dna replİkasyonu
DESCRIPTION
DNA REPLİKASYONU. Yrd.Doç.Dr. Metin Konuş. DNA REPLİKASYONU. Replikasyon genetik materyelin tamamen kendi benzeri yeni bir molekül oluşturma işlemidir. DNA kendini eşleyebilen yegane biyomoleküldür - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
![Page 1: DNA REPLİKASYONU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022081503/568152bd550346895dc0dfbd/html5/thumbnails/1.jpg)
DNA REPLİKASYONU
Yrd.Doç.Dr. Metin Konuş
![Page 2: DNA REPLİKASYONU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022081503/568152bd550346895dc0dfbd/html5/thumbnails/2.jpg)
DNA REPLİKASYONU
• Replikasyon genetik materyelin tamamen kendi benzeri yeni bir molekül oluşturma işlemidir.
• DNA kendini eşleyebilen yegane biyomoleküldür • Replikasyon sonrası ana DNA molekülü ile tüm
nukleotid dizisi tamamen aynı olan DNA molekülü ortaya çıkar.
• Böylece DNA da taşınan genetik bilgi her replikasyon olayı ile dölden döle aktarılır.
![Page 3: DNA REPLİKASYONU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022081503/568152bd550346895dc0dfbd/html5/thumbnails/3.jpg)
3
![Page 4: DNA REPLİKASYONU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022081503/568152bd550346895dc0dfbd/html5/thumbnails/4.jpg)
• DNA replikasyonu yarı koruyucu bir model ile açıklanır.
• Bu model iki zincirli sarmal DNA nın her bir ipliğinin kalıp görevi yaparak kendine yeni bir eş DNA ipliği oluşturması işlemidir.
• Böylece bir ana molekülden yeni oluşan her bir yavru molekül, ana DNA nın bir zincirini taşıyacaktır
![Page 5: DNA REPLİKASYONU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022081503/568152bd550346895dc0dfbd/html5/thumbnails/5.jpg)
DNA Replikasyonunun Temel Mekanizmaları
Hem prokaryotik hemde ökaryotik hücrelerde replikasyonun temel mekanizmaları aynıdır.
• Replikasyon başlangıç noktalarının tayini• DNA çift ipliğinin çözünmesi• Replikasyon çatalının oluşması
![Page 6: DNA REPLİKASYONU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022081503/568152bd550346895dc0dfbd/html5/thumbnails/6.jpg)
6
Replikasyonda, DNA polimerazdan başka, herbirinin özel bir görevi olan, 20’den fazla enzim ve proteinler gerekmektedir.
Tümüne DNA replikaz sistemi veya replizom denir.
![Page 7: DNA REPLİKASYONU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022081503/568152bd550346895dc0dfbd/html5/thumbnails/7.jpg)
Replikasyon başlangıç noktalarının tayini:
• Replikasyonun gerçekleştiği genom birimine replikon denir.
• Her replikonda bir başlangıç ve bir bitiş noktası vardır.
• Prokaryotlarda çembersel DNA da bir başlangıç ve bir bitiş noktası,
• Ökaryotik hücrede ise çok sayıda başlangıç ve bitiş noktaları vardır.
![Page 8: DNA REPLİKASYONU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022081503/568152bd550346895dc0dfbd/html5/thumbnails/8.jpg)
• Başlangıç noktaları özel nukleotid dizilerinden oluşur ( A ve T den zengin tekrarlayan nukleotid dizileri)
• ve “diziye özel olan DNA ya bağlanan proteinler = başlatıcı proteinler” tarafından tanınır.
• Bu proteinlerin başlangıç noktalarına bağlanması ile replikasyonun ilk adımı atılır.
![Page 9: DNA REPLİKASYONU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022081503/568152bd550346895dc0dfbd/html5/thumbnails/9.jpg)
9
![Page 10: DNA REPLİKASYONU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022081503/568152bd550346895dc0dfbd/html5/thumbnails/10.jpg)
10
![Page 11: DNA REPLİKASYONU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022081503/568152bd550346895dc0dfbd/html5/thumbnails/11.jpg)
Saccoromyces cerevisia da; Replikasyon orijin noktalarında 11 nukleotidlik
bir dizinin tekrarı saptanmıştır. (A veya T)TTTAT(A veya G)TTT(A veya T)
![Page 12: DNA REPLİKASYONU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022081503/568152bd550346895dc0dfbd/html5/thumbnails/12.jpg)
DNA çift ipliğinin çözünmesi
• Replikasyonun başlıyabilmesi için DNA çift zincirinin sarmal yapısının çözülmesi gereklidir.
• Çözülme işlemi başlatıcı protein kopleksinde yer alan DNA helikazlar ile gerçekleştirilir.
![Page 13: DNA REPLİKASYONU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022081503/568152bd550346895dc0dfbd/html5/thumbnails/13.jpg)
![Page 14: DNA REPLİKASYONU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022081503/568152bd550346895dc0dfbd/html5/thumbnails/14.jpg)
Replikasyon çatalının oluşması
• Helikaz aktivitesi ile açılan çift zincirde replikasyonun olduğu bölgeye replikasyon çatalı denir.
• Replikasyon olayı “replikasyon
çatalı”nın ana DNA molekülü boyunca ilerlemesi ile gerçekleşir.
![Page 15: DNA REPLİKASYONU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022081503/568152bd550346895dc0dfbd/html5/thumbnails/15.jpg)
Replikasyon çatalında replikasyonda iş gören 4 temel yapı vardır;
• DNA helikaz, DNA sarmalını çözen enzim• Primaz, DNA sentezinin başlıyabilmesi için gerekli olan
RNA primerlerini (RNA öncül molekül) sentezleyen enzim
• DNA Polimerazlar, kalıp zincire komplamenter yeni DNA zincirini sentezleyen enzim
• Tek zincire bağlanan (SSB) proteinler, replikasyon çatalının sürekliliğini saglayan ,tek DNA ipliğine bağlanarak katlanmayı önleyen proteinler
![Page 16: DNA REPLİKASYONU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022081503/568152bd550346895dc0dfbd/html5/thumbnails/16.jpg)
![Page 17: DNA REPLİKASYONU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022081503/568152bd550346895dc0dfbd/html5/thumbnails/17.jpg)
17
DNA polimeraz III , her bir nükleotidin kalıp üzerindeki tamalayıcı bazına uygun olarak, yeni zincire eklenmesini kontrol eder. Eğer kalıp bazdaki adenine uyan, timin yerine sitozin taşıyan nükleotid yeni zincire eklenirse,
DNA polimeraz III, yapıya yanlışlıkla katılan nükleotidi hidrolitik olarak uzaklaştırarak, timin taşıyan doğru
nükleotidi yerine yerleştirir.
![Page 18: DNA REPLİKASYONU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022081503/568152bd550346895dc0dfbd/html5/thumbnails/18.jpg)
18
Öncül RNA molekülünün Çıkartılıp Atılarak DNA ile Yer Değiştirmesi
DNA polimeraz III sentezi, yeni bir öncü RNA ile karşılaşıncaya kadar devam eder.
Öncü RNA molekülüne gelindiğinde, DNA polimeraz I ile RNA çıkarılarak DNA polimeraz I ile boşluk doldurulur .
![Page 19: DNA REPLİKASYONU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022081503/568152bd550346895dc0dfbd/html5/thumbnails/19.jpg)
![Page 20: DNA REPLİKASYONU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022081503/568152bd550346895dc0dfbd/html5/thumbnails/20.jpg)
DNA replikasyon yönü (yeni sentezlenen zincirin yönü) 5’ 3’ ucuna doğrudur
![Page 21: DNA REPLİKASYONU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022081503/568152bd550346895dc0dfbd/html5/thumbnails/21.jpg)
DNA replikasyon yönü (yeni sentezlenen zincirin yönü) 5’ 3’ ucuna doğrudur
DNA molekülü birbirize zıt yönde paralel iki zincir içerdiginden (biri 5’ 3’ diğeri 3’ 5’) sentezin aynı anda ve devamlı olarak ilerlemesi mümkün değildir.
• Bu nedenle replikasyon çatalında iki farklı sentez tipi ortaya çıkar.
1- Devamlı iplik (DNA) sentezi ( 3’ 5´ kalıbına uygun sentez )2- Kesikli iplik (DNA) sentezi ( 5´ 3´ kalıbına göre yapılan sentez)
![Page 22: DNA REPLİKASYONU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022081503/568152bd550346895dc0dfbd/html5/thumbnails/22.jpg)
• Kesikli DNA zincirlerinin oluşumunu deneysel olarak gösteren Okazaki ve Ark.(1968) dan dolayı bunlara
Okazaki Parçaları adı verilmiştir.(ökaryotlarda 100-200
nukleotidlik parçalar)• Her bir Okazaki parçasınında
başlangıcında RNA primerleri bulunmaktadır.
![Page 23: DNA REPLİKASYONU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022081503/568152bd550346895dc0dfbd/html5/thumbnails/23.jpg)
Kesikli zincir
Devamlı zincir
![Page 24: DNA REPLİKASYONU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022081503/568152bd550346895dc0dfbd/html5/thumbnails/24.jpg)
• Replikasyon ilerledikçe RNA primerleri kesilip çıkarılır
• ortaya çıkan boş alanlar DNA polimerazlar tarafından kalıp DNA ya uygun olarak sentezlenir
• ve iki DNA ucu ligaz enzimi ile birleştirilerek bir bütün DNA ipliği oluşur.
• Ökaryotiklerde replikonlarda tamamlanan DNA parçalarıda yine ligaz enzimi ile birleştirilir.
![Page 25: DNA REPLİKASYONU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022081503/568152bd550346895dc0dfbd/html5/thumbnails/25.jpg)
• Ökaryotik DNA polimerazlar• α, β, δ, γ, ve ε. γ : mitokondriumda bulunur . mtDNA replikasyonunda iş görür • Diğerleri nukleusta bulunur. • α: kesikli ipliğin sentezi. • β: DNA tamiri. • δ: devamlı ipliğin sentezi. • ε: DNA tamiri.
![Page 26: DNA REPLİKASYONU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022081503/568152bd550346895dc0dfbd/html5/thumbnails/26.jpg)
• Ökaryotiklerde DNA molekülünün
prokaryotlardan daha büyük olması ve histon
proteinleri ile kromatin yapı oluşturmaları
nedeniyle farklı sentez aşamaları gözlenir.
![Page 27: DNA REPLİKASYONU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022081503/568152bd550346895dc0dfbd/html5/thumbnails/27.jpg)
Ökaryotik hücrelerde replikasyon adımları
• Replikasyon orijin noktalarının tayini• DNA çift ipliğinin çözünmesi• Replikasyon çatalının oluşması• DNA polimeraz aktivitesi, sentez ve uzama• Replikasyon kabarcıklarının oluşması• Yeni sentezlenen DNA parçalarının
birleştirilmesi• Kromatin yapısının yeniden oluşumu
![Page 28: DNA REPLİKASYONU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022081503/568152bd550346895dc0dfbd/html5/thumbnails/28.jpg)
• Ökaryotik DNA da replikasyon orijinleri, 20 ila 80 orijinlik gruplar şeklinde (bir replikon=replikasyon ünitesi) aktiflenirler.
• Tüm DNA replike oluncaya kadar S fazı boyunca yeni replikasyon orijinleri aktiflenmeye devam eder.
![Page 29: DNA REPLİKASYONU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022081503/568152bd550346895dc0dfbd/html5/thumbnails/29.jpg)
![Page 30: DNA REPLİKASYONU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022081503/568152bd550346895dc0dfbd/html5/thumbnails/30.jpg)
• DNA replike oldukça yeni sentezlenen histonlar ile kromatin şeklinde yeniden düzenlenir.
• Histonlarda hücre siklusunun S fazında sentezlenir.
![Page 31: DNA REPLİKASYONU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022081503/568152bd550346895dc0dfbd/html5/thumbnails/31.jpg)
• S fazı boyunca aynı kromozomun farklı bölgeleri farklı zamanlarda replike olur.
• Kondens kromatin (heterokromatin) geç S fazında replikasyona uğrar
• Aktif kromatin (ökromatin) erkan S fazında replikasyona uğrar
örneğin; aktif X kromozomu S fazı boyunca, inaktif X kromozomu geç S fazında
replike olur
![Page 32: DNA REPLİKASYONU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022081503/568152bd550346895dc0dfbd/html5/thumbnails/32.jpg)
Sonlanma safhası
• E.coli’de DNA’nın iki replikasyon çatalı terminal bölgede birleşir.
• Bu bölge 20 baz çiftinden oluşur ve Terminus adını alır.
• Bu bölge aynı zamanda TUS (terminus utilization substance) adlı protein için bağlanma bölgesi içerir ve sentez bu bölgede durur.
![Page 33: DNA REPLİKASYONU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022081503/568152bd550346895dc0dfbd/html5/thumbnails/33.jpg)
Ökaryotik kromozomlar, prokaryotik kromozomlardan farklı olarak doğrusal yapıdadır
Kromozomların ucu telomer olarak adlandırılan yapılar ile sonlanır.
Normalde sentez sırasında 3‘-OH grubuna nükleotid ilavesi yapılır
koromozom ucunda, 3’-OH grubunu sağlayacak pirimer yoktur
Bu yüzden her DNA sentezi sonunda, kromozom RNA primeri kadar kısalacaktır
Bu problem telomeraz enzimi tarafından giderilir.
![Page 34: DNA REPLİKASYONU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022081503/568152bd550346895dc0dfbd/html5/thumbnails/34.jpg)
TELOMER- TELOMERAZ
Kromozom uçlarındaki tekrarlanannukleotid dizileri
TELOMER
![Page 35: DNA REPLİKASYONU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022081503/568152bd550346895dc0dfbd/html5/thumbnails/35.jpg)
35
![Page 36: DNA REPLİKASYONU](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022081503/568152bd550346895dc0dfbd/html5/thumbnails/36.jpg)
DNA Repliasyonunda TopoizomerazlarTopoizomerazlar
• Replikasyon çatalında ortaya çıkan Süperkıvrımların açılması-çözülmesinde iş görürler
• topoizomeraz l ;Tip I tek iplikli DNAyı keser topoizomeraz ll ;Tip II çift iplikli DNAyı keser