Canlının bütün hücreleri aynı özellikte kalıtsal bilgi taşır. Bu durum DNA nın kendisini tam ve hatasız olarak eşlemesiyle sağlanır. DNA nın kendini eşlemesine replikasyon (duplikasyon) denir.
DNA Yarı Korunumlu Olarak Nasıl Eşlenir?
DNA nın eşlenmesi için sırasıyla aşağıdaki olaylar meydana gelir.
- DNA helikaz enziminin etkisiyle kalıp DNA nın iki ipliğini bir arada tutan hidrojen bağları koparak bir fermuar gibi açılır. Bu açılma ile iplikte bulunan pürin (adenin, guanin) ve pirimidin (sitozin, timin) nükleotitleri yeni tamamlayıcılarıyla birleşmek üzere boşta kalır.
- Açılan ipliğin her biri yeni meydana gelecek DNA için kalıp olarak kullanılır.
- Hücrede sentezlenen tamamlayıcı nükleotitler bu ipliklerin karşısında yerini alır. Kalıp iplik ile sentezlenen yeni iplikte, kalıp DNA nın iki ipliğinde olduğu gibi adenin timinle, guanin sitozinle özgül hidrojen bağları kurar.
- Yeni ipliğin oluşması için birbirini izleyen iki nükleotit arasında fosfat – şeker bağı kurulur. Bu olay DNA polimeraz enzimi sayesinde gerçekleşir. Tamamlama ve her ipliğin kendi eşini yapması, bir DNA molekülündeki iki iplik boyunca devam eder.
- Eski ve yeni iplikler birbirine sarılarak kıvrılır ve DNA ya ait üç boyutlu yapıyı kazanır. Böylece eski DNA dan, bir ipliği eski diğer ipliği yeni iki DNA molekülü oluşur. Bunların her biri kalıp DNA ya özdeştir.
Meselson ve Stahl adlı araştırmacılar 1958 yılında yaptıkları deneyle DNA eşlenmesinin yarı korunumlu olarak gerçekleştiğini ispatladılar.
- Bu araştırmacılar azotun 14N ve 15N olmak üzere iki izotopundan faydalandılar.
- Normal azotlu (14N) bakterilerin ağır azot (15N) bulunduran besi ortamında bir çok kuşak oluşturmaları sağlanarak sadece 15N bulunduran bakteriler elde edilmiştir. Daha sonra bu bakteriler, içinde sezyum klorit bulunan deney tüplerinde santrifüj edildiğinde şekil I deki gibi bir bantlaşma gözlenmiştir.
- Ağır azotlu (15N) DNA ya sahip bakteriler norma azotlu (14N) besi yerinde birkez çoğalması sağlandıktan sonra aynı şartlarda santrifüj edildiğinde şekil II deki gibi bantlaşma gözlenmiştir.
- Melez DNA lı (14N–15N) bakteriler normal azotlu (14N) besi ortamında bir kez çoğalmaya bırakıldığında ve elde edilen bakteriler aynı şartlarda santifüj edildiğinde şekil III teki gibi bantlaşma gözlenmiştir.
- Bu deneyden hareketle DNA eşlenmesi sırasında I. ipliğin aynen korunduğuna ikinci ipliğin yeni olduğ una ulaşılmıştır.
DNA’nın eşlenmesi sırasında görev yapan enzimler
- DNA helikaz: Çift sarmaldaki H bağlarını kırarak iki ipliği ayırır.
- DNA ligaz: Küçük DNA parçalarını birleştirir.
- DNA polimeraz: Sentezlenen yeni ipliğin nükleotitlerini alt alta bağlar. Hataları kontrol eder.
- Endonükleaz: Hatalı baz veya nükleotiti kesip çıkarır.
SORU: Ağır azot taşıyan besinler içeren bir ortamda yetiştirilerek DNA sı işaretlenen bakteriler (I. grup), DNA’sı normal olan aynı türden bakteriler (II. grup) ile birlikte normal besi ortamına konulmuştur. Bir süre sonra, II. gruptaki bazı bakterilerin DNA larında da işaretli nükleotitlerin bulunduğu saptanmıştır.
Bu durumun nedeni aşşağıdakilerden hangisidir?
- A) II. gruptaki bakterilerin, I. gruptakilerden daha fazla miktarda besin alması
- B) II. gruptaki bakterilerin ani bir kalıtsal değişikliğe uğraması
- C) I. ve II. gruptaki bakteriler arasında eşeyli çoğalmanın gerçekleşmesi
- D) II. gruptaki bakterilerin normal besi ortamında daha hızlı üremesi
- E) II. gruptaki bakterilerin DNA larının kendi kendini eşlemesi
ÇÖZÜM: II. gruptaki bakterilerin bazılarının DNA larında gözlenen işaretli DNA nükleotitleri besi ortamından alınamaz, çünkü besi ortamında normal azot bulunmaktadır. Öyleyse tek yol bu işaretli DNA ların I. gruptaki bakterilerden alınmasıdır. Bakteriler arasındaki gen alışverişi eşeyli çoğalma olarak kabul edilmektedir. Cevap C
SORU: Aşşağıdakilerden hangisi DNA’nın kendini doğru olarak eşşlediğine karar verebilmek için yeterli kanıt sağlar?
- A) Nükleotitlerin yapısı
- B) Organik bazların dizilişi
- C) Deoksiribozların yapısı
- D) Zayıf bağların yapısı
- E) Fosfat bağlarının dizilişi
ÇÖZÜM: DNA nın kendini doğru olarak eşlediği kalıp olarak kullanılan her bir ipliğin karşısına Adenin, Guanin, Sitozin ve Timin gibi bazların doğru bir sırada gelmesiyle anlaşılır. Bu nedenle DNA ların kendilerini doğru eşleyip eşlemediği yeni oluşan ipliklerin organik bazlarının dizilişine bakılarak anlaşılabilir. Cevap B
