Transcript DERS 5 TRANSLASYON (İndirme : 42)

GENETİK ŞİFRE
TRANSLASYON
VE
PROTEİNLER
1
DNA’nın anlamlı zinciri
DNA’nın anlamsız zinciri
Anlamsız zincirin transkripsiyonu
mRNA’nın translasyonu
2
Genetik Şifrenin Özellikleri
• 1- Genetik şifre, harfler halinde gösterilen mRNA moleküllerini
oluşturan ribonükleotit bazları kullanılarak, doğrusal olarak
yazılır. Bu doğrusal yazılım DNA’daki eşlenik bazlardan elde
edilir.
• 2- mRNA’daki her kelime 3 ribonükleotit harfinden oluşur.
Kodon denilen her biri 3 nükleotitlik grup, bir aminoasiti belirler.
Bu nedenle şifre üçlüdür (triplet).
• 3- Şifre özgündür. Yani her üçlü (kodon) bir aminoasit belirler.
• 4- Şifre dejeneredir. Belirli bir aminoasit, birden fazla üçlü kodon
tarafından belirlenir. 20 aminoasitin 18’inin birden fazla kodonu
bulunur.
• 5- Şifrede “başla” ve “dur” sinyalleri bulunur. Bazı üçlüler
translasyonu başlatmak, bazıları ise durdurmak için gereklidir.
3
• 6- Şifre içinde noktalama işaretleri (“virgüller”) yoktur.
mRNA’nın translasyonu başladığında kodonlar, aralarında bir
boşluk ve duraksama olmadan birbirinin ardı sıra okunur.
• 7- Şifre üst üste çakışmaz. Translasyon başladıktan sonra,
mRNA’nın belirli bir yerindeki herhangi bir ribonükleotit, sadece
bir üçlünün parçasıdır.
• 8- Şifre hemen hemen evrenseldir. Birkaç küçük istisna dışında,
bütün virüsler, prokaryotlar, arkealar ve ökaryotlar aynı şifre
sözlüğünü kullanırlar.
4
• mRNA keşfedilmeden önce, DNA’nın doğrudan kendisinin
protein sentezini şifrelediği düşünülmekteydi.
• 1961 yılında François Jacob ve Jacques Monad mRNA’yı
bulmuştur.
• 1960 yılında Sidney Brenner 20 aminoasiti kodlayacak şifrenin
en az üçlü yapıda olması gerektiğini ileri sürmüştür. Çünkü 4
nükleotitin oluşturduğu şifrede nükleotitler, ikili şifre
oluştursaydı, 16 (42) şifre kelimesi olacaktı. Bu 20 aminoasiti
şifrelemek için yeterli değildir.
• Üçlü şifre yapısı 64 (43) kelime belirleyebilir.
5
Aminoasitlere özgü üçlü özgül dizilerin saptanması ile 2
sonuç ortaya çıkmıştır;
1- Genetik şifre dejerenedir. Bir aminoasit birden fazla üçlü kodon
tarafından belirlenebilir.
2- Şifre çok kesindir. Bir üçlü kodon yanlız bir aminoasiti belirler.
Şifre sözlüğü 64 çeşit üçlüden oluşur;
61 üçlü kodon aminoasit belirler
3 adet üçlü kodon dur sinyalidir ve hiçbir aminoasit belirlemez.
6
Genetik şifreleme
sözlüğü
7
Dejenere Şifre ve Wobble Hipotezi
•Aminoasitlerin hemen hepsi 2,3 yada 4 farklı kodon tarafından belirlenir.
•Serin,Arjinin, ve Lösin altışar kodon tarafından tanımlanır.
•Sadece Triptofan ve Metionin bir kodona sahiptir.
•Aynı aminoasiti tanımlayan kodonların ilk iki harfi aynıdır, yalnız üçüncü harfi
farklıdır. 1966 yılında Crick, üçüncü pozisyondaki dejenerasyonu gözlemlemiş ve
wobble hipotezini önermiştir.
– Wobble Hipotezi;
• 5’ 3’ yönünde ilk iki nükleotit üçüncüye göre daha kritiktir.
• Üçüncü pozisyondaki nükleotit için kodon-antikodon arasında hidrojen
bağının kurulmasında esneklik vardır ve baz eşleşmesi kuralına sıkıca uyma
zorunluluğu yoktur.
Bu hipoteze göre aminoasit belirleyen 61 kodon için en az 30 değişik tRNA
gereklidir.
Bu translasyonu tehlikeye sokmamak ve enerji tasarrufu açısından da önemlidir.
Son tahminlere göre bakterilerde 30-40, hayvan ve bitkilerde 50 kadar tRNA çeşiti
bulunmaktadır.
8
Antikodon-Kodon baz eşleşmesinin kuralları
İnozin
9
Protein Sentezi
Başlama, Sonlanma ve Baskılama
• Protein sentezinin başlaması son derece özgündür. Bakterilerde,
Metiyonin’in modifiye şekli N-formil metiyonin (fmet) bütün polipeptitlerin
yapısına giren ilk aminosittir ve 5’- AUG -3’ kodonu ile şifrelenir. Başlama
kodonu olarak da adlandırılır. DNA anlamlı (sense) iplikte 5’- ATG -3’ dir.
Protein sentezi tamamlandıktan sonra formil grubu uzaklaştırılır.
Ökaryotlarda metiyonin formillenmemiştir.
• Polipeptit sentezi için sonlanma kodonları 5’- UAA -3’, 5’- UAG -3’ veya
5’- UGA -3’ dır. Hiçbir a.asiti kodlamaz ve polipeptit sentezi için sonlanma
sinyalleridir. Sonlanma kodonları olarak işlev görür. DNA da anlamlı (sense)
iplikte 5’- TAA -3’, 5’- TAG -3’ ve 5’- TGA -3’ dizisi ile U hariç aynıdır.
Mutasyonla bu kodonlar oluşursa, prematüre (olgunlaşmamış) protein
meydana gelir. Böyle mutasyonlar da anlamsız (nonsense) mutasyon olarak
adlandırılır.
10
Genetik Şifre Hemen Hemen
EVRENSELDİR
• mRNA yapısı ve translasyonun işleyişi virüsler, bakteriler,
arkealar ve ökaryotlarda büyük oranda benzerdir.
• Birçok ökaryotik genin bakterilere aktarılabileceği ve burada
transkripsiyon ve translasyonun yapılabileceği, rekombinant
DNA teknolojisi sayesinde gösterilmiştir.
• Bazı farklılıklar mitokondride ve bazı canlılarda saptanmıştır.
Örn. Sonlanma kodonu UGA, insan ve maya mitokondrisinde
triptofanı belirler. AGA ökaryotlarda arjinin kodonu iken,
mitokondride dur kodonu olarak işlev görür.
11
Evrensel genetik şifrenin istisnaları
12
• mRNA’nın translasyonu, aminoasitlerin polipeptit
zincirlerine biyolojik polimerizasyonudur.
• Ribozoma bağlanan mRNA’da, belirli bir aminoasite ait
özgül bir üçlü kodon bulunur.
• Özgül bir tRNA molekülünün nükleotit dizileri arasında
ise, kodon ile baz eşleşmesi yapabilen ve antikodon
olarak adlandırılan, kodono komplementer üçlü
ribonükleotit dizisi bulunur.
• tRNA, mRNA’daki özel üçlü kodonlar ile doğru
aminoasitler arasındaki adaptör moleküllerdir.
13
Protein sentezine genel bakış
• Protein sentezi prokaryotlarda ve ökaryotlarda sitoplazmada
gerçekleşir.
• Protein sentezi hem ökaryotlarda hem prokaryotlarda ribozomlar
tarafından gerçekleştirilir.
• Sentezlenen protein prokaryotlarda N-formil metionin, ökaryotlarda
metionin aminoasiti ile başlar. Ancak sentez sonrası bazı proteinler
değişikliğe uğradığı için olgun protein her zaman metionin ile
başlamaz.
• Sentez sonrası posttranslasyonal modifikasyona (sentez sonrası
değişiklik) uğrarlar. Örn. N-terminalinden bir kısım a.asit dizisinin
kesilmesi gibi.
• Prokaryotlarda çoğu protein polisistronik mRNA’dan (birden fazla
polipeptit zincirini kodlar), ökaryotlarda monosistronik mRNA’dan
sentezlenir. Dolayısıyla prokaryotik mRNA’da birden fazla başlama
14
kodonu (AUG) bulunur.
• Genetik dizide hem başlama, hemde polipeptit zincirinde bulunan
diğer metioninler için kodon AUG dir. Başlama kodonu ve diğer
metioninleri ayırdetmek için prokaryotlar başlama kodonunun
yaklaşık 5-10 nükleotit gerisinde bulunan spesifik dizi ShineDalgarno dizisi (UAAGGAGG) içerir. Ribozomal 16S rRNA
Shine Dalgarno dizisi ile komplementerlik gösterir. Buda
ribozomun doğru bir şekilde mRNA ile birleşmesini yönlendirir.
5‘- UAAGGAGG (5-10 baz) AUG
mRNA
3'--AUUCCUCC................................. 16S rRNA
(ribozom küçük alt
birimde)
15
• Ökaryotlarda başlama kodonunun tanınması tam olarak
aydınlatılamamıştır.
• Ökaryotik 5’cap yapısının başlama bölgesindeki AUG
kodonunun tanınmasında etkili olduğu düşünülmektedir.
• Ökaryotlarda Marlyn Kozak tarafından bulunan dizinin de
başlama bölgesinin tanınmasının etkinliğini artırabileceği
düşünülmektedir.
5'--ACCAUGG - mRNA
16
• Nükleotit sırası ve aminoasit sırası arasındaki ilişki Genetik kod olarak
adlandırılır.
• DNA’daki nükleotit dizisinin polipeptitteki a.asit dizisine taşıyan
mRNA’daki 3 lü nükleotit dizileri kodon olarak adlandırılır. Her bir kodon 1
aminoasitin şifresini taşır.
• Bazı a.asitler birden fazla kodona sahiptir.
• Yine her bir a.asit için kodondaki 3 lü diziye komplementer olan
antikodona sahip ve özgül olarak tekbir a.asit taşıyan bir tRNA vardır.
• Her zaman peptit Metionin ile başlar ve kodonu 5’- AUG -3’ dir. Başlama
kodonu olarak adlandırılır. DNA anlamlı iplikte 5’- ATG -3’ dir.
• Polipeptit sentezi için sonlanma kodonları 5’- UAA -3’, 5’- UAG -3’ veya
5’- UGA -3’ dır. Hiçbir a.asiti kodlamaz ve polipeptit sentezi için sonlanma
sinyalleridir. DNA’da anlamlı (sense) iplikte 5’- TAA -3’, 5’- TAG -3’ ve
5’- TGA -3’ dizisi ile U hariç aynıdır.
• DNA’daki ATG ile başlayıp TAA, TAG ve TGA biten ve genellikle bir
polipeptidi kodlayan bölge open reading frame (ORF) = açık okuma
çerçevesi olarak adlandırılır
17
18
Protein sentezi 4 aşamada olur
• Aminoasitin özgül tRNA’sına bağlanması; A. asit
yüklemesi
• Başlama
• Uzama
• Sonlanma
19
Ribozomlar
Bakteri, Ökaryot ve Prokaryot Ribozomlarının karşılaştırması
Büyük Altünit
rRNAs
Bakteri (70S)
Ökaryot (80S)
Mitokondri (55S)
50S
60S
39S
23S (2904 baz)
28S (4700 baz)
16S (1560 baz)
5S (120 baz)
5S (120 baz)
5.8S (160 baz)
Proteins
33
~49
48
Small Subunit
30S
40S
28S
rRNA
16S (1542 baz)
18S (1900 baz)
12S (950 baz)
Proteins
20
~33
29
20
• Olgun mRNA 3 ana kısımdan oluşur.
– 5’ ucundan, başlama kodonuna kadar olan kısım, 5’ çevrilmeyen Lider
Bölge yada kısaca Lider bulunur.
– Ortada kalan ikinci kısım okuma çerçevesi olarak adlandırılır. Başlama
kodonu ile başlayıp (AUG), üç stop kodonundan birisine (UAA,UAG
veya UGA) kadar olan kısımdır.
– Son kısım stop kodonlarından sonra 3’ ucuna kadar olan kısmı kapsar ve
3’ çevrilmeyen trailer bölge yada kısaca Trailer olarak adlandırılır.
• mRNA uzunluklarındaki farklılık bu üç bölgenin her mRNA
çeşitinde farklı olmasıdır.
•
5’
AUG
UAA
3’
21
Adenin (A), Guanin (G), Sitozin (C), Urasil (U), İnosin (I)
22
1. Aminoasitin özgül tRNA’sına bağlanması;
A. asit yüklemesi
•
3’ ucuna aminoasit bağlanmış tRNA, aminoaçil-tRNA olarak
adlandırılır. Bu işlemi gerçekleştiren enzim aminoaçil-tRNA
sentetaz enzimidir ve ATP’ye ihtiyaç duyar
•
Bir amino asit tRNA nın antikodonu tarafından belirlenir. Her
hücre 20 farklı a.asit için 20 farklı aminoaçil-tRNA sentetaz
enzimi içerir.
23
24
2. Başlama (Initiation)
• Protein sentezi her zaman metionin ile başlar. Bu nedenle başlangıçta
aminoasit taşıyan aminoaçil-tRNA, Met-tRNA’dır. Bakterilerde başlangıç
aminoasit formil grubu takılmış olan formilmetionin’dir (fMet). Bu
ökaryotlarda bulunmaz.
• Önce mRNA’ya uygun bölgeden ribozomun küçük alt ünitesi bağlanır. Bu
bağlanmayı yönlendiren küçük alt birimde bulunan 16S rRNA’daki dizi ile
mRNA’nın başlama kodonundan (AUG) önceki bölgede bulunan Shine
Dalgarno dizisi arasındaki eşleşmedir. İlk aminoasite tRNA bağlanması bunu
izler. Bu yapı başlama kompleksi olarak adlandırılır.
• Daha sonra bu komplekse büyük alt birimde bağlanması ile başlama aşaması
tamamlanmış olur.
• Bu aşamada Başlama faktörleri olarak adlandırılan proteinler (IF1,IF2,IF3
25
ve GTP kullanılır.
26
27
28
3. Uzama (Elongation)
• Bir ribozom iki büyük tRNA bağlanma bölgesi içerir: A bölgesi
ve P bölgesi. İlk a.asiti taşıyan tRNA’nın bağlandığı bölge P
bölgesi, ikinci a.asiti taşıyan tRNA’nın yerleştiği bölge A bölgesi
adını alır.
• P bölgesindeki a.asit ribozom büyük altünitede bulunan Peptidil
transferaz enzimi aracılığı ile A bölgesindeki a.asite peptit bağı
ile bağlanır. P bölgesindeki tRNA uzaklaşırken, A bölgesindeki
tRNA, P bölgesine geçer. Bir sonraki kodona uygun antikodona
sahip aminoaçil-tRNA, A bölgesine yerleşir ve bu şekilde zincir
uzar.
• Bu işlemler sırasında Uzama faktörleri (EF-Tu ve EF-G) adını
alan proteinler ve GTP enerjisi kullanılır.
29
30
31
32
4. Sonlanma (Termination)
• Protein sentezi, sonlanma kodonlarından (UAA, UAG ve UGA)
birisine geldiğinde sonlanır. Bu kodonlar herhangi bir a.asiti
kodlamaz. Sonlanma işlemi Sonlanma faktörleri (RF1, RF2,
RF3) denilen özel proteinlerce sağlanır.
• Bu aşamada polipeptidi taşıyan son tRNA’dan polipeptid
ayrılırken, ribozomal alt birimlerde birbirinden ayrılır ve protein
sentezi sonlanır.
• Ribozomlar tekrar birleşerek yeni bir protein sentezine katılabilir.
• Bir mRNA’ya birden fazla ribozom bağlanarak protein sentezini
gerçekleştirebilir, bu yapılara polizom adı verilir.
33
34
Ökaryotlarda Translasyon Daha Karmaşıktır
1-Ökaryotlarda daha büyük ribozomlarda gerçekleşir.
2-RNA ve Protein bileşenleri prokaryotlara göre daha karmaşıktır.
3-Ökaryotik mRNA lar prokaryotlara nazaran daha uzun ömürlüdür. Saatlerce
protein sentezini devam ettirebilirler.
4-Ökaryotlardaki 5’-cap yapısı mRNA nın daha etkin biçimde translasyonunu
sağlar.
5-Ökaryotlarda başlama kodonu AUG çevresinde, kısa bir tanıma dizisi olan 5’-ACCAUGG-3’ bulunur ve Kozak dizisi olarak adlandırılır.
Prokaryotlardaki Shine Dalgarno dizisine benzer bir işlev görür. Her iki
dizide ribozomal küçük alt birime bağlanmayı kolaylaştırır.
6-Ökaryotlarda formilmetionin yerine protein sentezi Metionin ile başlar.
7-Başlama uzama ve sonlanma faktörleri prokaryotlarla homologtur.Ancak bazı
durumlarda dah fazla protein faktöre ihtiyaç gösterir.
8-Ökaryotik ribozomların çoğu endoplazmik retikulum zarına bağlıdır.
35
• Gen hipotezi için önceleri,
– Bir-gen : bir-enzim ifadesi kullanılmıştır. Daha sonra
– Bir-gen : bir-protein ifadesi kullanılmıştır. Son olarakta ise;
– Bir-gen : bir-polipeptit ifadesi kullanılmasının daha doğru bir tanım
olduğu anlaşılmıştır.
• Protein ve polipeptitte aminoasitlerde oluşur. Aralarındaki fark birarada
bulunuş şekilleri ve işlevsel farklılıklarıdır. Polipeptitler protein
öncülleridir.
• İlk sentezlenen yapı polipeptit zinciridir ve proteinlerin birincil yapısını
oluşturur ve düz dallanma göstermeyen bir yapıdır.
• Son aldığı konformasyon işlevsel proteini oluşturur. İşlev kazanabilmesi
için üç boyutlu yapıyı alması gerekir.
• Protein sekonder yapı, α-sarmal (α -heliks) ve β-pileli tabaka olarak ikiye
ayrılır.
• Üçboyutlu yapı ise proteinin uzaydaki üç boyutlu yapısnı ifade eder.
• Kuarternet yapı birkaç polipeptitin zinciri içeren proteinler için geçerlidir
ve zincirlerin birbire göre aldıkları konformasyonu gösterir.
36
Posttranslasyonel Modifikasyonlar
1-N-ucu ve C-ucundaki aminoasitler çoğunlukla uzaklaştırılır yada değişime uğrar.
Ökaryotlarda N-ucu aminoasiti çoğu kez asetillenir, Prokaryotlarda formil
metiyonin enzimatik olarak uzaklaştırlır.
2-Bazen bir aminoasit tek başına değişeme uğrar. Örn. Tirozin gibi aminoasitlerin
hidroksil gruplarına fosfatlar takılabilir. Bazı aminoasitlerede metil grubu
takılabilir.
3-Bazen karbohidrat yan zinciri takılabilir. Glikoproteinler bu şekilde oluşturulur.
4-Polipeptit zincirlerinke kırpılma olabilir. Örn uzun bir polipeptit zinciri olara
sentezlenen insülin kesilerek 51 aminoasitlik son şeklini alır.
5-Sinyal dizileri polipeptitten uzaklaştırılır. N-ucundaki proteinin işlev göreceği yere
yönlendirilmesinde rol oynayan 30 aminoasite kadar olan bölge sinyal dizisi olarak
adlandırılır ve protein hedeflemesinde (targeting) görevlidir. Protein hedefe
ulaştıktan sonra sinyal dizi enzimatik olarak uzaklaştırılır.
6-Polipeptit zincirleri çoğunlukla metallerle kompleks yapmış olarak bulunur.
Hemoglobinde 4 demir atomu ve 4 polipeptit zinciri bulunur.
• Proteinlerin katlanmalarını şaperonlar adı verilen bir protein ailesi yönlendirir.
37
MUTASYONLAR
DNA ONARIMI
YER DEĞİŞTİREBİLEN ELEMENTLER
38
• Hergün havadaki, sudaki ve topraktaki binlerce kimyasala
maruz kalıyoruz. Bunların birçoğu zaralı.
• Bir kısmı ölümcül etkiye sahip. Hastalıklara, doğum hasarlarına
ve kansere neden olur. Bazıları da DNA da değişiklikler yani
mutasyonlar meydana getirir.
• DNA da ne tip mutasyonlar meydana gelir?
• Bu tip değişikliklere neden olan kimyasalları nasıl tespit
edebiliriz?
• DNA mutasyonlarının hayatımızdaki etkileri nelerdir?
39
• Gerçekte mutasyonlara uğrama, genetik maddenin
sahip olması gereken özelliklerden birisidir.
• Bu değişiklikler bir bazın ilavesi veya eksilmesi
şeklinde olabileceği gibi, çok sayıda bazın eklenmesi
veya çıkarılması şeklinde de olabilir.
• Mutasyonlar genetik çalışmalarda kullanılan önemli
araçlardan bir tanesidir. Bazı genlerde meydana
getirilen mutasyonlar o genin ifadesi hakkında bilgi
edinilmesini sağlar.
• Mutasyonlar her zaman olmasa da genellikle
spontandır (kendiliğinden).
40
Mutasyonlar birkaç şekilde sınıflandırılabilir
– 1. Kromozom Mutasyonları
• Kromozom yapısındaki değişiklikler
– 2. Genom mutasyonları
• Kromozom sayısındaki değişiklikler
– 3. Tek-gen mutasyonları
• Göreceli olarak küçük bir gen parçasındaki DNA da
meydana gelir
41
GEN MUTASYONLARI
1- Spontan mutasyonlar: Doğal olarak meydana gelir. Örn. DNA replikasyonu sırasındaki
hatalar.
Uyarılmış mutasyonlar: kimyasallar, radyasyon, UV gibi etkenlerin neden olduğu
mutasyonlardır.
2-Gametik Mutasyonlar: gamet hücrelerinde meydana gelen mutasyonlardır. Bu
mutasyonlar yeni nesillere aktarıldıklarından çok daha önemlidir. Yeni neslin tüm
hücrelerinde ifade potansiyeli bulunur. Otozomal dominant mutasyonlar ilk nesilde
fenotipik olarak görülecektir. Dişilerin gametlerinde oluşan X’e bağlı resesif (çekinik)
mutasyonlar, etkilenmiş X kromozomunu alan hemizigot erkeklerde ifade edilebilir.
Somatik mutasyonlar: somatik hücrelerde meydana gelen mutasyonlardır. Bu
hücrelerde çekinik aleller oluşturan mutasyonlar genelde önemli değildir. Bu mutasyon
dominant (baskın) alel tarafından baskılanır. Somatik mutasyonlar dominant yada X
kromozomuna bağlı ise hemen ifade edildikleri için daha büyük bir etkiye sahiptir.
Eğer gelişimin erken dönemlerinde meydana gelirse, farklılaşmamış hücrelerdeki
mutasyonlar doku ve organlara farklılaştıklarında daha da önemli olacaktır. Yetişkin
dokularda oluşan mutasyonlar genellikle mutasyon geçirmemiş milyarlarca hücrenin
etkisi ile maskelenecektir.
.
Erkek ve dişilerin herhangi birinin gametlerinde olusan Otozomal resesif mutasyonlar,
heterozigotluk nedeni ile o alel populasyonda yayılana kadar nesiller boyunca dikkat
çekmeden aktarılabilir. Şansa bağlı olarak bu iki mutant alel bir araya gelirse, yani
homozigot olursa fenotipik olarak bireyleri etkiler
42
İnsanda zararlı mutasyonlar
• Mutasyonların çoğunun kodlanmayan geniş genom kısmında yada intron bölgelerinde
yer alması olasıdır. Bu bölgelerde meydana gelen mutasyonlar nötral mutasyonlardır.
• Zararlı mutasyon sıklığı her nesil başına her birey için en azında 1.6 zararlı genetik
değişikliktir ki bu oldukça yüksek bir rakamdır.
Mutasyonlar birçok şekilde görülür ve farklı yollarla oluşur
• Gen kimyasal bilgiyi temsil eden nükleotit çiftlerinin doğrusal biri dizisidir.
• Genetik şifre üçlü nükleotitlerden oluşur.
• Üçlü her nükleotit, ilgili proteindeki bir aminoasiti belirler.
• Bir harf değişikliği cümlenin anlamını değiştirebilir.
– THE CAT SAW THE DOG
– THE CAT SAW THE HOG
– THE BAT SAW THE DOG
• Bunlar yanlış anlam oluşmasına neden olur. Bu tip anlam değişikliği baz yer
değiştirmeleri veya nokta mutasyonları olarak adlandırılan mutasyonlara analogdur.
Mutasyon bilginin anlamını çeşitli anlamsız formlara dönüştürmüştür.
43
• Substitüsyon da; bir primidin, bir primidin ile yada bir pürin,
bir pürin ile yer değiştirmişse bir transisyon (geçiş) olmuştur.
• Eğer bir pürin ve primidin karşılıklı yer değiştirmiş ise
transversiyon (değişim) olmuştur.
– THE CAT SAW THE DOG
– THE CAT SAW THE HOG
– THE BAT SAW THE DOG
• İkinci tip değişiklik, gen içinde herhangi bir noktada bir yada
daha fazla nükleotidin girmesi (inversiyon) veya
çıkarılmasıdır (delesyon).
– THE CMA TSA WTH EDO G
– THE ATS AWT HED OG
M insersiyonu
C delesyonu
• Bu tip değişiklikler çerçeve kayması (frame shift) mutasyonlar
olarak adlandırılır. Çünkü okuma çerçevesi değişmiştir.
44
a.YANLIŞ ANLAMLI MUTASYON (Missense Mutasyon)
Bu tip mutasyonlarda kodondaki nükleotit değişikliği, amino asit değişikliğine neden olur.
Etkisi kodon ya da nükleotit tipine göre farklı olabilir.Örneğin, polipeptitteki değişiklik
benzer kimyasal özelliğe sahip bir amino asit olarak gerçekleşmişse etkisi daha az,
kimyasal özelliği farklı bir amino asit yer almışsa etkisi daha fazla olabilir.
DNA-----TGT TGG
ACA ACC
mRNA- UGU UGG
Protein—CysTrp
b.ANLAMSIZ MUTASYON (Nonsense Mutasyon)
Kodondaki nükleotit değişikliği, normal bir kodonun yerine mRNA’dan translasyonun
(protein sentezini) sona ermesini sağlayan “dur” kodonlarından (UAA,UAG ve UGA)
birinin oluşmasına neden olur. Polipeptit sentezi erken sonlanır.İşlevsiz bir ürün oluşur.
DNA------TGTTGA
ACA ACT
mRNA---UGUUGA
Protein---Cys  Dur
45
c.SESSİZ MUTASYON (Silent Mutasyon)
Çok hücreli organizmalardaki nokta mutasyonlarının
tamamına yakını fenotipik yönüyle nötraldir (insanlarda %
93-97). İnsan DNA’sının yaklaşık %90-97 kadarı “hurda
DNA”dan oluşur. Geriye kalan şifre konumunda olan
kodonlardaki değişikliklerin 1/3 kadarı sessizdir; kodondaki
mutasyonal değişiklik amino asit değişikliğine yansımaz.
Çünkü DNA’dan mRNA’ya yansıyan değişiklik, yine aynı
amino asiti kodlayan diğer bir kodona dönüşmüştür.
DNA------TGTTGC
ACA ACG
mRNA--- UGUUGC
Protein-- CysCys
46
Mutasyona neden olan etkenler
Kendiliğinden (Spontan) mutasyonlar
–
–
–
–
–
DNA replikasyonundaki hatalar
Tautomerik değişimler(nokta mutasyonu)
Bazların Deaminasyonu(nokta mutasyonu)
Bazların Depürinasyonu(nokta mutasyonu)
Kendiliğinden Metilasyon
Mutajenler
•
Kimyasal Mutajenler
• Baz analogları (5-Brom urasil)
• Bazların yapısnı değiştiren mutajenler (nitröz asit)
• İnterkalasyon yapan ajanlar (akridin boyalar)
•
Fiziksel mutajenler
• İyonize olmayan radyasyon=UV radyasyon (çerçeve kayması)
• İyonize radyasyon (X ve gama ışınları gibi)
47