Genetik Bilgimizin Koruyucusu: DNA

Genler nesillerce aktarılan belli karakteristik özelliklerin olduğu biyolojik birimdir. Genlerin birleşmesiyle oluşan yapı ise DNA olarak adlandırılmaktadır. DNA nükleotid adı verilen alt birimlerden oluşmuş, kalıtsal bilgimizi taşıyan organik bir moleküldür. Gelin daha detaylı inceleyelim!

DNA Nedir? 

Nükleotid DNA’nın yapı taşıdır. Yapısında bir organik baz, pentaz (beş karbonlu şeker) ve bir fosfat vardır. 

 

Genler ise ebeveynden nesillere aktarılan ‘belli’ bir karakterin özelliklerinin yazılı olduğu nükleotid dizi yani biyolojik birimdir. Protein ve RNA molekülerini kodlayan bilgi genlerde yer alır. Bu bilginin aktarımı baz eşleşmesi ile olur. Genler, genom tarafından kodlanan bilgileri içerir. Bu bilginin tamamına ‘genotip’ denmektedir. Ayrıca genlerimiz kim olduğumuzu belirlemektedir. Her gen ayrı bir görev için kodlanmıştır ve bizim tam anlamıyla her şeyimizin belirleyicisidir.  

DNA’lar ise genlerin birleşmesiyle oluşan yapılardır. DNA (deoksiribo nükleik asit) kalıtsal bilgimizi taşıyan, tüm organizmalar ve DNA virüslerinin faaliyetleri ve biyolojik işleyişleri için gerekli bir nükleik asittir. 

DNA’nın en önemli görevi bilginin uzun süreli korunması ve saklanmasıdır. Aynı zamanda hücre bileşenlerinin (RNA, protein vb.) yapımı içim DNA daha önce saklamış olduğu genetik bilgileri kullanmaktadır. Bu genetik bilgiler genlerimizde yazılıdır. 

Kromozomlar, vücudumuzda 23 çift bulunmaktadır, DNA’nın proteine sarılmış ve yoğunlaşmış halidir. DNA ökaryotlarda doğrusal, prokaryotlarda dairesel kromozomlar içinde bulunur. 

DNA’nın Yapısı 

DNA iki zincirli, sarmal yapıda bir moleküldür. DNA’nın yapı taşlarının nükleotid olduğunu ve nükleotidin bir şeker, bir fosfat ve bir bazdan oluştuğunu söylemiştik. Gelin her nükleotidi farklı kulan bu bazları tanıyalım: 

Bazlar iki farklı gruba ayrılırlar: pürin ve pirimidin. Adenin ve guanin pürin, sitozin ve timin ise pirimindir. Pirimidin türevi olarak urasil bazı da RNA’da timin yerine geçmektedir. DNA’nın ayrılmasında da önemli bir yere sahip olan bazlar arasındaki hidrojen bağlarından bahsedecek olursak, pürin bazları arasında iki, pirimidin bazları arasında üç hidrojen bağı vardır. Görüleceği üzere pirimidin baz çiftleri pürinlere göre daha güçlüdür ve ayrılması daha zordur. 

DNA Replikasyonu (Eşlenmesi) 

Hücre bölünmesi canlılığın devamı için gereklidir ve hücre bölünürken oluşacak yavru hücrelere genetik bilgisini aynen aktarmak için DNA’sını eşlemesi gerekir. DNA’nın ikili yapısı replikasyonu kolaylaştırır. Her iki iplik ‘fermuar’ modeliyle ayrılır ve yukarıda bahsettiğimiz gibi bu ayrılmanın daha rahat gerçekleşmesi için daha zayıf bağlı bazlara (pürin bazları) ihtiyaç vardır. DNA iplikçikleri ayrıldıktan sonra DNA polimeraz yardımıyla ikinci iplik sentezlenir. Protein sentezi ise ‘bozuk fermuar’ modeliyle gerçekleşir. Yani protein sentezlenirken ipliğin sadece ilgili genin bulunduğu kısım açılır. 

Genlerimizdeki Hasar 

DNA eşlenirken bazı sorunlarla karşılaşabilir. Örneğin mutagenler tarafından hasar görebilir ve DNA dizisi, yani genlerimiz, değişikliğe uğrayabilir. Burada gerçekleşen hasarın boyutu mutagene bağlıdır. DNA’da meydana gelen ‘çift zincirli kırılma’ en zararlısı olarak kabul edilmektedir çünkü onarılması oldukça zordur. Bu da mutasyonlara vb. Hasarlara yol açabilir. 

DNA Rekombinasyonu 

Farklı kromozomlar çekirdekte farklı yerlerde bulunur ve etkileşime girmezler. Bunun sebebi DNA’nın kararlı bir bilgi deposu olmasıdır. Kromozomların birbiriyle fiziksel olarak sadece rekombinasyonda cross-over gerçekleşirken etkileşirler.  Cross-overda koromozomların ufak bir bölümü yer değiştirir. Bu sayede kromozomlar arasında yeni gen kombinasyonu ve bilgi takası gerçekleşir. İşte farklılıklarımız buradan gelmektedir. Doğal seleksiyonda cross-over yani gen takası oldukça önemlidir.  

DNA’nın Tarihi 

DNA’nın keşfi dendiğinde her ne kadar akla ilk olarak Watson ve Crick gelse de gerçek kâşifi Friedrich Miescher’dir. Akyuvar hücreleri üzerinde araştırma yaparken keşfetmiştir. Watson ve Crick’e gelince, onlar sadece DNA’nın çift sarmal yapısını keşfetmiştir(!) 

Burada adını etmeden geçemeyeceğimiz biri daha var: Rosalind Franklin. Watson ve Crick’den önce X-ray ile DNA’nın moleküler yapısını buluyor ve oldukça net bir fotoğrafını çekiyor. -fotoğrafı koy- Yanında çalışan bir arkadaşı da Franklin’e haber vermeden bu fotoğrafı Watson’a gösteriyor ve bu fotoğrafın görülmesinden bir süre sonra DNA’nın yapısını şekillendiriyorlar. Keşiflerini 25 Nisan 1953’de (günümüzde bu tarih Dünya DNA Günü olarak kutlanmakta) Nature dergisinde yayınlıyorlar ve Franklin’e hiçbir şey söylemiyorlar. 

Franklin X ışınlarıyla çok fazla çalıştığı için çok genç yaşta kanserden dolayı hayatını kaybediyor. Onun vefatından 6 yıl sonra Watson ve Crick Nobel ödülüne layık görülüyor. Orada da Franklin’den söz etmiyorlar ve üstüne üstlük ilerleyen zamanlarda Watson yazdığı bir kitabında (The Double Helix) Franklin’i asabi biri olarak gösteriyor ve aşağılayıcı ithamlarda bulunuyor. Rosalind hak ettiği ödülü veya bir özürü alamasa da bizler ona ve çalışmalarına minnettarız.   

DNA Hakkında İlginç Bilgiler 

Kökeni Afrikalı olmayan tüm insanların Neanderthaller’den kalan DNA izleri bulunur (Neanderthaller oldukça ilgi çekicidir ve başka bir yazıya konu olmaktan kaçınamaz). 

Hücrelerimizdeki DNA’lar günde ortalama 1 milyon kez hasara uğrar ve eğer bu hasar giderilemezse kansere dönüşme olasılığı vardır. Yani her hücre bölünmesinde kanser olma ihtimaliyle karşı karşıyayız. Neyse ki mükemmel bir DNA onarım mekanizmasına sahibiz! 

Eğer hücrelerimizdeki DNA’yı uzatabilseydik Dünya’dan Plüton'a kadar gitmemiz gerekirdi. 

İnsanların DNA’ları %99,9 oranında benzerdir. Geri kalan %0,01’lik fark daha önce de söylediğimiz gibi bizi farklı kılan kısmın ta kendisidir. Ayrıca filogenide yakın akrabamız olan şempanzelerle genomlarımız %99 özdeştir. Aramızdaki farklar geriye kalan genomlarda düzenleyici genlerdeki farklılıklardan kaynaklanmaktadır. İşte bizi biz yapan, en eski atalarımızı da içimizde taşımamızı sağlayan ve her şeyiyle mükemmel olan bilgi depomuz. İnsan hayret etmeden duramıyor! 

Bilim ve sağlıkla kalın...