Nükleik asitlerin altbirimleri (yapıtaşları) nükleotitlerdir. Herbir altbirim;azotlu bir baz, 5 karbonlu bir (pentoz) şeker ve fosfat grubundan oluşur. Bazlar, iki halkalı purin ve tek halkalı pirimidin olmak üzere iki gruba ayrılır. Adenin ve guanin, purin baz olarak hem DNA hem de RNA’nın yapısında yeralır. Sitozin, hem DNA hem de RNA’da, timin ( T ) ise yalnızca DNA’da bulunan pirimidin bazlardır. RNA’da timinin yerini diğer bir pirimidin-urasil almıştır. Molekül olarak timin ve urasil, timinin 5. pozisyonunda (C5) metil grubu (CH3) içermesiyle farklılık gösterir. Purin (A, G) bazlarının N9’dan ve pirimidin (C,T ve U) bazlarının N1’den pentoz şekerin N1 pozisyonuna B-N glikozid bağ ile bağlanmasından nükleozidler oluşur. Nükleik asitlerin DNA (deoksiribonükleik asit) ve RNA (ribonükleik asit) olarak adlandırılması, nükleozidin yapısındaki şekerin 2’ pozisyonunda OH grubunun varlığı (bu durumda riboz) veya yokluğundan (deoksiriboz) kaynaklanır. Şekerde (C2’ pozisyonunda) OH’ın olmaması nedeniyle DNA’daki nükleozidler deoksiadenozin, deoksiguanozin,deoksisitidin ve deoksitimidin olarak, RNA’dakiler ise adenozin, guanozin,sitidin ve uridin olarak adlandırılır. Ancak bir RNA olan tRNA’nın yapısında timin bulunur.B u farklılık ribotimidin olarak belirtilir.
Nükleotitler, nükleozidlerin fosfat esterleridir. Nükleik asitlerdeki herbir nükleotit birimi, biri C5’-OH,diğeri C3’-OH gruplarıyla esterleşmiş fosfat grupları içerir. Deoksiribonükleotitler DNA’nın, ribonükleotitler RNA’nın yapıtaşlarıdır. Nükleozid yapısında yeralan şekerler birden fazla OH grubu içerdiğinden deoksiribonükleotitler 3’ ve 5’, ribonükleotitler ise 2’,3’ ve 5’ fosfat esterleri oluşturabilir. Bu kimyasal özelliğe uygun olarak adenozin 5’ fosfat, 5’-ribonükleotit (adenilik asit ya da kısaca AMP) olarak tanımlanırken, deoksisitidin 3’-fosfat ise, 3’-deoksi(ribo)nükleotit (sitidilik asit veya kısaca dCMP) olarak tanımlanabilir. Eğer nükleotidin şeker birimi üzerinde iki tane fosfat mono esteri varsa nükleozid bifosfat (örneğin, guanozin 3’-5’ bifosfat), pirofosforik asitin nükleozid mono esteri (pirofosfat bağ veya fosfoanhidrit bağ) şeklinde bulunuyorsa nükleozid difosfat (örneğin ADP) denilir.Tripolifosforik asit nükleozid esterleri şeklinde uzatılırsa nükleozid trifosfatlar (örneğin ATP) olarak isimlendirilir.Bir tek fosfat grubu hem C3’-OH hem de C5’-OH grubuyla esterleşerek halkasal nükleotit oluşur (3’-5’ halkasal nükleotit,kısaca cAMP ya da cGMP gibi).
NÜKLEOTİT POLİMERİZASYONU VE DNA’NIN BİRİNCİL YAPISI
Bir nükleotit 5’- pozisyonundaki fosfatı ile diğer bir nükleotidin 3’-OH grubu arasında fosfodiester bağ oluşturarak birleşirse dinükleotit oluşur.Bu ikili yapının serbest 3’-OH ucuna birkaç nükleotit eklenerek oligonükleotitler, daha fazla sayıda nükleotit eklenerek polinükleotit zincirler oluşturulur.Bir polinükleotit zincir 5’ uçta fosfat, 3’ uçta OH ile sonlanarak DNA ve RNA’nın primer (birincil) yapısını belirler.DNA ve RNA’nın omurgasını şeker ve fosfatlar, genetik bilgi içeriğini ise özgün tip ve sayıdaki bazlar oluşturur .
WATSON-CRICK BAZ EŞLEŞMESİ VE DNA’NIN İKİNCİL YAPISI
Moleküler biyoloji biliminin temeli 1953’de James Watson ve Francis Crick tarafından ilk kez DNA’nın üç boyutlu yapısının bir model olarak açıklanmasıyla atılmıştır: DNA dışta şeker-fosfat omurgası,içte bazların yeraldığı çift sarmal iki polinükleotit zincirden oluşan bir moleküldür.Polinükleotid zincirler biri 3’-5’,diğeri 5’-3’ yönde antiparaleldir ve zincirler hidrojen bağlar ile birarada tutulurlar.Bir polinükleotit zincirin özgün nükleotit dizilimi diğerinin benzeri değil,tamamlayıcısıdır.Bu nedenle herbir zincir kalıp olarak diğerinin özgün nükleotit diziliminin de belirleyicisidir.Bu özellik, nükleik asitlerin kalıtım molekülü olarak kopyasının çıkmasını ve aktarılmasını, genetik bilginin RNA’ya ve proteine dönüştürülmesini sağlar. Watson-Crick baz eşleşmesi olarak da tanımlanan bu purin-pirimidin ya da tersi baz eşleşmeleri DNA’nın ikincil yapısını oluşturur.İki polinükleotit zincir A ile T arasında iki, G ile C arasında üç hidrojen bağı oluşturarak birarada tutulur .Hidrojen bağ oluşumu az da olsa enerji salınmasına neden olur.Böylece baz eşleşmesiyle sağlanan küçük enerjiler ve ek olarak hidrofobik etkileşimler, çift sarmalın termodinamik kararlılığını sağlar.Bu nedenle polinükleotitlerin baz bileşimi veya dizilim özelliği serbest enerji değişimini bu da sarmalın kararlılığını etkiler.
Alıntı
Nükleik asitlerin yapısında bulunan kimyasal bağlar nelerdir?
