BAKTERLERN GENETK KARAKTERLER GENETK MATERYALLERN YAPILARI Nukleik asitler

  • Slides: 40
Download presentation
BAKTERİLERİN GENETİK KARAKTERLERİ

BAKTERİLERİN GENETİK KARAKTERLERİ

GENETİK MATERYALLERİN YAPILARI

GENETİK MATERYALLERİN YAPILARI

 • Nukleik asitler; • Bakteri, virüs, plasmid, faj, transpozon, İS- elementlerinin temel makromoleküllerini

• Nukleik asitler; • Bakteri, virüs, plasmid, faj, transpozon, İS- elementlerinin temel makromoleküllerini oluşturduğundan ayrıca bütün yaşamsal fonksiyonları ve kalıtsal özellikleri yönettiğinden çok önemli rollere sahiptirler.

HER HÜCREDE Genetik bilgilerin kodlandığı bir DNA genomu bulunur Bu genetik bilgiler m. RNA

HER HÜCREDE Genetik bilgilerin kodlandığı bir DNA genomu bulunur Bu genetik bilgiler m. RNA ve ribozomlar aracılığı ile proteinlere dönüştürülür Sentezlenen bu proteinler enerji üretimi ve biyosentez için gerekli mekanizmaları kontrol eder

Bir Bakterinin Nükleotidinde (çekirdeksi yapı) • çekirdek zarı • çekirdekçik • intron bulunmaz

Bir Bakterinin Nükleotidinde (çekirdeksi yapı) • çekirdek zarı • çekirdekçik • intron bulunmaz

Nükleik asitler, temel genetik makromolekül olup, başlıca iki yapısal özellik göstermektedir 1. Deoksiribonükleik asit

Nükleik asitler, temel genetik makromolekül olup, başlıca iki yapısal özellik göstermektedir 1. Deoksiribonükleik asit (DNA) 2. Ribonükleik asit (RNA)

Deoksiribonükleik asit (DNA)

Deoksiribonükleik asit (DNA)

 • Bakterilerde çembersel, çift iplikli, dev bir DNA (tek ve sirküler) molekülü bulunur

• Bakterilerde çembersel, çift iplikli, dev bir DNA (tek ve sirküler) molekülü bulunur • Yaklaşık olarak bakterinin tüm hücre kuru ağırlığının %2 -3 kadarını oluştururlar ve mikroorganizma türüne göre değişmekle birlikte ortalama 0. 01 pg ağırlığına sahiptir • DNA’nın uzunluğu ise örnek vermek gerekirse • E. coli’de 1. 2 -1. 5 mm kadar olup 4 x 106 baz çiftinden oluşmaktadır. Bu uzunluk bakteri uzunluğunun yaklaşık 500 katı kadardır

 • İki polinükleotid iplikçiğinin birbirine sarmal şeklinde bağlanması ile oluşan DNA’nın yapısında 3

• İki polinükleotid iplikçiğinin birbirine sarmal şeklinde bağlanması ile oluşan DNA’nın yapısında 3 temel komponent bulunmaktadır • 1 - Pürin ve pirimidin bazları • 2 - Pentoz şekeri (2 -deoksi-D-riboz) • 3 -Fosfat molekülü (fosforik asit, H 3 PO 4)

1. Pürin (Adenin A; Guanin G) yada pirimidin (Sitozin C; Timin T) bazları

1. Pürin (Adenin A; Guanin G) yada pirimidin (Sitozin C; Timin T) bazları

2. Pentoz şekeri (2 -deoksi-D-riboz) 5 karbonlu şekerin 2. pozisyonunda bulunan karbon atomuna bağlı

2. Pentoz şekeri (2 -deoksi-D-riboz) 5 karbonlu şekerin 2. pozisyonunda bulunan karbon atomuna bağlı bir oksijeni bulunmamaktadır (C 5 H 10 O 4) Pürin/pirimidin + pentoz molekülü = Nükleosidlerde fosfat molekülleri ile birleşerek Nukleotidleri oluştururlar

3. Fosfat molekülü (fosforik asit, H 3 PO 4) Nükleosidlerin birbirine bağlanmasını sağlar Nükleosid

3. Fosfat molekülü (fosforik asit, H 3 PO 4) Nükleosidlerin birbirine bağlanmasını sağlar Nükleosid + fosfat molekülü = Nükleotid

 • Bu birleşme, pentoz şekerinin 5’-pozisyonundaki karbon atomu ile fosfat molekülünün oksijeni arasında

• Bu birleşme, pentoz şekerinin 5’-pozisyonundaki karbon atomu ile fosfat molekülünün oksijeni arasında kurulan ester bağı ile sağlanır • Yan yana bulunan nükleotidler birbirleri ile fosfodiester bağları ile birleşerek polinükleotid zincirini oluşturur

 • Fosfat gurubu, bitişik nükleotidin pentoz şekerinin 5’- pozisyonundaki karbon atomu ile diğer

• Fosfat gurubu, bitişik nükleotidin pentoz şekerinin 5’- pozisyonundaki karbon atomu ile diğer komşu şekerin 3’- pozisyonundaki karbon atomu arasında fosfodiester (O-P-O) bağı kurar • Aksi yönde uzanan diğer iplikçikte ise bu yön 3’--->5’ dir

 • Bu tarz bir yapı özelliği gösteren DNA’da bir iplikçikte bulunan pirimidin bazları

• Bu tarz bir yapı özelliği gösteren DNA’da bir iplikçikte bulunan pirimidin bazları (T, C) diğer iplikçikte bulunan pürin bazları (A, G) ile karşılıklı hidrojen bağları (kovalent bağlanma) bağları ile birleşmişlerdir • • Hidrojen bağları Adenin ile Timin ve Guanin ile Sitozin arasında oluşur

 • Adenin miktarı Timin miktarına, Guanin miktarı ise Sitozin miktarına eşittir • Ancak

• Adenin miktarı Timin miktarına, Guanin miktarı ise Sitozin miktarına eşittir • Ancak A+T miktarı G+C miktarına eşit değildir • İplikçiklerde şeker-fosfot omurgası dış tarafta bulunurken nitrojen bazları orta eksende yer alır

 • DNA’nın yapısını oluşturan iki polinüklotid iplikçik birbirinden ayrıldığı zaman, her bir iplikçik

• DNA’nın yapısını oluşturan iki polinüklotid iplikçik birbirinden ayrıldığı zaman, her bir iplikçik önceden karşısında bulunan diğer yarımı yeniden oluşturabilme yeteneğindedir • Bu özellik sayesinde, üreme sırasında birbirinden ayrılan iki iplikçik kendi karşılıklarını tamamlayarak aynı yapı ve özellikte iki DNA molekülü oluşturur. Bu olaya DNA replikasyonu denir • DNA replikasyonunda polimeraz enzimi görev alır

 • DNA ısıtılırsa iki iplikçikteki bazlar arasında bulunan hidrojen bağları çözülerek iplikçikler ayrılır

• DNA ısıtılırsa iki iplikçikteki bazlar arasında bulunan hidrojen bağları çözülerek iplikçikler ayrılır (denatürasyon) • Ortam soğutulduğunda iplikçikler yeniden birleşir. Bu teknik sayesinde ayrı tür hatta ayrı cinslere ait canlıların birbirinden ayrılmış DNA iplikçikleri karşılıklı olarak bir araya getirilebilmektedir (hibridizasyon) • Ancak bu birleşme sınırlıdır, iplikçikler arasında homologluk oranı fazla ise birleşme oranıda yüksek olur

 • DNA hibridizasyonu sayesinde mikroorganizmaların birbirlerine yakınlık dereceleri saptanmakta ve sınıflandırmada yararlanılmaktadır

• DNA hibridizasyonu sayesinde mikroorganizmaların birbirlerine yakınlık dereceleri saptanmakta ve sınıflandırmada yararlanılmaktadır

 • İnvitro çalışmalarla, içinde çok az mikroorganizma DNA’sı bulunan inceleme örneklerindeki DNA çeşitli

• İnvitro çalışmalarla, içinde çok az mikroorganizma DNA’sı bulunan inceleme örneklerindeki DNA çeşitli yöntemlerle ayrılarak, tüp içinde polimeraz enzimi ve gerekli kimyasal maddeler ile bir arada tutularak yeni DNA molekülleri sentezlenmekte ve işlemin sonunda başlangıçtaki DNA miktarı kat ve kat artmaktadır

 • Polimeraz zincir reaksiyonu (Polymerase chain reaction, PCR, PZR) adı verilen bu yöntemle,

• Polimeraz zincir reaksiyonu (Polymerase chain reaction, PCR, PZR) adı verilen bu yöntemle, pek çok infeksiyöz hastalığın tanısı güvenilir bir şekilde ve kısa sürede yapılmaktadır

 • DNA gerektiği zaman üzerinde bulunan nükleotid sayı ve sırasına uygun özellikte RNA

• DNA gerektiği zaman üzerinde bulunan nükleotid sayı ve sırasına uygun özellikte RNA molekülü oluşturarak hücrenin yaşamsal işlevlerini yönetir

Ribonükleik asit (RNA)

Ribonükleik asit (RNA)

 • Mikrorganizmalarda DNA’dan ayrı olarak hücre içinde çok önemli fonksiyonlara sahip olan bir

• Mikrorganizmalarda DNA’dan ayrı olarak hücre içinde çok önemli fonksiyonlara sahip olan bir diğer makromolekül de ribonükleik asit (RNA)’dir • Kompozisyonu bakımından DNA’ya benzerlik gösterse de fonksiyonel olarak farklı bir aktiviteye sahiptir

 • Bazı araştırıcılar RNA’yı tam bir genetik materyal olarak kabul etmemekte, • genetik

• Bazı araştırıcılar RNA’yı tam bir genetik materyal olarak kabul etmemekte, • genetik RNA (m. RNA ve RNA virüsleri) • • nongenetik RNA (diğer RNA’lar) olmak üzere iki ayrı molekül olarak düşünmektedirler

 • RNA’da deoksiriboz yerine riboz, riboz DNA’daki primidinlerden Timin(T) yerine Urasil (U) bulunur

• RNA’da deoksiriboz yerine riboz, riboz DNA’daki primidinlerden Timin(T) yerine Urasil (U) bulunur • Ayrıca, RNA’nın yapısı çift iplikçikli değil tek iplikçikli polinükleotid zinciri şeklindedir • Bu nedenle DNA’ya oranla daha zayıftır ve kolay tahrip olabilir • Ancak bazı bölgelerde bu iplikçiğin kendi üzerine katlanması ile çift katlı olabilir • Bunlara ilave olarak, RNA’da guanin ve sitozin miktarları eşit değildir

 • Bakterilerde - fonksiyonları - molekül ağırlıkları - Sedimentasyon sabitleri birbirinden farklı 4

• Bakterilerde - fonksiyonları - molekül ağırlıkları - Sedimentasyon sabitleri birbirinden farklı 4 tür RNA bulunur 1 - Messenger (Ulak) RNA (m. RNA) 2 -Transfer RNA (t. RNA) 3 - Ribosomal RNA (r. RNA, nongenetik) 4 - Primer RNA (p. RNA)

1 - Messenger (Ulak) RNA (m. RNA)

1 - Messenger (Ulak) RNA (m. RNA)

 • m. RNA, DNA’da bulunan genetik bilgilerin proteinlerin yapım yeri olan ribozomlara aktarılması

• m. RNA, DNA’da bulunan genetik bilgilerin proteinlerin yapım yeri olan ribozomlara aktarılması için sentezlenen moleküllerdir • DNA iplikçiklerinin birinden (kalıp DNA, 5’--->3’) RNA polimeraz enziminin (transkriptaz) katalitik etkisi ile, genetik bilgiler m. RNA’ya aktarılır • Bu olaya transkripsiyon (kopya çıkarma) denir

Transkripsiyon

Transkripsiyon

 • m. RNA protein sentezi için gerekli bilgileri kodlar halinde taşırlar • Herbir

• m. RNA protein sentezi için gerekli bilgileri kodlar halinde taşırlar • Herbir amino asit için 3 bazlı bir kod vardır. Örn. UUU, UUC, gibi • Bu üç bazlı koda kodon adı verilir • Prokaryotik m. RNA çok dayanıksız olup ortalama ömrü 1 -3 dakikadır

2 - Transfer RNA (t. RNA)

2 - Transfer RNA (t. RNA)

 • Protein sentezinde, aktive edilen amino asitlere bağlanarak bunları ribozomlar üzerinde sıraya giren

• Protein sentezinde, aktive edilen amino asitlere bağlanarak bunları ribozomlar üzerinde sıraya giren uygun kodonlara taşıyan küçük adaptör bir moleküldür

 3 - Ribozomal RNA ve Ribozomlar

3 - Ribozomal RNA ve Ribozomlar

 • Ribozomların protein sentezindeki rolü çok büyüktür • Bakterilerin üreme döneminde sayıları oldukça

• Ribozomların protein sentezindeki rolü çok büyüktür • Bakterilerin üreme döneminde sayıları oldukça artar • Yapısında r. RNA (%60) ve spesifik proteinler (%40) bulunur

 • Bakterilerde ribozomlar 30 S ve 50 S olmak üzere iki alt birimden

• Bakterilerde ribozomlar 30 S ve 50 S olmak üzere iki alt birimden oluşurlar ve bunların birleşmesi ile 70 S’lik ribozom oluşur (S= Svedberg sabiti ; ultrasantrifüjlemede çökme hızıyla ilgili katsayı)

 • Hücredeki tüm RNA’nın büyük bir çoğunluğunu r. RNA oluşturur ve ribozomlarda proteinlere

• Hücredeki tüm RNA’nın büyük bir çoğunluğunu r. RNA oluşturur ve ribozomlarda proteinlere bağlı olarak bulunur

 • 4 - Primer RNA (p. RNA) DNA nın replikasyonunda geçici olarak görev

• 4 - Primer RNA (p. RNA) DNA nın replikasyonunda geçici olarak görev yapmakta ve primase enziminin katalitik etkisi ile sentezlenir. Primer RNA (p. RNA) 15 - 20 nükleotidden oluşmaktadır.

 • DNA’nın replikasyonunda ters yöndeki iplikçiğin sentezlenmesi sırasında basamak olarak kullanılan p. RNA’

• DNA’nın replikasyonunda ters yöndeki iplikçiğin sentezlenmesi sırasında basamak olarak kullanılan p. RNA’ lar sentezlenir ve basmak görevi görür • p. RNA’ların görevi bittikten sonra DNA polimeraz tarafından kesilerek çıkartılır