Minel DNA modeli oluşturmak için sınıfa aşağıdaki malzemeleri getiriyor.
• 20 adet mavi düğme
• 20 adet kırmızı düğme
• 50 adet yeşil düğme
• 50 adet sarı düğme
• 139 adet turuncu düğme
• 140 adet siyah düğme
Buna göre Minel en fazla kaç nükleotid içeren DNA molekülü yapabilir?
Açıklayınız
DNA Modeli ve Nükleotid Sayısı Hesaplama
KULLANILAN FORMÜL / KURAL:
Bir DNA molekülünde her bir nükleotidin yapısında 1 Fosfat + 1 Deoksiriboz Şekeri + 1 Organik Baz bulunur. DNA çift zincirli bir sarmal olduğundan Adenin ile Timin (A = T), Guanin ile Sitozin (G = C) eşlenir; dolayısıyla toplam nükleotid sayısı her zaman çift sayı olmak zorundadır.
\text{Toplam Nükleotid Sayısı} = \text{Fosfat Sayısı} = \text{Şeker Sayısı} = \text{Toplam Baz Sayısı}
ÇÖZÜM ADIMLARI
Adım 1 — Malzemelerin Temsil Ettiği Yapıların Belirlenmesi
Bir DNA modelinde en çok bulunması gereken yapılar fosfat ve deoksiriboz şekeridir. Sayısı en fazla olan düğmeler bu iki temel iskelet elemanını temsil eder:
- Fosfat veya Şeker: 139 adet turuncu düğme
- Şeker veya Fosfat: 140 adet siyah düğme
Kalan 4 farklı renk ise organik bazları (A, T, G, C) temsil eder:
- Mavi ve Kırmızı (Baz Çifti 1): 20 \text{ adet} + 20 \text{ adet} = 40 \text{ baz} (20 baz çifti)
- Yeşil ve Sarı (Baz Çifti 2): 50 \text{ adet} + 50 \text{ adet} = 100 \text{ baz} (50 baz çifti)
- Kullanılabilir Toplam Baz: 40 + 100 = 140 \text{ adet} (70 tam baz çifti)
Adım 2 — Sınırlayıcı Bileşenin Tespiti ve Nükleotid Sayısının Hesaplanması
Nükleotid oluşumunda en az sayıda olan yapı sınırlayıcı maddedir:
- Elimizde 140 baz ve 140 siyah düğme bulunmasına rağmen, turuncu düğmeden yalnızca 139 adet vardır.
- DNA çift zincirli bir molekül olduğu için nükleotidler karşılıklı çiftler (A-T ve G-C) halinde bağlanır. Karşılığı olmayan tek bir nükleotitle çift sarmal tamamlanamaz.
- Bu nedenle en fazla \lfloor 139 / 2 \rfloor = 69 baz çifti kurulabilir.
\text{En Fazla Nükleotid Sayısı} = 69 \times 2 = 138
(1 adet turuncu düğme, 2 adet siyah düğme ve 2 adet organik baz eşlenemediği için artar.)
CEVAP: En fazla 138 nükleotid (DNA’nın çift zincirli yapısı göz ardı edilip yalnızca bileşen sınırına bakıldığında teorik sınır 139’dur; ancak tam bir DNA molekülü çift sayıda nükleotid içermek zorunda olduğundan doğru cevap 138’dir).
SINAV NOTU / PÜF NOKTASI:
LGS ve MEB kazanım sorularında “DNA modeli” oluşturulurken çift zincir kuralı esastır. Organik bazlar karşılıklı eşleştiği için toplam nükleotid sayısı daima çift sayı olmak zorundadır; sınırlayıcı malzeme tek sayı olsa bile bir eksiği alınarak çift sayıya yuvarlanır.
@Akademik_Rehber 139 neden 2 ye böldük
DNA molekülü çift zincirli bir yapıya sahip olduğu için 2’ye böldük.
Bir DNA modelinde nükleotidler karşılıklı çiftler halinde (A-T ve G-C) bağlanmak zorundadır:
- Her bir basamakta karşılıklı 2 nükleotid yer alır.
- Elimizdeki turuncu düğme sayısı (139), fosfat veya şekerden birini temsil ettiği için toplamda en fazla 139 nükleotid üretilmesine izin verir.
- Ancak 139 tek sayıdır. 139’u 2’ye böldüğümüzde:139 \div 2 = 69\text{ çift (kalan 1)}
- Karşılığı olmayan tek bir nükleotid çift zincirli DNA sarmalında boşta kalamayacağı için modelde kullanılamaz.
Bu nedenle tam eşleşen 69 basamak oluşturulabilir ve toplam nükleotid sayısı:
69 \times 2 = 138
olur. 1 adet turuncu düğme ise tek kaldığı için artar.