Hücrede Madde Sentezi

4.2. Hücrede Madde Sentezi

a) DNA Sentezi (Replikasyon)
İki zincirli sarmal halindeki DNA’nın her bir zinciri, bir 5’ fosfat ucuna ve bir 3’ hidroksil ucuna sahip. Ters yönlere doğru uzanan bu karşılıklı iki zincirde bulunan bazlar arasında kurulu hidrojen bağları, DNA’nın sarmal yapısını bir arada tutuyor. Adenin ve Timin bazları arasında 2, Guanin ve Sitozin bazları arasında da 3 adet hidrojen bağı bulunuyor.
1. DNA sentezinde ilk adım, DNA’nın çift zincirli yapısının açılması. Helikaz enzimi, baz çiftleri arasındaki hidrojen bağlarını kırıyor ve DNA zinciri açılıyor. Açılmanın başladığı nokta, “replikasyon orjini” olarak biliniyor.
2. Başlangıç noktasına, Primaz enzimi yardımıyla, RNA yapısında bir primer ekleniyor.
3. DNA polimeraz III enzimi, bu primerin ucundan başlayarak, şablon zincir karşısında yeni zinciri oluşturuyor. Yeni zincir, şablon zincirin 3’-5’ yönünde okunmasıyla, 5’-3’ yönünde sentezleniyor.
4. DNA’nın diğer zincirinde, sentez ters yönde gerçekleşemeyeceği için, ikinci bir DNA polimeraz enzimi yardımıyla sürekli olmayan DNA dizileri sentezleniyor. Bunlara Okazaki fragmentleri adı veriliyor.
5. RNA primerleri, DNA polimeraz I enzimince kaldırılıyor ve yerlerine DNA bazları geçiyor.
6. Ligaz enzimi aracılığıyla, Okazaki fragmentleri birleştiriliyor, zincirlerin şeker-fosfat yapısındaki omurgalarının eksikleri tamamlanıyor ve karşılıklı iki zincirin 3’ ve 5’ uçları arasındaki bağ kuruluyor.
7. Son aşamada, tamir mekanizmaları DNA yapısını kontrol ediyor ve hatalar düzeltiliyor.

b) RNA Sentezi (Transkripsiyon)
Bu olayda, DNA sentezindeki gibi bir primer varlığına gerek duyulmuyor.
1. Kopyalama faktörleri, DNA üzerinde ifade edilmek istenen gene ait promotora bağlanıyor.
2. RNA polimeraz enzimi doğrudan buraya bağlanarak, çift zincirli sarmal yapısını açıyor ve bir başlangıç baloncuğu oluşuyor.
3. Şablon DNA zinciri 3’-5’ yönünde okunurken, 5’-3’ yönünde RNA sentezleniyor.
4. DNA üzerindeki belirli bir diziye gelindiğinde, RNA sentezi sona eriyor.
5. Sentezlenen RNA, belirli işlevsel grupların eklenmesi ve işe yaramayacak bölgelerin temizlenmesinden sonra çekirdekten sitoplazmaya gönderilmeye hazır mRNA haline geliyor.

c) Protein Sentezi (Translasyon)
1. Çekirdek içindeki DNA’dan gerekli şifreyi alan mRNA, GER üzerinde bulunan ribozoma bağlanıyor ve ilk tRNA’nın bağlanmasıyla, ribozomun alt birimleri birleşerek translasyon işlemi başlatılıyor. Protein sentezinin başlatıcı kodonu, her zaman AUG.
2. mRNA üzerindeki şifre okunurken, okunan her 3 bazın kodladığı amino asit, tRNA’larca getiriliyor. mRNA üzerine bağlanan amino asitler, birbirleriyle özel bağlar yaparak protein zincirini oluşturuyorlar.
3. mRNA’daki ”dur kodonu” okunduğunda, aminoasit şifrelerinin okunması durduruluyor ve protein zinciri ribozomdan ayrılıyor.
4. GER’de, bu proteine şeker grubu ekleniyor ve bir kesecik içinde golgi aygıtına aktarılıyor. 5. Golgi aygıtında, proteinlerin taşıdıkları şekerlerin bir kısmı yitiriliyor ve türlerine göre fosfat ya da sülfat grubu ekleniyor.
6. Yoğunlaştırılan proteinler, bir kesecik içinde golgi'yi terk ediyor.