Aşağıdaki grafiklerde farklı hücrelerin sitoplazmalarında bulunan yapıların sayıları verilmiştir.
Bu hücrelerde üretilebilecek DNA moleküllerinde bulunabilecek en fazla nükleotid sayısını yazınız.
1400 Şeker
300 Adenin
700 Sitozin
100 Timin
400 Guanin
700 Fosfat
Nükleotid sayısı:…
85 Guanin
45 Adenin
30 Sitozin
200 Timin
DNA Molekülü Sentezinde Maksimum Nükleotid Sayısı Hesabı
KULLANILAN FORMÜL / KURAL: Çift zincirli bir DNA molekülünde daima Adenin sayısı Timin sayısına (A = T), Guanin sayısı Sitozin sayısına (G = C) eşit olmak zorundadır. Ayrıca her bir nükleotidin yapısında 1 organik baz, 1 deoksiriboz şekeri ve 1 fosfat grubu bulunması gerektiğinden; sentezlenebilecek en fazla nükleotid sayısını eşleşebilen bazlar, şeker ve fosfat miktarlarından en az olanı (sınırlayıcı bileşen) belirler.
ÇÖZÜM ADIMLARI
Adım 1 — 1. Hücre İçin Nükleotid Sayısının Hesaplanması
- Baz eşleşmeleri:
- A - T eşleşmesi: \min(300 \text{ Adenin}, 100 \text{ Timin}) = 100 \text{ çift} \implies 100 \times 2 = 200 nükleotid
- G - S eşleşmesi: \min(400 \text{ Guanin}, 700 \text{ Sitozin}) = 400 \text{ çift} \implies 400 \times 2 = 800 nükleotid
- Eşleşebilecek toplam baz kapasitesi: 200 + 800 = 1000 adet
- Yapı taşlarının sınır kontrolü:
- Toplam organik baz kapasitesi: 1000
- Şeker sayısı: 1400
- Fosfat sayısı: 700
- Fosfat sayısı (700) en az olduğu için sınırlayıcı faktördür. Dolayısıyla en fazla 700 nükleotid sentezlenebilir (örneğin 200 adet A-T ve 500 adet G-S nükleotidi kullanılarak).
\text{1. Hücre Nükleotid Sayısı} = 700
Adım 2 — 2. Hücre İçin Nükleotid Sayısının Hesaplanması
Grafikte yalnızca organik baz sayıları verildiğinden, çift sarmallı DNA kuralına (A=T ve G=S) göre eşleşme yapılır:
- A - T eşleşmesi: \min(45 \text{ Adenin}, 200 \text{ Timin}) = 45 \text{ çift} \implies 45 \times 2 = 90 nükleotid
- G - S eşleşmesi: \min(85 \text{ Guanin}, 30 \text{ Sitozin}) = 30 \text{ çift} \implies 30 \times 2 = 60 nükleotid
\text{Toplam Nükleotid Sayısı} = 90 + 60 = 150
CEVAP:
- 1. Hücre Nükleotid sayısı: 700
- 2. Hücre Nükleotid sayısı: 150
SINAV NOTU / PÜF NOKTASI: DNA sorularında organik baz sayısı yeterli olsa bile nükleotid oluşumu fosfat veya şeker sayısıyla sınırlıdır. Ayrıca çift zincirli DNA sentezlenirken tek başına fazla olan bazlar (örneğin 2. hücredeki artan Timinler ve Guaninler) eşi olmadığı için DNA yapısına katılamaz.