11 Ağustos 2007 Cumartesi

NÜKLEİK ASİTLER ve PROTEİN SENTEZİ

NÜKLEİK ASİTLER ve PROTEİN SENTEZİ

Çekirdek hücrenin yönetim merkezidir. Çekirdeği olmayan hücre yaşayamaz. Çekirdek yönetim görevini içerisinde taşımış olduğu yönetici moleküller sayesinde gerçekleştirir.

İki önemli yönetici molekül vardır. Bunlar DNA ve RNA dir. Bunlara ilk kez çekirdekte rastlandıklarından dolayı nükleik asit yani çekirdek asidi denmiştir. Asıl yönetici molekül DNA dır RNA ise yardımcı olarak görev alır.

DNA prokaryotlarda sitoplâzmada dağınık yani serbest halde ökaryotlarda ise çekirdek, mitokondri, kloroplast ve sentrozomda bulunur. RNA ise prokaryotlarda sitoplâzma ve ribozomlarda; ökaryotlarda ise çekirdek, mitokondri, kloroplast, ribozomlar ve sitoplâzmada bulunur.

Nükleik asitler virüsler ve bütün canlı hücrelerde bulunurlar. Virüsler hariç diğer bütün canlılarda DNA ve RNA birlikte bulunur. Virüslerde ise DNA ve RNA ikisi birden bir virüste bulunmaz.

Nükleik asitler C,H,O,N,P elementlerinden oluşur. Nükleik asitlerin yapıtaşı ise nükleotidlerdir. Çok sayıda nükleotid bir araya gelerek Nükleik asitleri oluşturur. Yani DNA ve RNA birer polinükleotiddir. Bir nükleotid ise 3 kısımdan oluşur.

1. Azotlu Organik Baz: Pürin ve primidin olmak üzere iki grupturlar.

a) Pürinler: Pürin bazlar iki halkalıdır. Bunlar Adenin ve Guanindir. Hem DNA nın hem de RNA nın yapısında bulunurlar.

b) Primidinler: Tek halkalıdırlar. Bunlar Timin, Sitozin ve Urasildir. Timin sadece DNA da Urasil ise sadece RNA nükleotidlerinde bulunur. Sitozin ise her ikisinde de bulunur.

2) Beş Karbonlu Şeker: Riboz ve Deoksiriboz olmak üzere iki pentoz şeker bulunur. Riboz RNA nükleotidlerinde Deoksiriboz ise DNA nükleotidlerinde bulunur.

Riboz ve Deoksiriboz arasındaki fark oksijen atomu sayısındadır. Ribozdaki oksijen sayısı deoksiriboza göre bir fazladır. Nükleik asitler taşıdığı şeker çeşidine göre isim alır.

3) Fosforik Asit ( H3PO4 ) : Her nükleotidin yapısında bulunan fosforik asit aynıdır. Hem DNA hem de RNA nükleotidlerinde bulunur. DNA ve RNA nın asidik karakterde olmasını sağlar.

5C lu şeker ile azotlu organik bazın oluşturduğu moleküle nükleozit denir. Nükleozite fosforik asit bağlanması ile de nükleotid oluşur. Nükleotidlerin de birbirine fosfodiester bağları ile bağlanması sonucu polinükleotidler yani nükleik asitler oluşur.

Ponükleotid oluşumu sırasında ATP harcanır ve su açığa çıkar.

DeoksiriboNükleik Asit = DNA

Yapısında A, G, C ve T olmak üzere 4 çeşit nükleotid bulunur. Bu nükleotidlerin hepsinde de Deoksiriboz şekeri bulunur. Polinükleotid oluşumu sırasında DNA polimeraz görev alır. Fosfodiester bağları ile nükleotidlerin birleştirilmesi sırasında enerji harcanır ve su açığa çıkar.

DNA çift sarmaldır yani iki polinükleotid zincirden oluşur. Zincirler birbirine zayıf H bağları ile bağlanır. Her bir zinciri oluşturan nükleotidler Deoksiriboz ve fosfat grupları arasında kurulan fosfodiester bağları ile birbirine bağlanır.

DNA molekülü sarmal yani heliks şeklinde kıvrılmış iki zincirli yangın veya minare merdiveni şeklinde bir moleküldür. Merdivenin kenarlarını deoksiriboz ve fosfat molekülleri basamaklarını ise azotlu organik bazlar meydana getirir.

DNA sarmalındaki organik bazlar karşı karşıya gelir. DNA sarmalında bulunan organik bazların kimyasal ve moleküler yapılarından dolayı Adenin karşısına daima Timin, Guanin karşısına ise daima Sitozin gelir. DNA zincirleri bu organik bazlar arasında kurulan H bağları ile bir arada tutulur. A ile T arsında 2 tane H bağı G ile C arasında 3 tane H bağı bulunur.

A ve T her zaman karşı karşıya geldiği için; bütün DNA larda toplam Adenin sayısı toplam Timin sayısına eşittir. Aynı durum G ve C için de geçerlidir.

DNA nın bu özelliklerinden dolayı zincirlerden birinin baz dizilimi biliniyorsa tamamlayıcı diğer zincirin baz dizilimi bulunabilir.

NOT: Bir DNA molekülünde;

Toplam nükleotid sayısı = Toplam fosfat sayısı = Toplam şeker sayısı = Toplam baz sayısı

DNA nın Özellikleri ve Görevleri

1) DNA kendini eşleyebilir. DNA nın kendini eşlemesine replikasyon denir.Bu özellik sayesinde mitoz ve mayoz bölünme gerçekleşir. Kloroplast, mitokondri ve sentrozom gibi DNA taşıyan organeller bölünüp çoğalabilir.

2) Her canlının DNA sı kendine özgüdür. DNA nın çeşitli olmasını yapısındaki nükleotidlerin sayısı ve dizilişi sağlar. Farklı türlerde nükleotid sayısı farklıdır. Aynı türün bireylerinde ise nükleotid sayısı aynıdır fakat nükleotid dizilim farklılığı vardır. Böylece aynı ana- babadan gelen kardeşlerde bile kalıtsal farklılıklar oluşur.

Nükleotid diziliş farklılığı DNA şifresini oluşturur. Bu şifreden dolayı faklı genler ve kromozom yapıları oluşur. DNA taşımış olduğu bu şifrelerle çok geniş bir bilgi deposudur. Canlının yaşamı ile ilgili tüm kalıtsal bilgiler hücrenin hafızası ve kalıtım materyali olarak görev yapan DNA sında depolanmıştır.

Hücreler; canlılıkları boyunca bu bilgileri kullanırlar ve hücre bölünmesi sırasında DNA larını eşleyerek yeni oluşan hücrelere bu bilgileri eşit şekilde aktarırlar.

3) Protein, enzim, hormon ve RNA sentezini kontrol eder. Protein yapısındaki bileşiklerde kaç tane - hangi çeşit ve hangi sırada aminoasitlerin bulunacağının şifreleri DNA da yazar. Bir hücredeki metabolik ve hayatsal faaliyetlerin gerçekleşmesi ve düzenli bir şekilde yürümesi enzimler, hormonlar sayesinde olur. DNA enzim ve hormon sentezinin şifrelerini vererek hücrenin hayatsal ve metabolik faaliyetlerini yönetir.

DNA nın kalıtsal ve yönetici molekül olduğuna dair birçok araştırma yapılmıştır. ÖR:

Deneyde canlı kapsüllü ( X ) ve kapsülsüz ( Y ) pnömoklar kullanılmıştır. Bu bakterilerden polisakkarit yapılı kapsül taşıyanlar zatürre hastalığına neden olurken kapsülsüz olanlar ise akyuvarlar tarafından etkisiz hale getirilebildiklerinden hastalık yapmazlar. Deney sırasında;

Ι) X tipi canlı bakteriler farelere enjekte edildiğinde fareler zatürreden ölmüştür.

ΙΙ) Y tipi canlı bakteriler farelere enjekte edildiğinde fareler ölmemiştir.

ΙΙΙ) Isıtılarak öldürülmüş X tipi bakteriler farelere enjekte edildiğinde fareler ölmemiştir.

ΙV) Isıtılarak öldürülmüş X tipi bakterilerden elde edilen özüt ile canlı Y tipi bakteriler birbirleriyle karıştırılarak bu karışım farelere enjekte edildiğinde fareler ölmüştür.

Ölen farelerden örnekler alınıp incelendiğinde ortamda kapsül taşıyan canlı X tipi bakterilere rastlanmıştır. Bu deney sonucunda Y tipi bakterilerin ölü X tipi bakteri DNA parçalarını kendi DNA larına entegre ettikleri ve kapsül sentezleyerek X tipi hastalık yapan bakterilere dönüştüğü görülmüştür. Bakteriler dış ortamdan DNA parçası alarak kendi genetik yapılarına ekleyebilirler ki bu olaya Transformasyon denir ve sadece bakterilerde görülen bir olaydır.

Transformasyon sayesinde Y tipi kapsülsüz bakteriler kapsül sentezini sağlayan enzimin genetik şifresini elde etmişlerdir. Bu sayede kapsül sentezleyerek X tipi kapsüllü bakteri haline dönüşmüşlerdir. Bu olay ve deney DNA nın hücredeki yönetici molekül olduğunu ispatlamaktadır.

DNA nın Replikasyonu ( Duplikasyonu )

DNA dan DNA sentezine yada DNA nın kendini eşlemesine replikasyon = duplikasyon denir. DNA eşlenmesi sayesinde bir organizmanın sahip olduğu genetik bilgi dölden döle aktarılır. Replikasyon hücre bölünmesine girecek hücrelerde meydana gelmektedir.

Hücrede DNA nın eşlenmiş olması hücrenin bölüneceğini gösterir. Bu nedenle bir hücre hayatı boyunca sadece bir kez replikasyon yapmaktadır. Çünkü hücre bölünmesi ile eski hücre iki yeni hücreye dönüşmektedir.

Hücre bölünmesinden hemen önce DNA eşlenmesi ile bölünme sonucu oluşan hücrelerdeki DNA nın nitelik ve nicelik açısından ana hücre ile aynı olması sağlanmaktadır.

DNA sentezinde nükleotidler ve enzimler ( helikaz ve DNA polimeraz ) gereklidir. Replikasyon mekanizması yarı – korunumludur ve şu aşamalardan oluşur.

1) DNA nın iki ipliğini bir arada tutan ve bazlar arasında bulunan zayıf H bağları DNA Helikaz enzimi ile koparılır. Böylece DNA nın sarmal yapısı bir ucundan açılır ve Helikaz tarafından açılan DNA çift sarmalının her bir zinciri yeni sentezlenecek olan zincirler için kalıp olarak kullanılır.

2) Replikasyonda kalıp olarak kullanılan her bir DNA zincirine atasal iplikçik denir. Atasal iplikçikleri tanıyan DNA polimeraz enzimi atasal iplikçiklere uygun olan yeni DNA tek zincirlerini sentezler. Polimeraz tarafından sentezlenen yeni zincirlerin her birine tamamlayıcı zincir denir.

Sentez sırasında atasal iplikçikler DNA polimeraz tarafından kalıp olarak kullanılır ve ve zincirlerin karşısına ortamdaki nükleotidler uygun olanlar gelecek şekilde bağlanır. Atasal zincirdeki Adenin karşısına yeni zincirde Timin, Guanin karşısına da Sitozin gelir ve aralarında tekrar H bağları kurulur.

Sonuç olarak ana DNA molekülünden aynı genetik bilgiye sahip yani aynı nükleotit sayısına ve dizilimine sahip iki yeni DNA molekülü oluşur.

NOT: DNA polimerazın hem sentez hem de yıkım görevi vardır. Yıkım görevi kontrol görevidir. Gerek DNA replikasyonu sırasında gerekse replikasyondan sonra DNA da bulunan nükleotidlerde meydana gelebilecek hatalı eşleşmeler DNA polimeraz tarafından tanınmakta ve hatalı nükleotidler koparılarak yerine doğru nükleotidler takılmaktadır.

Replikasyon sonunda ortaya çıkan yeni DNA çift zincirlerinden her zaman biri atasal diğeri ise tamamlayıcı = oğul zincirdir. DNA nın kendini bir zincirin atasal karşı zincirinin ise yeni sentezlenen oğul zincir şeklinde eşlenmesine Yarı Korunumlu Eşlenme denir. Böylece replikasyon sonunda her bir DNA molekülünde bir atasal zincir korunmakta ve her birinin karşısında oğul yani tamamlayıcı iplikçik bulunmaktadır.

Yarı korunumlu eşlenme bir deney ile ispatlanmıştır.

Deneyde nükleotidlerinde normal N atomu ( N14 ) bulunduran DNA ya sahip E. coli bakterisi kullanılmıştır. E. coli ağır N15 kaynağı içeren bir besiyerine ekilmiştir. Bakterinin besiyerinde bir kez üremesi sonunda ortamda bütün DNA zincirleri N14 olan bakteri kalmamıştır. Çünkü her zincir replikasyon sırasında açılarak ortamdaki N15 taşıyan nükleotidlerden tamamlayıcı zincir yapmışlardır. Bu nedenle replikasyon sonrasında oluşan DNA lar melezdir yani zincirlerin biri normal diğeri ise ağır azot atomu taşır.

NOT: Replikasyon sırasında E. coli kendisine gerekli nükleotidleri sentezlemek için besiyerindeki ağır azotları kullanmak zorundadır. Dolayısıyla sentezlediği nükleotidlerde ağır N15 atomları bulunacaktır.

Melez DNA taşıyan bakterilerin 2. kez üremesi sonucu oluşan 4 bakteriden ikisi melez DNA iksi ise N15 taşıyan DNA taşır. 3. kez üremede ise oluşan 8 bakteriden ikisi melez altısı ağır N15 taşıyan DNA ya sahip olacaktır.

Bu oranların doğruluğu bakteri kültürünün santrifüj edilmesiyle anlaşılmıştır. Santrifüj: çok yüksek devirlerde yaratılan merkezkaç kuvvetine bağlı olarak tüplere konulan farklı ağırlıklardaki moleküllerin sahip oldukları ağırlıklara göre tabakalara ayrılmasını sağlayan alettir.

DNA nın Denatürasyonu

DNA molekülünün çift zincirli sarmal yapısında yüksek ısıda ve ya yüksek pH derecelerinde H bağlarının kırılması sonucu açılmalar meydana gelmektedir. Bu olaya DNA nın denatürasyonu denir.

Denatürasyon sırasında şeker ve fosfat molekülleri arasındaki fosfodiester bağları arasında bir kopma meydana gelmemektedir. Sadece bazlar arasındaki H bağları kırılmaktadır.

NOT: Guanin ve Sitozin sayısı fazla olan DNA molekülleri denaturasyona daha dirençlidir.

Denatürasyon tamamen gerçekleşmişse DNA nın yeniden eski şekline dönmesi zor, tamamen ayrılmamışsa tekrar eski şekline dönmesi daha kolaydır. Denatüre olan bir DNA nın yeniden eski şeklini almasına ise DNA nın renaturasyonu denir.

RiboNükleik Asit = RNA

DNA da olduğu gibi nükleotidlerin birbirine bağlanmasından meydana gelmiş polinükleotid yapıda bir moleküldür. DNA dan farklı olarak tek zincirden oluşur ve yapısında Riboz şekeri taşır. Nükleotidlerden Timin yerine Urasil nükleotid taşır. Tek zincirlidir ve DNA daki G = C gibi kurallar RNA için geçerli değildir.

RNA kendini eşleyemez. Bütün RNA çeşitleri DNA üzerinden DNA şifrelerine göre sentezlenir. RNA nın molekül ağırlıkları ve görevleri bakımından farklılık gösteren 3 çeşidi vardır. mRNA, tRNA ve rRNA….. Üçü de protein sentezinde farklı görevler alarak hücre yönetiminde görev alır.

DNA dan RNA sentezine transkripsiyon denir. Ökaryotlarda transkripsiyon çekirdekte, prokaryotlarda ise sitoplazmada gerçekleşir.

Transkripsiyon sırasında DNA nın iki zincirini bir arada tutan H bağları kopar. Açılan zincirlerden bir tanesi kalıp olarak kullanılarak tek zincirli RNA molekülü sentezlenir. RNA sentezinde kullanılan DNA zincirine anlamlı zincir denir.

Transkripsiyon sırasında kalıp olarak kullanılan anlamlı zincirdeki Adenin karşısına Urasil nükleotid, Guanin nükleotid karşısına Sitozin nükleotid, Timin nükleotid karşısına Adenin nükleotid, Sitozin nükleotid karşısına da Guanin nükleotid gelir.

DNA nın anlamlı zincirindeki baz sırasına uygun olarak dizilen Riboz taşıyan nükleotidler RNA polimeraz ile fosfodiester bağları ile bağlanarak RNA polinükleotidi oluşturulur. Transkripsiyon sırasında sadece transkripsiyon yapılacak bölge replikasyonda olduğu gibi açılır. Yani DNA tamamen açılmaz. RNA, DNA nın tamamından değil gen adı verilen belirli bir bölgesinden sentezlenir.

A) mRNA:

DNA daki protein sentezi için gerekli olan genetik bilgiyi yani şifreyi sitoplazmadaki ribozomlara taşıyan RNA çeşididir.

mRNA ribozomlarda gerçekleşen protein sentezine kalıplık yapar. Proteinleri yapıtaşı olan aminoasitlerin hangi sayıda ve çeşitte olacağını ve bunların hangi sıraya göre dizileceğini DNA dan aldığı şifre sayesinde belirler.

mRNA düz zincir şeklinde bir moleküldür ve taşıdığı nükleotidler aminoasitleri şifreler. Protein sentezinde her aminoasit 3 nükleotid tarafından şifrelenmektedir. DNA daki aminoasit şifreleyen her üçlü nükleotide KOD denir RNA dakilere ise KODON denir. Her KODON ve KOD bir aminoaside karşılık gelir. mRNA sentezi sırasında DNA daki KOD lar KODONA dönüşür. KOD ve KODON birbirinin tamamlayıcısıdır.

Farklı aminoasit dizilimine sahip her protein için farklı bir mRNA molekülü sentezlenir. mRNA enzimler gibi tekrar tekrar kullanılabilir. Protein sentezi sona erince hidroliz olur ve nükleotidlerine parçalanır. mRNA toplam RNA ların %5 ini oluşturur.

mRNA da toplam 64 çeşit kodon vardır. Bu 64 çeşit kodondan biri protein sentezine başlatma emri veren başlatma kodonudur. Başlatma kodonu ve diğer kodonlar bir bakteride de bir insanda da aynıdır ve değişmez. Yani aminoasitleri şifreleyen Kod lar ve Kodonlar evrenseldir ve bütün canlılarda aynıdır.

Başlatma kodonu AUG dir ve Methionin aminoasidini şifrelemekte olup methionini şifreleyen başka bir kodon yoktur. DNA dan sentezlenen bütün mRNA larda başlatma kodonu bulunur.

Bunun yanında protein sentezinin sona erdiğini gösteren 3 farklı kodon daha vardır. Bu kodonlara Anlamsız Kodon yada Sonlandırma Kodonu denir. Bu kodonlar UAA, UAG ve UGA dır. Anlamsız kodonlar herhangi bir aminoasid şifrelemez.

mRNA da bulunan 64 kodondan biri başlatma kodonu olup methionini kodlamakta, 3’ü sonlandırma kodonu olup hiçbir aminoasid kodlamamaktadır. Geriye kalan 60 kodon ise 20 aminoasitten 19’ unu kodlamaktadır. Yani bazı aminoasitler 2, bazıları 3, bazıları da 4 kodon tarafından şifrelenmektedir.

B) tRNA:

mRNA lar gibi DNA dan sentezlenirler. DNA dan tek zincirli olarak sentezlenirler daha sonra yonca yaprağına benzeyen üç boyutlu yapısı çift zincirli hale dönüşür. Bazı bölümleri çift zincirli olduğundan yapısında zayıf H bağları bulunur. Yaklaşık 70 ila 90 nükleotidden meydana gelir ve hücredeki RNA ların % 70 ini oluşturur. Enzimler gibi tekrar tekrar kullanılabilirler.

Temel görevleri sitoplazmada bulunana aminoasitleri protein sentezi için ribozoma taşımaktır. Doğada bulunan 20 çeşit aminoasidin her biri için en az bir tRNA molekülü bulunur. Bir hücrede bulunabilecek minumum tRNA çeşidi 20, maksimum tRNA çeşidi ise 61’dir fakat bir hücrenin tRNA çeşidi o hücrenin DNA sındaki KOD çeşidi kadardır.

Her tRNA çeşidi ancak bir aa. bağlar ve taşır ancak bir aa. , birden fazla tRNA çeşidi ile taşınabilir.

Yonca şeklindeki tRNA molekülünün bir ucuna kendine özgü olan aa. bağlanır. Diğer ucunda ise mRNA daki kodona uyum sağlayan ANTİKODON bulunur. Antikodon da kodon dibi 3 nükleotidden oluşur ve bu ikisi birbirinin tamamlayıcısıdır.

tRNA nın antikodonu protein sentezi sırasında mRNA nın kodonu ile geçici olarak H bağları ile bağlanır. Böylece kodon-antikodon uyumu sayesinde aa. ler doğru bir şekilde mRNA daki şifreye göre dizilerek proteinleri meydana getirir.

rRNA:

Çekirdeğin çekirdekçik kısmında DNA dan sentezlenir. Ribozomların yapısına katılır. Çekirdekçikte proteinler ve rRNA lar birleştirilerek ribozomun altbirimleri sentezlenir.

rRNA ribozomdan ayrılırsa ribozom dağılır ve görev yapamaz. Toplam rRNA nın %80 inini oluşturur.

PROTEİN SENTEZİ

Protein sentezi bütün canlı hücrelerde gerçekleşen hayatın temel olaylarından biridir. Ribozomda gerçekleşen bu olay için gerekli olan genetik bilgi DNA dan alınır. Protein sentezinde kaç tane ve kaç çeşit aa. kullanılacağı ve bu aminoasitlerin hangi sıraya göre dizileceği DNA daki genetik bilgi ve şifre ile belirlenir.

Her canlının DNA sında bulunan genetik bilgi farklı olduğundan bu bilgilerin kullanılması ile üretilen proteinlerde her canlı da farklı olacaktır.

Her canlının hayatsal faaliyetlerini devam ettirebilmesi için kendine genetik yapısına özgü enzim ve proteinlerini sentezlemesi gerekir. Heterotroflar protein sentezi için gerekli olan aa.leri dışarıdan protein olarak aldıktan sonra aldıkları proteinleri hidroliz ederek elde ettikleri aa.leri kendi DNA şifrelerine göre dizerek kendilerine özgü protein sentezlerler.

Canlılar dışarıdan aldıkları proteinleri doğrudan kullanamaz çünkü dışarıdan besinlerle hazır olarak alınan proteinler farklı bir genetik bilgi ile sentezlenmiştir. Ayrıca proteinler büyük moleküller olduklarından hücre zarındaki porlardan geçemezler. Bu nedenle sindirime uğradıktan sonra hücre içine aa. halinde alınarak kullanılırlar.

Ototroflar ise kendilerine gerekli olan aa. lerin tamamını bir takım dönüşüm reaksiyonları ile elde ederler. Bütün hücrelerde protein sentez mekanizması aynıdır ve aşağıdaki gibidir.

1) Genetik Bilgini Sitoplazmaya Aktarılması = Transkripsiyon

Sentezi yapılacak protein için gerekli olan genetik bilgi Transkripsiyonla DNA dan mRNA’ ya aktarılır. Oluşan mRNA çekirdek zarındaki porlardan sitoplâzmaya geçer. Böylece mRNA sayesinde genetik bilgi çekirdekten sitoplazmaya aktarılır.

2) Ribozomun Aktif Hale Geçmesi:

mRNA sitoplazmaya geçince ribozomun küçük alt birimine bağlanır. Daha sonra ribozomun büyük alt birimi de gelerek mRNA-Ribozom komplexi tamamlanır ve ribozom aktifleşir. Artık ribozom protein sentezi için aktif hale gelmiştir.

3) tRNA ların Aktif Hale Gelmesi:

mRNA nın ribozoma yerleşmesi ile birlikte sitoplazmada bulunan tRNA lar aminoaçil-sentetaz enzimleri sayesinde kendilerine özgü aa.leri bağlar ve sonuçta aminoaçil-tRNA lar oluşur.

Aminoaçil sentetaz

Aminoasit + tRNA aminoaçil-tRNA

Enzim hem aminoasidi aktifleştirir hem de tRNA nın aa. de bağlanmasını sağlar. Her aa. için en az birer çeşit tRNA ve aminoaçil sentetaz bulunur.

4) tRNA ların Aminoasitleri Ribozoma Taşıması:

Kendilerine özgü aminoasitleri bağlayan tRNA lar( aminoaçil-tRNA ) mRNA daki şifre sırasına göre ribozoma gelirler.

Ribozomun büyük altünitesi aminoaçil tRNA ların giriş-çıkış yaptığı bölgedir. Burada A ve P odacığı olarak bilinen iki bölge vardır. A odacığı aminoaçil odacık, P odacığı ise peptidil odacık’ tır.

Ribozoma ilk gelen aminoaçil-tRNA fMet-tRNA dır ve ribozomun küçük altünitesine bağlı olan mRNA nın başlatma kodonu ile geçici bağ yapar. fMet-tRNA; mRNA daki başlatma kodonunu (AUG ) tanıyan özel aminoaçil-tRNA’dır ve methionin aminoasidini taşır.

Aminoaçil-tRNA ilemRNA nın geçici olarak bağ yapabilmesi için tRNA antikodonu ile mRNA kodonunun uygun yani birbirinin tamamlayıcısı olması gerekir.

ÖR: mRNA daki başlangıç kodonu olan AUG nin karşısına UAC antikodonuna sahip bir tRNA gelmelidir. Bu antikodonu yaşıyan tRNA da methionin aminoasidini taşıyan fMet-tRNA dır.

AUG bütün mRNA larda başlatma kodonu olduğu için bütün protein sentez olayları metionin aminoasidinin getirilmesi ile başlar.

5) mRNA Şifresinin Okunması = Translasyon:

mRNA üzerindeki şifreye göre aa.lerin taşınıp aralarında peptit bağı kurularak protein sentezlenmesine şifrenin okunması yani translasyon denir.

fMet-tRNA ilk gelen tRNA dır ve ilk önce ribozomun A bölgesine oradan da AUG kodonu ile birlikte P bölgesine geçer. Bu arada boşalan A bölgesine mRNA da AUG kodonundan sonraki kodona uygun aminoaçil-tRNA yerleşir.

P bölgesindeki fMet-tRNA’nın taşığı methionin ile A bölgesinde bulunan 2.tRNA ya bağlı aa. arasında peptidil transferaz enzimi sayesinde bir peptid bağı kurulur. Bu sayede fMet-tRNA nın taşığı methionin A bölgesine aktarılır. Sonuçta A bölgesinde bir dipeptidil-tRNA oluşur. Peptid bağı kurulduktan sonra P bölgesindeki fMet-tRNA taşıdığı aminoasidi kaybettiği için serbest hale gelir ve ribozomdan ayrılıp sitoplazmaya döner.

fMet-tRNA nın ribozomdan ayrılması ile ribozom, translokaz enzimi sayesinde mRNA üzerinde bir kodon boyu hareket eder. Bu olaya translokasyon denir. Translokasyon sonucu A bölgesinde bulunan dipeptidil-tRNA boş durumdaki P bölgesine gelir böylece ribozomun A bölgesine başka bir aminoaçil-tRNA nın bağlanması için hazır hale gelir.

A bölgesine başka bir aminoaçil-tRNA kodon – antikodon uyumuna göre bağlanır. P bölgesinde bulunan dipeptidil-tRNA nın dipeptit ile A bölgesinde bulunan aa. arasında bir peptid bağı kurularak bir tripeptit sentezlenir. Sentez sırasında dipeptit P bölgesinden A bölgesine aktarılır. P bölgesinde serbest kalan tRNA ribozomdan ayrılır. Translokasyon ile ribozom bir kodon boyu hareket eder ve tri-peptidil-tRNA a bölgesinden P bölgesine geçer. Boşalan A bölgesine başka bir aminoaçil-tRNA bağlanır.

Aminoasidlere karşılık gelen bütün kodonlar bu şekilde okunur ve aa. zincirine yeni aa.ler eklenir. Bu işlem A bölgesine sonlandırma kodonlarından biri gelene kadar devam eder.

Sonlandırma kodonları aminoasit karşılığı yoktur ve hiçbir tRNA tarafından tanınamaz yani bu kodonların antikodon karşılığı yoktur. Bu tanımsızlık sırasında meydana gelen zaman aksaması protein sentezinin sona erdiğini bildirir. ( sonlandırma kodonları RF denilen sonlandırma proteinleri tarafından tanınır.)

Protein sentezi sona erince mRNA – ribozom kompleksi dağılır.

NOT1: Bütün protein sentezi olaylarında ilk bağlanan methionindir. Bazı proteinlerde protein sentezi sırasında methionin koparılıp atılır ve proteine kendine özgü yapısı kazandırılır.

NOT2: Protein sentezi için şifre veren mRNA nın başlangıç kodonu olan AUG den önce de kodon olabilir fakat AUG başlangıç kodonu olduğu için bumdan önce gelen kodonlar okunmaz.

NOT3: Bir proteinin kısa zaman içinde çok fazla sayıda sentezlenmesi gerekiyorsa Polizom=Poliribozom kullanılır. Polizomlarda tek bir mRNA molekülüne birden fazla sayıda ribozom bağlanır böylece aynı çeşit proteinden kısa zamanda çok sayıda sentezlenir.

Protein sentezi bir dehidrasyon sentezidir. Aminoasitlerin birbirine bağlanması ile aralarında pepetid bağı oluşur ve bu sırada ATP harcanarak su açığa çıkar.

Protein sentezinde DNA, ATP, mRNA, tRNA, ribozom, enzimler ve aminoasitler rol alır.

Protein sentezi sırasında DNA dan proteine doğru bilgi akışına Santral Doğma denir.