Baz eşleştirme

Bir baz çifti, deoksiribonükleik asit (DNA) veya ribonükleik asitte (RNA) birbirine zıt olan iki nükleobazdan oluşur ve hidrojen bağları yardımıyla birbirine bağlanır ve çift sarmal oluşturur. Bu, bir organizmanın genomik bilgisidir ve genleri içerir. Hatalı olan Baz eşleştirme mutasyonlara yol açabilir.

Baz eşleşmesi nedir?

Bir baz çifti nükleobazlardan oluşur. DNA veya RNA'nın bir elementidir. Bu nükleobazlar, sırasıyla fosforik asit veya fosfat ve bir şeker olan deoksiriboz ile birlikte nükleotidi (baz) oluşturur.

Fosforik asit ve deoksiriboz her nükleotid için aynıdır; DNA'nın omurgasını oluştururlar. Baz ve deoksiriboz, nükleositler olarak bilinir. Fosfat kalıntısı, DNA'nın negatif yüklü olduğu ve aynı zamanda hidrofilik olduğu ve su ile bir etkileşim olduğu anlamına gelir.

Nükleotidler sadece bazda farklılık gösterir. DNA veya RNA bileşenleri olup olmadıklarına bağlı olarak beş baz arasında bir ayrım yapılır. Bazlar adenin (A) ve guanindir (G), bunlar pürinlere aittir. Timin (T), sitozin (C) ve urasil (U) pirimidinlerdir. Purinler heterosiklik organik bileşiklerdir, pirimidinler ise heterosiklik, aromatik, organik bileşiklerdir.

DNA'da, adenin ve timinin (A-T) yanı sıra guanin ve sitozinin (G-C) baz çifti vardır. RNA durumunda ise adenin ve urasil (A-U) arasında ve guanin ile sitozin (G-C) arasında bir baz eşleşmesi meydana gelir. Bu temel eşleştirmeye tamamlayıcı denir.

Eşleşmeler hidrojen bağları tarafından oluşturulur. Bu, bir hidrojen atomu ile başka bir atomdaki yalnız bir elektron çifti arasındaki etkileşimdir. Hidrojen atomu buraya kovalent olarak bağlıdır. Bu, bir atomun değerlik elektronları ile başka bir atomun çekirdeği arasında bir etkileşimin olduğu kimyasal bir bağdır. Baz çiftleri ayrıca DNA'nın boyutunun bir ölçüsü olarak kullanılır: 1bp bire karşılık gelir ve 1kb 1000 baz çiftine veya nükleotide karşılık gelir.

İşlev ve görev

Baz eşleştirmesi, DNA'nın yapısı için temel işlevlere sahiptir. DNA bir çift sarmal olarak oluşur. Çift sarmalın uzamsal düzenlemesi, A-şeklinin aksine daha rahat bir düzenlemeye sahip olan sağ-el çift sarmallı bir sarmal olan B-DNA olarak adlandırılır.

Adenin ve timin baz eşleştiğinde, iki hidrojen bağı oluşur. Buna karşılık, guanin ve sitozinin eşleşmesi, üç hidrojen bağı oluşturur. Bir purin ve bir pirimidin arasındaki baz eşleşmesi nedeniyle, iki DNA ipliği arasında ortaya çıkan mesafe her zaman aynıdır. DNA'nın düzenli bir yapısı vardır, DNA sarmalının çapı 2 nm'dir. Helezon içinde 360 ​​° 'lik tam bir dönüş, her 10 baz çiftinde bir meydana gelir ve 3,4 nm uzunluğundadır.

Baz eşleşmesi ayrıca DNA replikasyonunda önemli bir rol oynar. DNA replikasyonu, başlangıç ​​aşaması, uzama aşaması ve sonlandırma aşaması olarak bölünmüştür. Bu, hücre bölünmesi sırasında olur. DNA, DNA helikaz adı verilen bir enzim tarafından çözülür. Çift sarmallar birbirinden ayrılır ve bir DNA polimeraz kendisini tek bir DNA sarmalına bağlar ve her bir sarmal üzerinde tamamlayıcı bir DNA zinciri üretmeye başlar.Bu, yeni bir çift DNA sarmalı oluşturan iki yeni tek DNA zinciri oluşturur.

Yeni sentezlenen DNA çift sarmalının yapısı, tamamlayıcı baz eşleşmesi ile sağlanır. Ek olarak, baz eşleşmesi, protein biyosentezinde önemli bir rol oynar. Bu, transkripsiyon ve çeviriye ayrılmıştır. Transkripsiyon sırasında, DNA çift sarmalı çözülür ve tamamlayıcı iplikler birbirinden ayrılır. Bu aynı zamanda helikaz enzimi tarafından da yapılır.

RNA polimeraz, tek bir DNA zincirine bağlanır ve ona tamamlayıcı olan RNA'yı oluşturur. RNA söz konusu olduğunda timin yerine urasil kullanılır ve DNA ile karşılaştırıldığında poliA kuyruğu olarak adlandırılan bir kuyruğa sahiptir. RNA her zaman bir adenin dizisi ile biter. RNA ayrıca tek bir sarmal olarak kalır ve çeviri sırasında bir proteini sentezlemek için kullanılır. Protein türü, protein sentezi için bir şablon olarak okunan ve kullanılan belirli gene bağlıdır.

İlaçlarınızı burada bulabilirsiniz

Hastalıklar ve rahatsızlıklar

Erwin Chargaff, guanin ve sitozinin yanı sıra adenin ve timin bazlarının sayısının 1: 1 olduğunu buldu. James D. Watson ve Francis Harry Compton Crick sonunda adenin ve timinin yanı sıra guanin ve sitozinin tamamlayıcı baz eşleşmesi olduğunu keşfettiler. Bu Watson-Crick eşleşmesi olarak bilinir.

Bununla birlikte, ters Watson-Crick eşleşmesi gibi çeşitli bozukluklar olağandışı baz eşleşmesine neden olabilir. Baz eşleştirmenin başka bir hatalı biçimi yalpalama eşleştirmesidir. Bunlar G-U, G-T veya A-C gibi Watson-Crick eşleşmesine aykırı eşleşmelerdir. Bu hatalar DNA replikasyonu sırasında meydana gelebilir ve daha sonra DNA onarımı ile ortadan kaldırılmalıdır.

Yanlış baz eşleşmesi mutasyonlara yol açabilir. Bu mutasyonların zararlı olması gerekmiyor. Bir baz çiftinin başka bir çiftle değiştirildiği, ancak sentezlenmiş protein için herhangi bir fonksiyonel veya yapısal bozukluğa neden olmadığı sözde sessiz muasyonlar vardır. Orak hücreli anemi durumunda, işlevsiz kırmızı kan hücrelerinin oluşumunun nedeni bir mutasyondur. Mutasyon, kandaki oksijenin taşınmasından sorumlu olan hemoglobini doğrudan etkiler. Ciddi ve hayatı tehdit eden dolaşım bozuklukları ve anemi ortaya çıkar.