Genetik Şifre ve Protein Sentezi 🔬

Genetik Şifre

Genetik şifre, DNA üzerindeki genetik bilginin protein yapısını belirlemek için kullandığı dildir. DNA'daki nükleotit dizisi, mRNA aracılığıyla ribozomlarda amino asit dizisine dönüştürülür.

Kodonlar

Genetik şifre, üçlü nükleotit grupları olan kodonlar halinde okunur. Her kodon, belirli bir amino asidi şifreler veya translasyonun durması için sinyal verir.

Genetik Şifrenin Özellikleri

Evrensellik: Birçok canlı türünde aynıdır (bazı küçük istisnalar hariç).
Çok Anlamlılık Yoktur (Degenerasyonsuzluk): Bir kodon birden fazla amino asidi şifrelemez.
Aşinalık Vardır (Degenerasyon): Birden fazla kodon, aynı amino asidi şifreleyebilir. Bu, mutasyonların etkisini azaltabilir.
Durma Kodonları: Translasyonun sonlanmasını sağlayan üç durma kodonu (UAA, UAG, UGA) bulunur.
Başlama Kodonu: Genellikle AUG kodonu, metiyonin amino asidini şifreler ve translasyonun başlangıç noktasını belirtir.

Protein Sentezi (Gen İfadesi)

Protein sentezi, genetik bilginin DNA'dan mRNA'ya aktarılması (transkripsiyon) ve mRNA bilgisinin ribozomlarda proteine dönüştürülmesi (translasyon) olmak üzere iki ana aşamadan oluşur.

1. Transkripsiyon (Yazılma)

DNA'daki genetik bilginin mRNA molekülüne RNA polimeraz enzimi aracılığıyla aktarılması sürecidir. Ökaryotlarda çekirdekte, prokaryotlarda sitoplazmada gerçekleşir.

Başlama: RNA polimeraz promotör bölgesine bağlanır ve DNA çift sarmalı açılır.
Uzatma: DNA kalıbı üzerinden tamamlayıcı nükleotitler eklenerek mRNA sentezlenir.
Sonlanma: DNA üzerindeki durdurucu sinyallerle transkripsiyon tamamlanır ve mRNA serbest kalır.

2. Translasyon (Okunma ve Çevirme)

mRNA üzerindeki genetik kodonların, tRNA moleküllerindeki antikodonlar ve ribozomlar aracılığıyla amino asit zincirine (polipeptit) dönüştürülmesi sürecidir. Sitoplazmada, ribozomlarda gerçekleşir.

Başlama: mRNA'nın başlama kodonu (genellikle AUG) ribozomun küçük alt birimine bağlanır. İlk tRNA (metiyonin taşıyan) AUG'a bağlanır. Ribozomun büyük alt birimi de eklenerek translasyon başlar.
Uzatma: mRNA üzerindeki diğer kodonlar sırayla okunur. Her kodona uygun amino asidi taşıyan tRNA'lar ribozomun A bölgesine gelir, peptit bağları kurulur ve ribozom mRNA üzerinde ilerler.
Sonlanma: Durma kodonlarından birine gelindiğinde, ribozom protein sentezini durdurur. Polipeptit zinciri serbest kalır ve ribozom alt birimleri ayrılır.

Örnek Sorular ve Çözümleri

Soru 1:

Bir mRNA molekülünün kodon dizisi: AUG-GUC-CCA-UAG

Bu mRNA'dan sentezlenecek proteinin amino asit dizisi aşağıdakilerden hangisidir?

(Not: Kodon tablosu verilmiş varsayınız. AUG: Metiyonin, GUC: Valin, CCA: Prolin, UAG: Dur)

A) Metiyonin-Valin-Prolin-Dur B) Metiyonin-Prolin-Valin-Dur C) Valin-Metiyonin-Prolin D) Prolin-Valin-Metiyonin E) Metiyonin-Valin-Prolin

Çözüm 1:

Genetik şifre okunurken başlama kodonu AUG ile başlanır. Ardından sırasıyla GUC ve CCA kodonları okunur. UAG ise bir durma kodonudur ve protein sentezini sonlandırır. Dolayısıyla amino asit dizisi Metiyonin-Valin-Prolin şeklinde olacaktır.

Doğru Cevap: E

Soru 2:

Aşağıdakilerden hangisi genetik şifrenin özelliklerinden biridir?

A) Her kodon farklı bir amino asidi şifreler. B) Kodonlar tek nükleotitlik birimlerdir. C) Genetik şifre canlıdan canlıya tamamen farklılık gösterir. D) Bir kodon birden fazla amino asidi şifreleyebilir. E) Birçok canlıda evrenseldir.

Çözüm 2:

Genetik şifrenin en önemli özelliklerinden biri evrenselliğidir (bazı istisnalar dışında birçok canlıda aynıdır). Ayrıca bir kodon birden fazla amino asidi şifreleyemez (çok anlamlılık yoktur), ancak birden fazla kodon aynı amino asidi şifreleyebilir (aşinalık vardır). Kodonlar üçlü nükleotitlerdir.