İçeriğe atla

Biyomoleküler yapı

Biyomoleküler yapı biyomoleküllerin (başlıca protein, DNA ve RNA'nın) yapısıdır. Bu moleküllerin yapısı genelde birincil, ikincil, üçüncül ve dördüncül yapı olarak ayrılır. Bu yapının iskeleti, molekül içinde birbirine hidrojen bağları ile bağlanmış ikincil yapı elemanları tarafından oluşturulur. Bunun sonucunda protein ve nükleik asit yapı bölgeleri (İngilizce domain) oluşur.

Birincil, ikincil, üçüncül ve dördüncül yapı terimleri ilk defa Kaj Ulrik Linderstrøm-Lang tarafından Stanford Üniversitesi'ndeki 1951 Lane Tıp Konferanslarında kullanılmıştır.

Birincil yapı

Ana maddeler: Protein birincil yapısı ve Nükleik asit birincil yapısı

Biyokimyada bir biyomolekülün birincil yapısı, onun atomik bileşiminin ve bu atomları birbirine bağlayan kimyasal bağların (stereokimyaları da dahil olmak üzere) tam olarak belirtilmesidir. Tipik, dallanmamış, çapraz bağlanmamış bir biyopolimerde (DNA, RNA veya tipik bir protein gibi), birincil yapı, onun monomerlerinin dizisine (yani nükleotit veya peptit dizisine) karşılık gelir.

Birincil yapı bazen hatalı olarak birincil dizi olarak ifade edilir, ama böyle bir terim yoktur, keza paralel kavramlar olarak ikinci veya üçüncül dizi de yoktur. Konvansiyona göre, bir proteinin birincil yapısı onun amino (N) ucundan karboksi (C) ucunda doğru belirtilir, bir DNA veya RNA molekülünün birinci yapısı ise 5' ucundan 3' ucunda doğru beliritilir.

Bir nükleik asidin birincil yapısı, molekülü oluşturan nükleotitlerin dizisine karşılık gelir. Birincil yapıda bulunan dizi motiflerinin işlevsel önemi vardır. Bazı dizi motif örnekleri: snoRNA'ların C/D[1] ve H/ACA kutuları[2] splisozomal RNA'larda bulunan Sm bağlanma yeri, Shine-Dalgarno dizisi,[3] Kozak konsensus dizisi[4] ve RNA polymerase III sonlandırıcısıdır.[5]

İkincil yapı

Ana maddeler: Protein ikincil yapısı ve Nükleik asit ikincil yapısı
Koaksial istiflenmeyi gösteren tRNA'nın ikincil () ve üçüncül yapısı. PDB koordinat dosyası 6tna 1 Haziran 2012 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi..

Biyokimya ve yapısal biyolojide, ikincil yapı, protein veya nükleik asit (DNA/RNA) gibi biyopolimerlerin yerel parçalarının üç boyutlu şekilleridir. Ancak üç boyutlu uzaydaki spesifik atom konumlarını belirtmez, bunlar üçüncül yapıya ait sayılır. İkincil yapı biyopolimerdeki hidrojen bağları tarafından belirlenir. Proteinlerde ikincil yapı omurgadaki amit ve karboksi grupları arasındaki hidrojen bağları tarafından belirlenir (Yan zincir-ana zincir ve yan zincir-yan zincir ilişkileri önemsizdir), nükleik asitlerde ise ikincil yapı azotlu bazlar arasındaki hidrojen bağları tarafından belirlenir.

Proteinlerde hidrojen bağlanması diğer yapısal özellikler ile ilişkilidir, bu yüzden ikincil yapının daha az resmî bir tanımlamasına yol açmıştır. Örneğin, protein sarmallarındaki amino asit kalıntıları genelde Ramachandran grafiğinin belli bir bölgesindeki omurga dihedral açılarına sahiptir; dolayısıyla bu dihedral açılara sahip kalıntıların bulunduğu bir bölge genelde "sarmal" olarak adlandırılır, gerekli hidrojen bağlarına sahip olmasına bakılmaksızın. Daha az resmî başka tanımlar da öne sürülmüştür, örneğin kavis ve burulma gibi. Hatta bazı yapısal biyologlar atomik çözünürlüklü yeni bir yapıyı çözerken ikincil yapıları "göz kararı" tayin edip bu tayinlerini ilgili PDB dosyasına kaydederler.

Bir nükleik asidin ikincil yapısı bir molekül içindeki baz eşleşme etkileşimlerine değinir. Biyoloji RNA'ların ikincil yapısı genelde sap ve ilmiklere ayrıştırılabilir. Genelde bu elemanlar veya onların bileşimleri ayrıca alt gruplara sınıflandırılabilir, dörtlü dönüş (tetraloop), sahte düğüm (pseudoknot) ve sap-ilmik (stem-loop) gibi. Biyolojik RNA'larda işlevsel öneme sahip olan pek çok ikincil yapı elemanı vardır; bazı örnekler Rho'dan bağımsız sonlandırıcı sap-ilmikler ve tRNA yoncasıdır. RNA moleküllerinin ikincil yapısı deneysel ve berimsel yöntemlerle belirlenir.

Üçüncül yapı

Ana maddeler: Protein üçüncül yapısı ve Nükleik asit üçüncül yapısı

Biyokimya ve moleküler biyolojide, bir protein veya başka bir makromolekülün üçüncül yapısı, onun, atomik koordinatlarla tanımlanmış, üç boyutlu yapısıdır.[6] Protein ve nükleik asitler çeşitli işlevlere sahiptir, moleküler tanımadan katalize kadar uzanan. Bu fonksiyonlar kesin bir üç boyultu yapı gerektirir. Bu yapılar çeşitlilik gösterseler ve karmaşık görünseler de, tekrar tekrar görülen, kolaylıkla tanınabilen üçüncül yapı motiflerinden oluşurlar, bu motifler moleküler yapı blokları olarak görev yaparlar. Üçüncül yapı büyük ölçüde biyomolekülün birincil yapısı tarafından belirlenir. Birincil yapıdan üçüncül yapının öngörülmesi genelde yapı öngörüsü olarak adlandırılır.

Dördüncül yapı

Ana maddeler: Protein dördüncül yapısı ve Nükleik asit dördüncül yapısı

Biyokimyada dördüncül yapı, birden çok katlanmış proteinin çok altbirimli bir kompleks olarak düzenlenmesidir. Nükleik asitlerde bu terim ender kullanılır ama DNA'nın histonlarla etkileşimi veya kromatin içindeki üst seviyeli yapılanmasını,[7] ribozomdaki ayrı RNA birimleri arasındaki etkileşimleri belirtmek için kullanılabilir.[8][9]

Yapı belirlemesi

Ana maddeler: Protein yapı belirlemesi ve Nükleik asit yapı belirlemesi

Yapı yoklaması (İng. structure probing), biyokimyasal yöntemlerle biyomoleküler yapının çözülme sürecidir.[10] Bu analiz, moleküler yapıya kestirmeye yarayabilecek özellikleri tanımlamaya, moleküler yapı ve işlev arasındaki ilişkiyi anlamaya ve başka biyolojik araştırmalara yarayacak yeni küçük moleküllerin geliştirilmesini sağlar.[11] Yapı analizi çeşitli yöntemlerle yapılabilir, bunlar arasında kimyasal yoklamalar, hidroksil radikal yoklaması, nükleotit analog enterferans haritalaması sayılabilir.

DNA yapısı nükleer manyetik resonans spektroskopisi veya X-ışını kristalografisi ile belirlenebilir. A-DNA'nın X-ışını saçılım örüntüleri hakkındaki ilk rapor, Paterson trasnformuna dayanan bir analize dayalıydı ve yönlendirilmiş DNA lifleri için ancak sınırlı miktarda yapısal bilgi sağlamıştı.[12][13] Daha sonra, 1953'te Wilkins ve arkadaşları alternatif bir analiz yöntemi önerdiler, nemlendirilmiş ve yönlendirilmiş DNA liflerindeki B-DNA yapısının X-ışın kırınım örüntülerinin analizi için Bessel fonksiyonlarını kullandılar.[14] 'B-DNA biçimi' hücre içi şartlarında en sık görülse de,[15] iyi tanımlı bir konformasyon değil, bir DNA konformasyonlar ailesidir.[16] Bunlara karşılık gelen X-ışını kırınım ve saçılım örüntüleri, önemli derecede düzensizlik (>20%) içeren parakristaller için karakteristiktir[17][18] ve dolayıyla standart analizle yapı çözülemez.

Öte yandan, sadece Bessel fonksiyonlarının Fourier transformu ile yapılan standart analiz[19] ve DNA moleküler modeller hâlâ A-DNA ve Z-DNA'nın X-ışını kırınım örüntülerinin analizi için kullanılmaktadır.[20]

Yapı öngörüsü

S. cerevisiae tRNA-PHE yapı uzayı: enerji ve yapılar RNAsubopt yazılımı ile, yapı uzaklıkları ise RNAdistance ile hesaplanmıştır.
Ana maddeler: Protein yapı öngörüsü ve Nükleik asit yapı öngörüsü

Biyomolekül yapı öngörüsü bir proteinin üç boyutlu yapısının onun amino asit dizisinden veya bir nükleik asidinkinin onun nükleotit dizisinden öngörülmesidir. Bir diğer deyişle, ikincil ve üçüncül yapıların birincil yapıdan öngörüsüdür. Yapı öngörüsü, biyomoleküler tasarımın tersi olan süreçtir.

Protein yapı öngörüsü biyoenformatik ve teorik kimyanın ulaşmaya çalıştığı en önemli hedeflerden biridir. Protein yapı öngörüsü tıpta (örneğin ilaç tasarımında) ve biyoteknolojide (örneğin yeni enzimlerin tasarımında) çok büyük öneme sahiptir. Güncel yöntemlerin performansı iki yılda düzenlenen CASP yarışmasından değerlendirilir.

RNA yapı öngörü problemi konusu da önemli bir biyoenformatik araştırma konusudur. RNA durumunda nihai yapı molekül içi baz eşleşme etkileşimleri tarafından belirlenir. Bu yüzden farklı nükleotit dizileri olan RNA molekülleri eğer aynı şekilde baz eşleşmesi yapabilirlerse aynı yapıya sahip olabilirler.

Küçük nüklik asit moleküllerinin ikincil yapıları büyük oranda hidrojen bağları ve baz istiflenmesi gibi kuvvetli, lokal etkileşimler tarafından belirlenir. Bu tür etkileşimlerin serbest enerjilerinin toplamı alınarak, genelde en yakın komşu modeli ile, belli bir yapının stabilitesine yaklaşık karşılık gelen bir değer elde edilebilir.[21] En düşük enerji yapısının bulmanın en basit yolu, tüm olası yapıları üretip bunların enerjilerini hesaplamaktır, ama bir diziye ait olası yapıların sayısı, nükleik asidin uzunluğu ile üssel olarak artar.[22] Uzun moleküller için, olasıl ikincil yapıların sayı muazzamdır.[21]

Dizi kovaryasyon (eşdeğişim) yöntemleri, çok sayıda homolog RNA dizilerinden (farklı ama evrimsel olarak ilişkili RNA dizilerinden) oluşan bir veri grubunun varlığına dayanır. Bu yöntemler bireysel nükleotit pozisyonlarının evrim sırasında beraberce değişmeleri irdelenir. Birbirinden uzak iki konumdaki bazların biribiriyle baz eşleşmesi yapacak şekilde beraber değişmesi, bunlar arasındaki baz eşleşmesinin yapısal bakımdan gerekli olduğuna işaret eder. Yalancı düğüm (pseudoknot) öngörüsünün NP-tam olduğu gösterilmiştir.[23]

Tasarım

Ana maddeler: Protein tasarım ve Nükleik asit tasarımı

Biyomoleküler tasarım yapı öngörüsünün tersi sayılabilir. Yapı öngörüsünde, bilinen bir diziden yapı öngörülür, nükleik asit veya protein tasarımında arzu edilen yapıyı meydana getirecek bir dizi elde edilir.

Diğer biyomoleküller

Diğer biyomoleküller de, olisakkaritler ve lipitler gibi, biyolojik öneme sahip, üst düzey yapıya sahip olabilir.

Ayrıca bakınız

  • Kodlamayan RNA
  • RNA yapı öngörü yazılımları listesi
  • Nükleik asit simülasyon yazılımları listesi

Kaynakça

  1. ^ Samarsky, DA (1998). "The snoRNA box C/D motif directs nucleolar targeting and also couples snoRNA synthesis and localization". EMBO. 17 (13). ss. 3747-3757. doi:10.1093/emboj/17.13.3747. PMC 1170710 $2. PMID 9649444. 
  2. ^ Ganot P, Caizergues-Ferrer M, Kiss T (1997). "The family of box ACA small nucleolar RNAs is defined by an evolutionarily conserved secondary structure and ubiquitous sequence elements essential for RNA accumulation". Genes Dev. 11 (7). ss. 941-56. doi:10.1101/gad.11.7.941. PMID 9106664. 
  3. ^ Shine J, Dalgarno L (1975). "Determinant of cistron specificity in bacterial ribosomes". Nature. 254 (5495). ss. 34-8. doi:10.1038/254034a0. PMID 803646. 
  4. ^ Kozak M (Ekim 1987). "An analysis of 5'-noncoding sequences from 699 vertebrate messenger RNAs". Nucleic Acids Res. 15 (20). ss. 8125-8148. doi:10.1093/nar/15.20.8125. PMC 306349 $2. PMID 3313277. 15 Eylül 2019 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 30 Haziran 2011. 
  5. ^ Bogenhagen DF, Brown DD (1981). "Nucleotide sequences in Xenopus 5S DNA required for transcription termination". Cell. 24 (1). ss. 261-70. doi:10.1016/0092-8674(81)90522-5. PMID 6263489. 
  6. ^ IUPAC, Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the "Gold Book") (1997). Online corrected version: (2006–) "tertiary structure 19 Mayıs 2011 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi."
  7. ^ Sipski, M. Leonide; Wagner, Thomas E. (1977). "Probing DNA quaternary ordering with circular dichroism spectroscopy: Studies of equine sperm chromosomal fibers". Biopolymers. 16 (3). ss. 573-82. doi:10.1002/bip.1977.360160308. PMID 843604. 
  8. ^ Noller, H F (1984). "Structure of Ribosomal RNA". Annual Review of Biochemistry. Cilt 53. ss. 119-62. doi:10.1146/annurev.bi.53.070184.001003. PMID 6206780. 
  9. ^ Nissen, P.; Ippolito, JA; Ban, N; Moore, PB; Steitz, TA (2001). "RNA tertiary interactions in the large ribosomal subunit: The A-minor motif". Proceedings of the National Academy of Sciences. 98 (9). ss. 4899-903. doi:10.1073/pnas.081082398. PMC 33135 $2. PMID 11296253. 
  10. ^ Teunissen AWM (1979). RNA Structure Probing: Biochemical structure analysis of autoimmune-related RNA molecules. ss. 1-27. ISBN 9090132341. 
  11. ^ Pace NR, Thomas BC, Woese CR (1999). Probing RNA Structure, Function, and History by Comparative Analysis. Cold Spring Harbor Laboratory Press. ss. 113-117. ISBN 0879695897. 
  12. ^ Franklin, R.E. and Gosling, R.G. received 6 March 1953. Acta Cryst. (1953). 6, 673: The Structure of Sodium Thymonucleate Fibres I. The Influence of Water Content.; also Acta Cryst. 6, 678: The Structure of Sodium Thymonucleate Fibres II. The Cylindrically Symmetrical Patterson Function.
  13. ^ Franklin, Rosalind; Gosling, RG (1953). "Molecular Configuration in Sodium Thymonucleate. Franklin R. and Gosling R.G" (PDF). Nature. 171 (4356). ss. 740-741. doi:10.1038/171740a0. PMID 13054694. 3 Ocak 2011 tarihinde kaynağından arşivlendi (PDF). Erişim tarihi: 30 Haziran 2011. 
  14. ^ Wilkins M.H.F., A.R. Stokes A.R. & Wilson, H.R. (1953). "Molecular Structure of Deoxypentose Nucleic Acids" (PDF). Nature. 171 (4356). ss. 738-740. doi:10.1038/171738a0. PMID 13054693. 13 Mayıs 2011 tarihinde kaynağından arşivlendi (PDF). Erişim tarihi: 30 Haziran 2011. 
  15. ^ Leslie AG, Arnott S, Chandrasekaran R, Ratliff RL (1980). "Polymorphism of DNA double helices". J. Mol. Biol. 143 (1). ss. 49-72. doi:10.1016/0022-2836(80)90124-2. PMID 7441761. 
  16. ^ Baianu, I.C. (1980). "Structural Order and Partial Disorder in Biological systems". Bull. Math. Biol. 42 (4). ss. 464-468. doi:10.1016/0022-2836(80)90124-2. PMID 7441761. 
  17. ^ Hosemann R., Bagchi R.N., Direct analysis of diffraction by matter, North-Holland Publs., Amsterdam – New York, 1962
  18. ^ Baianu I.C., X-ray scattering by partially disordered membrane systems, Acta Cryst. A, 34 (1978), 751–753.
  19. ^ Bessel functions and diffraction by helical structures[] (İngilizce)
  20. ^ X-Ray Diffraction Patterns of Double-Helical Deoxyribonucleic Acid (DNA) Crystals 24 Temmuz 2009 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi. (İngilizce)
  21. ^ a b Mathews, D.H. Revolutions in RNA secondary structure prediction. J. Mol. Biol 359, 526-532(2006).
  22. ^ Zuker, M., Sankoff, D. (1984) RNA secondary structures and their prediction. Bull. Math. Biol. 46,591–621.
  23. ^ Lyngsø RB, Pedersen CN. (2000). RNA pseudoknot prediction in energy-based models. J Comput Biol 7(3-4): 409-427.

İlgili Araştırma Makaleleri

<span class="mw-page-title-main">Protein</span> polipeptitlerin işlevsellik kazanması sonucu oluşan canlıların temel yapı birimi

Proteinler, bir veya daha fazla uzun amino asit artık zincirini içeren büyük biyomoleküller ve makromolekül'lerdir. Proteinler organizmalar içinde, hücrelere yapı ve organizmalar sağlayarak ve molekülleri bir konumdan diğerine taşıyarak metabolik reaksiyonları katalizleme, DNA kopyalama, uyaranlara yanıt verme dahil olmak üzere çok çeşitli işlevler gerçekleştirir. Proteinler, genlerinin nükleotit dizisi tarafından dikte edilen ve genellikle faaliyetini belirleyen özel 3D yapıya protein katlanmasıyla sonuçlanan amino asit dizilimlerinde birbirlerinden farklıdır.

<span class="mw-page-title-main">DNA</span> Canlıların genetik bilgilerini barındıran molekül

Deoksiriboz nükleik asit veya kısaca DNA, tüm organizmaların ve bazı virüslerin canlılık işlevleri ve biyolojik gelişmeleri için gerekli olan genetik talimatları taşıyan bir nükleik asittir. DNA'nın başlıca rolü bilgiyi uzun süre saklamasıdır. Protein ve RNA gibi hücrenin diğer bileşenlerinin inşası için gerekli olan bilgileri içermesinden dolayı DNA; bir kalıp, şablon veya reçeteye benzetilir. Bu genetik bilgileri içeren DNA parçaları gen olarak adlandırılır. Bazı DNA dizilerinin yapısal işlevleri vardır, diğerleri ise bu genetik bilginin ne şekilde kullanılacağının düzenlenmesine yararlar.

<span class="mw-page-title-main">RNA</span> nükleotitlerden oluşan polimer

Ribonükleik asid (RNA), bir nükleik asittir, nükleotitlerden oluşan bir polimerdir. Her nükleotit bir azotlu baz, bir riboz şeker ve bir fosfattan oluşur. RNA pek çok önemli biyolojik rol oynar, DNA'da taşınan genetik bilginin proteine çevirisi (translasyon) ile ilişkili çeşitli süreçlerde de yer alır. RNA tiplerinden olan mesajcı RNA, DNA'daki bilgiyi protein sentez yeri olan ribozomlara taşır, ribozomal RNA ribozomun en önemli kısımlarını oluşturur, taşıyıcı RNA ise protein sentezinde kullanılmak üzere kullanılacak aminoasitlerin taşınmasında gereklidir. Ayrıca çeşitli RNA tipleri genlerin ne derece aktif olduğunu düzenlemeye yarar.

<span class="mw-page-title-main">Mesajcı RNA</span> Bir protein üretmek için ribozom tarafından okunan RNA

Mesajcı RNA (mRNA), sentezlenecek bir proteinin amino asit dizisine karşılık gelen kimyasal şifreyi taşıyan bir moleküldür. mRNA, bir DNA kalıptan transkripsiyon yoluyla sentezlenir ve protein sentez yeri olan ribozomlara, protein kodlayıcı bilgiyi taşır. Burada, çevirim (translasyon) süreci sonucu, RNA polimerindeki bilgi ile bir amino asit polimeri üretilir. Nükleik asitlerin amino asit dizilerine karşılık gelen bölgelerindeki her üç baz, proteindeki bir amino asite karşılık gelir. Bu üçlülere kodon denir, her biri bir amino asit kodlar, bitiş kodonu ise protein sentezini durdurur. Bu işlem iki diğer RNA türünü daha gerektirir: taşıyıcı RNA (tRNA) kodonun tanınmasına aracılık eder ve ona karşılık gelen amino asiti getirir; ribozomal RNA (rRNA) ise ribozomdaki protein imalat mekanizmasının kataliz merkezidir.

<span class="mw-page-title-main">Taşıyıcı RNA</span> protein sentezinde görevli bir RNA

Taşıyıcı RNA hücrelerde protein sentezi sırasında büyüyen polipeptit zincirine spesifik bir amino asit ekleyen küçük bir RNA molekülüdür. Amino asidin bağlanması 3' ucundadır. Bu kovalent bağlantı aminoasil tRNA sentetaz tarafından katalizlenir. Ayrıca, antikodon olarak adlandırılan üç bazlık bir bölge vardır, bu bölge mRNA üzerinde kendisine karşılık gelen üç bazlık bir kodon bölgesi ile baz eşleşmesi yapar. Her tip tRNA molekülü sadece tek tip bir amino asite bağlanabilir, ama genetik kod aynı amino asite karşılık gelen birden çok kodon bulunduğu için, farklı antikodonlara sahip tRNA'lar aynı amino asidi taşıyabilir.

<span class="mw-page-title-main">Ribozomal RNA</span> Ribozomun RNA bileşeni

Ribozomal RNA (rRNA), ribozomlarda bulunan bir RNA tipidir, ribozomun protein senteziyle ilişkili katalitik fonksiyonundan sorumludur. Ribozomal RNA'nın görevi, mRNA'daki bilginin translasyon süreci sırasında amino asit dizisine çevrilmesi için taşıyıcı RNA (tRNA) ile etkileşmek ve uzayan peptit zincirine amino asit takmaktır. Hücre sitoplazmasında serbest halde bulunan RNA'nın %80'i rRNA'dan oluşur.

<span class="mw-page-title-main">Nükleik asit</span> bilinen tüm yaşam için gerekli olan büyük biyomoleküller sınıfı

Nükleik asitler, bütün canlı hücrelerde ve virüslerde bulunan, nükleotid birimlerden oluşmuş polimerlerdir. En yaygın nükleik asitler deoksiribonükleik asit (DNA) ve ribonükleik asit (RNA)'dır. İnsan kromozomlarını oluşturan DNA milyonlarca nükleotitten oluşur. Nükleik asitlerin başlıca işlevi genetik bilgi aktarımını sağlamaktır.

Moleküler biyolojideki ilk gelişmeler, hızlı çoğalan ve kullanışlı bakteri ve virüslerin incelenmeleriyle elde edilmiştir. İlerideki birçok çalışma, öncelikle prokaryotlarda, sonrasında ökaryotlara uyarlanarak sağlanmıştır.

<span class="mw-page-title-main">Doğrultu (moleküler biyoloji)</span>

Moleküler biyolojide doğrultu, bir nükleik asit ipliğini oluşturan nükleotitlerin uçuca eklenme yönüyle ilişkildir. Kimyasal adlandırma konvansiyonu gereği, bir nükleotit şeker halkasındaki karbon atomları 1', 2', 3', 4' ve 5' olarak adlandırılır. Nükleik asitlerin doğada sentezlenmeleri sırasında büyüyen zincirin bir ucundaki şeker grubunun serbest bir 3' hidroksil (-OH) grubu vardır, öbür ucundaki şekerin ise serbest bir 5'-OH grubu vardır. Bu iki uca, sırasıyla 3' ve 5' uçları denir. Nükleik asidin sentezi sırasında polimeraz enzimi 3'-OH grubuna bir fosfodiester bağı ile yeni bir nükleotit bağlar. Konvansiyon olarak bir iplikli DNA ve RNA dizileri yazılırken bazların kısaltmaları 5'-3' doğrultusunda yazılır.

Moleküler biyolojide bir baz çifti, birbirine ters doğrultuda iki DNA veya RNA zinciri üzerinde bulunan, biribirine hidrojen bağları ile bağlanmış iki nükleobazdır. Standart Watson-Crick baz eşleşmesinde, adenin (A), timin (T) ile, guanin de sitozin ile bir baz çifti oluşturur. RNA içinde olan baz çiftlerinde timin'in yerini urasil (U) alır. Watson-Crick tipi olmayan ve alternatif hidrojen bağlarıyla meydana gelmiş baz çiftleri de oluşabilir, özellikle RNA'da; bunlara Hoogsteen baz çiftlerinde de rastlanır.

<span class="mw-page-title-main">Tamamlayıcılık (moleküler biyoloji)</span>

Moleküler biyoloji ve biyokimyada tamamlayıcılık veya komplementerlik, iki molekülün birbiriyle temas ettikleri yüzeylerindeki şekillerin uyumu sayesinde birbirlerine sıkı bir şekilde bağlanarak bir bütün oluşturma özellikleridir. Tamamlayıcılık, nükleik asitler ve birbirine bağlanan protein-ligand ikilileri için kullanılır. Tamamlayıcılık ayrıca, birbirini tamamlayan nükleik asitlerin dizileri için de kullanılır.

<span class="mw-page-title-main">Nükleaz</span>

Nükleaz, nükleik asitleri kısmen veya tamamen parçalayan bir enzim tipidir. Bu enzimler gerek sindirim sisteminde, gerek de hücre içinde, örneğin hata tamiri, gen regülasyonu, viral savunma gibi önemli işlevlerin gerçekleşmesinde rol oynarlar. Nükleazlar, tiplerine bağlı olarak, DNA ve RNA zincirlerini çeşitli biçimlerde kesebilirler. Gen mühendisliğinde farklı nükleazlar DNA moleküllerinin arzu edilen biçime sokulmasında, ayrıca DNA ve RNA moleküllerinin yapılarının anlaşılmasında birer araç olarak kullanılır.

Moleküler biyolojide anlam, DNA ve RNA gibi nükleik asit moleküllerinde bulunan bilginin yönünün (polaritesinin) başka nükleik asitlerle karşılaştırılmasında kullanılan bir kavramdır. Hangi bağlamda kullanıldığına bağlı olarak "anlam" terimi farklı manalara gelebilir. Bir manasıyla "anlam", bir nükleik asidin protein kodlama özelliğidir. Bir diğer manasıyla "anlam", tek iplikli RNA virüslerinde, viriondan çıkan genomik RNA'nın doğrudan protein kodlayabilme özelliğidir. "Antianlamlı" nükleik asitlerden söz edilince, anlamlı bir mRNA'nın ifadesini engelleyen, komplemanter dizili bir nükleik asit kastedilir.

<span class="mw-page-title-main">Genetik kod</span> genetik materyal içinde kodlanan bilginin proteinlere çevrildiği kurallar

Genetik kod, genetik malzemede kodlanmış bilginin canlı hücreler tarafından proteinlere çevrilmesini sağlayan kurallar kümesidir. Kod, kodon olarak adlandırılan üç nükleotitlik diziler ile amino asitler arasındaki ilişkiyi tanımlar. Bir nükleik asit dizisindeki üçlü kodon genelde tek bir amino asidi belirler. Genlerin çok büyük çoğunluğu aynı kodla şifrelendiği için, özellikle bu koda kuralsal veya standart genetik kod olarak değinilir, ama aslında pek çok kod varyantı vardır. Yani, standart genetik kod evrensel değildir. Örneğin, insanlarda, mitokondrilerdeki protein sentezi kuralsal koddan farklı bir genetik koda dayalıdır.

DNA nanoteknolojisi nanoteknolojinin bir alt sahasıdır, DNA ve diğer nükleik asitlerin moleküler tanıma özelliklerini kullanarak yeni moleküler yapılar oluşturmayı amaçlar. Bu sahada, DNA kalıtsal bilgi taşıyıcısı olarak değil, yapısal bir malzeme olarak kullanılır. Bunun uygulaması moleküler özbirleşme ve DNA hesaplamasıdır.

Proteinler her organizmada bulunan önemli bir makromolekül sınıfıdır. Proteinler, 20 farklı tip L-α-amino asitten meydana gelen polimerlerdir. Amino asitler birbiriyle reaksiyona girdikten sonra meydana gelen polimerde bu amino asitlerden arta kalan birimlere amino asit kalıntısı denir. 40 kalıntıdan daha kısa olan zincirler için protein yerine genelde peptit terimi kullanılır. Biyolojik fonksiyonlarını yerine getirebilmek için proteinler uzay içinde belli bir biçim alacak şekilde katlanırlar. Bu katlanmayı yönlendiren güçler, protein atomları arasındaki hidrojen bağı, iyonik etkileşimler, van der Waals kuvvetleri ve hidrofobik istiflenme gibi, kovalent olmayan etkleşimlerdir. Proteinlerin işlevlerini moleküler düzeyde anlayabilmek için genelde onları üç boyutlu yapısının çözülmesi gerekir. Protein yapısını çözmek için X-ışını kristalografisi ve NMR spektroskopisi kullanılır, bunlar yapısal biyolojinin başlıca yöntemleri arasında yer alır.

<span class="mw-page-title-main">Protein birincil yapısı</span>

Peptit ve proteinlerin birincil yapısı, bu moleküllerin yapı birimleri olan amino asitlerin doğrusal sırası veya daha genel olarak, bir proteini oluşturan atomlar arasındaki kovalent bağların spesifikasyonudur.

<span class="mw-page-title-main">Protein ikincil yapısı</span>

Biyokimya ve yapısal biyolojide ikincil yapı, protein veya nükleik asit (DNA/RNA) gibi biyopolimerlerin yerel parçalarının genel, üç boyutlu biçimleridir. Buna karşın, atomlarının üç boyutlu uzaydaki konumları üçüncül yapı tanımlamasına girer.

Moleküler evrim, nesiller boyu aktarılacak şekilde, DNA, RNA ve protein gibi hücresel moleküllerin diziliminin değiştirilmesi işlemidir ya da bununla ilgilenen bilim dalıdır. Moleküler evrimin alanı, bu değişimlerdeki kalıpları açıklamak için evrimsel biyoloji ve popülasyon genetiği ilkelerini kullanır. Moleküler evrim başlıca, nükleotid değişimlerinin oranları ve etkilerini, nötr evrimi, doğal seçilimi, yeni genlerin kökenlerini, karmaşık özelliklerin genetik yapısını, türleşmenin genetik temelini, gelişim evrimini ve evrimin genomik ve fenotipik değişikliklere neden olan etkilerini inceler.

<span class="mw-page-title-main">Santral dogma (moleküler biyoloji)</span> Biyolojik bir sistem içindeki genetik bilgi akışının açıklanması

Moleküler biyolojinin santral (merkezi) dogması, biyolojik bir sistem içindeki genetik bilgi akışının bir açıklamasıdır. Orijinal anlamı bu olmasa da, genellikle "DNA RNA'yı, RNA proteini yapar" şeklinde ifade edilir İlk olarak 1957'de Francis Crick tarafından ifade edilmiş, 1958'de ise yayınlanmıştır.


Bu sayfa, bu Vikipedi makalesine dayanmaktadır.
Metin, CC BY-SA 4.0 lisansı altında mevcuttur; ek koşullar uygulanabilir.
Görseller, videolar ve sesler kendi lisansları altında mevcuttur.