Çift Zincirli Sarmal Yapıdadır
DNA’nın Kimyasal Yapısı
enot-poloskun/iStock
DNA Nedir?
DNA yani deoksiribonükleik asit bütün canlı organizmaların hücrelerinde bulunan ve canlının tüm genetik özelliklerini taşıyan moleküldür. Örneğin insanın hangi göz rengine sahip olacağı, gülün nasıl kokacağı veya bakterinin bir akciğer hücresine hangi yollarla bulaşacağı DNA’nın taşıdığı genetik özelliğe bağlıdır.
DNA ikili sarmal yapıdadır. Yani DNA’nın yapısında birbirine dolanmış şekilde iki zincir bulunur.
Nükleotid Birimleri:
DNA'nın ikili sarmal yapısındaki her bir zincir nükleotid birimlerinden oluşur. Nükleotidlerin yapısında beş tane karbon içeren şeker (deoksiriboz), fosfat grubu ve azotlu organik bazlar bulunur.
Şeker-Fosfat İskeleti:
DNA'yı oluşturan nükleotidler şeker ve fosfat grupları arasındaki kimyasal bağlar ile birbirine bağlanır.
Azotlu Bazlar:
Adenin ve guanin iki halkaya sahip pürin sınıfı azotlu bazlardır. Timin ve sitozin tek halkaya sahip pirimidin sınıfı azotlu bazlardır.
DNA Zincirini Bir Arada Tutan Etkileşimler
DNA'nın yapısındaki iki zincir, bazlar arasındaki hidrojen bağları ile birbirine tutunur. Adenin ve timin arasında iki hidrojen bağı vardır. Guanin ve sitozin arasında üç hidrojen bağı vardır.
İnfografik: Erhan Balıkçı
İnfografiğin büyük hâlini görmek için tıklayın.
Evrim Ağacı'na her ay sadece 1 kahve ısmarlayarak destek olmak ister misiniz?
Şu iki siteden birini kullanarak şimdi destek olabilirsiniz:
seafoodplus.info Zaten Destekçiyim
Yeryüzündeki en meşhur kimyasal yapı muhtemelen DNA'dır. Öyle ki, kimyaya dair en ufak fikri olmayan herhangi biri bile DNA'nın ikili sarmal yapıya sahip olduğunu bilir. İyi ama, DNA neden ikili sarmal yapıdadır?
Sorunun en kısa cevabı termodinamik dengedir. DNA ikili sarmal yapıya sahiptir, çünkü bu yapı kimyasal olarak termodinamik dengenin sağlanmasını mümkün kılmaktadır. Ne var ki bu, tatmin edici bir cevap değildir. Çünkü herhangi bir kimyasalın, herhangi bir çevre şartı altında, herhangi bir kimyasal yapıda bulunmasının nedeni termodinamik dengedir. Yani bardağınızdaki suyun oda sıcaklığındaki özelliklerinin "o şekilde" olma nedeni, "o özelliklerin" (örneğin sıvı olmanın) termodinamik dengeyi sağlıyor olmasıdır.
Bu durumda daha detaylı bir cevap kaçınılmaz olmaktadır: DNA aslında herhangi bir diğer şekilde de bulunabilir; ancak genellikle ikili sarmal yapıyı korumasının tek nedeni DNA molekülü ile çevrenin etkileşiminden doğan entalpi-entropi ilişkisinin bu sarmal yapı sayesinde sağlanabiliyor olmasıdır. Bunu anlamak için DNA'nın yapısı ve üzerine etki eden kuvvetleri incelememiz gerekiyor.
Tek şeritli ve ikili sarmal konformasyonları (şekilleri) arasındaki dengeye katkı sağlayan birkaç nitelik vardır. Bunlardan en meşhuru ve okullarda öğretileni Hidrojen bağlarıdır. Ne var ki Hidrojen bağlarının DNA yapısındaki etkisi, diğer bazı etkileşimler kadar önemli değildir. Eğer DNA'nın yapısına etki eden kuvvetleri ayrı ayrı inceleyecek olursanız, bunlardan bazılarının dengeleyici, bazılarının denge-bozucu yapıda olduğunu görürsünüz. Örneğin DNA baz çiftleri arasındaki elektrostatik etkileşim, bazların hidrofobik istiflenme biçimi, iyonların elektrostatik bağlanması ve çözünme entropisi DNA enerji dengesine sabitleyici etki yapan unsurlardır. Buna karşılık fosfatlar arası elektrostatik itim, çözünme entalpisinin elektrostatik etkisi ve DNA bağlarının entropisi dengeyi bozucu yönde etki eden unsurlardır. Bunlar arasındaki etkileşim DNA şeklini belirlemektedir.
Fosfatlar arasındaki elektrostatik itim ve baz istiflenmesi/çiftlenmesi etkileşimleri, genellikle DNA'nın ikili sarmal yapısına en fazla katkı sağlayan 2 ana kuvvet olarak kabul edilmektedir. Fosfatlar, DNA'nın sarmallığına katkı sağlamaktadır. Bazlar ise bu şekle engel olacak şekilde etki etmektedir. Fosfatlar nokta-kuvvet özelliğine sahiptirler; bazlar ise genel bir alana etki ederler.
Ayrıca DNA'nın bulunduğu ortamdaki çözücü ve zıt-iyonların varlığı da DNA'nın şekline etki eden unsurlardır. Örneğin bu unsurların etkisi sebebiyle protein-DNA etkileşimi, ortamın iyon/tuzluluk oranından fazlasıyla etkilenmektedir. İyonların veya yüksek dielektrik özelliğe sahip suyun varlığı fosfatlar arası itim kuvvetini zayıflatır ve bu sayede isfitlenme ve elektrostatik enerji arasında bir denge sağlanabilir.
İşte tam olarak bu sebeplerle, iyonlar ve suyun varlığında DNA'nın ikili sarmal yapıya bürünmesi, çeşitli moleküler kuvvetlerin birbirleriyle ve DNA ile etkileşiminin doğrudan sonucudur.
Alıntı Yap
Okundu Olarak İşaretle
Paylaş
Sonra Oku
Notlarım
Yazdır / PDF Olarak Kaydet
Bize Ulaş
Yukarı Zıpla
İçeriklerimizin bilimsel gerçekleri doğru bir şekilde yansıtması için en üst düzey çabayı gösteriyoruz. Gözünüze doğru gelmeyen bir şey varsa, mümkünse güvenilir kaynaklarınızla birlikte bize ulaşın!
Bu içeriğimizle ilgili bir sorunuz mu var? Buraya tıklayarak sorabilirsiniz.
Soru & Cevap Platformuna GitBu İçerik Size Ne Hissettirdi?
Kaynaklar ve İleri Okuma