Çoğu insan "DNA" terimini duyduğunda, otomatik olarak klasik çift sarmalı resmeder. Bu büyük genetik materyal sarmalını oluşturan bileşenleri hayal etmek genellikle biraz daha karmaşık geliyor. Neyse ki, baz çiftlerinin nasıl çalıştığını anlamak ve hatta bir DNA örneğindeki her bir baz için yüzdeleri hesaplamak aslında basittir.
TL; DR (Çok Uzun; Okumadım)
Herhangi bir DNA örneğinde, yalnızca bir şekilde eşleşen dört baz vardır: adenin ve timin, guanin ve sitozin. Numunenin yüzde 100'ünü oluşturuyorlar. Chargaff kuralı, bir baz çiftindeki her bazın konsantrasyonunun her zaman eşine eşit olduğunu belirtir, bu nedenle örneğin adenin konsantrasyonu timin konsantrasyonuna eşittir. Bu bilgiyi ve basit matematiği kullanarak, diğer bazın yüzdesini biliyorsanız, bir örnekteki adenin yüzdesini bulabilirsiniz.
DNA Baz Çiftleri
DNA çift sarmalı, birlikte bükülmüş iki genetik materyal dizisi içerir, bu nedenle hücrenin çekirdeğine sığar. Bu spiralin yapısı, dört bazın eşleşme ve birbirine bağlanma biçiminden kaynaklanır. Bu dört baz adenin, guanin, timin ve sitozindir.
Kimyasal yapı açısından, adenin ve guanin hem pürin, hem de timin ve sitozin pirimidindir. Bu kimyasal fark, bazlar arasındaki kararlı hidrojen bağlarının her zaman aynı şekilde eşleşmesini sağlar: adenin ile timin ve guanin ile sitozin.
Erwin Chargaff'ın Gözlemi
Bilim adamları her zaman DNA'nın işlevini bilmiyorlardı. Aslında, DNA'nın hücrenin genetik materyali olabileceğine dair 1944 önerisi, spekülasyonlara ve hatta tartışmalara yol açtı. Yine de, Erwin Chargaff da dahil olmak üzere bazı bilim adamları DNA'yı ciddi bir şekilde incelemeye başladılar. 1950'de Chargaff, ayrıldığında, pürinlerin (adenin ve guanin) her zaman pirimidinlerle (timin ve sitozin) 1:1 oranında var olduğunu fark etti. Bu bulgu bilimsel bir fikstür haline geldi: Chargaff kuralı.
Chargaff Kuralını Uygulamak
Chargaff kuralı, herhangi bir numunede adenin konsantrasyonunun her zaman timin çiftinin konsantrasyonuna eşit olacağı ve guanin ile sitozin konsantrasyonlarının da eşit olacağı anlamına gelir. Bir DNA örneğindeki adenin yüzdesini hesaplamanız gerekiyorsa, sorunu çözmek için Chargaff kuralını kullanabilirsiniz. Örneğin, DNA örneğinin yüzde 20 timin olduğunu biliyorsanız, birlikte eşleştikleri için otomatik olarak yüzde 20 adenin olduğunu da bilirsiniz.
Guanin veya sitozin yüzdesi verildiğinde adenin yüzdesini de hesaplayabilirsiniz. DNA'da yalnızca dört baz olduğunu bildiğinize göre, dört bazın tümü birlikte numunenin yüzde 100'üne eşit olmalıdır. Numunenin yüzde 20 guanin olduğu bilgisi verilirse, guanin ve sitozin birbiriyle eşleştiğinden, bunun da yüzde 20 sitozin olduğunu tahmin edebilirsiniz. Birlikte, bu toplam örneğin yüzde 40'ı. Yüzde 100'den yüzde 40'ı çıkarabilir ve örneğin yüzde 60'ının birlikte adenin ve timin olması gerektiğini belirleyebilirsiniz. Bu iki baz her zaman eşit konsantrasyonlarda bulunduğundan, DNA örneğinin yüzde 30 adenin olduğunu bilirsiniz.
DNA'nın biyokimyası ile ilgili kavramlar bazen çok karmaşık görünebilir. Chargaff sayesinde, bir DNA örneğinde bulunan bazların yüzdelerini hesaplamak basit bir matematik probleminden başka bir şey değil.