Aşağıda eşlenmekte olan bir DNA molekülüne ait görsel verilmiştir. DNA molekülü kendisini doğru bir şekilde eşlediğine göre, aşağıdaki ifadelerden hangileri doğrudur?
Cevap:
1. Adım: Verilen İfadeleri İnceleme
Soruda üç ayrı ifade bulunmaktadır:
- I. Eşlenme sırasında eski zincirler yeni zincirler için kalıp görevi görür.
- II. Eşlenme sırasında kalıp zincirlerde bulunan nükleotid sayısı kadar nükleotid sitoplazmadan çekirdeğe girer.
- III. Oluşan DNA moleküllerinin bazı çeşitleri farklı olabilir.
Bu üç ifadenin DNA replikasyonu (eşlenmesi) sürecine göre doğruluğunu inceleyelim.
2. Adım: DNA Eşlenmesi Hakkında Temel Bilgiler
DNA, hücre bölünmesi öncesinde kendini yarı-saklı (semikonservatif) bir mekanizmayla eşler. Bu mekanizmanın özellikleri şunlardır:
- Eski Zincir = Kalıp Zincir: Yeni oluşacak DNA zincirleri, eski zincirlerin her birini kılavuz (kalıp) olarak kullanır. Böylece yeni nükleotitler, kalıp zincirdeki nükleotit dizilimine uygun şekilde eklenir.
- Yeni Nükleotit Ekleme: Sitoplazmada (ökaryot hücrelerde sitoplazmada sentezlendikten sonra çekirdek içine girer, prokaryotlarda ise sitoplazmada doğrudan kullanılır) serbest hâlde bulunan nükleotit birimleri, replikasyon çatalında kalıp zincire uygun şekilde dizilir.
- Dizilim ve Kontrol Mekanizmaları: DNA polimeraz gibi enzimler, kalıp zincirdeki her bir bazın karşısına doğru eklenecek nükleotidi seçer ve bu şekilde DNA’nın orijinal dizilimi korunmuş olur.
- Sonuç: Oluşan yeni DNA molekülleri, genellikle birbiriyle ve orijinal DNA ile aynı dizide olur (yanı sıra hatalar, düzeltme mekanizmaları tarafından büyük oranda onarılır).
3. Adım: İfadelerin Doğruluk Analizi
3.1 İfade I:
“Eşlenme sırasında eski zincirler yeni zincirler için kalıp görevi görür.”
- DNA’nın eşlenmesi yarı-saklı olduğundan her eski zincir, yeni oluşacak zincir için kalıp oluşturur.
- Bu, replikasyon mekanizmasının en temel özelliğidir.
- Doğruluk Durumu: Bu ifade kesinlikle doğrudur.
3.2 İfade II:
“Eşlenme sırasında kalıp zincirlerde bulunan nükleotid sayısı kadar nükleotid sitoplazmadan çekirdeğe girer.”
- Hücrede, replikasyon sırasında ne kadar nükleotit gerekiyorsa (yani eski zincirdeki baz dizilimine uygun sayıda), o kadar serbest nükleotit çekirdek içerisine (ökaryot hücrelerde çekirdek sıvısına) taşınır ve kalıp zincir üzerine eklenir.
- Eğer kalıp zincirde 1000 nükleotitlik bir dizi varsa, tamamlayıcı zincir için de 1000 nükleotite ihtiyaç duyulur.
- Doğruluk Durumu: Bu ifade de doğrudur.
3.3 İfade III:
“Oluşan DNA moleküllerinin bazı çeşitleri farklı olabilir.”
- Burada bahsedilen “bazı çeşitleri farklı olabilir” ifadesi, sanki replikasyon sonucu oluşan yeni DNA’ların baz dizilimi bakımından birbirinden farklı olabileceğini çağrıştırmaktadır.
- Normal koşullarda, DNA kendisini aynı biçimde kopyalar; yani yeni oluşan iki DNA dizisi de orijinal kalıpla aynı baz dizilimine sahiptir.
- Eğer replikasyon sırasında bir hata (mutasyon) oluşursa, onarım mekanizmaları devreye girer. Çok büyük oranda bu hatalar düzeltilir. Elbette nadiren hatalar onarılmazsa minör farklılıklar (mutasyonlar) meydana gelebilir. Ancak bu ifade “bazı çeşitleri farklı olabilir” şeklinde genellenemez; replikasyonun mantığı, aynı kopyalar üretmektir.
- Soruda “DNA molekülü kendisini doğru bir şekilde eşlediğine göre” ibaresi, mutasyon ya da hata oluşmadığını ima eder. Dolayısıyla bir “farklılık” durumundan söz edilemez.
- Doğruluk Durumu: Bu ifade, sorudaki “doğru bir şekilde eşlenme” ibaresine dayanarak yanlış kabul edilir.
4. Adım: Sonuç
Yukarıdaki analizlere göre:
- I. ifade → Doğru
- II. ifade → Doğru
- III. ifade → Sorudaki “doğru eşlenme” vurgusuna göre yanlış
Dolayısıyla doğru cevap, “I ve II” şeklinde olan seçenektir.
5. DNA Eşlenmesiyle İlgili Ek Bilgiler
- Replikasyon Çatalı (Replication Fork): DNA’nın çift sarmalı belirli nükleotit dizilerinde açılır ve her bir açılan kısımda yeni iplikçik sentezi başlar. Bu yapıya “replikasyon çatalı” denir.
- Replikasyon Başlama Noktası (Ori): DNA üzerinde özel başlangıç noktaları vardır. Bu noktalarda helikaz enzimi devreye girerek heliksin açılmasını sağlar.
- Helikaz ve DNA Polimeraz Enzimleri:
- Helikaz, hidrojen bağlarını kopararak DNA’nın iki zincirinin açılmasını sağlar.
- DNA polimeraz, kalıp zincire gelen uygun nükleotidi ekleyerek yeni zincire katılmasını gerçekleştirir. Aynı zamanda hata düzeltme görevi de vardır.
- Primaz ve Ligaz Enzimleri:
- Primaz, kısa RNA primer’larını sentezleyerek DNA polimerazın başlayabilmesi için gerekli 3’ ucu oluşturur.
- Ligaz ise okazaki parçaları gibi kesintili sentezlenen bölgeleri birleştirerek tek bir bütün zincir oluşturur.
6. Örnek Bir DNA Eşlenmesi Tablosu
Aşağıdaki tabloda, DNA eşlenmesi sürecinde meydana gelen temel aşamalar özetlenmiştir:
| Aşama | Gerçekleşen Olay | Sonuç |
|---|---|---|
| 1. Heliksin Açılması | Helikaz enzimi, çift sarmallı DNA’nın hidrojen bağlarını kırar ve sarmalın açılmasını sağlar. | Replikasyon çatalı oluşur. |
| 2. Primazın Etkinliği | Açılan DNA’nın kalıp zinciri üzerine kısa bir RNA primerı eklenir. | DNA polimerazın başlama noktası belirlenir. |
| 3. Nükleotit Ekleme | DNA polimeraz enzimi, kalıp zincirdeki nükleotit dizilimine uygun komplementer nükleotitleri ekler (A-T, G-C). | Yeni iplikçik oluşur ve uzamaya devam eder. |
| 4. Okazaki Parçaları | Geriye doğru (5’–3’ yönünde) sentezlenen zincirlerde okazaki parçaları meydana gelir. | Kısa DNA parçaları şeklinde sentez; sonrasında ligaz yardımıyla birleşme sağlanır. |
| 5. Hata Düzeltme Mec. | DNA polimeraz aynı zamanda eklediği bazların doğru eşleşip eşleşmediğini kontrol eder. | Hatalar en aza indirilir, doğru kopyalama sağlanır. |
| 6. İki Yeni DNA Molekülü | Replikasyon sonlandığında biri eski biri yeni zincirden oluşan 2 kopya DNA oluşur. | Her biri orijinal DNA’ya benzer, yarı-saklı mekanizma tamamlanır. |
7. Özet ve Son Değerlendirme
DNA, hücre bölünmesi esnasında doğru bir şekilde kendini kopyalamak üzere detaylı bir mekanizmaya sahiptir. Bu mekanizmanın özünde, eski zincirlerin kalıp işlevi görmesi (ifade I) ve kalıp üzerindeki her bir baz için sitoplazmadan yeni nükleotitlerin gelmesi (ifade II) yer alır. Üretilen ürün dizileri “doğru eşlenme” koşuluyla orijinal DNA ile aynı olduğu için, “bazı çeşitleri farklı olabilir” ifadesi (III) bu sorunun bağlamında geçerli değildir.
Dolayısıyla, soruda istenen doğru ifadeler:
- I ve II
Bu nedenle, I ve II seçeneğinin yer aldığı yanıt (B şıkkı) sorunun doğru cevabıdır.