Daha yaygın olarak DNA olarak adlandırılan deoksiribonükleik asit, neredeyse tüm yaşam için birincil genetik materyaldir. Bazı virüsler DNA yerine ribonükleik asit (RNA) kullanır, ancak tüm hücresel yaşam DNA'yı kullanır.
DNA'nın kendisi, her biri ayrı ayrı alt birimlerden oluşan iki tamamlayıcı iplikten oluşan bir makromoleküldür. nükleotidler. DNA'yı ünlü yapan çift sarmal yapıyı oluşturmak için iki DNA zincirini bir arada tutan azotlu bazların tamamlayıcı baz dizisi arasında oluşan bu bağlardır.
DNA Yapısı ve Bileşenleri
Daha önce belirtildiği gibi DNA, nükleotid adı verilen ayrı alt birimlerden oluşan bir makromoleküldür. Her nükleotidin üç bölümü vardır:
- Bir deoksiriboz şekeri.
- Bir fosfat grubu.
- Azotlu bir baz.
DNA nükleotidleri, dört azotlu bazdan birini içerebilir. Bu bazlar adenin (A), timin (T), guanin (G) ve sitozindir (C).
Bu nükleotidler, DNA zincirleri olarak bilinen uzun zincirleri oluşturmak için bir araya gelirler. İki tamamlayıcı DNA dizileri çift sarmal formuna sarmadan önce merdiven gibi görünen bir şekilde birbirine bağlanın.
İki iplik, azotlu bazlar arasında oluşan hidrojen bağları aracılığıyla bir arada tutulur. Adenin (A) timin (T) ile bağlar oluştururken sitozin (C) guanin (G) ile bağlar oluşturur; A yalnızca T ile eşleşir ve C yalnızca G ile eşleşir.
Tamamlayıcı Tanım (Biyoloji)
Biyolojide, özellikle genetik ve DNA açısından, tamamlayıcı ikinci polinükleotid sarmalı ile eşleştirilmiş polinükleotid sarmalının, diğer sarmalın ters tamamlayıcısı veya çifti olan bir azotlu baz dizisine sahip olduğu anlamına gelir.
Örneğin, guaninin tamamlayıcısı sitozindir çünkü bu, guaninle eşleşecek olan bazdır; sitozinin tamamlayıcısı guanindir. Ayrıca adenin tamamlayıcısının timin olduğunu ve bunun tersini de söyleyebilirsiniz.
Bu, tüm DNA zinciri boyunca geçerlidir, bu nedenle iki DNA dizisine tamamlayıcı zincirler denir. DNA'nın tek bir sarmalındaki her bir baz, tamamlayıcısının diğer sarmaldaki kendisiyle eşleştiğini görecektir.
Chargaff'ın Tamamlayıcı Baz Eşleştirme Kuralı
Chargaff kuralı, A'nın yalnızca T ile bağlandığını ve C'nin bir DNA zincirinde yalnızca G ile bağlandığını belirtir. Bu, herhangi bir DNA molekülündeki yüzdesinin yüzde olduğunu keşfeden bilim adamı Erwin Chargaff'ın adını almıştır. guanin her zaman yaklaşık olarak sitozin yüzdesine eşittir ve aynısı adenin için de geçerlidir ve timin.
Bundan, C'nin G ile ve A'nın T ile bağları olduğu sonucunu çıkardı.
Tamamlayıcı Baz Eşleştirme Neden Çalışır?
Neden A sadece T ile ve C sadece G ile bağlanır? Neden A ve T, A ve C veya A ve G değil de birbirlerinin tamamlayıcılarıdır? Cevap, azotlu bazların yapısı ve aralarında oluşan hidrojen bağları ile ilgilidir.
Adenin ve guanin olarak bilinir pürinler timin ve guanin olarak bilinirken pirimidinler. Bütün bunlar, adenin ve guaninin yapılarının 6 atomlu bir halka ve iki atomu paylaşan 5 atomlu bir halkadan oluştuğu, sitozin ve timin ise sadece 6 atomlu bir halkadan oluştuğudur. DNA ile bir pürin sadece bir pirimidin ile bağlanabilir; iki pürin ve iki pirimidin bir arada olamaz.
Bunun nedeni, birbirine bağlanan iki pürinin iki DNA dizisi arasında çok fazla yer kaplaması ve bu da yapıyı etkilemesi ve zincirlerin düzgün bir şekilde bir arada tutulmasına izin vermemesidir. Aynı şey, çok az yer kaplamaları dışında iki pirimidin için de geçerlidir.
Bu mantıkla A, C ile bağ kurabilir, değil mi? Hayır. A-T ve C-G çiftlerinin çalışmasını sağlayan diğer faktör ise hidrojen bağı bazlar arasında. Aslında iki DNA zincirini bir arada tutan ve molekülü stabilize eden bu bağlardır.
Hidrojen bağları sadece adenin ve timin arasında oluşabilir. Ayrıca sadece sitozin ve guanin arasında oluşurlar. A-T ve C-G tamamlayıcılarının oluşmasına izin veren ve böylece DNA'nın iki tamamlayıcı bağlı zincire sahip olmasına neden olan bu bağlardır.
Tamamlayıcı Baz Eşleştirme Kurallarını Uygulama
DNA ipliklerinin bu baz eşleştirme kurallarıyla nasıl eşleştiğini bilerek, birkaç farklı şey çıkarabilirsiniz.
Diyelim ki bir DNA dizisinde belirli bir genin DNA dizisine sahipsiniz. Daha sonra, DNA molekülünü oluşturan diğer DNA zincirini bulmak için tamamlayıcı baz eşleştirme kurallarını kullanabilirsiniz. Örneğin, aşağıdaki sıraya sahip olduğunuzu varsayalım:
AAGGGGTGACTCTAGTTTAATATA
A ve T'nin birbirinin tamamlayıcısı olduğunu ve C ile G'nin birbirinin tamamlayıcısı olduğunu biliyorsunuz. Bu, yukarıdaki ile eşleşen DNA zincirinin:
TTCCCCACTGAGATCAAATTATAT