AIF translokasyonuna neden olur. Bu da apoptoza yol açar. PARP-1 aktivitesinin eşik düzeyine göre, DNA tamiri, apoptoz veya nekroz oluşur. Apoptoz ATP’ye bağımlıdır.[10] Kaspazlar PARP-1’i bölerek ATP deplesyonunu önlerler. Protein kinaz B aktivitesi (PKB/Akt) ve MAPK (mitogen-activated protein kinase) sağkalım yolları Bu yollar hücrenin sağkalım yollarıdır. Sadece dışardan gelen sinyaller olduğu zaman aktifleşirler. Sağkalım sinyalleri eksikse, hücreler yanlışlıkla apoptoza de gidebilir. Sağkalım sinyallerine PDGF ve PDK-1 (phospholipid-dependent kinase-1) örnek teşkil eder.[10,14,15] a) PKB/Akt, bir taraftan BAD ve çatal başlı proteini sekestrasyona uğratarak CD95 transkripsiyonunu azaltır; diğer taraftan da, başka bir yolla NF-kB ve NOS-III aktivasyonuna neden olarak, bunların kopyalanmasını artırır. Bu durumda nitrik oksit, nonspesifik proteinlerin S-nitrolizasyonu yoluyla apoptozu inhibe eder.[16] b) MAPK yolu da PKB/Akt yolu gibi BAD fosforilizasyonu yaparak CREP proteinini (cAMP-response element binding protein) ve transkripsiyon genlerinin aktivasyonunu artırarak hücre sağkalımını teşvik eder. Tedavi stratejileri Yetersiz apoptoz ve neden olduğu hastalıklar Birçok kanser türünde ve otoimmün linfoproliferatif sendrom gibi hastalıklarda apoptoz çok ileri derecede azalır. Yetersiz apoptoz durumlarında apoptozun yapay olarak stimülasyonu yararlı olabilir. a) Otoimmün linfoproliferatif sendrom (ALPS). Bu hastalıkta mutasyonlara bağlı yetersiz apoptoz söz konusudur. Farklı tipleri vardır: Tip 1A’da CD95’in ölüm domeninde (DD) mutasyon görülür. Tip 1B’de CD95L mutasyonu vardır. Tip 2’de kaspaz-10’un aktivitesini azaltan mutasyon vardır. Bu mutasyonda yetersiz apoptoza uğrayan lenfosit sayısı artar ve birçok otoimmün hastalık ortaya çıkar.[2,17] b) Kanser. Hücre akümülasyonuna yol açan normal hücre siklus mekanizmasının disfonksiyonu olarak da tanımlanabilir. Hücreler ya aşırı proliferasyona uğrayarak ya da apoptotik yolların malfonksiyonu nedeniyle kanserli hücrelerin yok edilmelerinin yetersizliğine bağlı olarak yığılım gösterirler. İnsan organizmasında günde iki bin adet tümör hücresi oluşmaktadır. Apoptoz veya yetersiz mutasyon nedeniyle hücrelerin patlaması sonucunda bu tümör hücreleri yok olur. Kanserin oluşması için multipl genetik değişikliklere bağlı (mutasyon) olarak yapısı bozulmuş proteinlerin (altered proteins) ve onkojenlerin (HLA-A+ b2-Mikroglobulin+tümör antijeninin nanomerik peptid fragmanı) oluşması gerekmektedir. Kanser sıklığının yaşla artması, uzun yaşam süreci boyunca birçok mutasyonun meydana gelebileceğini düşündürmektedir. Bir malign tümörün oluşumunda üç ana dönem vardır: a) Başlama (bir onkojenin oluşmasını sağlayan mutasyon): Onkojenlerin bazıları fetal hayatta bulunur ve erişkinde bazı patolojik durumlarda tekrar ortaya çıkabilir (fetal onkojenler). b) Promosyon (phorbol esterleri ve safra asitleri gibi kimyasallar sorumlu olabilir): Tümör hücreleri salgıladıkları glikoproteinlerle kemoterapiye direnç geliştirirler. c) Progresyon: Bu dönemde kanser tüm vücuda yayılır. Bu progresyon süreci, i) immortalizasyon (ölümsüzlük) = telomeraz ekspresyonu, ii) sürekli angiyogenez ve iii) metastazlar ve apoptozdan kaçış şeklinde olur. Bazı kanserler sıklıkla apoptozun azalmasıyla ilişkilidir ve bu nedenle kanser tedavisinde apoptozun yapay yolla indüksiyonuna dayanan yeni bir tedavi stratejisi geliştirilmelidir.[7] Apoptozun azalması aşağıdaki nedenlere bağlı olabilir: i) Bazı tümör hücreleri CD95 reseptörlerini azaltır (downregulation). ii) Bazı tümör hücreleri CD95L’yi pasifize etmek için yüksek düzeyde solubl CD95 reseptör formunu sekrete ederler. iii) Bazı tümör hücrelerinin, kendilerine bağlanmak isteyen T hücrelerini öldürmek için kendi hücrelerinin yüzeylerinde CD95L eksprese ettikleri gösterilmiştir. iv) Teorik olarak tümör hücreleri, CD95L’yi bağlayan, fakat apoptotik sinyal yollarıyla eşleşmeyen tuzak reseptörler de eksprese ederler.

http://www.biyologlar.com/sitokrom-c

DNA araştırmasının tarihçesi

DNA ilk İsviçreli hekim Friedrich Miescher tarafından saflaştırılmıştır, kendisi 1869'da atık cerrahi pansumanlardaki irin içinde mikroskopik bir madde keşfetmiştir. Hücre çekirdeklerinde (nükleus) bulunduğu için ona "nüklein" adını vermiştir. 1919'da Phoebus Levene, nükleotit birimleri oluşturan baz, şeker ve fosfatı tanımlanmıştır. Levene DNA'nın, birbirine fosfat grupları ile bağlı olan nükleotit birimlerden oluşan bir zincir olduğunu öne sürmüştür. Ancak, Levene, bu zincirin kısa olduğunu ve bazları kendini tekrar eden bir sıralamaya sahip olduğunu düşünmüştür. 1937'de William Astbury DNA'nın düzenli bir yapıya sahip olduğunu gösteren ilk X ışını difraksiyon görüntülerini elde etti. 1928'de Frederick Griffith, Pnömokok bakterisinin "düz" şeklini belirleyen özelliğin "buruşuk" şekilli Pnömokok bakterilere aktarılmasının mümkün olduğunu, bunun için ölü "düz" bakterilerin canlı "buruşuk" bakterilerle karıştırılmasının yettiğini gösterdi. Bu deneysel sistem kullanarak Oswald Avery ve arkadaşları Colin MacLeod ve Maclyn McCarty 1943'de değiştirici etmenin DNA olduğunu gösterdiler. 1952'de Alfred Hershey ve Martha Chase tarafından Hershey-Chase deneyinde T2 fajının genetik malzemesinin DNA olduğunu göstererek DNA kalıtımdaki rolü teyid ettiler. 1953'te James D. Watson ve Francis Crick DNA'nın bugün kabul görmüş yapısını Nature dergisinde öne sürdüler. Çift sarmallı moleküler modelleri tek bir X-ışını kırınım resmine dayanmaktaydı, bu resim Rosalind Franklin ve Raymond Gosling tarafından Mayıs 1952'de elde edilmişti. Modellerini dayandırdıkları bir diğer bilgi Erwin Chargaff'ın evvelki yıllarda kendilerine özel olarak iletmiş olduğu, DNA bazlarını birbiriyle eşleştiğiydi. Chargaff kuralları hem B-DNA'nın hem de A-DNA'nın çifte sarmallı biçimini tespit etmekte önemli bir rol oynamıştır. Watson ve Crick modelinin destekleyen deneysel kanıtlar Nature dergisinin aynı sayısında yayımlanan beş makalede yer aldı. Bunlardan Franklin ve Gosling'in makalesi, Watson ve Crick modelini kısmen destekleyen, kendi X-ışını kırınım verileri ve analiz yönteminin ilk yayımlanmasıydı. Dergini aynı sayısında DNA yapısı hakkında Maurice Wilkins ve iki arkadaşının bir makalesi vardı, onların in vivo B-DNA X-ışını kırınım örüntüleri üzerinde yaptıkları analizler, iki sayfa geride Crick ve Watson tarafından önerilen çifte sarmal modelini destekliyordu. 1962'de Franklin'in ölümünden sonra Watson, Crick ve Wilkins birlikte Nobel Fizyoloji veya Tıp Ödülü'nü kazandılar. O zamanki Nobel ödülleri ancak hayatta olan kişilere ödülün vermesine izin veriyordu. Keşif için kimlerin kredi alması gerektiği hakkında tartışma devam etmektedir. Crick, 1957'de yaptığı etkili bir sunumda, moleküler biyolojinin "Temel Dogması"nı ortaya koyarak DNA, RNA ve proteinler arasındaki ilişkiyi, bu konuda kanıtlar henüz tamamen toplanmadan, özetledi, ayrıca "adaptör hipotezi"ni dile getirdi. Çift sarmallı yapının ima ettiği kopyalama mekanizmasının teyidi, 1958'de yayımlanan Meselson-Stahl deneyi ile edildi. Crick ve arkadaşları tarafından yapılan diğer çalışmalar genetik kodun, kodon olarak adlandırılan, örtüşmeyen baz üçlülerinden oluştuğunu gösterdi, bu sayede Har Gobind Khorana, Robert W. Holley ve Marshall Warren Nirenberg genetik kodu çözdüler. Bu keşifler moleküler biyolojinin doğumuna karşılık gelir.

http://www.biyologlar.com/dna-arastirmasinin-tarihcesi

Nükleik Asitler

Nükleik Asitler

Nükleik asitler, bütün canlı hücrelerde ve virüslerde bulunan, nükleotid birimlerden oluşmuş polimerlerdir. En yaygın nükleik asitler deoksiribonükleik asit (DNA) ve ribonükleik asit (RNA)'dır. İnsankromozomlarını oluşturan DNA milyonlarca nükleotitten oluşur. Nükleik asitlerin başlıca işlevi genetik bilgi aktarımını sağlamaktır, ancak bazı RNA türleri katalizör olarak da işlev görürler. RNA'yı oluşturan kimyasal gruplar. P, fosfat; Z, riboz şeker; A, C, G, U, sırasıyla adenin, sitozin, guanin ve urasil. Zincirin doğrultusu şekerlerin 5' ve 3' karbonlarının sırası tarafından belirlenir. Nükleik asitler başlıca hücre çekirdeğindeheterosiklik bir baz, 2) beş karbonlu (pentoz) bir şeker ve 3) bir fosfat grubu. RNA'da bulunan şekerriboz, DNA'da ise deoksiribozdur. DNA ve RNA içerdikleri azotlu bazlarda da farklılık gösterirler: adenin, guanin ve sitozin her ikisinde, timin yalnızca DNA'da, urasil ise yalnızca RNA'da bulunur. bulunmalarından dolayı keşfedildiklerinde bu şekilde adlandırılmışlardır. Bu polimerleri oluşturan nükleotid birimlerin her biri üç bölümden oluşur: 1) Azotlu RNA molekülleri ilk sentezlendiklerinde bu dört temel bazdan oluşmalarına rağmen bazı RNA türleri sonradan enzimler tarafından modifikasyona uğrarlar ve başka tür bazlar da içerebilirler. RNA moleküllerinde bulunan, değişime uğramış (modifiye) baz türlerinin sayısı yüze yakındır. Nükleik asitlerin dizinleri onları oluşturan nükleotitler bir harflik kısaltmalarla yazılırlar. Adenin, sitozin, guanin, timin ve urasilin kısaltmaları sırasıyla, A, C, G, T ve U'dur. Dizinin yazılış yönü şekerlerin 5' ve 3' karbonlarının zincir üzerindeki sırasına göredir, bilimsel konvansiyonda dizinler şekerlerin 5'-3' karbonlarının doğrultusunda okunurlar. Nükleik asitler tek bir zincirden oluşabildikleri gibi birbirine sarılmış iki zincirden de oluşabilirler. Spiral merdiven görünümlü bu yapıya çift sarmal denir. Çift sarmallı bir nükleik asitteki iki zincir aralarında oluşmuş hidrojen bağları ile birbirlerine bağlıdırlar. Bazı tek zincirli nükleik asitler de kendi üzerlerine katlanıp iki sarmallı bölgeler oluşturabilir. DNA genelde çift sarmallı olmakla beraber bazı virüslerin içerdikleri DNA tek zincirlidir. RNA molekülleri de genelde tek zincirden oluşmakla beraber bazı virüslerin içinde çift sarmallı RNA bulunur. Nükleik asit zincirindeki şeker ve fosfat grupları değişimli olarak birbirine bağlıdır, oksijen atomlarının paylaşılmasıyla oluşan bu bağlara fosfodiester grubu denir. Fosfat grupları şeker molekülünün 3' ve 5' karbon atomlarına bağlıdır. Azotlu bazlar pentoz halkasının 1' karbonuna bağlıdır. Çift sarmallı nükleik asitlerde şeker-fosfatlı zincirler silindirik yapının dışında yer alır, azotlu bazlar ise bu yapının ortasına doğru uzanarak birbirleriyle hidrojen bağları oluştururlar. Hidrojen bağı kurmuş her bir baz çiftindeki bazlardan biri pürin sınıfından, öbürü pirimidin sınıfındandır, bunların toplam uzunluğu sabittir. Genelde çift sarmalın genişliği onu oluşturan baz dizininden bağımsız ve sabittir. DNA'da adeninin her zaman timin ile, guanin de her zaman sitozin ile eşlidir. Bu baz çiftelerine tümleyici bazlar denir. Bu eşlenmenin gerçekleşmesi için iki zincir birbirlerine göre ters yönde akarlar. Yani iki sarmalın dizini iki satır olarak yazıldıklarında bir satırdaki dizin 5'-3' yönünde, öbür satırdaki ise 3'-5' yönündedir. Bu iki dizinden biri öbürünün tümleyici dizinidir. Baz eşlenmesinin bir diğer sonucu da iki zincirin birbirlerine sarılarak spiral merdiven gibi bir yapı oluşturmalarıdır. Bu çift sarmal genelde sağ el kuralına göre döner, bir dönmesinde 10 baz çifti vardır. James Watson ve Francis Crick DNA'nın bu üç boyutlu yapısını keşfedip 1962'de Nobel Tıp veya Fizyoloji ödülünü kazandılar. İşlevleri Nükleik asitlerin hücrede, bilgi depolama ve aktarımında önemli bir rol oynarlar. Dört temel taştan uzun polimerler oluşturabilmeleri, ayrıca bazların birbiriyle hidrojen bağı kurma özelliği, DNA'nın kendini ikilemesi, DNA'daki bilginin RNA'ya kopyalanması (transkripsiyon) ve diğer önemli hücresel süreçlerde kullanılır. Bilgi aktarımı Baz eşlenmesinin genetikte bilginin kopyalanması ve korunumunda çok önemli bir rol oynar. Hidrojen bağları, eşlenmiş bazları bir arada tutacak kadar güçlü, ancak iki nükleik asit zinciri ona etki eden çeşitli enzimler tarafından birbirinden kolaylıkla ayrılabilecek kadar zayıftır. Örneğin, DNA polimeraz enzimi tarafından katalizlenen DNA'nın kopyalanmasında iki zincir birbinden ayrılır, ve her bir bazın karşısına onu tamamlayıcı bazı içeren nükleotid yerleştirilerek yeni bir zincir oluşturulur. DNA'daki bilginin RNA'ya kopyalanması da benşâzer bir mekanizmayla gerçekleşir. Baz eşlenmesinin hücreye sağladığı bir diğer fayda, çift sarmalda bilginin iki kopya olarak saklı olmasıdır. DNA kopyalamasında meydana gelebilen hatalar bu sayede hücredeki hata kontrol mekanizmaları tarafından algılanıp tamir edilir. DNA molekülünün çift sarmal yapısının aksine RNA, tek zincirli olmasından dolayı çok çeşitli şekiller alabilir. Bunları belirleyen, nükleotitlerinin diziliş sıralaması, yani dizinidir. Molekülün farklı bölgeleri tümleyici dizinlere sahipseler oralardaki bazlar birbirleriyle hidrojen bağları oluşturabilirler. Bu bölgeledeki nükleotitler yapısal bir görev görürler, molekülün diğer kısımlarının ilmik veya saç firketesi gibi şekillere girmelerini sağlarlar. Karmaşık üç boyutlu şekiller oluşturabilmek RNA'nın başka moleküllerle etkileşiminde ve katalitik işlevlerinde önemlidir. Bazı RNA molekülleri bir iskelet görevine sahiptir, çok sayıda proteinden oluşmuş komplekslerin biraraya gelmesi ve beraber kalmalarını sağlar. Bir örnek, protein sentezinde görev alan taşıyıcı RNA (tRNA) molekülleridir, bunların kendilerine has şekilleri hem ribozomdaki enzimler ve rRNA tarafından tanınmalarını sağlar hem de taşıdıkları aminoasitin ribozom üzerinde doğru noktaya yanaşmasını sağlarlar. Katalitik RNA molekülleri enzim gibi çalışabilirler. Bu moleküllerin üç boyutlu yapıları öyledir ki içerdikleri bazların reaktif grupları bir kimyasal reaksiyonu katalizleyebilecek bir konumdadır. Bazı mRNA molekülleri bu şekilde kendi kendilerini kesme özelliğine sahiptirler. Ribozomlardaki ribozomal RNAaminotransferaz (rRNA) molekülü de reaksiyonunu katalizleyerek protein sentezinin gerçekleşmesini sağlar. Gen ifadesinin denetimi DNA ve RNA'nın içerdiği bazı dizinler DNA ve RNA'yı okuyan enzimlerin işleyişine etki edebilirler. Bu dizinleri tanıyan bir protein doğrudan oraya bağlanabilir. Bunun gen ifadesine etkisi duruma göre olumlu veya olumsuz olabilir. Mesajcı RNA (mRNA) durumunda, kendisiyle baz eşleşmesi yaparak oluşabilen çift sarmallı bir yapı ya bir proteinin ona bağlanmasına neden olabilir, ya da, aksine, üzerinde ilerlemekte olan bir ribozomun ondan ayrışmasına neden olabilir. MikroRNA (miRNA) adı verilen kısa RNA'lar ise mRNA ile eşleşerek çift sarmallı bir yapı oluşturur, bu da o mRNA'nın proteine çevirisini engeller.

http://www.biyologlar.com/nukleik-asitler-1

KUŞ GRİBİ , TAVUK VEBASI

Ülkemizde önce geçtiğimiz yılın (2005) Ekim ayında Manyas-Kızıksa’da çıkan ve söndürülen Tavuk Vebası Aralık ayının sonunda yeniden çıkmış ve çok sayıda mihrak belirlenmiştir. Mikrak sayısının fazla olması nedeniyle, özellikle itlaf işlemleri başta olmak üzere yoğun çalışmalar yapılmakta ve hastalık izlenmektedir. Hastalıktan şüpheli evcil ve yaban hayatındaki kanatlılar teşhis için Tarım ve Köyişleri Bakanlığına bağlı Enstitülere gönderilmekte ve teşhisleri buralarda yapılmaktadır. Bu enstitülerde hastalık etkeni izole edildiğinde şüpheli olarak belirlenen mihraklarda karantina tedbirleri alınmakta ve izole edilen etkenlerin doğrulanmasından sonra şüpheli olarak belirlenen mihraklar pozitif/negatif olarak kesinleştirilmektedir. Hastalığın daha iyi anlaşılması ve konuyla ilgili sorulan soruların cevaplanması amacıyla, genel bilgiler soru ve cevap olarak düzenlenmiştir. Hastalık nedir? Avian influenza (AI), tavuk vebası veya kuş gribi olarakta adlandırılan hastalık; özellikle evcil kanatlılarda solunum ve sindirim sistemine ait belirtilerle ortaya çıkan ve ölümle seyreden viral bir hastalıktır. Bu hastalık yaban hayatındaki kanatlılarda da ortaya çıkar ancak bir çoğunda düşük ölümle seyreder. Hastalığın etkeninin özellikleri nedir? Hastalık etkeni Orthomyxoviridae familyasından Influenza gurubuna ait, tek sarmallı, RNA karakterinde genetik madde taşıyan Influenza A virusudur. Virusun yapısında bulunan hemaglütinin (H) ve nöraminidaz (N) antijenleri dikkate alınarak alttipleri gruplandırılmıştır. Buna göre H antijenine göre 16 (1-16) ve N antijenine göre 9 (1-9) gruba ayrılmışlardır. Bu viruslar, genellikle göçmen su kuşlarının sindirim sisteminden izole edilmekte ve bazıları evcil kanatlılarda hastalığına neden olmaktadır. Evcil kanatlılarda hastalık oluşturan Influenza A virusları, oluşturdukları klinik tabloya göre Yüksek Patojeniteli (HPAI) ve Düşük Patojeniteli (LPAI) olmak üzere iki grupta incelenmektedir. Yüksek Patojeniteli olanlar; ciddi hastalık oluştururlar, ölüm oranı % 100’e ulaşabilir. Bu grupta yer alan suşlar, H5 ve H7 alt tiplerine aittir ancak tüm H5 ve H7 alttipleri HPAI değildir (Damar içi patojenite indeksi 1,2 veya daha büyük olmalıdır). Düşük Patojeniteli olanlar; hafif solunum yolu hastalığına neden olur. Halsizlik ve yumurta veriminde düşme görülür. Diğer hastalıklarla ve kötü bakım ve idare ile daha şiddetli hastalık oluşturur. Hastalık etkeninin etrafa yayılmasında göçmen kuşların rolü var mıdır? Tavuk vebası virusunun kaynağı göçmen su kuşları olarak tanımlanmaktadır. Bu kuşlar, virusların bir yerden başka yerlere taşınmasında oldukça önemli bir role sahiptir. Genel olarak, bu viruslar göçmen kuşlarda normal olarak bir döngüsü vardır ve evcil bir kanatlıya bulaşması halinde evcil kanatlılarda patojenitesine bağlı olarak hastalık oulştururlar ve evcil kanatlılar arasında dolaşmaya başlarlar. Günümüzde bir çok ülkede belirlenen yüksek patojeniteye sahip olan H5N1 alt tipinin neden olduğu hastalıklarda, salgının diğer ülkelere yayılmasında göçmen kuşlar önemli olmuş ve göç yolları boyunca hastalık ortaya çıkmıştır. Türkiye’deki göçmen kuşların göç yolları nasıldır? Ülkemiz göçmen kuşların göç yolları üzerindedir (Şekil 1). Hastalığın yayılmasında ayrıca göçmen kuşlarla temas halinde bulunan yaban hayatındaki göç etmeyen kuşlar da rol oynamaktadır. Kuş alanları bakımındanda zengin olan ülkemizde yaklaşık 100 civarında kuş alanı bulunmaktadır. Bunların önemlileri Şekil 2’de gösterilmiştir. İhbarı mecburi bir hastalık mıdır? Bildirimler nerelere yapılmaktadır? Birçok ülkede olduğu gibi ülkemizde de (3285 Sayılı Hayvan Sağlığı ve Zabıtası Kanunu) bildirimi zorunlu bir hastalıktır. Bildirimler İl ve İlçe tarım müdürlüklerine yapılmaktadır. Tavuk vebası daha önce ülkemizde görüldü mü? Tavuk vebası ilk kez Manyas-Kızıksa’da Ekim 2005 tarihinde görüldü. Daha önce bu hastalık ülkemizde görülmemiştir. Ancak halk arasında ve son günlerde medyada tartışılan ve “tavuklara kıran girdi” olarak tanımlanan hastalık daha önce ülkemizde görülen Yalancı Tavuk Vebası (Newcastle hastalığı) dır ve bu hastalıktan farklı bir etiyolojiye sahiptir. Bu durum karıştırılmamalıdır. Tavuk Vebası (avian influenza, kuş gribi) ile ilgili Mücadele mevzuat var mı? varsa nelerdir? Evet mücadele mevzuatı vardır. Bunlar 3285 Sayılı Hayvan Sağlığı ve Zabıtası Kanununu, Hayvan Sağlığı ve Zabıtası Yönetmeliği, Tavuk Vebası Mücadele Talimatı olarak sayılabilir. Kanatlı işletmeleri kayıt altında mıdır? Evet bütün kanatlı işletmeleri sürü bazında Tarım ve Köyişleri Bakanlığı’na kayıtlıdır. Bu bakanlık, damızlık işletmeleri ve kuluçkaları yılda en az iki kez olmak üzere ayrıca gerektiği durumlarda ve kesimhaneleri ise devamlı olarak denetlemektedir. Şu anda hastalık çıkan yerler, sadece aile işletmeleri niteliğindedir. Kuş gribi virusu dış ortamda ne kadar süre yaşamaktadır? Influenza virusları çevresel ortamda ve özellikle serin ve nemli koşullarda uzun zaman sürelerinde canlılıklarını korurlar. Dışkı materyalinde 4 0C’de 30-35 gün, 20 0C’de 7 gün süre canlılığını korur. Genel olarak pişirmeye sıcaklıklarında kolaylıkla ölürler (70 °C de 1-2 1 saniye). Kuş gribi en çok hangi hayvanlarda görülür? Kanatlı influenza virusları, bütün dünyada birçok evcil (hindi, tavuk, beç tavuğu, bıldırcın, sülün, kaz, ördek) ve yabani (kuğu, kaz, ördek, martı, kutup martısı, bataklık kuşları) kanatlı hayvanlarda bulunmaktadır. Tavuk ve hindilerde İnfluenza‘ya bağlı ciddi hastalık problemleri yaşanırken, göç eden su kuşlarında belirgin bir hastalık tablosu oluşmayabilir. Göç eden su kuşları arasında ördekler, diğerlerinden daha fazla virus saçarlar. İnfluenza virusları ayrıca kafes kuşlarından da tespit edilmiştir (muhabbet kuşu, kanarya, papağan vs). Şu ana kadar yapılan tespitler neticesinde A tipi; insan, domuz, at, balina, mink, fok, Amerikan vizonu ve kedigillerde enfeksiyon oluşturur. Evcil kanatlılara bulaşma nasıl olmaktadır? Göçmen kuşlar influenza virusunun ana taşıyıcısı olarak bilinirler ve bulaşmada önemli rol oynamaktadırlar. Bu kuşlarla direkt temas bulaşmada önemlidir. Özellikle göçmen kuşlar ile direkt temas olması veya dışkıyla bulaşık fomitlerle temas. Evcil kanatlılar arasında bulaşık yem, su, ekipman ve elbiselerle ve infeksiyona yakalanmış kanatlı ve kanatlı ürünleriyle, İnsanlar ve aktiviteleri, Rüzgarla yayılma sınırlıdır. Çok yakın kümesler için problem yaratır. Kuş gribinde inkübasyon(kuluçka) süresi ne kadardır? Hastalığın kanatlılardaki kuluçka süresi 1-3 gündür. Genellikle 24-36 saatte hastalık kendini gösterir. Hastalar 1-7 gün (çoğunlukla 24-48 saat) içerisinde ölürler. Kuş gribinde klinik belirtiler nelerdir? Hasta hayvanlarda vücut ısısı yükselir, tüyler kabarır, iştahsızlık, depresyon, şiddetli ishal vardır. Yumurta verimi şiddetle azalır ya da tamamen durur. Hasta hayvanların göz kapakları kapanabilir, konjuktiva şişmiş ve kırmızı renktedir. Sakal ibik ve gözlerin çevresinde karakteristik olarak ödem ve siyanoz şekillenir. Ödem boyun ve göğüs bölgesine de yayılabilir. Solunum güçlüğü, burun deliklerinden grimsi kanlı bir eksudat gelir. Kitle halinde ani ölümler (% 100'e varan) meydana gelir. Hastalanan hayvanlar 1-7 gün arasında çoğunlukla iki gün içerisinde ölürler. Akut dönemi atlatan hayvanlarda sinirsel belirtiler, inkoordinasyon, yürüyememe ve ayakta duramama gibi klinik bulgular gözlenir. Hastalık kanatlı hayvanlardan insanlara bulaşır mı? Hastalık bugüne kadar yalnızca, hasta kanatlılarla doğrudan ve yoğun ilişkide olan insanlara (çiftlik çalışanları, tavuk bakıcıları, horoz dövüşçüleri vb.) bulaşmıştır. Yoğun nüfusu olan yerlerde görülmüş olmasına rağmen, hastalıktan son on yılda 80 dolayında insanın ölmesi bunun önemli bir göstergesidir. Ülkemizde görülen insan vakaların tamamında hasta kanatlı ile direkt/yakın temas olması, bulaşmada hasta hayvanın önemin in ortaya koymaktadır. Hastalıklı tavuk eti veya yumurtasını yiyen insanlara hastalık bulaşır mı? İyi pişmemiş et veya yumurta mikroorganizmalar açısından her zaman bir risk unsurudur. Buna karşılık iyi pişmiş tavuk eti veya yumurtadan insana virüs bulaşması mümkün değildir. Hastalıklı bile olsa, pişirilmiş bir tavuk eti veya yumurtasından bulaşan hiçbir vaka günümüze kadar rapor edilmemiştir. Açıkta yetiştirilen kanatlıların hastalığın yayılmasında önemli bir etken olduğu doğru mu? Kuş Gribi’nin tüm ülkelerde genellikle ilk görüldüğü evcil kanatlılar, açıkta beslenen veya köy tavukçuluğu olarak tanmlanan yetiştiricilikte beslenen sürülerdir. Bu nedenle, hastalığın kontrol altına alınmasında, serbest yaşayan kanatlıların kümeslerde tuutlması önemlişdir. Bu işlem ayrıca insan sağlşığı açısından da büyük önem taşımaktadır. Evimizde beslenen kanarya, muhabbet kuşu, papağan türü kuşlara hastalık bulaşır mı veya bunlardan insana hastalık geçer mi? Evde beslenen kuşlara hastalık bulaşmaz, çünkü bulaşma çoğunlukla enfekte (bulaşık) hayvan, yem, su ve eşyalarla temasla olmaktadır. Bu nedenle gerekli özen gösterilen ev kuşları hastalığa yakalanmadığı gibi insana da bulaştırması söz konusu değildir. Hastalık görülen sürüler ve çevresinde sağlıklı hayvanlar neden itlaf edilmektedir? Hastalığın hızlı yayılması nedeniyle, hastalık çıkan yerlerde hastalık etkeninin bulaşma riski olan kanatlılar itlaf edilmektedir. Bu işlem tüm ülkelerde aynı şakilde yapılmaktadır. Bu işlemde temel olan konu virusun kanatlılar arasında yayılşmasını engellemek ve dolayısıyla insan sağlığını korumaktır. Tüketici tavuk ve yumurta yemeye devam edebilir mi? Şu ana kadar yapılan kontrollerde, tüketime sunulan tavuklarda ve yumurtalarda (Tarım ve Köyişleri Bakanlığı tarafından kontrol edilen tesislerde üretilen) hastalık görülmediğinden dolayı, tüketici açısından herhangi bir risk bulunmamaktadır. Ayrıca hastalığın çıktığı bölgede, tavuk eti ve yumurta tüketimi kanatlı ürünlerinin pişirme esas ve usullerine uyulduğu taktirde herhangi bir risk oluşturmaz. Tüketici yumurtayı yıkamalı mı? Hayır tüketici yumurtayı yıkamamalıdır. Grip aşısı, Kuş Gribi’ni önlemede yeterli bir önlem olabilir mi? Şu anda insanlara yönelik olarak hali hazırda uygulanmakta olan grip aşılarının Kuş Gribi virüsü H5N1’i önleyici herhangi bir etkisi bulunmamaktadır. Ancak aşı geliştirme çalışmaları devam etmektedir. Kaynak: ankara.edu.tr   KUŞ GRİBİ (AVIAN INFLUENZA) Grip: Grip etkeni, zarflı tek zincirli RNA virusları olan Orthomyxoviridae ailesindeki influenzavirus A, B ve C tipleridir. İnfluenzavirus A ve influenzavirus B her yıl salgın yapabilir; influenzavirus C ise yalnız hafif hastalıklara neden olur. İnfluenzavirus A, ayrıca pandemilere de neden olabilir. İnfluenzavirus A ile doğal infeksiyon, insanların yanı sıra, domuzlar, atlar, deniz memelileri, sansargiller ve kuşlarda da görülebilir. İnfluenzavirus A, hemaglütinin ve nöraminidaz yüzey glikoproteinlerine göre alt tiplere ayrılır. Bilinen 15 hemaglütinin alt tipi ve 9 nöraminidaz alt tipi vardır. Kuşlarda tüm alt tipler bulunabilir. İnsanlar arasında dolaşanlar ise yalnız 3 hemaglütinin (H1, H2 ve H3) ve 2 nöraminidaz alt tipidir (N1 ve N2). İnfluenzavirus B’nin ise yalnız bir hemaglütinin ve bir nöraminidaz alt tipi vardır. Virus suşunun yüzey glikoproteinlerindeki nokta mutasyonlarının birikmesi, önceden toplumda dolaşanla benzerliği olan, ancak ondan farklı bir suş ortaya çıkarır. Buna antijen sürüklenmesi (“antigenic drift”) denir. Toplumun kış aylarında sahneye çıkan böyle farklı suşlara karşı duyarlı olmasından dolayı, her yıl grip salgınları görülür. Yüzey glikoproteinlerinde büyük bir değişme olursa, ya yalnız yeni bir hemaglütinini ya da hem yeni bir hemaglütinini hem de yeni bir nöraminidazı olan, tümüyle “yeni” bir virus ortaya çıkar. Buna antijen kayması (“antigenic shift”) denir. Böyle virusların pandemi potansiyeli vardır. İnfluenzavirus A’nın diğer önemli bir özelliği de farklı türlere özgü alt grupların, birbirinden genetik materyal alışverişine açık ve böylece farklı bir virusun oluşmasına son derece elverişli olmasıdır. Oluşan yeni virus, insana özgü bir influenzavirustan gen alırsa, insandan insana bulaşma özelliği de kazanabilir. Memeli ve kuş virusları için özgül hücre reseptörlerinin olduğu gösterilmiş olan domuzlar, hem kuş hem de insan ve diğer memeli viruslarıyla oluşabilecek infeksiyonlara duyarlıdır. Bu nedenle de insan ve kuş viruslarına ait genetik materyalin birbirine karıştığı bir “hamur teknesi” görevi yaparak yepyeni bir alt tipin ortaya çıkmasını sağlayabilirler. Son bulgular, insanların da kuş topluluklarında dolaşan kimi influenzavirus alt tipleri için benzer bir rolünün olabileceğini göstermektedir. Tarihsel olarak incelendiğinde 20. yüzyılda 9-39 yıl arayla antijen kayması sonucu ortaya çıkan yeni virus alt tiplerine bağlı dört ya da beş grip pandemisi olmuştur. 1918-1919 yıllarındaki H1N1 pandemisinin 40-50 milyon kişinin ölümüne neden olduğu tahmin edilmektedir. Ardından 1957-1958 (H2N2), 1968-1969 (H3N2) ve 1977-1978 (H1N1) pandemileri olmuştur. Halen dünya üzerinde H3N1 ve H1N1 virusları birlikte dolaşmaktadır. Bundan sonra da yeni pandemilerin olması kaçınılmaz gibi görünmektedir. Uğradıkları sık ve kalıcı antijen değişmeleri nedeniyle, dünya üzerindeki influenzavirus aktivitesi sürekli olarak izlenmekte ve grip aşılarının bileşiminde her yıl ayarlamalar yapılması gerekmektedir. Dünya Sağlık Örgütü (WHO) bu amaçla 1947’de başlattığı Küresel Grip Programı’nı uygulamaktadır. Kuş gribi: Bu hastalık, influenzavirus A’ya bağlı olarak genellikle kuşlarda ortaya çıkar. Düzenli sürveyans çalışmaları, göçmen kuşlarda son derece geniş bir influenzavirus A havuzu olduğunu göstermektedir. İnfluenzavirusların 15 hemaglütinin alt tipinin hepsi, kuşları infekte edebilir. Kuşlara özgü bu denli çok sayıda influenzavirus olması, bunlar arasında gerçekleşen gen transferi ve yeniden eşleşme (“reassortment”) sonucunda ortaya çıkan yeni alt tiplerin, insan influenzaviruslarındakinden çok daha sık olduğunu düşündürmektedir. Su kuşları virusların doğadaki sürekliliğini sağlar. İnfeksiyon, yabanıl kuş topluluklarından kümes hayvanları gibi evcil kuşlara yayılabilir ve bu durum ciddi sonuçlar doğurabilir. Kümes hayvanlarını infekte eden influenzavirus A, hastalığa neden olma yeteneğine göre ikiye ayrılır. [a] Çok virülan viruslar, patojenitesi yüksek olan kuş gribine (HPAI) yol açar ki bunun bir kuş sürüsündeki mortalitesi %100’ü bulabilir. Kuşlar ilk belirtilerin başladığı gün içinde bile ölebilirler. Bu tablolardan sorumlu viruslar H5 ve H7 alt tiplerindendir. Ancak bu alt tiplerdeki virusların hepsi, patojenitesi yüksek olan kuş gribine yol açmaz. Diğer viruslar ise çok daha hafif bir hastalığa neden olurlar. Patojenitesi düşük kuş gribi (LPAI) geçiren hayvanlarda tüyler kabarır ve yumurta üretimi azalır; hafif solunum yolu hastalığı ve depresyon görülür. Patojenitesi yüksek olan kuş gribi viruslarının yabanıl kuş topluluklarında bulunmadığı; H5 ya da H7 alt tipindeki patojenitesi düşük olan kuş gribi viruslarının, kümes hayvanları arasında yayıldıktan sonra geçirdikleri mutasyonlarla yüksek patojenite kazandıkları kabul edilmektedir. Kuşa özgü influenzavirus A H5N1’nin önemi: İnfluenzavirus A H5N1, ilk kez 1961’de Güney Afrika’da balıkçıllardan izole edilmiş olmakla birlikte, patojenitesi yüksek kuş gribi çok daha önceden, ilk kez 1878’de İtalya’da tanımlanmıştır. Kuş gribi virusunun doğal rezervuarı, yeşilbaş ördeklerdir ve infeksiyona en dayanıklı olan kuşlar da.bunlardır. Virusları çok uzaklara taşıyabilmelerine ve dışkılarıyla çıkarmalarına karşılık, yalnızca hafif ve kısa süren bir hastalık geçirirler. Evcil ördeklerdeki infeksiyon ise tıpkı tavuklar, hindiler, kazlar ve benzeri kümes hayvanlarındaki gibi öldürücüdür. Virus, infekte yabanıl kuşların dışkılarıyla kümes hayvanlarının arasına girebilir. Evcil kuşların serbestçe gezindikleri, yabanıl kuşlarla aynı kaynaktan su içtikleri ya da taşıyıcı durumdaki infekte yabanıl kuşların dışkılarıyla kontamine olabilecek su kaynaklarını kullandıkları yerlerde, .infeksiyonun yabanıl kuşlardan evcil kümes hayvanlarına bulaşma riski daha yüksektir. Canlı kuşların sıkışık ve sağlıklı olmayan koşullarda satıldığı pazarlar da bir başka yayılma kaynağı olabilir. Kuşa özgü influenzavirus A H5N1 suşunun yayılması: Kuş gribi virusları, kuşları ve daha seyrek olarak domuzları infekte eder. İnfekte kuşlar, virusu tükürük, burun salgıları ve dışkılarıyla yayarlar. Hollanda'da ev kedilerinde gösterilen deneysel infeksiyon ve Tayland'da infekte kaplan ve leoparlardan H5N1 viruslarının izolasyonu, kedigillerin de infeksiyonu bulaştırabileceğini düşündürmektedir. Duyarlı kuşların infekte nazal, solunumsal ve fekal materyalle temas etmesi sonucu infeksiyon yayılır. Virus, hava yoluyla da yayılmakla birlikte, fekal-oral geçiş en önemlisidir. Patojenitesi yüksek virusla ilgili çalışmaların sonuçlarına göre, kontamine gübrenin 1 gramı 1 milyon kuşu infekte etmeye yetecek miktarda virus partikülü içermektedir. Patojenitesi yüksek kuş gribi virusları, çevrede özellikle düşük sıcaklıkta uzun süre etkinliğini koruyabilir. Virus, gübrede soğukta en az üç ay, suda 22°C’de 4 gün ve 0°C’de 30 günden fazla etkinliğini koruyabilir. Sağ kalan kuşların H5N1 virusunu oral olarak ve dışkılarıyla en az 10 gün çıkarabildiği bildirilmiştir. Bu da canlı kümes hayvanı pazarlarındaki ve göçmen kuşlar aracılığıyla yayılmayı kolaylaştırmaktadır. Virus, kuş dışkısının kontamine ettiği toz ve toprak aracılığıyla, örneğin kontamine donanım, araçlar, yem, kafesler ve giyecekler, özellikle ayakkabılarla bir çiftlikten diğerine yayılabilir. Virusu, ayakları ve vücutlarında taşıyarak “mekanik vektör” rolünü oynayan kimi hayvanlar, örneğin kemiriciler de yayabilir. Bilgiler sınırlı olmakla birlikte, sineklerin de mekanik vektör olabileceği düşünülmektedir. Kuş gribinin, özellikle patojenitesi yüksek formla oluşan salgınların, özellikle gelişmekte olan ülkelerde kümes hayvanları endüstrisi ve çiftlik sahipleri üzerindeki etkileri son derece yıkıcı olabilir. Kuş gribi salgınları bir ülkenin içine yayılacak olursa, kontrol altına alınması çok güç olabilir. Örneğin 1992’de Meksika’da patojenitesi düşük virusla başlayan salgın, oldukça ölümcül bir biçime dönüşmüş ve 1995’e dek kontrol altına alınamamıştır. Hastalık, ülkeden ülkeye canlı kümes hayvanlarının ticareti aracılığıyla yayılabilir. Göçmen kuşlar da virusu uzaklara taşıyabilir; geçmişteki patojenitesi yüksek kuş gribinin uluslararası yayılımı böyle açıklanmaktadır. İnsanda kuşa özgü influenzavirus A H5N1 infeksiyonu: Kuş gribi virusları genellikle insanları doğrudan infekte etmez ve insanlar arasında dolaşmaz. İnsanda kuş gribi viruslarıyla oluştuğu bildirilmiş doğal infeksiyon sayısı çok azdır. Ancak gönüllü çalışmalarıyla kuş kökenli kimi viruslarla infekte edilmiş insanlarda kısa süreli infeksiyonların geliştiği de gösterilmiştir. İnsanlardaki olguların infekte kümes hayvanları veya kontamine yüzeylerle temas sonucunda geliştiği düşünülmektedir. Kuş gribi viruslarının insanlar arasında tutunabilmesine karşı bir dereceye kadar etkili bir engelin bulunduğu açıktır. Bu engel, gen segmentlerinden bir ya da birkaçıyla ilişkilidir. İnsandaki olgular, kümes hayvanları arasında patojenitesi yüksek kuş gribi salgınlarıyla eşzamanlı olarak görülmektedir. Çünkü kuşlardaki infeksiyonun yayılması, insanların direkt infeksiyonu için doğacak fırsatları artırır. Zaman içinde daha çok insan infekte olup bunlar bir de insana ve kuşa özgü influenzavirus suşlarıyla aynı anda infekte olurlarsa, bu insanlar insandan insana kolayca bulaşmayı sağlayacak insan genlerine sahip olan yepyeni bir alt tipin yoğrulduğu bir hamur teknesi gibi işlev görebilir. Böyle bir olay, bir grip pandemisinin başlangıcı da olacaktır. H5N1 suşunun sağlık çalışanları, aile bireyleri, tavukçuluk yapanlar ve tavuk imha ekiplerinde çalışanlarda insandan insana çok sınırlı bir biçimde de olsa bulaşabildiği anlaşılmaktadır. Bu gruplarda virusla infeksiyonu gösteren H5 antikorları belirlenmişse de ağır hastalık gelişen bir olguyla karşılaşılmamıştır. Tavukçuluk yapanların %17’sinde, tavuk imha edenlerin %3’ünde, temaslı sağlık çalışanlarının %3.7’sinde, temas etmemiş sağlık çalışanlarının ise %0.7’sinde antikor saptanmıştır. Kuşa özgü influenzavirus H5N1 ile oluşan insan infeksiyonunun klinik gidişine ilişkin yayımlanmış bilgiler sınırlıdır. 1997 Hong Kong salgınında hastalananlarda gripteki gibi tipik belirtiler (ateş, boğaz ağrısı, öksürük ve kas ağrıları), göz infeksiyonları, pnömoni, akut sıkıntılı solunum sendromu (ARDS), çoğul organ yetmezliği, lenfopeni, karaciğer enzim düzeylerinde yükselmeler ve pıhtılaşma bozuklukları gibi belirti ve bulgular bildirilmiştir. Salgın, gerek önceden sağlıklı erişkin ve çocukları, gerekse kronik tıbbi sorunları olanları etkilemiştir. Tüm hayvan ve insan influenzaviruslarının tanısında kullanılan hızlı ve güvenilir testler bulunmaktadır. WHO’nun Küresel Grip Ağı’nda yer alan birçok laboratuvarın, bu testleri yapmak için gerekli yüksek güvenlik olanakları ve reaktiflerin yanı sıra, önemli ölçüde deneyimi de vardır. İnsan gribinin tanısı için hızlı yatak başı testleri de bulunmaktadır. Ancak bunların, en son olguların tam olarak anlaşılabilmesi ve insan infeksiyonlarının doğrudan doğruya kuşlardan mı ya da insandan insana mı yayıldığının belirlenmesi için gereksinim duyulan testler kadar kesin bir bilgi vermeleri söz konusu değildir. Kimileri hem tedavide hem korunmada kullanılmakta olan antiviral ilaçlar, influenzavirus A suşlarına karşı başka bir sağlık sorunu olmayan erişkin ve çocuklarda klinik olarak etkilidir. Ancak kullanımlarını sınırlandıran bazı yönleri vardır. Bunların kimileri aynı zamanda pahalı ve stokları sınırlı ilaçlardır. 1997’den bu yana insanda belgelenmiş kuş gribi örnekleri: 1996 yılına değin insandan kuş gribi virusunun (H7N7) izolasyonuna ilişkin toplam üç olgunun kaydı bulunmaktayken, bu tarihten sonra kuş gribi viruslarıyla oluşmuş insan infeksiyonlarının profilinde çarpıcı bir artış olmuştur. 1997: Hong Kong’ta, tavuklar arasında kuşa özgü influenzavirus A (H5N1) infeksiyonu salgını çıkmıştır. Bu sırada 18 insan hastalanmış, bunlardan 6’sı ölmüştür. Olgulardan birinde çiftlikte bulunan, 17’sinde ise pazarlarda satılan hastalıklı kuşlarla temas söz konusudur. Salgını kontrol altına almak üzere 3 gün içinde toplam 1.5 milyon kümes hayvanı itlaf edilmiştir. Böylece dünyanın yeni bir pandeminin eşiğinden döndüğü düşünülmektedir. 1999: Hong Kong’ta iki çocukta kuşlardaki patojenitesi yüksek olmayan influenzavirus A H9N2 infeksiyonu kanıtlanmış ve her iki çocuk da iyileşmiştir. Hastalığın geçişinde kümes hayvanlarının rol oynadığı düşünülmüş; ancak insandan insana geçiş olasılığı üzerinde de durulmuştur. 1998-1999’da Çin’de başka insan H9N2 infeksiyonları da bildirilmiştir. 2003: Çin’den yeni dönen Hong Konglu bir baba ve oğlundan kuşa özgü influenzavirus A (H5N1) izole edilmiş, hastalanan baba ölmüştür. Bu iki kişinin nasıl infekte olduğu tam olarak açıklanamamıştır. Öte yandan adamın kızı da Çin’deyken hastalanarak ölmüş, ancak bunun H5N1 virusuna bağlı olup olmadığı belirsiz kalmıştır. 2003: Şubat ayında Hollanda’da kuşlar arasında patojenitesi yüksek olan H7N7 kuş gribi baş göstermiştir. Daha sonra tavuk çiftliği çalışanları ve bunların aile bireyleri arasında konjonktivit ve/veya gripal infeksiyon tablosu biçiminde bir salgın ortaya çıkmış ve bu salgından etkilendiği düşünülen 260 kişiden 82’sinde kuşa özgü influenzavirus A (H7N7) infeksiyonu olduğu doğrulanmıştır. Üç olguda insandan insana geçişle ilgili kanıtlar bulunmuştur. Ayrıca 260 kişiden 6’sının H3N2 virusu yönünden pozitif olduğu gösterilmiş; ancak bunların hiçbiri aynı zamanda H7N7 yönünden de pozitif olarak bulunmamıştır. Bu salgın sırasında profilaktik antiviral ilaç almamış ve infekte kuşlarla temas etmiş olan 57 yaşındaki bir veteriner ARDS tablosundan ölmüştür. Salgını kontrol altına almak üzere toplam 100 milyon olan kuş nüfusundan 30 milyonu bir hafta içinde itlaf edilmiştir. 2003: Aralık ayının ortalarında Hong Kong’da bir çocukta H9N2 infeksiyonu saptanmış ve çocuk iyileşmiştir. 2003-2005 kuş gribi salgını: 2003 Aralık ayının ortalarından beri, Güney Kore’den başlayarak Doğu Asya ülkelerinde tavuk ve ördeklerde görülen patojenitesi yüksek kuş gribi salgınlarının sayısında artış olduğu bildirilmektedir. Kimi yabanıl kuş türleri ve domuzlarda da infeksiyonlar bildirilmiştir. Böyle patojenitesi yüksek kuş gribinin çeşitli ülkelerde aynı zamanda ortaya çıkan salgınlarla birlikte hızla yayılması, eşine hiç rastlanmadık bir durumdur ve veteriner tababetin yanı sıra beşeri tababeti de yakından ilgilendirmektedir. Kümes hayvanları arasındaki bu salgınların kaygı yaratmasının birkaç nedeni vardır. İlkin, bu salgınların çoğunda “H5N1” olarak bilinen patojenitesi yüksek suşun belirlenmesi, insan sağlığı yönünden özellikle kaygı kaynağı olmuştur. H5N1, yakın geçmişte iki kez tür engelini aşarak insanlarda da ağır ve mortalitesi yüksek bir hastalığa neden olmuş bir alt tiptir ve şimdi de Vietnam ve Tayland’da gittikçe artan sayıda insanı etkilemiştir. İkinci ve daha da önemli bir neden, bugünkü durumun insanlarda yeni bir grip pandemisine yol açması olasılığıdır. Bir kişi, hem kuş hem insan viruslarıyla aynı anda infekte olduğu zaman, her iki türe özgü influenzaviruslar, gen değiş tokuşu yapabilir. İnsan vücudunda gerçekleşen bu gen değiş tokuşu tümüyle yeni bir influenzavirus alt tipinin ortaya çıkmasına yol açabilir ki, bu virusa karşı doğal bağışıklık, varsa bile, ancak çok az kişi için söz konusu olacaktır. Ayrıca, her yıl halen dolaşımda olan suşlara karşı ve mevsimlik salgınlar sırasında insanları korumak üzere hazırlanan kullanımdaki aşılar, böyle tümüyle yeni bir influenzavirusa karşı etkisiz kalacaktır. Yeni virus yeterince insana özgü virus geni de içeriyorsa, yalnız kuşlardan insana değil, insandan insana direkt bulaşma da olabilir. Bu durumda yeni bir grip pandemisinin başlaması için gereken koşullar da sağlanmış olacaktır. En kaygı verecek durum ise yüksek mortalitesi olan ağır hastalığın art arda birkaç kez kişiden kişiye bulaştığının gösterilmesidir. 1918-1919 büyük grip pandemisi sırasındaki durum böyle olmuştur. 4-6 ayda tümüyle yeni bir influenzavirus alt tipi ortaya çıkmış ve iki yıl boyunca baş gösteren çeşitli infeksiyon dalgaları halinde yeryüzüne yayılmıştır. Sonuç olarak, insan kökenli virustan insanlar arasında replikasyona ve yayılmaya olanak veren gerekli gen(ler)i almış, ancak farklı bir hemaglütinin yüzey glikoproteini olan, dolayısıyla insanların immünolojik olarak yabancı olduğu yeni bir virus her an ortaya çıkabilir. Bu durumda, tarım ve hayvancılık uygulamaları nedeniyle, çok sayıda insan, domuz ve kuşun bir arada yaşadığı Uzakdoğu’da ortaya çıkacağının işaretlerini 20. yüzyılda vermiş olan bir pandeminin başlaması hiç de sürpriz olmayacaktır. H5N1 infeksiyonu bugüne dek: Kuşlarda: 2004'ün ilk aylarında kümes hayvanları arasında Çin, Endonezya, Güney Kore, Hong Kong, Japonya, Kamboçya, Laos, Tayland ve Vietnam’da saptanmıştır. Güney Kore ve Japonya'daki H5N1 salgınları kontrol altına alınmakla birlikte, Vietnam, Tayland, Endonezya, Kamboçya, Laos ve Çin'deki salgınların ne ölçüde kontrol altına alındıkları belli değildir. Sonra Dünya Hayvan Sağlığı Örgütü (OIE)'ne, Endonezya (28 Haziran), Vietnam (1 ve 12 Temmuz), ve Çin (6 Temmuz)'den patojenitesi yüksek kuş gribi (H5N1) bildirimleri yapılmıştır. Bu salgın sırasında bugüne değin 100 milyonun üzerinde kümes hayvanı ölmüş ya da itlaf edilmiştir. Salgın, 2004 Mart sonlarına doğru geçici olarak kontrol altına alınmışsa da Haziran 2004 sonlarında Çin, Endonezya, Kamboçya, Tayland ve Vietnam'da yeniden baş göstermiş ve Malezya'ya da sıçramıştır.2005'te ise salgının görüldüğü ülkelere, Çin, Endonezya, Kamboçya, Tayland ve Vietnam'ın yanı sıra Kazakistan ve Rusya da eklenmiştir. İnsanlarda: 28 Ocak 2004'ten bu yana (en son 29 Eylül 2005 tarihinde olmak üzere) Vietnam’da 91 olgu laboratuvarda doğrulanmış ve bunların 41'i ölmüştür. Tayland’da da 17 olgudan 12’si ölmüştür. Kamboçya'da hepsi, Endonezya'da ise üçü fatal olarak sonlanan dörder olgu saptanmıştır. Bu olguların çoğunun infekte kuşlarla veya bunların çıkartılarının kontamine ettiği yüzeylerle temas sonucu geliştiği düşünülmekle birlikte böyle bir temasla açıklanamayan aile içi olgular da bulunmaktadır. Vietnam’daki olgulardan izole edilen H5N1 viruslarının genetik dizisi incelenerek tüm genlerin kuşa özgü virusa ait olduğu ve henüz insana özgü influenzavirus genlerinin edinilmesinin söz konusu olmadığı anlaşılmıştır. Güney Kore ve Vietnam’daki suşlar arasında küçük genetik farklılıklar saptanmıştır. Vietnam’daki insan kaynaklı H5N1 suşlarının M2 inhibitörlerine (amantadin ve rimantadin) dirençli olduğu bulunmuştur. Nöraminidaz inhibitörleri (oseltamivir ve zanamivir) ile ilgili bir direnç bildirilmemiştir. Bugün için H5N1 virusunun insandan insana etkin bir biçimde bulaştığına ilişkin bir bulgu yoktur. WHO ekipleri, Vietnam ve Tayland’da hükümetlerin insandan insana bulaşmayı en erken dönemde belirlemek için gereken çalışmalarına destek vermektedir. WHO Global Influenza Surveillance Network laboratuvarlarında son salgında elde edilen insan ve kuş virusları üzerindeki çalışmalar acilen başlatılmıştır. Bu çalışmaların halen dolaşmakta olan H5N1 suşunun nereden kaynaklandığını ve ne gibi özelliklerinin olduğunu, bir ölçüde de olsa, ortaya koyması beklenmektedir. Öte yandan 2004'te Tayvan’daki salgından sorumlu olan H5N2’nin kuşlar için patojenitesi yüksek değildir ve insanda hastalığa neden olduğu hiç gösterilmemiştir. Pakistan’dan bildirilen salgın da H5N1 değil, H7 ve H9 suşlarına bağlıdır. Şubat 2004’te kümes hayvanları arasında patojenitesi düşük olan H7N2 alt tipine bağlı bir kuş gribi salgını da ABD’nin kuzeydoğusundaki Delaware eyaletinde çıkmıştır. Pennsylvania ve New Jersey eyaletlerinde de patojenitesi düşük kuş gribi viruslarına bağlı salgınlar görülmüştür. Son olarak 20004'ün Mayıs ve Haziran aylarında Texas'ta ortaya çıkan salgından sorumlu olan H7N3 suşunun da patojenitesinin düşük olduğu bildirilmiştir. 2004'ün Mart ayında Kanada'nın British Columbia eyaletinde baş gösteren ve kısa sürede kontrol altına alınan kuş gribi salgınından sorumlu H7N3 suşunun yüksek patojenite göstermesi ise olağandışı bir durumdur. Bu salgın sırasında insanda ortaya çıkmış ve oseltamivir ile tedavi edilen iki konjonktivit olgusu bildirilmiştir. Ancak patojenitesi düşük bir suşla oluşturulsa bile, kuşlardaki bütün kuş gribi salgınlarının ivedilikle kontrol altına alınması son derecede önemlidir. Başlangıçta patojenitesi düşük olan kuşa özgü kimi influenzavirus suşları, kümes hayvanı toplulukları arasında dolaşmalarına olanak tanındığında, mutasyonla patojenitesi yüksek bir suş halini alabilirler. 1983–1984’te ABD’deki salgında, önce düşük bir mortaliteye neden olan H5N2 virusu, altı ay içinde yüksek patojenite kazanarak %90’lık bir mortalite göstermiştir. Benzer biçimde 1999–2001’de İtalya’daki salgında başlangıçta patojenitesi düşük olan H7N1 virusu, 9 ay içinde mutasyon geçirerek patojenitesi yüksek bir duruma gelmiştir. Korunma ve kontrol: Kuş gribini kontrol altına almak için hastalıklı ve temaslı kuşları imha edip bunları uygun bir biçimde ortadan kaldırmak, çiftlikleri karantinaya almak ve buralara çok sıkı bir biçimde dezenfeksiyon uygulamak gerekir. Virus 56°C’de 3 saatte, 60°C’de 30 dakikada etkinliğini yitirmektedir; formalin ve iyot bileşikleri gibi yaygın olarak kullanılan dezenfektanlara duyarlıdır. Canlı kümes hayvanlarının gerek ülke içinde gerekse ülkeler arasında hareketlerinin kısıtlanması da önemli bir başka kontrol önlemidir. Bu strateji, insanların virusla temasını azaltmada yardımcı olmaktadır. Öteki infeksiyon hastalıklarında olduğu gibi en önemli ve uygun korunma önlemlerinden birisi de dikkatli ve sık el yıkamadır. Ellerin sabun ve su ya da susuz alkol temelli el antiseptikleri kullanılarak temizlenmesi derideki infeksiyöz olabilecek maddeleri uzaklaştırır ve hastalığın bulaşmasını önler. Çiğ kümes hayvanlarının işlenmesi sırasında genel hijyen kurallarına uyulması ve etlerin pişirilerek yenmesi riski azaltacaktır. Hasta kuşun yumurtası da infekte olabilir; bu nedenle aynı önlemlerin yumurtalar için de alınması gerekir. Virus dondurmakla öldürülemeyebilir. WHO, besinlerin içindeki sıcaklık 70°C olacak şekilde pişirilmesini önermektedir. İnfekte kuşların imhasıyla uğraşanların uygun giysi ve donanım kullanarak ve profilaktik antiviral alarak infeksiyona karşı korunmaları önerilmektedir. Dolaşan virustaki antijen sürüklenmesine bağlı değişiklikleri karşılamak için grip aşısının bileşimi her yıl değişmektedir. Ancak insana özgü influenzavirus suşlarına karşı koruyucu olan bu trivalan grip aşısı, H5N1 kuş gribi virusuna karşı korunma sağlamaz. Bununla birlikte, kümes hayvanları arasında patojenitesi yüksek kuş gribi salgını yaşanan ülkelerde temas riski yüksek olan kişilere, bu aşının yine de kullanılması önerilmektedir. Böylece insana özgü influenzavirus ve kuşa özgü influenzavirus ile oluşabilecek bir ko-infeksiyon sırasında herhangi bir gen değiş tokuşu olması, dolayısıyla pandemik potansiyeli olan bir suşun ortaya çıkması olasılığı azaltılabilir. Yeni bir virus alt tipine karşı korunma sağlayabilecek bir aşıyı önemli miktarda üretmek için en az dört aylık bir süre gerekir. WHO, ivedilikle bir prototip H5N1 virusu geliştirerek önde gelen aşı üreticilerinin kullanımına sunulmak üzere WHO Global Influenza Surveillance Network laboratuvarlarıyla birlikte çalışmalara başlamıştır. Aşı hazırlamak için virus civciv embriyonunda üretilir. Ancak H5N1 tavuklar için çok öldürücü olduğu için virusun önce “tersine genetik” yöntemleriyle değişikliğe uğratılması gerekmektedir. Hasta kişilerden elde edilen virustaki kimi seçilmiş genetik bilgiler bir laboratuvar virusuyla birleştirilir. Burada amaç, koruyucu bağışıklık sağlayan, artık tavuklara için öldürücü olmayıp aşı üretimi sırasında yeterince çoğalacak biçimde değişikliğe uğratılabilen bir virus elde etmektir. Böyle prototip bir virus üretilir üretilmez, optimum dozaj ve şemayı belirlemek için gereken klinik çalışmalara başlanabilir. Ancak 2003’te Hong Kong’daki iki insan olgudan sorumlu olan H5N1 suşu kullanılarak geliştirilen mevcut prototip virusun, aşı geliştirilmesini hızlandırmak için kullanılmasına olanak yoktur. Çünkü 2004 Vietnam virusunun WHO laboratuvarlarındaki ilk analizi, virusun önemli ölçüde mutasyon geçirdiğini göstermektedir. İnsanlarda kuş gribi saptandığı zaman insanlardaki kadar hayvanlardaki infeksiyonun yaygınlığı konusunda da ve dolaşmakta olan influenzaviruslara ilişkin bilgi elde etmek gerekir. Bu bilgiler halk sağlığı açısından yapılacak risk değerlendirmesine yardımcı olur ve en iyi korunma önlemlerinin neler olacağını gösterir. Her olgunun tam olarak incelenmesi de esastır. Küresel Grip Ağı’na bağlı üyeleri ile birlikte WHO ve diğer uluslararası kuruluşlar, bu konularda bir işbirliği içindeyse de, halk sağlığına ilişkin risklerin kontrol altında tutulabilmesi, etkilenen ülkelerin kendi epidemiyolojik araştırma ve laboratuvar olanaklarına ve yürürlükte olan olan sürveyans sistemlerinin yeterliliğine de bağlıdır. Bütün bu etkinlikler, pandemik bir suşun ortaya çıkması olasılığını azaltsa da, başka bir grip pandemisini önlemenin mümkün olup olmadığı sorusunu kesin bir biçimde yanıtlamaya olanak yoktur. Bugün için yapılması gerekenler şöyle özetlenebilir: · Hastalığın kuşlardaki dağılımının incelenmesi · Göçmen kuşların hareketlerinin izlenmesi · Riskli bölgelerden kuş ve kuş ürünlerinin alışverişinin durdurulması · Doğu Asya’da H5N1 virusu salgınlarının saptandığı ülkelere gidenlerin, kümes hayvanları çiftliklerinden, canlı kuş satılan yerlerden ve kontamine olması olası yüzeylerden uzak durması · Tanı için testlerin geliştirilmesi · Ulusal laboratuvar ve sürveyans sisteminin güçlendirilmesi. · Etkin bir aşı üretimi için çalışmalar yapılması. CDC'ye göre aşağıdaki ölçütleri karşılayan hospitalize hastalarda influenzavirus A H5N1 infeksiyonu yönünden test yapılması gerekmektedir: a. Radyolojik olarak kanıtlanmış pnömoni, akut solunum sıkıntısı sendromu (ARDS) ya da başka bir tanı konulmamış ağır solunum yolu rahatsızlığı ve b. Belirtilerin başlamasından önceki 10 gün içinde kümes hayvanlarında ve/veya insanlarda belgelenmiş H5N1 kuş gribi olan bir ülkeye seyahat öyküsü. Aşağıdaki ölçütlere uyan hospitalize ya da ayaktaki hastalarda ise kuş gribi (H5N1) yönünden test yapılması için olguya göre karar verilmesi önerilmektedir. Vücut sıcaklığının >38°C olduğunun belgelenmesi VE Öksürük, boğaz ağrısı, nefes darlığı yakınmalarından bir ya da birkaçının olması VE Belirtilerin başlamasından önceki 10 gün içinde H5N1’den etkilenmiş bir ülkede kümes hayvanları (örneğin bir kümes hayvanı çiftliğini, evdeki bir kümesi ya da bir kuş pazarını ziyaret etme) ya da bilinen veya kuşkulu bir kuş gribi (H5N1) olgusu ile temas öyküsü. WHO, H5N1'e ilişkin yayımlanmış araştırma bulgularını 8 Temmuz 2004'te özet olarak duyurmuştur. Buna göre virus Çin'in güneyindeki evcil ördeklerde yaygın olabilir; kümes hayvanlarının yanı sıra yabanıl kuşlarda bulunmaktadır; her salgınla insanlarda görülen hastalığın şiddeti daha da artmaktadır ve hastalık insan sağlığı için ciddi bir tehdit haline gelmektedir. Bu özette hastalığı önlemek ve kontrol altına almak isteyen ülkelere yönelik tavsiyeler de yer almaktadır. Avian influenza ya da kuş gribi normalde sadece kuşları nadiren de domuzları etkileyen, virusların neden olduğu, hayvanların bulaşıcı bir hastalığıdır. Hastalık Orthomyxoviridae familyasındaki A tipi Avian Influenza virusu tarafından oluşturulur. Virus Haemoglutinin(H) ve Neurominidase(N) antijenik yakınlıkları temelinde çok sayıda alt tipe ayrılır.15 H (H1-H15) ve 9 Neurominidase (N1-N9) alt tipi mevcuttur. Günümüze kadar virusun H5 ve H7 tipleri Yüksek Patojenitedeki Avian Influenza’ya (HPAI) sebep olmuştur. Bütün kuş türleri hastalığa duyarlı olmakla birlikte evcil kanatlılar enfeksiyona daha hassastır ve hastalık sürü içinde çok hızlı bir şekilde yayılır. Hastalığın kuluçka süresi bireysel olarak hayvanda birkaç saatten 3 güne kadardır. Hastalık 14 gün içinde tüm sürüye yayılır. Kuşlarda bu hastalığın 2 formu vardır. Hastalığın hafif formu olan; Düşük Patojeniteli Avian Influenza (LPAI) hafif solunum sistemi hastalığı, bazen sadece tüylerde kabarma ve yumurta veriminde düşüş ile kendini gösterir. Yüksek Patojeniteli Avian Influenza (HPAI) olarak bilinen hastalığın ikinci formu ilk defa 1878 yılında İtalya’da tanımlanmıştır. Hastalığın bu formu kuşlarda son derece bulaşıcıdır, kısa sürede ve çok yüksek oranda ölüme sebep olur. HPAI’nın ana semptomları; depresyon, iştah kaybı, yumurta veriminde azalma, sinirsel belirtiler, kan dolaşımındaki düzensizlik nedeniyle ibik ve gaga altı kısmında şişlik ve morarma, hırıltılı solunum ve ishaldir. Herhangi bir semptom görülmeksizin de ani ölüm görülebilir. Ölüm oranı tür, yaş, virus tipleri ve çevresel faktörlere bağlı olarak % 100’e kadar ulaşabilir. Domuzlar; domuz influenza virusu yanında kuş ve insan influenza virusları ile de enfekte olabilirler. Enfekte domuzlar öksürük, ateş ve burun akıntısı gibi insanlardakine benzer semptomlar gösterirler. Konu hakkında bilgi edinebileceğiniz diğer siteler; www.gribeson.com/ovcp_new_pages/haberler_alt19.asp www.saglik.gov.tr/default.asp?sayfa=detay&id=636 www.who.org Kaynaklar Dünya Sağlık Örgütü (WHO) Advice to international travellers Assessment of risk to human health associated with outbreaks of highly pathogenic H5N1 avian influenza in poultry (14 Mayıs 2004) Available evidence suggests no need to change the WHO recommended influenza A/H5N1 vaccine prototype strains (20 Haziran 2005) Avian influenza Avian influenza – situation in Indonesia – update 32 (29 Eylül 2005) Avian influenza – situation in Viet Nam - update 4 (19 Ocak 2005) Avian influenza – situation in Viet Nam - update 3 (14 Ocak 2005) Avian influenza – situation in Viet Nam - update 2 (13 Ocak 2005) Avian influenza A(H5N1)- update 34: Situation (human) in Viet Nam (22 Mart 2004) Avian influenza A(H5N1)- update 33: Situation (human) in Thailand Avian influenza A(H5N1)- update 32: Situation (human) in Thailand Avian influenza A(H5N1)- update 31: Situation (poultry) in Asia: need for a long-term response, comparison with previous outbreaks Avian influenza A(H5N1) - update 30: Situation (human) in Thailand Avian influenza A(H5N1) - update 29: Situation (human) in Viet Nam Avian influenza A(H5N1) - update 28: Reports of infection in domestic cats (Thailand), Situation (human) in Thailand, Situation (poultry) in Japan and China Avian influenza A(H5N1) - update 27: Situation (human) in Viet Nam Avian influenza A(H5N1) - update 26:Situation (human) in Thailand and Viet Nam, Situation (poultry) in Asia Avian influenza A(H5N1) in humans in Viet Nam and poultry in Asia - update Avian influenza A(H5N1) in humans and poultry in Viet Nam (13 Ocak 2004) Avian influenza A(H7) human infections in Canada (5 Nisan 2004) Avian influenza - Current evaluation of risks to humans from H5N1 following recent reports (8 Temmuz 2004) Avian influenza - fact sheet Avian influenza Frequently asked questions Avian influenza: food safety issues Avian influenza and human health Report by the WHO Secretariat for 114th Session of the WHO Executive Board Full Text (PDF, 41k) (8 Nisan 2004) Avian Influenza--Necessary precautions to prevent human infection of H5N1, need for virus sharing (16 Temmuz 2004) Confirmed Human Cases of Avian Influenza A(H5N1) Control of avian influenza A(H5N1): public health concerns Cumulative Number of Confirmed Human Cases of Avian Influenza A(H5N1) since 28 January 2004 (29 Eylül 2005) Cumulative Number of Confirmed Human Cases of Avian Influenza A(H5N1) since 28 January 2004 (26 Ocak 2005) Cumulative Number of Confirmed Human Cases of Avian Influenza A(H5N1) since 28 January 2004 (21 Ocak 2005) Cumulative Number of Confirmed Human Cases of Avian Influenza A(H5N1) since 28 January 2004 (19 Ocak 2005) Guidelines for the use of seasonal influenza vaccine in humans at risk of H5N1 infection H5N1 avian influenza: a chronology of key events H5N1 avian influenza – first steps towards development of a human vaccine (12 Ağustos 2005) Influenza Influenza pandemic preparedness plan. The role of WHO and guidelines for national or regional planning. Geneva, Switzerland, April 1999 National Influenza Pandemic Plans Pandemic preparedness Preliminary clinical and epidemiological description of influenza A (H5N1) in Viet Nam Production of pilot lots of inactivated influenza vaccines from reassortants derived from avian influenza viruses. Interim biosafety risk assessment. Recommended laboratory tests to identify avian influenza A virus in specimens from humans (Haziran 2005) Responding to the avian influenza pandemic threat. Recommended strategic actions (2 Eylül 2005) Update on avian influenza in animals in Asia Update on Influenza A (H5N1) and SARS: Interim Recommendations for Enhanced U.S. Surveillance, Testing, and Infection Control WHO consultation on priority public health interventions before and during an influenza pandemic (27 Nisan 2004) WHO guidelines for global surveillance of influenza A/H5 WHO guidelines for the collection of human specimens for laboratory diagnosis of influenza A/H5 infection WHO guidelines for the storage and transport of human and animal specimens for laboratory diagnosis of influenza A/H5 infection WHO Guidelines on the Use of Vaccines and Antivirals during Influenza Pandemics WHO interim recommendations for the protection of persons involved in the mass slaughter of animals potentially infected with highly pathogenic influenza viruses WHO laboratory biosafety guidelines for handling specimens suspected of containing highly pathogenic avian influenza A/H5 virus WHO laboratory guidelines for the collection of animal specimens for diagnosis of influenza A/H5 infection WHO manual on animal influenza diagnosis and surveillance WHO reference laboratories for diagnosis of influenza A/H5 infection WHO urges prompt action on avian influenza outbreaks (9 Temmuz 2004) Weekly Epidemiological Record (WER) Outbreak News: Avian influenza A(H5N1) (13 Şubat 2004) Dünya Hayvan Sağlığı Örgütü (OIE) Avian Influenza Avian influenza: methods for the disease control Centers for Disease Control and Prevention (CDC) Advice for Travelers: Precautions for Travel to Countries Reporting H5N1 Avian Influenza (Bird Flu) Outbreak Avian Influenza Infection in Humans (7 Aralık 2004) Basic Information About Avian Influenza (Bird Flu) Embargo of Birds from Specified Southeast Asian Countries Information about Influenza A H7 Viruses Interim Guidance about Avian Influenza for Americans Living Abroad Interim Guidance for Airline Flight Crews and Persons Meeting Passengers Arriving from Areas with Avian Influenza Interim Guidance for Protection of Persons Involved in U.S. Avian Influenza Outbreak Disease Control and Eradication Activities Interim Recommendations for Infection Control in Health-Care Facilities Caring for Patients with Known or Suspected Avian Influenza Outbreaks in North America Recent Avian Influenza Outbreaks in Asia (14 Ocak 2005) Transmission of Influenza A Viruses Between Animals and People Update on Influenza A(H5N1) and SARS: Interim Recommendations for Enhanced U.S. Surveillance, Testing, and Infection Control Update on SARS and Avian Influenza A (H5N1) (10 Haziran 2004) Updated Information for Travelers about Avian Influenza A (H5N1) (14 Temmuz 2004) Morbidity and Mortality Weekly Report (MMWR) Outbreaks of Avian Influenza A (H5N1) in Asia and Interim Recommendations for Evaluation and Reporting of Suspected Cases --- United States, 2004 (13 Şubat 2004) Cases of Influenza A (H5N1) --- Thailand, 2004 (13 Şubat 2004) Emerging Infectious Diseases The Next Influenza Pandemic: Lessons from Hong Kong, 1997 (Mart-Nisan 1999) British Medical Journal (BMJ) Chinese avian influenza (31 Ocak 1998) WHO investigates possible human to human transmission of avian flu (7 Şubat 2004) Mortality from avian flu is higher than in previous outbreak (14 Şubat 2004) J. Parry HTML I PDF Scientists have uncovered the structure of 1918 flu virus (14 Şubat 2004) D. Singh HTML I PDF WHO warns that avian flu could still be in the environment (21 Şubat 2004) J. Parry WHO confirms avian flu infections in Canada (17 Nisan 2004) B. Kermode-Scott HTML I PDF Tackling the next influenza pandemic (12 Haziran 2004) R. D Balicer, M. Huerta, I. Grotto HTML I PDF Research confirms human to human transmission of avian flu (29 Ocak 2005) Officials report first Cambodian case of avian flu (5 Şubat 2005) J. Parry HTML I PDF Canadian Medical Association Journal (CMAJ) Avian influenza (10 Şubat 1998) The high impact of an influenza pandemic (2 Mart 2004) D. Skowronski HTML I PDF Avian flu: WHO prepares for the worst (2 Mart 2004) M. Andresen HTML I PDF Avian influenza outbreak: update (2 Mart 2004) E. Weir and Others HTML I PDF Clinical Microbiology Reviews Pandemic Threat Posed by Avian Influenza A Viruses (2001; 14:129-49) PDF New England Journal of Medicine (NEJM) Avian Influenza A (H5N1) in 10 Patients in Vietnam Abstract I Full Text (PDF) (18 Mart 2004) Crossing the Species Barrier -- One Small Step to Man, One Giant Leap to Mankind Full Text (PDF) (18 Mart 2004) Probable Person-to-Person Transmission of Avian Influenza A (H5N1) Abstract (27 Ocak 2005) Haber Sağlık Kuş gribi Vietnam'da etkisini sürdürüyor (29 Ocak 2005) Center for Infectious Disease Research and Policy www.wikipedia.org www.cidrap.umn.edu/cidrap/content/influe...e-count/avflucount.h www.tvetvakfi.org.tr/

http://www.biyologlar.com/kus-gribi-tavuk-vebasi

Hepatit Nedir

Hepatit karaciğerin iltihabıdır ve insan vücudunda bir çok olumsuz bulguya yol açar. Hepatitlerin bazıları virüslere bağlı , bazıları da değildir. Bazı toksik ilaçlar ve bağışıklık sistemi ( immün sistem ) bozukluklarıda karaciğer iltihabına neden olabilir. Hepatitlerin en çok rastlanan türü, virütik olanlardır. "Hepatit" terimi ile işte bu "viral hepatit"ler söylenmek istenmektedir. Karaciğerin taze, alevli iltihabına "Akut Viral Hepatit", 6 aydan fazla sürmesi haline ise "Kronik Viral Hepatit" adı verilmektedir. Her sarılık Hepatit midir ? Türkiye'de halk arasında, viral hepatitle, sarılık özdeşleştirilir ve her sarılık "viral hepatit" zannedilir. Halbuki sarılık bir hastalık değil belirtidir. Birçok hastalık, sarılık ( belirtilerine ) neden olabilir. Örneğin, ana safra kanallarında taş olması sarılığa neden olabilir. Ancak viral hepatit'le hiçbir ilgisi yoktur ve bulaşmaz. Yeni doğanlarda rastlanan sarılığı da hepimiz biliriz. Bu tür sarılığın da "viral hepatit"le bir ilgisi yoktur ve bulaşmaz. Hepatit yapan nedenler nelerdir ? En başta; Virüsler (A,B,C,D ender rastlanan E,F,G gibi) Toksik kimyasal maddeler (Karbon tetraklorür , vinylchlorür gibi) Bazı ilaçlar ( örneğin tüberküloz tedavisinde kullanılan İNH, bazı sinir hastalığının tedavisinde kullanılan chlorpromazin gibi ) ve özellikle batı ülkelerinde daha fazla görülen alkol Bazı mikroplar (Tüberküloz, brucella) Radyasyon; Genetik olarak geçen nadir hastalıklar , demir depolama hastalığı ( Hemokromatozis ) ( irsi olarak geçen, başta karaciğerde olmak üzere demir birikmesiyle organ hasarına yol açan ender bir hastalık ), bakır depolama hastalığı ( Wilson hastalığı ) ( bakır metabolizması bozukluğu nedeniyle özellikle karaciğerde ve gözün kornea tabakasında bakır depolaması ile karaciğerde hasara neden olan ender bir hastalık ). Hepatit A Virüsü Hepatit A virüsü (HAV) fekal ve oral yollardan bulaşır. Kontamine sular sık rastlanan bir enfeksiyon kaynağıdır. HAV göl sularında 4 haftaya kadar enfeksiyöz olma özelliğini korur. Kuluçka süresi 14-15 gündür. Parenteral bulaşma istisnadır. Yaşam standardının yükselmesi ve hijyen koşullarının iyileşmesine bağlı olarak toplumun kontaminasyonu geçtiğimiz on yıllar içinde önemli ölçüde azalmıştır. Hepatit A'ya karşı antikorlar 18 yaşın altındakilerin % 5'inden azında, ve 70 yaşın üzerindekilerin % 75'inden fazlasında bulunur. TANI Antijen: Hepatit A virüsü, prodrom döneminde dışkıda gösterilebilir. Kanda genellikle gösterilemez çünkü aşikar hastalık döneminde virüs replikasyonu sona ermiştir. Bu nedenle söz konusu antijen için dışkıda veya kanda yapılan elektron optik veya immunolojik testler bilimsel çalışmalar dışında endike değildir. Antikorlar: IgM sınıfı spesifik antikorlar infeksiyon sonrasında 14 gün daha saptanabilir. IgM sınıfı antikorlar birkaç gün sonra ortaya çıkar. Bir kural olarak, IgG ve IgM sınıfı antikorlar aynı zamanda gösterilir. Bunlar mevcutsa ve hepatitin klinik kanıtları varsa, varlığı hepatit A'yı gösteren IgM sınıfı antikorlar için bir test yapılır. KLİNİK GİDİŞ Olguların % 99'dan fazlasında hepatit A 3 ay içinde spontan olarak iyileşir. Olguların % 0.1'inden azında fulminan hepatit görülür. Sarılık, olguların % 90 kadarında vardır. Yüzde 95'inden fazlasında transaminaz eğrileri bir zirve yapar ve hızla normale döner. Fulminan hepatitten sonra gürültüsüz bir karaciğer sirozu gelişebilir. TEDAVİ Spesifik tedavi yoktur. Fulminan hepatitte yoğun tıbbi tedavi endikedir. Komplike olmayan olgularda medikal zeminde kesin yatak istirahati gerekli değildir. PROFİLAKSİ Endemik bölgelere seyahat edenler için aktif aşılama ile profilaksi yapılabilir. Başlangıçta 1ml enjeksiyonu takiben 2-4 hafta ve 6-12 ayda enjeksiyonlar uygulanır. Aşılamanın başarı oranı %95'in üstündedir. Gamma globulin preparatları ile pasif inokülasyon (0.1 ml/kg vücut ağırlığı veya 5.0 ml im) bugün nadiren endikedir. Enfeksiyon ortaya çıkmış olduğundan ev koşullarında bu uygulama genellikle başarılı olmaz. Bulaşmayı önlemek için hijyen koşullarını düzeltici önlemlere derhal uyulması önerilir. Hijyen önerilerine sıkı bir şekilde uyulması ve aktif aşılama en iyi profilaksidir. Hepatit B Virüsü BULAŞMA HBV enfeksiyonu bütün dünyada hepatitin en sık nedenidir. Özellikle üçüncü dünyada bu virüsün semptomsuz taşıyıcılarının sayısı 200-300 milyon arasında olup, bunların çoğu enfeksiyonu vertikal olarak edinmiştir. Almanya'da yeni enfeksiyon insidansı yılda 100 bin kişide 35'dir. Geçmişte kan transfüzyonları en sık bulaşma nedeni iken, günümüzde transfüzyon ünitesi başına bulaşma riski % 0.4'ten düşüktür. Yeni enfeksiyonlar öncelikle yüksek risk gruplarında (ilaç bağımlılığı, çok eşlilik) görülür. HBsAG pozitif hastaların partnerleri arasında hepatit B enfeksiyonu prevalansının yüksek oluşu, cinsel yolla bulaşabileceğin göstermektedir. Kuluçka süresi 4-6(9) aydır. Çok yüksek virüs yoğunluğu durumunda az miktarda kan bile bulaşma için yeterlidir. YAPI Hepatit B virüs hepadnavirüsler ailesine dahil bir DNA virüsüdür. Çapı 42 nm'dir. Virüsün yüzeyinde 3 ayrı yüzey antijeni vardır. Nükleokapsid proteini DNA ile birliktedir. ve P geninin ürünüdür. HBe antijeni HBcAG'nin büyük parçaları ile sekansiyel homoloji gösterir. TANI Antijenlerin gösterilmesi: HBsAg enfeksiyondan sonra 2-8 hafta içinde pozitifleşir ve olguların çoğunluğunda enfeksiyondan 4 ay sonra serumda gösterilemez. Akut hepatitte e-antijenleri serumda yalnızca kısa bir süre bulunur. Kronik hepatit veya karaciğer sirozunda bu antjenler viral replikasyonun devam ettiğinin bir işaretidir. Antikorlar: Anti-HBs antikorları nomalde HBsAg serumdan kaybolduktan sonra ortaya çıkar. Birçok olguda HBsAg bulunmaz ve anti-HBs henüz üretilmemiştir. Bu olgularda serumda anti-HBc aranması önemlidir çünkü daha erken dönemde oluşur. IgM sınıfından anti-HBc-antikorları test edilerek akut enfeksiyonun kesin tanısı yapılabilir. Bu test akut enfeksiyon ile viral persistansı olan kronik aktif hepatitin ayırt edilmesini sağlar. HBeAg'nin kanıtı olarak anti-HBe'nin belirlenmesi önemlidir. HBV-DNA: Serumda veya dokuda DNA testi, rezidüel enfeksiyözitenin araştırıldığı bireysel olgularda endikedir. HBsAg-pozitif ama HBeAg-negatif ve anti-HBc-pozitif hastalarda DNA testi önemlidir. Bu gibi hastalar uzun süre non-enfeksiyöz olarak kabul edilmiştir. Spot hibridizasyon ve polimeraz zincir reaksiyonu testleri HBV-DNA içeren komple Dane partiküllerini gösterebilmiştir. KLİNİK GİDİŞ Klinik gidişe ilişkin kapsamlı araştırmalar hepatit B enfeksiyonlarının %90 ının daha sonra herhangi bir olaya yol açmadan spontan olarak iyileştiğini göstermektedir. Enfekte kişilerin % 1'den azında fulminan hepatit gelişmektedir. Olguların % 10'undan azında kronik bir form (kronik persistan veya kronik aktif hepatit) ortaya çıkmaktadır. Enfekte olanların % 1'den azında karaciğer sirozu gelişmektedir. Primer karaciğer karsinomu esasen kronik gidişli formlarda, özellikle hepatit C virüsü ile koenfeksiyon veya alkol kullanımı gibi ilave bir hasarlayıcı faktör olduğunda görülmektedir. TEDAVİHepatit B için spesifik ilaç tedavisi yoktur. Yatak istirahatinin hastalığın gidişi üzerinde bir etkisi bulunmamaktadır. Hastalara kendilerini fiziksel olarak aşırı yormamaları söylenmektedir. Hepatit B enfeksiyonlarının interferon ile tedavi endikasyonu yoktur. Kronik aktif hepatitte interferon-α olguların % 35-40'ında virüs eliminasyonu sağlar. KORUNMA Hastalığa maruz kalınmasını (örneğin enjektor iğnesi batması) takiben pasif bağışıklama için hiperimmun serumlar mevcuttur. Bunlar 0.1 ml/kg vücut ağırlığı veya toplam 5 ml dozunda ilk 12 (36) satte verilmelidir. Pasif bağışıklamadan önce potansiyel olarak enfekte kişide hepatit B tanısı yapılarak alıcının anti-HBs pozitif olmadığı veya 'donör' ün HBsAg negatif olmadığı bulunmalıdır. Ayrıca eşzamanlı olarak aktif bağışıklamada da endikedir. Aktif bağışıklama için saflaştırılmış, insan plazmasından gen teknolojisi ile üretilmiş aşılar mevcuttur. Aktif bağışıklama 4 hafta ve 6 ayda tekrarlanır. Aşılamanın sonucu anti-HBs'nin gösterilmesi ile değerlendirilir.Aşılama titresi 100 IU'nun üzerinde olmalıdır; eğer değil ise aşılamanın tekrarlanması gerekir. Hepatit C Virüsü (HCV) Hepatit C virüs antikorlarının rastlanma oranı ülkeler arasında farklılıklar göstermektedir. Bu oran % 0.4 ile % 3.8 arasında değişmektedir. Bazı çalışmalarda antikorların erkeklerde kadınlardan çok daha fazla olduğu bulunmuştur. Sosyo ekonomik şartları kötü olan toplumlarda kontaminasyon (bulaşma) çok yüksek olabilir. Eşcinseller veya HIV pozitif hastalar gibi yüksek riskli gruplarda antikor bulunma sıklığı eşdeğer ortalama popülasyona göre % 10 kadar daha fazladır. Kan ve kan ürünleri, bilinen bir bulaşma yoludur. Diğer yollar kanıtlanmamıştır. Enjeksiyonlar ile kaza sonucu bulaşma riski % 3 gibi düşük bir düzeydeir, buda kandaki Hepatit C Virüsü sayısının düşük olması ile açıklanmıştır. Cinsel temas sırasında bulaşma riski çok düşüktür. Bulaşma yolu genellikle belirgin değildir. Kuluçka süresi 2 hafta ile 6 ay arasındadır. Yapı, TanıHepatit C virüsünün elektron-optik resimleri yoktur. Bunun nedeni serumda virüs sayısının düşük olmasıdır. Hepatit C etkeni ajan, tek sarmallı RNA virüsleri grubundadır. Enfekte kişinin (mikrop taşıyan) serumunda virüs sayısının çok düşük düzeyde bulunmasından dolayı immünolojik testlerin duyarlılık sınırı altında olduğundan antijenlerin doğrudan gösterilmesi mümkün değildir. Ancak 2. ve 3. kuşak ELİSA testleri, Hepatit C virüs antijeni için spesifik antikorların gösterilmesi amacıyla kullanılmaktadır. 2. ve 3. kuşak testler kullanılarak 4-6 hafta sonra antikorlar gösterilebilir. Ancak bazı olgularda bu, 4-9 aya kadar gecikebilir. Hepatit C'nin klinik gidişi, Vakaların % 30-90'ında kronikleşme ile ve % 5-30 kadarında karaciğer sirozu ile kendini belli eder. Çeşitli kronik karaciğer hastalıklarında Hepatit C virüsünün rolü henüz açıklığa kavuşmamıştır. Birçok karaciğer sirozu tiplerinde anti-HCV (Hepatit C Virüsü) gözlenmiştir. Hatta bu oran alkolik karaciğer sirozunda bile % 27 olarak bulunmuştur. Spesifik tedavisi yoktur. Aktif bağışıklama bulunmamaktadır. Pasif bağışıklamanın ise başarı oranlarına ilişkin güvenilir çalışmalar henüz yoktur. Bu bölümde yer alan bilgiler tamamen bilgi amçlıdır, böylebir probleminiz var ise lütfen Doktorunuza danşın...

http://www.biyologlar.com/hepatit-nedir

DNA ikileşmesi nedir

DNA ikileşmesi, Replikasyon, DNA çoğalması ya da DNA sentezi, hücre bölünmesi öncesinde çift sarmallı DNA'nın kendini kopyalanması işlemidir. Günümüzde yapılan araştırmalar sonucu, aynı tip hücrelerde DNA'nın kimyasal özelliğinin ve toplam mktarının nesilden nesile değişmeden aktarıldığı bilinmektedir. Buna göre DNA'nın tüm özellikleri aynı ata hücreden gelen benzer hücrelerde aynı kalmak zorundadır. Bu yüzden ister prokaryotik ister ökaryotik olsun her bir hücre mitoz bölünmeye hazırlanırken, DNA'lar kural olarak tüm uzunlukları boyunca bir ucundan diğer ucuna doğru kendilerini ikiler. Watson ve Crick'in 1953'de yayımladıkları makaleleri, ikili sarmalın nasıl kendini eşleyeceği konusunda fikir vermektedir. "Yarı-saklı (semikonservatif) çoğaltma" olarak bilinen bu modelin geçerliliği o zamandan buyana değişmemiştir. Çoğalmanın genel tarzı açıklık kazandıktan sonra araştırmalar, DNA sentezinin tüm ayrıntıları üzerine yoğunluk kazanmıştır. Günümüzde bilinen, DNA'nın kendini eşlemesi için sayısız enzim ve birçok proteine gerek duyduğudur. Sentez sırasındaki olayların karmaşıklığı bu araştırma alanının son derece aktif kalmasını sağlamıştır. Konu başlıkları 1 DNA kendini yarı-saklı eşlemeyle çoğaltır 2 Tarihte 3 DNA'nın Yapısı 4 DNA Replikasyonu 5 İkileşme Orjini ve Çatalı 6 Prokaryotlarda DNA ikileşmesi 6.1 Replikon, oriC ve ter 6.2 DNA Polimeraz I, II ve III 7 Ökaryotlarda DNA ikileşmesi 8 Dış Bağlantılar  DNA kendini yarı-saklı eşlemeyle çoğaltır  Watson ve Crick, sarmal açlıldığı takdirde, iki atasal zincir boyunca sıralanan bazların eşlenebilecekleri proteinleri kendilerine çekebileceklerini önermişlerdir. Buna göre, bazlar hidrojen bağlarıyla kendine uygun olan (örn. Adenin-Timinle, Guanin-Sitozinle) bazı çeker ve eşleşir. Her iki kalıp boyunca bu nükleotitler kovalent bağlarla polinükleotit oluşturdukça, birbiriyle özdeş iki DNA zinciri oluşacaktır. Kopyalanan her bir DNA molekülünde bir "eski" bir "yeni" zincir bulunacağından, bu tip bir çoğalma "yarı-saklı (semikonservatif) replikasyon" olarak tanımlanır. DNA kopyalanması için, yine atasal zincirlerin kalıp olarak görev görmesine dayanan iki ayrı yol daha düşünülmüştür. Bunlar; Saklı (konservatif) replikasyon; tamamlayıcı polinükleotit zincirleri yine aynı şekilde sentezlenir, ancak burada iki yeni zincir biraraya gelirken, atasal eski zincirler tekrar birleşir. Orjinal sarmal bu şeklide "korunur". Parçalı (dispersif) replikasyonda; atasal zincirler kopyalama sırasında kırılır ve kırılan DNA parçaları iki yeni çift sarmal içinde dağılır. Böylece her bir zincirde hem yeni hem eski DNA bulunur. Üç olasılık içinde en karmaşık olan yol bu olduğu için, gerçekleşme ihtimali en zayıf olandır. Ancak, deneysel olarak teoride olması mümkündür. Her üç modelde baz eşlenikliğine dayandığı halde, yarı-saklı çoğalma en doğru olanıdır. Tarihte  1958'de Meselson ve Stahl E.Coli 'de yeni sentezlenen bir DNA'nın bir yeni bir de eski zincir içerdiğini göstererek yarı-saklı çoğalma konusundaki sorunu çözmüşlerdir. Taylor, Woods ve Hughes, baklanın kök uçlarıyla yaptıkları deneyde ökaryotlarda da yarı-saklı çoğalma olduğunu göstermişlerdir. Aynı dönemde Kornberg, E.Coli 'den DNA Polimeraz I'i saflaştırmıştır. Kalıp ve öncü nükleozit trifosfatların bulunduğu ortamda, bu enzimin in vitro DNA sentezi yapabileceğini göstermiştir. Daha sonra DNA Polimeraz II ve III izole edilmiş ve polimeraz III, in vivo DNA kopyalanmasından sorumlu enzim olarak tanınmıştır. DNA'nın Yapısı  Ana madde: DNA DNA, tüm hücrelerde bulunan, nesilden nesile aktarılabilen çift bir moleküldür. Bu çift molekül, bir sarmaşığın dalları gibi birbiri çevresinde dönerek bir sarmal oluşturur. Sarmaşık dalına benzer her molekül, bir DNA "ipliği"dir. Bu iplikler birbirlerine kimyasal olarak bağlanmış nükleotitlerden oluşur. Nükleotitler ise bir şeker, bir fosfat ve bir de dört çeşit azotlu bazlardan birisinden oluşur. Bu dört çeşit baz, Adenin, Timin, Sitozin ve Guanindir. Sırası ile A, T, C ve G harfleri ile kısaltılırlar. Her baz diğer bazların yalnızca bir çeşidi ile hidrojen bağları kurabilir, kural olarak; A ile T, C ile ise G bağ kurabilir. DNA Replikasyonu  DNA molekülünün ikileşmesinde, sarmalın kollarnı birbirine bağlayan zayıf hidrojen bağları fermuar gibi açılır; her iki kolda, eşlerinden ayrılan pürin ve pirimidin uçlarını açıkta bırakır. Hücrenin sitoplazmasında bulunan çeşitli nükleotitlerin iki kol açıldıkça, kollarda bulunan uygun bazların karşılarına gelmeleriyle kendini eşleme başlamış olur. DNA'nın ikili sarmalı birbirinden ayrıldığı zaman, kural olarak Adenin grubu Timin grubuyla, Guanin grubuysa Sitozin grbuyla birleşerek yerlerini alırlar. Diğerleri uymadıkları için geri çevrilirler. Yine aynı şekilde, eski zincirdeki Adeninler Timinlerle, Sitozinler Guanin gruplarıyla ikili sırayı tamamlamak için birleşirler. Bütün nükleotitler eşlendiğinde ise, yeni zincir oluşturulmuş, DNA kendini eşlemiştir. Kopyalanan yeni DNA iplikleri tamamen aynıdır, ancak nadiren çoğalmadaki hatalar nedeniyle kopyalama mükemmel olmaz İkileşme Orjini ve Çatalı  Ana madde: İkileşme çatalı Kromozom üzerinde replikasyonun başladığı bölge "replikasyon orjini" olarak adlandırılır. Kromozom üzerinde replikasyonun olduğu noktada sarmala ait zincirlerin açılmasıyla meydana gelen çatala "replikasyon çatalı" denir. Bu çatal, önce sentezin orjin noktasında meydana gelir ve replikasyon devam ettikçe ilerler. Replikasyon çift yönlü ise, orjinden itibaren zıt yöne doğru ilerleyen iki replikasyon çatalı oluşur. Replikasyonun orjini ve yönü ile ilgili kanıtlar açıktır. Prokaryotlarda DNA ikileşmesi  Ana madde: Prokaryotlarda DNA ikileşmesi DNA replikasyonunda, ikili sarmal açılır ve sentezin başladığı yer olan replikasyon çatalı oluşur. Proteinler açılan sarmalı kararlı kılar ve replikasyon çatalının önünde oluşan sarılma gerilimini hafifletirler. Sentez, kalıp boyunca belirli bölgelerden RNA Primazın, DNA Polimeraz III'ün polimerizasyonu başlatabileceği serbest 3'-OH ucunu sağlayan kısa bir RNA parçasını sentezlemesiyle başlar. İkili sarmalın antiparalel yapısından dolayı polimeraz III, kesintili zincirde 5'-3' yönünde sürekli DNA sentezi yapar. Kesintili zincir denen karşı zincirde kısa Okazaki fragmanları sentezlenir ve bu fragmanlar daha sonra DNA Ligaz ile birleştirilir. DNA Polimeraz I, RNA primerini uzaklaştırır ve yerine DNA sentezler, ortaya çıkan polinükleotidler (DNA parçaları) DNA Ligaz ile birleştirilir. DNA replikasyonunda yer alan birçok molekülü etkileyen pekçok mutant bakteri ve faj genlerinin izole edilmesi, tüm replikasyon işleminin karmaşık genetik kontrolünün aydınlanmasına yardımcı olmuştur. Replikon, oriC ve ter  Cairns, izotoplar kullanarak, otoradyografi yöntemiyle replikasyonu izlemiş ve E. coli'de replikasyonun tek bir noktadan (orjinden) başladığını göstermiştir. Bu özgül bölgeye oriC denilmiştir. Bu bölgenin konumu E. coli üzerinde haritalanmış ve 245 baz içerdiği saptanmştır. Bu konuda yapılan başka araştırmalarda da, replikasyonun iki yönlü olduğu ve oriC'nin her iki yönünde hareket ettiği gösterilmiştir. Bu durumda replikasyon ilerledikçe ayrı yönlere doğru birbirinden uzaklaşan iki replikasyon çatalı oluşturur. Bu çatallar tüm kromozom yarı-saklı eşleştikten sonra, "ter" olarak adlandırılan sonlanma bölgesinde birbiriyle birleşir. Bir orjinden replikasyon başladıktan sonra eşleşen DNA'nın uzunluğunun bir birim olduğunu belirten terim "replikon"dur. Buna göre, bakteriyofaj ve bakterilerde DNA sentezi bir noktadan (oriC), başlayıp bir noktada (ter) biter. Bakteriler, tek ve büyük bir kromozoma sahip oldukları için, kromozomun tümü bir "replikon"dur. DNA Polimeraz I, II ve III  Replikasyonun yarı-saklı ve iki yönlü olduğu anlaşıldıktan sonra, birçok moleküler çalışma DNA kalıbı üzerinden tamamlayıcı uzun polinükleotit zincirlerinin gerçek sentezinin nasıl olduğunu anlamaya yönelmiştir. Bu çalışmalarda kullanılan mikroorganizmalarda, sentezde gerekli olan, DNA Polimeraz I, II ve III olarak bilinen enzimlerin varlığı görülmüştür. (bkz. DNA Polimeraz) Ökaryotlarda DNA ikileşmesi  Ana madde: Ökaryotlarda DNA ikileşmesi J.H. Taylor, P.Woods ve W.Hughes; 1957'de ökaryotlarda da replikasyonun yarı-saklı olduğunu gösteren kanıtı sunmuşlardır. Vicia faba (bakla) bitkisinin kök uçlarıyla yaptıkları deneyde DNA'yı 3H-timidin ile işaretleyip, otoradyografisini çekmişler ve replikasyonu izlemeyi başarmışlardır. Buradaki replikasyonun yarı-saklı olduğunu kanıtlamışlardır. Ökaryotlardaki DNA replikasyonu prokaryotlardakine benzer ancak daha karmaşıktır. Her iki sistemde de DNA ikili sarmalı "replikasyon orjini"nden açılarak iki "replikasyon çatalı" meydana gelir. DNA polimerazın yönlendirdiği sentez, kesintisiz zincirde ve kesintili zincirde çift yönlü olarak devam eder. Prokaryotlardan en önemli fark olarak, ökaryotlada birçok "replikasyon orjini" ve sentezi yönlendiren daha farklı DNA Polimerazlar bulunmasıdır. Bunun nedenleri şöyle açıklanır: Ökaryotlarda, prokaryotlara göre daha fazla gen vardır. Ökaryotik polimerazın saniyede 50 nükleotit olan okuma hızı, prokaryotik polimeraza göre 20 kat yavaştır. Çoklu replikasyon orjini ile ilk bulguların çoğu bir maya olan Saccharomyces cerevisiae'den elde edilmiştir. Mayadan elde edilen bu repliksyon orjinlerine "özerk replike olan diziler" (ARS) denir. Hücre döngüsünün G1 fazı sırasında bütün ARS dizilerine bazı protein grupları bağlanır ve "orjin tanıma kompleksi" (ORC) meydana gelir. Bu tanıma kompleksleri G1 fazında oluştuğu ve S fazından önce sentez başlamadığı için, sentezin gerçek başlama sinyalinde yer alan daha başka pronteinler de bulunmaktadır. Bu proteinlerin en önemlileri özgül kinazlardır. Kinazlar, hücre döngüsünün ayrılmaz bir parçası olan fosforilasyonun kilit enzimleridir. Kinazlar, ORC'ye bağlandıklarında, DNA polimerazın bağlanmasına açık olan bir "ön tanıma kompleksi" (pre-RC) oluşur. pre-RC'ye bağlanacak DNA polimerazlar, ökaryotik replikasyonun en karmaşık yönüdür. Buna göre, 6 farklı tipte DNA polimeraz formu saflaştırılıp, çalışılmıştır: Polimeraz α (alfa), β (beta), γ (gamma), δ (delta), ε (epsilon) ve ζ (zeta) (bkz. DNA polimeraz) Ökaryotlarda doğrusal kromozom uçlarının (telomerler) replikasyonda ortaya çıkan özel sorun, RNA içeren özgün bir enzim olan telomeraz enzimiyle çözülür. Genetik moleküller arasındaki rekombinasyon, DNAlglfrglelglergleplgperogpeorogrep zincirlerini kesen, tekrar sıraya koyan ve tekrar birleştiren bir dizi enzim varlığına dayanır. Gen dönüşümü olayı, bu değiş-tokuşlar sırasında yanlış eşleşme onarımı ile gerçekleştirilen sentez ile en iyi şekilde açıklanabilir.

http://www.biyologlar.com/dna-ikilesmesi-nedir

WATSON-CRICK DNA MODELİ

Bir tek hücre ya da organizmanın tüm hücrelerinin biyolojik etkinlikleri,DNA’dan RNA’ya ve RNA’dan proteine aktarılan genetik bilgi akışıyla gerçekleştirilir.Genetik bilgi,bir hücreden diğerine veya bir organizmadan diğerine genler ile taşınır. Genlerin ve nükleik asitlerin uzunlukları değişkendir.70-90 nükleotitten oluşan bir nükleik asit bir tRNA molekülünü oluştururken yüz milyon nükleotit ile bir ökaryotik kromozomunu oluşturabilir.Bilinen tüm organizmaların ve virusların çoğunun genetik materyali DNA’dır.Birkaç virus RNA genomu içermesine karşın,genetik işlevi yönünden değil yalnızca bazı kimyasal özellikleri yönüyle DNA genomundan farklılık gösterir. NÜKLEİK ASİT BİLEŞENLERİ Nükleik asitlerin altbirimleri (yapıtaşları) nükleotitlerdir. Herbir altbirim;azotlu bir baz, 5 karbonlu bir (pentoz) şeker ve fosfat grubundan oluşur.Bazlar, iki halkalı purin ve tek halkalı pirimidin olmak üzere iki gruba ayrılır.Adenin (A) ve guanin(G), purin baz olarak hem DNA hem de RNA’nın yapısında yeralır.Sitozin (C) hem DNA hem de RNA’da, timin (T) ise yalnızca DNA’da bulunan pirimidin bazlardır.RNA’da timinin yerini diğer bir pirimidin-urasil(U) almıştır.Molekül olarak timin ve urasil,timinin 5.pozisyonunda (C5) metil grubu (CH3) içermesiyle farklılık gösterir . Purin (A,G) bazlarının N9’dan ve pirimidin (C,T ve U) bazlarının N1’den pentoz şekerin N1 pozisyonuna  B-N glikozid bağ ile bağlanmasından nükleozidler oluşur.Nükleik asitlerin  DNA (deoksiribonükleik asit) ve RNA (ribonükleik asit) olarak adlandırılması, nükleozidin yapısındaki şekerin 2’ pozisyonunda OH grubunun varlığı (bu durumda riboz) veya yokluğundan (deoksiriboz) kaynaklanır.Şekerde (C2’ pozisyonunda) OH’ın olmaması nedeniyle DNA’daki nükleozidler deoksiadenozin,deoksiguanozin,deoksisitidin ve deoksitimidin olarak,RNA’dakiler ise adenozin,guanozin,sitidin ve uridin olarak adlandırılır.Ancak bir RNA  olan tRNA’nın yapısında timin bulunur.Bu farklılık ribotimidin olarak belirtilir.Nükleotitler,nükleozidlerin fosfat esterleridir.Nükleik asitlerdeki herbir nükleotit birimi, biri C5’-OH,diğeri C3’-OH gruplarıyla esterleşmiş fosfat grupları içerir.Deoksiribonükleotitler DNA’nın, ribonükleotitler RNA’nın yapıtaşlarıdır.Nükleozid yapısında yeralan şekerler birden fazla OH grubu içerdiğinden deoksiribonükleotitler 3’ ve 5’, ribonükleotitler ise 2’,3’ ve 5’ fosfat esterleri oluşturabilir.Bu kimyasal özelliğe uygun olarak adenozin 5’ fosfat, 5’-ribonükleotit (adenilik asit ya da kısaca  AMP) olarak tanımlanırken, deoksisitidin 3’-fosfat ise,  3’-deoksi(ribo)nükleotit (sitidilik asit veya kısaca dCMP) olarak  tanımlanabilir. Eğer nükleotidin şeker birimi üzerinde iki tane fosfat mono esteri varsa nükleozid bifosfat (örneğin, guanozin 3’-5’ bifosfat), pirofosforik asitin nükleozid mono esteri  (pirofosfat bağ veya fosfoanhidrit bağ) şeklinde bulunuyorsa nükleozid difosfat (örneğin ADP) denilir.Tripolifosforik asit nükleozid esterleri şeklinde uzatılırsa nükleozid trifosfatlar (örneğin ATP) olarak isimlendirilir.Bir tek fosfat grubu hem C3’-OH hem de C5’-OH grubuyla esterleşerek halkasal nükleotit  oluşur (3’-5’ halkasal nükleotit,kısaca cAMP ya da cGMP gibi).b. NÜKLEOTİT POLİMERİZASYONU VE DNA’NIN BİRİNCİL  YAPISIBir nükleotit 5’- pozisyonundaki fosfatı ile diğer bir nükleotidin 3’-OH grubu arasında fosfodiester bağ oluşturarak birleşirse dinükleotit oluşur.Bu ikili yapının serbest 3’-OH ucuna birkaç nükleotit eklenerek oligonükleotitler, daha fazla sayıda nükleotit eklenerek polinükleotit zincirler oluşturulur.Bir polinükleotit zincir 5’ uçta fosfat, 3’ uçta OH ile sonlanarak DNA ve RNA’nın primer (birincil) yapısını belirler.DNA ve RNA’nın omurgasını şeker ve fosfatlar, genetik bilgi içeriğini ise özgün tip ve sayıdaki bazlar oluşturur .c.WATSON-CRICK BAZ EŞLEŞMESİ VE DNA’NIN İKİNCİL YAPISIMoleküler biyoloji biliminin temeli 1953’de James Watson ve Francis Crick tarafından ilk kez DNA’nın üç boyutlu yapısının bir model olarak açıklanmasıyla atılmıştır: DNA dışta şeker-fosfat omurgası,içte bazların yeraldığı çift sarmal iki polinükleotit zincirden oluşan bir moleküldür.Polinükleotid zincirler  biri 3’-5’,diğeri 5’-3’ yönde antiparaleldir ve zincirler hidrojen bağlar ile birarada tutulurlar.Bir polinükleotit zincirin özgün nükleotit dizilimi diğerinin benzeri değil,tamamlayıcısıdır.Bu nedenle herbir zincir kalıp olarak diğerinin özgün nükleotit diziliminin de belirleyicisidir.Bu özellik, nükleik asitlerin kalıtım molekülü olarak kopyasının çıkmasını ve aktarılmasını, genetik bilginin RNA’ya ve proteine dönüştürülmesini sağlar. Watson-Crick baz eşleşmesi olarak da tanımlanan bu purin-pirimidin ya da tersi baz eşleşmeleri DNA’nın ikincil yapısını oluşturur.İki polinükleotit zincir A ile T arasında iki, G ile C arasında üç hidrojen bağı oluşturarak birarada tutulur .Hidrojen bağ oluşumu az da olsa enerji salınmasına neden olur.Böylece baz eşleşmesiyle sağlanan küçük enerjiler ve ek olarak hidrofobik etkileşimler, çift sarmalın termodinamik kararlılığını sağlar.Bu nedenle polinükleotitlerin baz bileşimi veya dizilim özelliği serbest enerji değişimini bu da sarmalın kararlılığını etkiler. Fizyolojik  koşullarda genellikle DNA’daki bir baz çifti diğerine yaklaşık 3.4 angström (A ) ve eksene yaklaşık 36o’lik  bir açı yaparak –fosfodiester  bağ ile birleşirler.Böylece DNA’da her 10 baz-çiftini içeren kısım yaklaşık 360o  dönerek 34 Ao  fiziksel uzunlukta bir sarmal oluşturur.Sarmal genellikle sağa dönümlüdür.DNA’da herbir baz çiftinin sarmalın dış yüzeyine yönelik kısımlarında,özgün hidrojen bağ verici veya alıcı gruplardan ve hidrofobik ceplerden oluşan büyük ve küçük oluk şeklinde yapılar bulunur.Bu yapılar ve özgün nükleotit dizilimi,tüm çift sarmal DNA’nın - baştan sona geometrik yapısını ve buradan işlevini etkileyebilir.Örneğin, DNA’nın içinde bulunduğu fizyolojik koşullar değiştiğinde DNA’ya bağlanan düzenleyici proteinlerin bağlanma özelliği de değişerek bu bölgelerde gen etkinliğinin değişmesine neden olurlar d.RİBONÜKLEİK ASİTLER (RNA)Birincil yapıları DNA’ya benzer.5’-3’ şeker fosfat bağlantılı doğrusal dizilmiş nükleotitlerden (A,G,C ve U) oluşur.Ancak DNA’dan, şeker-fosfat omurgasında deoksiriboz yerine riboz,nükleotitlerde timin yerine urasilin yeralmasıyla farklılaşır.Tüm RNA’lar RNA polimeraz enzimiyle DNA’nın kalıp sarmalının belirli bir bölgesinden kopya çıkartılarak sentezlenirler.Birincil yapıları –ribozdaki OH nedeniyle daha az dayanıklıdır.Ancak Watson-Crick baz eşleşimiyle kendi üzerine katlanarak çift sarmal ve saç tokası görünümlü, eşleşmemiş kısımlarda ise tek sarmallı ilmik şeklinde ikincil yapılara dönüşebilirler.Örneğin,tRNA’nın ikincil yapısı bu şekilde oluşur. İkincil yapılar da kendi üzerinde katlanarak ya da diğer moleküllerle üç boyutlu yapılara dönüşmek üzere katlanırlar.RNA moleküllerinin işlevleri DNA’ya göre daha  çok yönlü ve daha karmaşıktır. Örneğin,bazı RNA molekülleri; a-proteinlerin amino asit birimlerinin şifrelerini taşıyarak genetik bilgi akışına aracılık ederler (mRNA) b- Protein sentezi için platform organeli olan ribozomların yapısına katılırlar (rRNA)  c-mRNA’daki şifreyi (kodonları) okuyarak taşıdığı amino asitleri buna uygun şekilde dizilmesini sağlayan adaptör moleküllerdir (tRNA). d- Ribonükleoprotein kompleksleri ya da küçük RNA molekülleri şeklinde düzenleyici molekül olarak iş görürler.      Bunlara ek olarak,kodlayıcı özelliği olmayan ve bir başka RNA’ya komplementer (tamamlayıcı ya da antisens RNA olarak da adlandırılan) kısa  RNA molekülleri de vardır.Bunlar RNA:RNA eşleşmeleri yaparak hedef RNA’nın normal işlevini baskılayan bir repressör olarak da iş görürler.Ayrıca sarmallardan biri RNA diğeri DNA olan RNA:DNA dubleksleri şeklinde çift sarmallar da oluşabilmektedir.Bunlar;     1.RNA polimerazın DNA’dan kopya çıkartması (transkripsiyon) sırasında,2.DNA sentezi öncesi Okazaki parçacıkları şeklinde kısa RNA primer (başlangıç) dizilerinin oluşumu sırasında,  3.Revers transkriptaz enziminin viral RNA’dan DNA sentezlemesi sırasında ortaya çıkmaktadır.Bu tip melez sarmallar in vitro koşullarda da oluşturulmuş ve ısıya bağlı denatürasyonlara karşı (DNA:DNA eşleşleşmelerine göre) daha dayanaklı oldukları gösterilmiştir.       mRNA       mRNA’lar DNA’daki genetik bilgiyi protein sentez organeli olan ribozomlara  aktaran aracı moleküllerdir. Uzunlukları taşıdığı genetik bilgiye göre ve kodlayıcı olmayan (intron) bölgelerine göre değişken olabilir.Prokaryotlarda daha kısa ömürlüdürler ve toplam hücre ağırlığının çok az bir kısmını oluştururlar.Ökaryotik mRNA’lar daha dayanıklıdır.Saatlere varan ömürleri vardır ve toplam hücre ağırlığının %3 kadarını oluştururlar.Prokaryotik hücrelerde DNA, sitoplazmada serbest olarak bulunduğundan (çekirdek zarı bulunmadığından) mRNA sentezi devam ederken mRNA 5’ uçtan ribozoma bağlanır ve aynı anda protein sentezi yapılabilir.Ökaryotik hücrelerde ise tüm RNA’lar çekirdekte sentezlenir Protein sentez öncesi bazı değişiklikler geçirerek olgunlaşır ve daha sonra sitoplazmaya aktarılırlar.       Aktif bir genden binlerce RNA kopyası oluşturulabilir.Herbir mRNA molekülü de binlerce polipeptide dönüştürüldüğünden küçük bir DNA bölgesinde bulunan genetik bilgi,böylece özgün bir proteinin milyonlarca kopyasının sentezini sağlayabilir.Örneğin,ipek böceğinin herbir ipek salgı hücresi tarafından ipeğin yapısında bulunan fibroin protein geninden  10 000 kadar mRNA kopyası çıkartılır.Herbir fibroin mRNA’sından 100 000 fibroin protein molekülü sentezlendiğinden 4 günlük sürede yaklaşık bir milyar fibroin proteini oluşturulur.      Genetik kod kurallarına ökaryotik mRNA’sı,proteinin amino asit dizilimine uygun bir nükleotit dizilimi ya da ekson (kodlayıcı bölge) içermesine karşın gen, daha uzun nükleotit bileşimi içermektedir.Kodlayıcı olmayan nükleotit dizileri (intronlar) ilk oluşturulan mRNA’da yer alırken, daha sonraki işleme sırasında kesilerek çıkartıldıklarından olgun mRNA’da bulunmazlar.tRNA (transfer RNA)       Proteinlerin yapısında bulunan amino asitleri  ribozomlara taşıyan ve mRNA’daki üçlü şifreyi (kodonları) tanıyan adaptör moleküllerdir.Ökaryotik hücrelerin çoğunda 60-70 farklı tRNA bulunurken,prokaryotik hücrelerde, örneğin E.coli’de 20 farklı amino için ~40 kadar farklı tRNA iş görmektedir.Tüm tRNA’ların 3’OH  (akseptör) ucunda CCA evrensel ortak nükleotit dizisi bulunur.Ancak CCA nükleotidleri tRNA genleri tarafından kodlanmaz.Transkripsiyon sonrası tRNA nükleotidil transferaz enzimiyle tRNA’ya eklenir.Amino asitler,herbir amino asite özgün olan amino açil tRNA sentetaz enzimiyle  CCA’nın adenozin biriminin riboz şekerine ester bağıyla kovalent olarak bağlanır.tRNA’nın diğer önemli bir bölgesi antikodon ucudur.Bu bölge,mRNA (üçlü) kodonlarıyla baz eşleşmesi yaparak şifrenin tanınmasını sağlar.       Birincil yapıdaki tRNA, nonkovalent etkileşimlerle yonca yaprağını andıran ikincil yapıya dönüştürülür.tRNA’nın işlevi için kendi üzerine katlanarak  hidrojen bağlarla oluşturduğu “L” harfi şeklindeki karakteristik üçüncül yapıya geçmesi gereklidir.tRNA molekülleri arasındaki büyüklük farklılıkları,”D”(dihidroksi uridin) kolu ve ”değişken “ kollardaki nükleotid farklılıklarından kaynaklanır.tRNA’lar normal bazlara ek olarak değişime uğramış bazlar da içerir.Örneğin ribotimidin (T,5-metiluridin) ve pseudouridin (U,uridinin C5’ –C2’glikozid bağla bağlanmış bir izomeridir),tüm tRNA’larda “TUC” kolunda yer lan değişik bazlardandır.TRNA antikodonu ile mRNA kodonlarının eşleşmesi A-U,G-C standart baz eşleşmesidir.Ancak “Wobble”baz eşleşmesi olarak da tanımlanan G ile U’nun ve inozin (I) bazı ile kodonun 3.pozisyonundaki C,U ya da A ile eşleşmesi de oluşabilmektedir.Metionin ve triptofan dışında diğer amino asitlerin herbiri birden fazla tRNA tarafından (isoaccepting tRNA) protein sentezine sokulabilmektedirrRNA (ribozomal RNA)Hücrelerde en fazla bulunan RNA’dır.rRNA’lar özgün tip ve sayıda ribozomal proteinlerle (r-protein) birleşerek ribozomları oluştururlar.Ribozomlar,hem prokaryotik hem de ökaryotik hücrelerin protein sentez organelleridir.E.coli’de 20000 kadar ribozom,hücre kuru ağırlığının %25 kadarını oluşturur.Hızla büyüyen bir memeli hücresi ise ~10 milyon ribozom içerebilir.Tüm hücrelerdeki ribozom sayısı,hücrenin protein sentez aktivitesine göre değişebilir.      Ribozomlar biri diğerinin yaklaşık iki katı olan iki alt birimden oluşur.Alt birimler ve içerdiği rRNA tipleri,ultrasantrifüj çökme sabit sayıları (S) ile tanımlanır.Bir bütün prokaryotik ribozomu 70S,ökaryotik ribozomu ise 80S büyüklüğe sahiptir.Prokaryotik ribozomun küçük altbirimi 30S büyüklükte ve 16S rRNA ve 21 proteinden oluşur.Büyük altbirim ise 50S büyüklüktedir;23S ve 5S rRNA’dan ve 34 ribozomal proteinden oluşur.Ribozomlar herbir rRNAdan ve proteinden birer kopya içerir (Sadece 50S altbirimde bir proteinin 4 kopyası bulunur).Ökaryotik ribozomların küçük alt birimi 40S büyüklüktedir ve 18S rRNA’dan ve yaklaşık 30 ribozomal proteinden oluşurken,büyük altbirim 60S büyüklükte ve 5S,5.8S ve 28S rRNA ve yaklaşık 45 ribozomal proteinden oluşmaktadır.       Ribozomların önemli bir özelliği, birbirlerinden ayrılmış da olsa ribozomal proteinlerin ve rRNA’ların uygun (in vitro) koşullarda  yeniden işlevsel yapıya sahip olabilmeleridir.Ribozomlar protein sentezi için yalnızca esnek bir platform değil, protein-protein ya da protein-rRNA etkileşimleriyle kataliz olaylarına da karışan aktif yapılardır.Örneğin büyük ribozomal altbirim,peptidil transferaz reaksiyonuyla  peptid bağ oluşumunu katalizlerken, RNAaz uygulanmasıyla peptid bağın oluşmamış olması bu reaksiyonun RNA katalizli bir reaksiyon olduğu hipotezini desteklemektedir.Ayrıca bakteri 23S rRNA’sının tRNA molekülünün 3’CCA ucuyla etkileşerek peptidil transferaz aktivitesinde doğrudan rol oynadığı da gösterilmiştir.RNA’ların kendilerini replike eden,parçalayan makromoleküller (ribozimler) olduğu da göz önüne alınırsa bu moleküllerin protein sentez reaksiyonlarını katalizlediğinin gösterilmesi hücrelerin evrimsel gelişmesinin anlaşılmasını kolaylaştırmıştır.Küçük RNA molekülleri ve spliceosome:   Ökaryotik hücrelerde transkripsiyonla ilk oluşturulan pre-mRNA’lar,hem ökaryotik hem prokaryotik pre-tRNA ve pre-rRNA molekülleri başlangıçta daha büyük ve işlevsizdirler.Bu RNA’lar kendileri tarafından (otokatalitik) ya da enzimatik olarak değişikliğe uğratılırlar ve işlev kazanırlar.Spliceosome’lar, RNA kopyalarının özgün bölgelerden tanınıp kesilmesinde rolü olan küçük RNAmoleküllerinden ve proteinden oluşan  (ribonükleoprotein) yapılardır. Bu yapıların RNA bileşenleri 50-200 nükleotid uzunlukta olup bazılarının (U1,U2 ,U4 ,U5  ve U6) işlevleri bilinmektedir. KAYNAKLARAlberts,B.,Bray,D., Lewis,J.,Raf,M., Robert,K.,Watson,JD.,Garland Molecular Biology of the Cell,3rd.ed.Publishing,New York and London,1994  Brown,TA,Genetics:a molecular approach,Chapman and Hall,London,1998 Cooper,GM., The Cell: A Molecular Approach ASM Press,Washington DC,1997 Griffiths,Antony J.F.;Gelbart,William M.;Miler,Jeffrey H.,Lewontin,Richard C. An Introduction to Genetic Analysis New York;W H Freeman & Co;c2000 Hoffee PA,Medical Molecular Genetics ,Fence Creek Publishing,Madison Connecticut,1998 Klug,WS.;Cummings MC,Third Ed.,Essentials of Genetics, Prentice-Hall Int.,London,1999 Lodish,H.,Berk,A.,Zipursky,SL.,Matsudaira,P., Baltimore,D.,Darnel,JE.,WH Molecular Cell Biology.4th.ed.Freeman and Co.,New York,1999 Lewin B, Genes V, Oxford University Press,1994 Nickoloff JA and Hoekstra MF, DNA Damage and RepairVol.3,Humana Press,Totowa,New Jersey,2001 Passarge E.,Color Atlas of Genetics ? Thieme Medical Publishers,New York,1995  Watson,JD,İkili Sarmal:DNA yapı çözümünün öyküsü,TÜBİTAK,Ankara,1995

http://www.biyologlar.com/watson-crick-dna-modeli

RNA Nedir? RNA nın Yapısı

Ribonükleik asit veya RNA bir nükleik asittir, nükleotitlerden oluşan bir polimerdir. Her nükleotit bir azotlu baz, bir riboz şeker ve bir fosfattan oluşur. RNA pekçok önemli biyolojik rol oynar, bunların arasında DNA'da taşınan genetik bilginin proteine çevirisi (translasyon) ile ilişkili çeşitli süreçlerde de yer alır. RNA tiplerinden olan mesajcı RNA, DNA'daki bilgiyi protein sentez yeri olan ribozomlara taşır, ribozomal RNA ribozomun en önemli kısımlarını oluşturur, taşıyıcı RNA ise protein sentezinde kullanılmak üzere kullanılacak aminoasitlerin taşınmasında gereklidir. Ayrıca çeşitli RNA tipleri genlerin ne derece aktif olduğunu düzenlemeye yarar. RNA, DNA'ya çok benzer olmakla beraber ama bazı yapısal ayrıntılarında farklılık gösterir. Hücre içinde RNA genelde tek zincirli, DNA ise genelde çift zincirlidir. RNAnükleotitleri riboz içerirler, DNA ise deoksiriboz (bir oksijeni atomu eksik olan bir riboz türü) vardır. DNA'da bulunan timin bazı yerine RNA'da urasil vardır ve genelde RNA'daki bazlar ayrıca kimyasal modifikasyona uğrar. RNA, RNA polimeraz enziminin DNA'yı okuması (transkripsiyonu) ile sentezlenir ve ardından başka enzimler tarafından işlenerek değişime uğrar. Bu RNA işleyici enzimlerin bazıları kendi RNA'larını içerirler.RNA'daki her nükleotit bir riboz şekeri içerir, bunun karbonları 1' ila 5' olarak numaralandırılır. 1' konumuna bir baz bağlıdır, genelde adenin (A), sitozin (C), guanin (G) veya urasil (U). İki riboz arasında bir fosfat grubu vardır, bu fosfat bir ribozun 3' konumuna, öbür ribozun ise 5' konumuna bağlıdır. Fizyolojik pH'de fosfat grubu negatif bir yük taşıdığı için RNA yüklü bir moleküldür (polianyon). Bazı bazlar arasında hidrojen bağları oluşabilir: sitozin ve guanin, adenin ve urasil ve bazen guanin ve urasil arasında bu tür bağlar oluşur.[1] Ancak, RNA zinciri çeşitli şekiller alabildiği için bunlardan başka baz-baz etkileşimleri de mümkündür, örneğin bir grup adenin birbiriyle bağlanarak RNA zincirinde bir tümsek oluşturabilir,[2] veya GNRA dörtlüsü'nde bir guanin-adenin etkileşimi olur.[1]RNA'nın Kimyasal YapısıRNA'yı DNA'dan farklı kılan önemli bir fark, riboz şekerin 2' konumundaki hidroksil grubudur. Bu fonksiyonel grubun varlığı c3'-endo şeker konformasyonunu zorunlu kılar, buna karşın DNA'nın deoksiriboz şekerinin C2'-endo konformasyonu vardır. bunun sonucu olarak RNA'nin çifte sarmallı kısımları A-şekilli olur, DNA'da yaygın olarak görülen B şekilli sarmaldan farklı olarak.[3] A-şekilli sarmalın büyük oyuğu B şekilli sarmala kıyasla daha derin ve dardır, küçük oyuğu ise sığ ve geniştir.[4] 2' hidroksil grubunun ikinci bir etkisi ise, RNA'nın esnek olan bölgelerinde (yani çift sarmal oluşturmamış kısımlarında) bu hidroksil grubunun yanındaki fosfodiester bağa saldırıp şeker-fosfat zincirin kesilmesine neden olabilmesidir.[5]RNA transkripsiyonu sırasında sadece dört baz kullanılır (adenin, sitozin, guanin ve urasil)[6] ama ergin RNA'larda pekçok değişime uğramış şeker ve baz vardır. Psödouridin (Ψ) adlı nükleozitte urasil ile riboz arasındaki bağ, bir C-N bağından C-C bağına değişmiştir. Psödouridin ve ribotimidin (T) beraberce çeşitli RNA'larda görülür, özellikle tRNA'ların TΨC ilmiğinde.[7] Değişime uğramış bazlardan bir diğeri olan hipoksantin, deamine olmuş bir guanin bazıdır, nükleozit hali inosin olarak adlandırılır. Genetik kodun değişkenliğinin açıklanmasında inosin anahtar bir rol oynar.[8] Değişime uğramış 100'e aykın nükleozit bilinmektedir,[9] bunların arasında psödouridin ve 2'-O-metilribozlu nükleozitler en yaygın olanlarıdır.[10] Bu modifikasyonların çoğunun işlevi bilinmemektedir. Ancak ribozomal RNA'da çoğu transkripsiyon sonrası modifikasyon, ribozomun en işlevsel bölgelerinde, örneğin peptidil transferaz merkezinde ve altbirim arayüzlerinde yer alması kayda değerdir, bu nedenle bu modifikasyonların normal fonksiyon için gerekli olduğu anlaşılmaktadır.[11]Tek iplikçikli bir RNA'nın işlevsel şekli, tıpkı proteinlerde olduğu gibi, çoğu zaman belli bir üçüncül yapı gerektirir. Bu yapının iskeleti, molekülün içindeki bazlar arasındaki hidrojen bağlarıyla ortaya çıkar. Bu şekilde firkete yapısı, tümsek ve ilmik gibi belli ikincil yapı elemanlarından oluşan bölgeler ortaya çıkar.[12] Bir RNA dizisinin nasıl bir üç boyutlu şekil alacağının tahmini halen aktif bir araştırma konusudur. Kaynaklar:Lee JC, Gutell RR (2004). "Diversity of base-pair conformations and their occurrence in rRNA structure and RNA structural motifs". J. Mol. Biol. 344 (5): 1225–49. DOI:10.1016/j.jmb.2004.09.072. PMID 15561141.  Barciszewski J, Frederic B, Clark C (1999). RNA biochemistry and biotechnology, 73–87, Springer. Salazar M, Fedoroff OY, Miller JM, Ribeiro NS, Reid BR (1992). "The DNA strand in DNAoRNA hybrid duplexes is neither B-form nor A-form in solution". Biochemistry 1993 (32): 4207–15. PMID 7682844.  Hermann T, Patel DJ (2000). "RNA bulges as architectural and recognition motifs". Structure 8 (3): R47–R54. DOI:10.1016/S0969-2126(00)00110-6.  Mikkola S, Nurmi K, Yousefi-Salakdeh E, Strömberg R, Lönnberg H (1999). "The mechanism of the metal ion promoted cleavage of RNA phosphodiester bonds involves a general acid catalysis by the metal aquo ion on the departure of the leaving group". Perkin transactions 2: 1619–26. DOI:10.1039/a903691a.  Jankowski JAZ, Polak JM (1996). Clinical gene analysis and manipulation: tools, techniques and troubleshooting, 14, Cambridge University Press. Yu Q, Morrow CD (2001). "Identification of critical elements in the tRNA acceptor stem and TΨC loop necessary for human immunodeficiency virus type 1 infectivity". J Virol. 75 (10): 4902–6. DOI:10.1128/JVI.75.10.4902-4906.2001.  Elliott MS, Trewyn RW (1983). "Inosine biosynthesis in transfer RNA by an enzymatic insertion of hypoxanthine". J. Biol. Chem. 259 (4): 2407–10. PMID 6365911.  Söll D, RajBhandary U (1995). tRNA: Structure, biosynthesis, and function, 165, ASM Press. Kiss T (2001). "Small nucleolar RNA-guided post-transcriptional modification of cellular RNAs". The EMBO Journal 20: 3617–22. DOI:10.1093/emboj/20.14.3617.  King TH, Liu B, McCully RR, Fournier MJ (2002). "Ribosome structure and activity are altered in cells lacking snoRNPs that form pseudouridines in the peptidyl transferase center". Molecular Cell 11 (2): 425–35. DOI:10.1016/S1097-2765(03)00040-6.  Mathews DH, Disney MD,Childs JL, Schroeder SJ, Zuker M, Turner DH (2004). "Incorporating chemical modification constraints into a dynamic programming algorithm for prediction of RNA secondary structure". Proc. Natl. Acad. Sci. USA 101 (19): 7287–92. DOI:10.1073/pnas.0401799101.  www.wikipedia.org

http://www.biyologlar.com/rna-nedir-rna-nin-yapisi

Transkripsiyon (genetik) Nedir

Transkripsiyon (veya yazılma veya yazılım), DNA'yı oluşturan nükleotit dizisinin RNA polimeraz enzimi tarafından bir RNA dizisi olarak kopyalanması sürecidir. Başka bir deyişle, DNA'dan RNA'ya genetik bilginin aktarımıdır. Protein kodlayan DNA durumunda, transkripsiyon, DNA'da bulunan genetik bilginin (bir mesajcı RNA aracılığıyla) bir protein veya peptit dizisine çevirisinin ilk aşamasıdır. RNA'ya yazılan bir DNA parçasına "transkripsiyon birimi" denir. Transkripsiyonda hata kontrol mekanizmaları vardır, ama bunlar DNA çoğalmasındakinden daha az sayıda ve etkindirler; dolayısıyla transkripsiyon DNA çoğalması kadar aslına sadık değildir.DNA sentezinde olduğu gibi transkripsiyonda da RNA sentezi 5' → 3'doğrultusunda ilerler. Yani, eski polimer 3' → 5'doğrultusunda okunur; yeni, tümleyici polimer 5' → 3' doğrultusunda oluşur.DNA'da bulunan bilgi işlevsel protein veya RNA ürünlerinin sentezini sağlar. Bu işlevsel ürünleri kodlayan DNA dizilerine gen, bunların oluşumuna da "gen ifadesi" denir. DNA'daki bilginin RNA olarak yazılmış haline "transkript" denir. Ribozomların protein sentezi yapmak için okuduğu RNA molekülü "mesajcı RNA"dır. Prokaryotlarda RNA polimerazın ürettiği RNA ile ribozomların okuduğu mRNA aynı moleküldür. Ökaryotlarda ise transkript bir takım işlemlerden geçtikten sonra olgun mRNA olur. Bu bakımdan, işlem görmemiş mRNA'ya "öncül mRNA", "prekürsör mRNA" veya "pre-mRNA" da denir.Aşağıda ökaryotik ve prokaryotik organizmalardaki transkripsiyonun benzer ve farklı yönleri ele alınarak konuya genel bir bakış verilmektedir. Arkelerin transkripsiyon mekanizması ökaryotlarınkine benzer. Ayrıntılar için prokaryotik transkripsiyon ve ökaryotik transkripsiyon maddelerine bakınız.Gen ifadesinin düzenlenmesiBir genin okunmaya başlandığı noktanın hemen yukarısındaki bölgenin adı "promotör"dür ("Yukarı" ve "aşağı" terimleri transkripsiyon yönüne bağlı olarak kullanılır: transkripsiyon yönü aşağıdır, transkripsiyon yönünün tersi yukarıdır.). Promotör bölgesinde genlerin ifadesini kontrol eden DNA dizileri yer alır. Ökaryotlarda promotör bölgelerden başka, "hızlandırıcı" (İngilizce enhancer) adı verilen DNA bölgeleri de gen ifadesine etki eder. Bu hızlandırıcılar transkripsiyon başlama noktasından çok uzakta olsalar da üç boyutlu uzayda ona yakındırlar. Promotörlere ve hızlandırıcılara bağlanan bazı transkripsiyon faktörleri RNA polimerazla etkileşerek onun çalışmasını engeller veya onu uyarırlar.RNA polimerazÖkaryotik transkripsiyonda üç farklı RNA polimeraz vardır, bunlar farklı sınıf genleri okumaktan sorumludur.RNA Polimeraz I     45S ribosomal RNA (rRNA) genleriRNA polimeraz II     Mesajcı RNA (mRNA) genleriRNA Polimeraz III     Taşıyıcı RNA (tRNA), 5S rRNA ve bazı başka küçük RNA genleriProkaryotik transkripsiyonda bütün genler tek bir RNA polimeraz tarafından okunur. Arkelerin de bir RNA polimerazı vardır ama çalışma mekanizması ökaryotik RNA polimerazlarınki gibidir. Çok alt birimli olan bu RNA polimerazların yanı sıra SP67 ve T7 gibi fajların ve mitokondrilerin kendilerine has, tek alt birimli RNA polimerazları vardır.Prokaryot polimerazı dört alt birimden (α2, β, β' ve ω) oluşur. "Sigma (σ)" olarak adlandırılan bir diğer protein ise RNA polimerazın belli promotörlere bağlanmasını sağlar ama RNA'nın sentezi için gerekli değildir. Sigmanın birkaç çeşidi vardır ve hangi genin okunacağı RNA polimeraza bağlı olan sigma alt biriminin türüne bağlıdır. Ökaryotik polimerazların daha fazla sayıda alt birimi vardır.Bir prokaryot olan E. coli'nin RNA polimerazı en çok ökaryot RNA polimeraz II'ye benzer ve bunların evrimsel olarak ortak bir geçmişe sahip oldukları muhtemel görülür.RNA polimeraza yardımcı olan çeşitli kofaktör proteinler vardır. Tüm promotörlerden yapılan yazılmada rol oynayan bu proteinlere genel transkripsiyon faktörleri denir. Bunların hata kontrolü veya DNA tamiri gibi yardımcı işlevleri vardır. Diğer kofaktörler RNA polimerazın belli bazı genleri ifade edip etmeyeceğini belirler; bunlara sadece transkripsiyon faktörü denir. Gen ifadesini engelleyici transkripsiyon faktörlerine "represör", kolaylaştırıcı olanlara "aktivatör" denir. Bu sayede bir genin farklı metabolik şartlarda veya farklı dokularda uygun düzeyde ifadelenmesi mümkün olur.MekanizmaProkaryot ve ökaryotlarda transkripsiyon mekanizmalarının ayrıntıları farklılık gösterir. Prokaryotların çekirdek zarları olmadığı için, oluşmakta olan RNA'nın aynı anda ribozomlar tarafından da okunup çevrimi yapılabilir. Oysa ökaryotlarda, RNA çekirdek içinde oluştuktan sonra ribozomların bulunduğu sitoplazma ve endoplazmik retikuluma taşınır. Dolayısıyla transkripsiyon ve translasyon farklı mekân ve zamanlarda gerçekleşir.Transkripsiyon üç aşamadan oluşur: başlama, uzama ve sonlanma. Buna ek olarak ökaryotlarda bir işlenme aşaması vardır. BaşlamaProkaryotlar: Prokaryot promotörlerinde iki önemli DNA dizisi vardır: biri, transkripsiyon başlama noktasınından 10 nükleotit yukarıda (-10 konumunda) olan TATAAT dizisi; öbürü de -35'de bulunan TTGACA dizisi. Prokaryotlarda RNA polimeraz DNA'ya bağlanır, sonra bir promotör bulana kadar onun üzerinde ilerler. Sigma altbirimi -35 dizisini tanıyıp RNA polimerazın daha sıkı bağlanmasını sağlar. Sonra sigma ayrılır ve geriye dört alt birimli çekirdek enzimi birakır. A-T baz çiftleri G-C baz çiftlerine kıyasla daha zayıf oldukları için -10 dizisinde DNA zincirleri birbirlerinden ayrılırlar. İki DNA zincirinin birbirinden ayrıldığı bölge "transkripsiyon kabarcığı" olarak tabir edilir. RNA polimeraz uygun noktadan itibaren RNA sentezine başlar.Ökaryotlar: Ökaryotlarda -30'da TATAAA veya benzeri bir dizi (TATA kutusu) ve -80 civarında bulunan GGCCAATCT dizisi (CCAAT kutusu) vardır.Ökaryotlardaki TATA kutusuna önce TATA Bağlanma Proteini (TBP) bağlanır. Bu başlama kompleksi RNA polimerazı promotöre seferber eder ve oradan transkripsiyon sürecini başlatmasını sağlar. Bu proteinler temel düzeyde bir transkripsiyon için yeterlidirler. Daha yüksek seviyede transkripsiyon elde etmek için başka transkripsiyon faktörleri gereklidir.Promotör ve ökaryotlarda hızlandırıcılara bağlanan düzenleyici proteinler, RNA polimerazın DNA'ya bağlanmasına engel olarak veya bağlanmasını kolaylaştırarak transkripsiyonun seviyesini düzenlerler.UzamaUzama, prokaryot ve ökaryotlarda benzer şekilde gerçekleşir. Uzayan RNA zincirinin 3' ucuna nükleotitler eklenir. Yani, gelen nükleotidin 5' fosfat grubu ile RNA zincirindeki 3' hidroksil grubu arasında bir fosfodiester bağı oluşur. İki DNA zincirinden sadece biri, kendisini tümleyici bir RNA ipliğinin sentezi için kullanılır; buna "şablon zincir" denir. Sentez sırasında geçici bir DNA-RNA ikilisi oluşur ama sonra RNA DNA'dan ayrışır ve ilerleyen enzimin gerisinden DNA tekrar kapanıp normal çift sarmallı haline geri döner.Sonlanma RNA'da bir firkete yapısıProkaryotlar: RNA polimeraz bir sonlanma sinyaline rastlayınca RNA sentezi sona erer. Prokaryotik genlerde iki tip sonlanma vardır: "ro" adı verilen sonlanma proteininin gerekli olup olmadığına göre, ro'ya bağlı ve ro'dan bağımsız sonlanma. Bunların sinyalleri farklıdır. Ro'dan bağımsız sonlanmada sık G/C nükleotitli bir bölgeyi izleyen sık A/T'li bir bölge bulunur. G/C'li kısım RNA'ya yazılınca, oradaki nükleotitler firkete görünümlü bir şekil alırlar ve bu RNA polimerazı yavaşlatır. Bunu izleyen sık A/T'li kısımda ise polimeraz duraklar ve DNA'dan kopar.Ro'ya bağlı sonlanmada ise DNA'da sık C'li bir bölge olur. Transkripsiyon sırasında ro proteini büyümekte olan RNA'ya bağlanıp, onun üzerinden polimeraza doğru ilerlemeye başlar. Polimeraz sık C'li bölgeye gelince duraklar, bu sayede ro polimeraza yetişir ve yeni sentezlenmiş RNA'yı ondan kopartır.Ökaryotlar: Ökaryotlarda prokaryotlardaki gibi belirgin sonlanma sinyalleri yoktur. RNA polimeraz mRNA'nın biteceği yerden 1000-2000 nükleotit daha ileriye kadar okumaya devam eder. Bu RNA sonradan işlenerek fazla uzamış kısmı çıkartılır.İşlenmeProkaryot RNAlar sentezlendikten sonra herhangi bir işlemden geçmeden ribozomlar tarafından okunarak protein sentezinde kullanılırlar; hatta bir RNA'nın sentezi bitmeden bir ribozom onun çevirisini yapmaya başlar.Ökaryotlarda en son mRNA'nın oluşması için sınıf II RNA polimeraz okumaları (transkriptleri) bir takım işlemlerden geçer. Bu işlemler arasında başlık takılması (İngilizce capping), poliadenilasyon ve intron çıkarılması (uç birleştirme; İngilizce splicing) vardır. Ribozomal ve taşıyıcı RNAlar da işlenir, ama ne başlık alırlar ne de poliadenile olurlar.Başlık RNA'nın 5' ucunda olur. RNA'ya 5'-5' fosfodiester bağlantısı ile metilli bir guanin nükleotidi eklenir. Bu "başlık", mRNA'nın çeviri sırasında ribozomlar tarafından tanınması için önemlidir.Poliadenilasyonda RNA'nın ucu kesilerek doğru olan 3' uç ortaya çıkar ve buna bir dizi adenin nükleotiti eklenir. 3' ucun konumu RNA içinde bulunan bir nükleotit dizisi tarafından belirlenir. Bu dizi, AAUAAA, poliadenilasyon sinyali olarak adlandırılır. Gerekli enzimler bu diziyi tanıyınca RNA bu sinyalden 10 - 30 nükleotit aşağıda kesilir ve sonra ona bir dizi adenin eklenir. Bu adeninlerin eklenmesinde bir şablon kullanılmaz; A'lar sadece peşpeşe RNA'nın 3' ucuna eklenir. Bu poli(A) kuyruğu ortalama 200 nükleotit uzunluğunda olur ve RNA'yı yıkımdan korur.İntronlar, uçbirleştirme (ing. splicing) işlemi sonucu prekürsör RNA'dan çıkartılan bölümlerdir, kalan kısımlar ekson olarak adlandırılır. Çıkartılma mekanizmasına bağlı olarak iki tip introndan söz edilir. Tip I intronlarda RNA'nın katalizör özelliği vardır; kendi kendini kesip birleştirme yeteneğine sahiptir. Tip II intronlarda bu işlemden sorumlu olan splisozom (İngilizce spliceosome) adlı büyük bir RNA/protein kompleksi vardır. Splisozom, intron-ekson sınırını tanıyıp RNA'yı o noktada keser, sonra da bitişik eksonları birleştirerek ergin mRNA'yı meydana getirir.Ters transkripsiyonBazı virüsler (örneğin AIDS hastalığına neden olan HIV) RNA'yı DNA'ya yazar. Bu tür yazılma ters transkriptaz adlı enzim tarafından gerçekleştirilir. HIV'da ters transkriptaz, viral genomdan bir tümleyici (komplementer) DNA ipliği (cDNA) sentezler. Başka bir enzim, ribonükleaz H, RNA ipliğini sindirir. Ardından ters transkriptaz, cDNA'yı tümleyici bir DNA ipliği daha sentezleyerek çift sarmallı bir DNA oluşturur. Bu viral DNA, entegraz adlı bir enzim aracılığıyla konak hücrenin genomuna dahil olur. Bu sürecin sonucunda konak hücre yeni virüslerin oluşumu için gerekli olan viral proteinleri ve RNA ipliğini üretmeye başlar. Ardından hücre programlanmış ölüm mekanizmasıyla (apoptoz) imha olur.

http://www.biyologlar.com/transkripsiyon-genetik-nedir

Plazmid

Kendi kendini eşleyebilen kromozomdan ayrı bir DNA parçasıdır. Tipik olarak dairesel ve çift sarmallıdır. Prokaryotların genetik materyali bu şekildedir.

http://www.biyologlar.com/plazmid

Bakteriyofaj

Bakteriyofaj (bakteri ve Yunanca phagein, 'yemek' fiilinden türetme), bakterileri enfekte eden bir virüstür. Terim genelde kısaltılmış hali olan faj olarak kullanılır. Ökaryotları (hayvan, bitki ve mantarları) enfekte eden virüsler gibi fajlarda da büyük bir yapısal ve işlevsel çeşitlilik vardır. Tipik olarak proteinden oluşan bir kabuk ve içinde yer alan genetik malzemeden oluşurlar. Genetik malzeme DNA veya RNA olabilir, ama genelde 5 - 500 kilo baz çifti uzunluğunda çift sarmallı DNA'dan oluşur. Bakteriyofajlar genelde 20 ila 200 nm arası büyüklükte olurlar. Fajlar her yerde mecutturlar ve bakterilerin yaşadığı ortamlarda, örneğin toprakta veya hayvan bağırsaklarında bulunabilirler. Faj ve diğer virüslerin en yoğun doğal kaynaklarından biri deniz suyudur. Deniz yüzeyinde mililitrede 109 etkin faj taneciği (virion) bulunmuştur ve deniz bakterilerinin %70'i fajlar tarafından enfekte olmuş olabilirler. Tarihçe1913'te Britanyalı bakteriyolog Frederick Twort bakterileri enfekte edip öldüren bir etmen keşfetmiş ama konuyu daha fazla takip etmemiştir. Fransız-Kanadalı mikrobiyolog Felix d'Hérelle 3 Eylül 1917'de "dizanteri basilinin düşmanının, görünmez bir mikrobunu" keşfettiğini açıklayıp ona bakteryofaj edını verdi. ÇoğalmasıBakteriyofajların litik veya lizogenik hayat döngüleri olabilir, bazılarında her ikisi de olur. T4 fajı gibi öldürücü fajlarda görülen litik döngüde virionun çoğalmasının hemen ardından konak hücre parçalanır ve ölür. Hücre ölür ölmez virionların kendilerine yeni bir konak bulmaları gerekir.Lizogenik döngü, buna tezat olarak, konak hücrenin parçalanmasına neden olmaz. Lizogenik olabilen fajlara ılımlı fajlar (temperate phage) denir. Viral genom konak genoma dahil olur ve oldukça zararsız bir şekilde onunla beraber eşlenir. Konak hücrenin sağlığı yerinde olduğu sürece Virüs sessiz bir şekilde varlığını sürdürür, ama konağın şartları bozulursa, örneğin besin kaynaklarının tükenmesi durumunda, endojen fajlar (profaj olarak adlandırılırlar) etkinleşirler. Bir çoğalma süreci başlar, sonucunda konak hücre parçalanır. İlginç bir şekilde lizogenik döngü konak hücrenin çoğalmasına izin verdiği için hücrenin yavrularında da virüs varlığını devam ettirir. Bazen profajlar inaktif oldukları dönemde bakteri genomuna yeni işlevler kazandırarak konak bakteriye fayda sağlarlar, bu olguya lizogenik dönüşüm (lysogenic conversion) denir. Bunun iyi bilinen bir örneği Vibrio cholera 'nın zararsız bir suşunun bir faj tarafından enfekte edilerek kolera hastalığı etmenine dönüşümüdür. Bağlanma ve GirişKonak hücreye girmek için bakteryofajlar bakterinin yüzeyindeki özgül reseptörlere bağlanırlar, bunlar arasında lipopolisakkaritler, teikoik asitler, proteinler sayılabilir. Bu nedenle bir bakteryofaj ancak bağlanabileceği reseptörler taşıyan bakterileri enfekte edebilirler. Faj virionları kendiliklerinde hareket etmediklerinden dolayı kendi reseptörleriyle solüsyondayken rassal olarak buluşup bağlanırlar. Karmaşık bakteryofajlar, örneğin T-çift fajları, genetik malzemelerini hücrenin içine enjekte etmek için şırınga benzeri bir hareket kullanırlar. Uygun reseptörle temas kurduktan sonra kuyruk lifleri taban plakasını hücre yüzeyine yaklaştırırlar. İyice bağlandıktan sonra, kuyruk büzülür, bu da genetik malzemenin dışarı itilmesine neden olur. Bazı fajlar nükleik asiti hücre zarından içeri iter, bazıları hücre yüzeyine birakır. Başka yöntemlerle genetik malzemlerini içeri sokan bakterifajlar da vardır. Protein ve Nükleik Asit SenteziKısa süre, bazen dakikalar içinde, bakteri ribozomları viral mRNA'nın proteine çevirimine (translasyonuna) başlarlar. RNA-fajlarında RNA-replikaz bu sürecin başlarında sentezlenir. Erken sentezlenen proteinler ve virionla gelen bazı proteinler bakterinin RNA polimerazını modifiye edip onun viral mRNA'yı tercihen çevirmesine neden olabilirler. Konağın kendi protein ve nükleik asit sentezi de bozularak viral ürünlerin sentezine yönlendirilir. Bu ürünler ya hücreyi parçlamaya yarayacaklaklar, ya yeni virionların oluşmasına yardımcı olacaklar veya yeni virionları oluşturacalardır. Virion OluşumuT4 fajları durumunda yeni fajların inşası özel yardımcı molekülleri gerektiren karmaşık bir süreçtir. Önce taban plakası oluşur, kuyruk onun üzerinde büyür. Kafa kapsidi, ayrı olarak oluşup kendiliğinden kuyruk ile birleşir. Henüz bilinmeyen bir şekilde DNA kafanın içine sıkı bir şekilde yerini alır. Bütün süreç yaklaşık 15 dakika alır. Virionların SalınımıFajlar ya hücre parçalanması (lizis) veya salgılanma yoluyla salınırlar. T4 fajları durumunda, hücre içine girmelerinden 20 dakikadan biraz sonra hücre parçalanması yoluyla sayıları 300'ü bulabilen faj salınır. Bunun gerçekleşmesi, hücre duvarındaki peptidoglikanı parçalayan endolizin adlı enzim sayesinde olur. Bazı virüler ise parazite dönüşüp konak hücrenin sürekli olarak yeni virüs tanecikleri salgılamasına neden olabilirler. Yeni virionlar hücre zarından tomurcuklanarak koparlar, beraberlerinde hücre zarının bir kısmını da götüren bu fajlar örtülü virüse olarak ortama salınırlar. Salınan virionların her biri yeni bir bakteriyi enfekte edebilir. Faj TerapisiKeşiflerinin ardında fajlar anti-bakteriyel etmen olarak denenmişlerdir. Ancak antibiyotikler keşfedilince bunların fajlardan daha kullanışlı oldukları görülmüştür ve Batı'da faj tedavisi üzerine yapılan araştırmalar bırakılmıştır. Bun karşın Sovyetler Birliği'nde 1940'lardan beri antibiyotiklere alternatif olarak kullanımı devam etmiştir. Bakteri suşlarında doğal seleksiyon yoluyla antibiyotik direncinin oluşması bazı tıbbi araştırmacıları faj tedavisini antibiyotik tedavisine bir alternatif olarak tekrar değerlendirmeye sevketmiştir. Antibiyotiklerden farklı olarak fajlar, milyonlarca yıldır süregeldiği gibi, bakterilerle beraber evrimleştikleri için, sürekli bir direncin oluşma olasılığı yok sayılabilir. Ayrıca, etkili bir faj, özgül bakterisini tamamen bitene kadar enfekte etmeye devam edecektir.Belli bir faj genelde ancak belli bir bakteri tipini enfekte edebildiği için, ki bu birkaç bakteri türü olabileceği gibi bir türün sadece bazı alt türleri de olabilir, bakteri tipinin doğru tanımlandığından emin olmak gerekebilir, bu da 24 saat sürebilir. Faj terapisinin bir diğer avantajı başka bakterilere zarar gelmeyeceğinden dar spektrumlu antibiyotik terapisine benzemesidir. Ancak, sıkça olduğu gibi, birden fazla bakterinin beraberce neden oldukları enfeksiyonlarda bu bir dezavantaj oluşturabilir. Bakteryofajların bir diğer sorunu vücudun bağışıklık sisteminin saldırısına uğramalarıdır.Fajlar enfeksiyonla doğrudan temas durumunda etki gösterirler, onun için açık bir yaraya uygulanmaları en iyi sonuç doğurur. Sistemik enfeksiyonlarda bu pratik olarak mümkün değildir. Sovyetler birliğinde diğer tedavilerin çalışmadığı durumlarda gözlenen başarılı sonuçlara rağmen çoğu araştırmacı faj terapisinin tibbi bir geçerliliğe ulaşacağına şüphe ile bakmaktadır. Faj tedavisinin etkinliğini belirlemek için büyük ölçekli klink testler yapılmamıştır ama antibiyotik dirençli bakteri türlerinin çoğalmasından dolayı bu konuda araştırmalar sürmektedir.Ağustos 2006'da ABD Gıda ve İlaç İdaresi (Food and Drug Admnistration) bazı etlerde Listeria monocytogenes bakterisinin öldürülmesi için bakteryofaj kullanımını onaylamıştır. Model BakteriyofajlarAşağıda ayrıntılı olarak üzerinde çalışılmış olan bakteryofajların bir listesi bulunmaktadır:λ faj T4 fajı T7 fajı R17 fajı M13 fajı MS2 fajı P1 fajı P2 fajı N4 fajı Φ6 fajı Ф29 fajı

http://www.biyologlar.com/bakteriyofaj

Rna ve Dna

Rna ve Dna

RİBONÜKLEİK ASİT (RNA) RNA'lar ribonukleotitlerinbirbirlerine bağlanması ile meydana gelen tek zincirli nukleik asitlerdir. DNA molekülleri ile kıyaslandığı zaman boyları daha kısadır. Hemen hemen bütün hücrelerde bol olarak bulunmaktadırlar. Gerek prokaryotik gerek ökaryotik hücrelerde genellikle üç ana sınıf RNA'ya rastlanmaktadır. Bunlar mesencır RNA (mRNA), ribozomal RNA (rRNA) ve transfer RNA (tRNA) dır. Bütün RNA'lar tek zincirli özel bir baz dizisine, karakteristik bir molekül ağırlığına sahip ve belirli bir biyolojik fonksiyonu yerine getirmektedir. MESENCIR RNA (mRNA)DNA'da saklı bulunan genetik bilginin, protein yapısına aktarılmasında kalıplık görevi yapan aracı bir moleküldür. mRNA ribozomlara tutunur ve DNA'dan aldığı genetik şifreye göre sentezlenecek proteinin amino asit sırasını tayin etmektedir. Her mRNA molekülü, DNA üzerinde bulunan ve gen adı verilen belirli bir bölge ile komplementerlik göstermektedir. Tek bir ökaryotik hücre yaklaşık 10.000 farklı mRNA molekülü ihtiva etmekte ve bunların her birinden bir veya daha fazla polipeptid zinciri sentezlemektedir. TRANSFER RNA (tRNA)tRNA'lar da ribonukleotidlerin polimerize olması ile meydana gelmiş, çok kıvrımlar gösteren ve tek zincirli yapıya sahip bir RNA çeşididir. tRNA'lar yonca yaprağına benzeyen üç boyutlu yapılarında yer yer çift sarmallı bir durum göstermektedir. Zincirde yer alan ribonukleotid sayısı 70 ile 99 arasında, molekül ağırlığı ise 23.000 ile30.000 dalton arasında değişmektedir. Doğada yer alan 20 aminoasitin her biri için en az bir tRNA molekülü bulunmaktadır. tRNA'lar adaptörlük görevi yaparak bir uçlarına bağladıkları amino asiti, ribozoma tutunmuş mRNA'nın taşıdığı kodono göre polipeptid zincirine dizerler. tRNA'lar üç bazdan meydana gelen antikodon adı verilen uçları ile yine mRNA üzerinde bulunan ve kodon adı verilen bölgeye geçici bağlanarak amino asitlerin mRNA üzerindeki şifreye göre doğru bir şekilde dizilmelerini temin etmektedir. RİBOZOMAL RNA (rRNA)rRNA'lar ribozomların ana yapısal elementi olup yaklaşık olarak ribozom ağırlığının % 65'ini teşkil ederler. Prokaryotik hücrelerde 3 çeşit, ökaryotik hücrelerde ise 4 çeşit rRNA bulunmaktadır. Ribozomal RNA'lar ribozomların yapı ve fonksiyonlarında önemli rpller oynamaktadır.Bunlara ilave olarak ökaryotik hücrelerde iki çeşit RNA daha bulunmaktadır. Bunlardan birincisi heterojen nuklear RNA (hnRNA)'lardır. Bunlar ökaryotik hücrede sentezlenen ve prosese uğramamış öncül mRNA molekülleridir. İkincisi ise küçük nuklear (snRNA)'dır ve yine öncül mRNA moleküllerinin prosese uğraması esnasında ortaya çıkmaktadırlar. DEOKSİRİBONÜKLEİK ASİT (DNA) Genetik olayların hücrede moleküler düzeydeki temeli genetik materyal görevini üstlenen nükleik asitlerin yapı ve özelliklerine dayanır. Nükleik asitlerin iki türü olan deoksiribonükleik asit DNA ve ribonükleik asit RNA temelde aynı yapısal özelliklere sahiptir.Genler, DNA‘daki bazı kimyasal dizilimler olan nükleotidlerden meydana gelmiştir. Çoğunluk kromozomların içersinde bulunurlar. Ayrıca DNA molekülü prokaryotlarda (Bakteriler) kromozom dışı genetik sistem, olan plazmidlerde, Ökaryotik hücrelerde genetik materyalin kromozomlar (Nukleus) dışında temel olarak (hayvan ve bitkilerde) mitokondri ve (sadece bitkilerde ve alglerde) kloroplastlarda bulunduğu bilinmektedir.1953 yılında Watson ve Crick DNA molekülünün kendine has özelliklere sahip bir çift sarmal yapı halinde bulunduğunu ileri sürdüler. Bu araştırıcıların önerdikleri DNA yapısı o tarihlerde başka araştırıcılar tarafından ortaya konulan DNA ya ilişkin önemli bulgulara dayanmaktadır. Bunlardan biri, Wilkins ve Franklin tarafından, izole edilmiş DNA fibrillerinin X-ray ışınlarını kırma özelliklerinin açıklanmasıdır. Elde edilen X ışını fotoğrafları, DNA nın zincirlerindeki bazların diziliş sırasına bağlı olmaksızın, çok düzenli biçimde dönümler yapan bir molekül olduğunu göstermektedir. Ayrıca TMV (tütün Mozaik Virusu) üzerinde yapılan çalışmalar da DNA ile ilgili çalışmalarda ışık tutmuştur. Bir başka önemli bulguda Chargaff tarafından saptanmıştır. Herhangi bir türe ait DNA nın nükleotidlerine parçalandığında serbest kalan nukleotidlerde adenin miktarının timine, guanin miktarının da sitozine daima eşit olduğunun saptanmasıdır.. Yani Chargaff kuralı‘na göre doğal DNA moleküllerinde adeninin timine veya guaninin sitozine oranı daima 1’e eşittir. (A/T=1 ve G/C=1).İşte Watson ve Crick bu bulguları değerlendirerek böyle özelliklere sahip DNA makro molekülünün sekonder yapısına ait bir model geliştirdiler. Bu modele göre, bir çok sorunun açıklanması yapılabildiğinden dolayı 1962 yılında bu iki bilim adamına Nobel Ödülü verildi.Bu modele göre;DNA molekülü, heliks (=sarmal) şeklinde kıvrılmış, iki kollu merdiven şeklindedir. Kollarını, yani merdivenin kenarlarını, şeker (deoksiriboz) ve fosfat molekülleri meydana getirir. Deoksiriboz ile fosfat grupları ester bağlarıyla birbirlerine bağlanmıştır. İki kolun arasındaki merdiven basamaklarında gelişigüzel bir sıralanma yoktur; her zaman Guanin (G), Sitozin’in (C ya da S); Adenin (A), Timin’in (T) karşısına gelir. Hem pürin (yani adenin ve guanin) ile pirimidin (yani sitozin ile timin) arasındaki hidrojen bağları, hemde diğer bağlar, meydana gelen heliksin düzgün olmasını sağlar. Pürin ve pirimidin bazları, yandaki şekerlere (Riboz), glikozidik bağlarla bağlanmıştır. Baz, şeker ve fosfat kombinasyonu, çekirdek asitlerinin temel birimleri olan nükleotidleri meydana getirmiştir. Dört çeşit nükleotid vardır. Bunlar taşıdıkları bazlara göre isimlendirilirler (Adenin, Guanin, Sitozin,Timin).DNA molekülü kendini oluşturan nukleotidlerin sayısına bağlı olarak, büyüklüğü türden türe değişen, uzun zincir şeklinde bir yapı gösterir. İnsanda bu zincirin uzunluğu açıldığında 2 metreye kadar varabilir. Bütün halinde eldesi zincirin hassas ve kırılgan yapısından ötürü çok güçtür.İki polinükleotid zincirin şeker fosfat omurgaları, ortak bir eksen çevresinde eşit çaplı ve sağ yöne doğru dönümler meydana getirir. Nükleotidlerin bazları molekülün omurgasının iç kısmında bulunur. Bazların konumları sarmalın eksenine 90 derece açı yapacak şekilde konumlanmıştır. Birbirine komşu baz çiftlerinin dönümleri arasındaki uzaklık 3,4A dür. Ayrıca her baz çifti komşusuna 36 derecelik açı yapacak şekilde yerleşmiştir. Buna göre, yaklaşık 10 baz çifti 360 derecelik tam bir dönümü tamamlayacağından, her dönümün boyu 34A dür.İki polinükleotid zincirdeki nukleotidler karşılıklı olarak birbirlerine hidrojen bagları ile bağlanmıştır. Bu bağ fosfor bağları kadar kuvvetli olmadığı için pH değişikliği, sıcaklık basınç gibi faktörlerde kolaylıkla birbirlerinden ayrılabilmektedir. DNA nın kendi kopyasını yapması ve gen anlatımı, nukleotidler arasındaki hidrojen bağlarının ayrılması ile gerçekleşmektedir.Nükleotidler birbirlerine fosfat bağlarıyla bağlanarak, şeker ve fosfat kısımlarının birbirlerini izlediği serilerden oluşan bir omurgaya sahip uzun ve dallanmış polinükleotid zincirlerini meydana getirmiştir. Kovalent ester bağları veya fosfodiester bağları olarak da bilinen bu bağlar son derece kuvvetlidir. Fosfodiester bağlarının varlığı DNA molekülünün tek zincirli yapı halinde iken bile dayanıklı ve stabil yapıda olmasını sağlar. Genetik mühendisliğinin hedeflerinden biri olan klonlama çalışmaları, doğal yolla gerçekleşmesi mümkün olmayan kovalent bağ kırılmalarını gerçekleştirerek yeni türler oluşturma çabalarını içerir.Nukleotidlerin yapısı bazik olmasına karşın oımurgadaki PO4(fosforik asit) grubunun varlığı polinükleotid zincirlerin asit özellikte olmalarına yol açar ve nükleik asit terimi de bu özellikten kaynaklanır.Hidrojen bağları daima bir pürin(A,G) ile bir pirimidin (T,C) bazı arasından meydana gelir. A-T baz çiftinde 2 hidrojen bağı, G-C baz çiftleri arasında ise 3 hidrojen bağı bulunmaktadır. Hidrojen bağlarının özelleşmesi; anahtar kilit modelinini andıran, uygun nukleotid moleküllerinin karşılıklı gelerek birbirlerine yine uygun sayıda hidrojen bağları ile bağlanmasını sağlar. Böylece zincirin bir kolunda bulunan nukleotidlerin dizilişi,karşı kolda bulunan nukleotidlerin dizilişini bir çeşit dikte ve kontrol eder. Tesadüfe bırakmayan bir titizlikle molekül yapısı oluşturulur ve kontrol edilir.DNA molekülünün en önemli özellik iki polinükleotid zincirin birbirinin tamamlayıcısı olmasıdır. Pozitif (+) ve negatif (–) iki polinukleotid zincirlerinin tamamlayıcılık özelliği,genetik materyalin işlevlerini doğru biçimde nasıl yapabildiğinin açıklanması açısından DNA’nın en önemli temel özelliklerinin başında gelir.DNA çift sarmalının dikkate değer ve önemli bir özelliği, molekülü oluşturan zincirlerin birbirlerinden kolaylıkla ayrılabilmesi ve yeniden birleşebilmesidir. Protein sentezi ve Dna replikasyonu (kendi kopyasını oluşturması) bu özellik sayesinde meydana gelebilir. DNA’nın iki zinciri, birbirine sadece H bağları ve hidrofobik etkileşimlerle bağlı olmaları nedeni ile, nükleotidleri arasındaki kovalent bağlardaki herhangi bir kopma olmaksızın çözülebilir (denatürasyon). Aynı şekilde çözülmüş molekülün zincirleri tamamlayıcı bazları arasında H bağlarının oluşumu ile birleşip sarmal yapıyı yeniden oluşturabilir (renatürasyon).Nükleotidler arasındaki fosfor bağlarının kopması nedeniyle nükleotidlerin yerine başka nukleotid veya nukleotid dizisinin geçmesi mutasyonlara yol açar.Bu mutasyonların tek zincirli RNA molekülünde oluşma olasılığı çift zincirli DNA molekülüne göre daha fazladır.Mutasyonların neticeleri ölümcül olabilir. Evrimsel gelişim içinde mutasyonların menfi yada müspet etkileri gözardı edilemeyecek noktadadır. Günümüzde viral hastalıkların başında gelen AIDS’in önüne geçilememesinin en geçerli nedeni genomu tek zincirli RNA olan virusun sürekli mutasyonlar geçirerek kendini sürekli yenilemesi gösterilebilir..

http://www.biyologlar.com/rna-ve-dna

Canlıların embriyonik gelişim evreleri hakkında bilgi

Canlıların embriyonik gelişim evreleri hakkında bilgi

Zigotun, arka arkaya mitoz bölünme geçirip hücre sayısının artmasına embriyo denir. Embriyo; Yumurta ve sperm hücrelerinin birleşmesiyle oluşan zigot, çift sarmallı DNA moleküllerini içerir. Bitkiler, hayvanlar, ve bazı protistlerde zigot mitozla bölünerek çok hücreli canlıyı oluşturur. Embriyo terimi, bu gelişimin zigotun bölündüğü zamanla, gelişim basamağının başka basamağa geçmesine kadar olan ilk zamanlarını anlatmak için kullanılır. İnsanlarda, ilk sekiz haftalık döneme embriyonal dönem denilir. Embriyonal dönemde 3 germ yaprağından çeşitli organ sistemleri oluşur. Hayvanlarda, zigotun bu gelişim aşamasında morula, blastula ve gastrula evreleri görülür. Bitkilerde ise, bu gelişme safhaları standart değildir, embriyo yeni bitkiler oluşturmak üzere gelişirler. Embriyonik gelişim Embriyonik gelişim, eşeyli üreme üreyen canlılarda görülen ve canlının, döllenme'yle doğumu ya da yumurta ya da kozadan çıkmasına dek geçen süredeki gelişimi. Embriyonik gelişmenin safhaları ve yeri canlıdan canlıya farklılık göstermekle beraber , bu süreç genel anlamda ana annenin ya da annenin ürettiği bir yapı koruyuculuğunda geçer.Hayvanlardaki embriyonik gelişimde 4 kademe görülür:# Döllenme# Biçim# Küçülme# DeğişmemeDöllenmeBu aşamada alışılmışın haricinde bir büyüklüğe sahip zigot, kendi genomunun aynısını taşıyan daha kücük hücreler üretmek amacı ile üstüste mitoz hücre bölünmelerini gerçekleştirir. Ancak ilk anda zigotun kendi genleri aktif durumda değildir (bkz: yazılım (biyoloji)). Bölünme, halen annenin daha daha önce zigota döllenmemiş yumurta aracılığıyla vermiş olduğu proteinler ve haberci RNAlar (mRNA) aracılığı ile yine annenin genomunun kontrolündedir. Bölünme devri , blastosöl oluşumu ile sona erer.BiçimBu aşamada, daha önce bölünmüş hücreler mekansal değişimlerle kendilerini hücre kümeleri ve tabakaları haline getirir. Bu vakaya gastrulasyon denir. Şekillenme sonrası hayvanlarda 4 (dört) düzlem meydana gelir:* Ön ve geri (anterior-posterior eksen)* Sırt ve karın (dorsal-ventral eksen)* Sol ve sağ (rostro - caudal eksen)* Yakın ve uzak (proximal-distal eksen)Vücut eksenleriBu aşamada hücre katmanlarında değişiklik (differentiation) görülmezken, proteinlerin ve mRNAların hücreler arasında eşitsiz dağılımı sonuçlanmasında, ileride hangi hücrenin hangi hücre tipi olacağı belli olur. Bu vakaya "kader belirlenmesi" (fate determination) denir.Gastrulasyon, 3 (üç) eşey zarını oluşturur (germ layer). Bunlar;* Ektoderm* Mezoderm* Endodermdir.Gastrula safhasında, zigot artık kendi genlerini aktif hale getirir. Bu etkinliğe orta-blastosöl geçişi (mid-blastula transition) denir.KüçülmeZamanla embriyodaki hücreler, erişkin canlıdaki hücre tiplerini oluştururlar. Bu olaya değişiklik (differentiation) denir. Bu hücre tiplerinden bazıları; sinir hücreleri, kan hücreleri ve adale hücreleridir. Bu hücreler tabakalar halinde dokuları, dokular organları, organlar da sistemleri oluştururlar.ektodermden duyu organları ,diş minesi ,saç,tırnak ve sinir sistemi oluşur.DeğişmemeTüm sistemler oluştuktan sonra, hayvanların büyük bir bölümü gelişim aşamasına girer. Gelişim, yeni hücrelerin ve hücreler arası sıvıların oluşması ile gerçekleşir.

http://www.biyologlar.com/canlilarin-embriyonik-gelisim-evreleri-hakkinda-bilgi

Erime Sıcaklığı

Belirli koşullarda çift sarmallı DNA'nın tek sarmal haline geldiği sıcaklık. Guanin-sitozin oranı arttıkça Tm oranı da artar.

http://www.biyologlar.com/erime-sicakligi

Çift Sarmallı RNA

Ökaryotlarda,yazılım sürecinde kaza ile oluşan bir üründür.Bu ürün belirli bir virüsün genomu olarak karşımıza çıkabilir ya da virüslerin  çoğalması sırasında üretililip,v iral enfeksiyonun bir işareti olarak görülebilir. Çift sarmal RNA nın, sitokin üretimini artırdığı için, viral enfeksiyonunun genel semptomlarının sorumlusu olan zehirli bir madde olduğu düşünülüyor.Çift sarmal RNA, antivirus bağışıklık mekanizmasının ana maddesi olan PKR enziminin ana aktivatörüdür.

http://www.biyologlar.com/cift-sarmalli-rna

DNA Replikasyonunun 7 Büyük Adımına Ayrıntılı Bir Bakış

DNA Replikasyonunun 7 Büyük Adımına Ayrıntılı Bir Bakış

DNA kopyalama işlemi, bir hücrenin tüm genetik içeriğini çoğaltmak için dikkatle düzenlenmiş bir dizi olaydan oluşur. Mevcut makale, karmaşık DNA çoğaltma adımlarına kısa bir bakış açısı getiriyor.

http://www.biyologlar.com/dna-replikasyonunun-7-buyuk-adimina-ayrintili-bir-bakis

Üç <b class=red>sarmallı</b> DNA Nedir ?

Üç sarmallı DNA Nedir ?

Üç iplikli DNA veya üç sarmallı DNA, üç oligonükleotitin birbiri etrafına sarılarak üçlü sarmal oluşturduğu bir DNA yapısıdır.

http://www.biyologlar.com/uc-sarmalli-dna-nedir-

Yeni Çalışma Replikasyon Çatısında DNA Helikazının Yapısını Ortaya Koyuyor.

Yeni Çalışma Replikasyon Çatısında DNA Helikazının Yapısını Ortaya Koyuyor.

Van Andel Araştırma Enstitüsü ve Rockefeller Üniversitesi'ndeki bilim insanları, DNA replikasyonunda yer alan önemli bir yapıyı başarılı bir şekilde anlattı ve hayatın nasıl yayıldığına ilişkin pazıla bir parça daha ekledi.

http://www.biyologlar.com/yeni-calisma-replikasyon-catisinda-dna-helikazinin-yapisini-ortaya-koyuyor-

İlk Defa İnorganik Çift Sarmal Üretildi

İlk Defa İnorganik Çift Sarmal Üretildi

Deoksiribonükleik asit, yani DNA, dünyamızdaki çoğu biyolojik yaşam formunun temelini oluşturan genetik materyaldir.

http://www.biyologlar.com/ilk-defa-inorganik-cift-sarmal-uretildi

DNA Molekülü Hücre İçinde Hangi Kılıklara Girer?

DNA Molekülü Hücre İçinde Hangi Kılıklara Girer?

Bir DNA’ya ne zaman kromozom denir? Kardeş kromatit ne demektir ve kromozomdan farkı nedir? DNA’yı daha iyi anlamak için netleştirmemiz gereken bu kavramlara bir bakalım.

http://www.biyologlar.com/dna-molekulu-hucre-icinde-hangi-kiliklara-girer

 
3WTURK CMS v6.03WTURK CMS v6.0