DNA ve RNA, temel olarak fosfat gruplarıyla bağlanmış pentoz şekerleri içeren azotlu bir bazdan oluşan nükleik asitlerdir. Nükleik asitlerin yapı taşlarına nükleotidler denir. Nükleik asitler, organizmaların gelişimi, işleyişi ve üremesi için gerekli olan bilgileri depolayarak hücrenin genetik materyali görevi görür. Çoğu organizma genetik materyali olarak DNA'yı kullanırken, retrovirüsler gibi çok azı genetik materyali olarak RNA'yı kullanır. DNA, her biri tarafından paylaşılan fosfat şekerleri ve bazlardaki farklılıklar nedeniyle RNA ile karşılaştırıldığında stabildir. Pentoz şekerine bir, iki veya üç fosfat grubu bağlanarak sırasıyla mono-, di- ve trifosfatlar üretilebilir. DNA tarafından kullanılan pentoz şekeri deoksiriboz ve RNA tarafından kullanılan pentoz şekeri ribozdur. DNA'da bulunan azotlu bazlar adenin, guanin, sitozin ve timindir. RNA'da timin, urasil ile değiştirilir.

Bu makale,

1. Fosfat Nedir 2. Şeker Nedir 3. Baz Nedir 4. Fosfat Şeker ve DNA ve RNA Bazlarının Karşılaştırılması – Benzerlikler - Farklılıklar

Fosfat nedir

DNA ve RNA, tekrar eden nükleotid birimlerinden oluşur; sırasıyla deoksiribonükleotitler ve ribonükleotitler. Nükleotid, azotlu bir baza ve bir, iki veya üç fosfat grubuna bağlı bir pentoz şekerinden oluşur. Hem DNA hem de RNA nükleotidleri, pentoz şekerinin 5' karbonunda bir, iki veya üç fosfat grubuna bağlanabilir. Fosfat bağlı nükleositlere sırasıyla mono-, di- ve trifosfatlar denir. Fosforilasyon reaksiyonları, ATP:D-riboz 5-fosfotransferaz adı verilen bir enzim sınıfı tarafından katalize edilir. Deoksiribonükleozitler, deoksiribokinaz adı verilen enzim tarafından fosforile edilir ve RNA nükleozidleri, ribokinaz adı verilen enzim tarafından fosforile edilir. Şeker-fosfat omurgasının üretimi sırasında fosfodiester bağlarının oluşumu, nükleotid trifosfatatlardaki yüksek enerjili fosfat bağlarının kesilmesiyle harekete geçirilir. Her bir nükleotidin, nükleosit monofosfatın, nükleosit difosfatın ve nükleosit trifosfatın oluşumu, şekil l'de gösterilmektedir.

Şekil 1: Üç nükleotid türü

şeker nedir

Hem DNA hem de RNA pentoz şekerleri içerir. Deoksiribonükleotitler, deoksiriboz içerir ve ribonükleotitler, pentoz şekerleri olarak riboz içerir. Riboz, yapısında beş üyeli bir halka içeren bir pentoz monosakkarittir. Açık zincir formunda bir aldehit fonksiyonel grubu içerir. Bu nedenle riboz, aldopentoz olarak adlandırılır. Riboz iki enantiyomer içerir: D-riboz ve L-riboz. Doğal olarak oluşan konformasyon D-ribozdur, burada L-riboz doğada bulunmaz. D-riboz, 2'.karbondaki stereokimya ile farklılık gösteren bir D-arabinoz epimeridir. Bu 2' hidroksil grubu, RNA eklemede önemlidir.

DNA'da bulunan pentoz şekeri deoksiribozdur. Deoksiriboz, şekerin, ribozun değiştirilmiş bir şeklidir. Ribonükleotid redüktaz enziminin etkisiyle riboz 5-fosfattan oluşur. Riboz halkasının ikinci karbon atomundan deoksiriboz oluştururken bir oksijen atomu kaybolur. Bu nedenle, deoksiriboz daha kesin olarak 2-deoksirioz olarak adlandırılır. 2-deoksiriboz iki enantiyomer içerir: D-2-deoksiriboz ve L-2-deoksiriboz. DNA omurgasının oluşumunda sadece D-2-deoksiriboz yer alır. Deoksiribozlarda 2' hidroksil grubunun olmaması nedeniyle, DNA çift sarmal yapısına katlanarak molekülün mekanik esnekliğini arttırır. DNA, küçük bir çekirdeğe sığdırmak için sıkıca sarılabilir. Riboz ve deoksiriboz arasındaki fark, ribozda bulunan 2' hidroksil grubudur. Deoksiriboz, riboz ile karşılaştırıldığında şekil 2'de gösterilmiştir.

Şekil 2: Deoksiriboz

Bazlar nedir

Hem DNA hem de RNA, deoksiribozun hidroksil grubunu değiştirerek pentoz şekerinin 1' karbonundaki azotlu bir baza bağlanır. Hem DNA hem de RNA'da beş tip azotlu baz bulunur. Bunlar adenin (A), guanin (G), sitozin (C), timin (T) ve urasildir (U). Adenin ve guanin, bir imidazol halkası ile kaynaşmış iki halka yapılı pirimidin halkasında bulunan pürinlerdir. Sitozin, timin ve urasil, tek bir altı üyeli pirimidin halka yapısı içeren pirimidinlerdir. DNA, nükleotidlerinde adenin, guanin, sitozin ve timin içerir. RNA, timin yerine urasil içerir. Adenin, timin ile iki hidrojen bağı, guanin ise sitozin ile üç hidrojen bağı oluşturur. DNA'daki tamamlayıcı baz eşleşmesine denir. Watson-Crick DNA baz eşleştirme modeli. İki tamamlayıcı DNA zincirini bir araya getirerek hidrojen bağları oluşturur. Bu nedenle, DNA'nın son yapısı çift sarmallıdır ve antiparaleldir. RNA'da urasil, adenin ile timin yerine iki hidrojen bağı oluşturur. Aynı molekül içindeki RNA'nın tamamlayıcı baz eşleşmesi, çift sarmallı RNA yapılarını oluşturur. saç tokası döngüler. Çift sarmallı DNA, şekil 3'te gösterilmektedir.

Şekil 3: DNA

Timin ve urasil arasındaki fark, timinin 5' karbon atomunda bulunan metil grubundadır. Urasil, adenin ek olarak diğer bazlarla baz eşleşmesi yapabilir ve sitozinin deaminasyonu urasil üretebilir. Bu nedenle, timin yerine urasil varlığından dolayı RNA, DNA ile karşılaştırıldığında daha az kararlıdır. Urasil ve timin şekil 4'te gösterilmiştir.

Şekil 4: Urasil ve timin

DNA ve RNA'nın Fosfat Şekerleri ve Bazlarının Karşılaştırılması

Fosfat Şekerleri ile DNA ve RNA Bazları Arasındaki Benzerlikler

fosfatlar

Pentoz şeker

azotlu bazlar

Fosfat Şekerleri ile DNA ve RNA Bazları Arasındaki Farklar

Pentoz Şeker

DNA: DNA'da bulunan pentoz şekeri deoksiribozdur.

RNA: RNA'da bulunan pentoz şekeri ribozdur.

Şekerin Yapısı

DNA: D-2-deoksiriboz, DNA'nın şeker-fosfat omurgasında bulunur.

RNA: D-riboz, RNA'nın şeker-fosfat omurgasında bulunur.

Pentoz Şekerinin DNA/RNA'daki Önemi

DNA: 2-deoksiriboz, DNA çift sarmalının oluşumuna izin verir.

RNA: Riboz, 2' hidroksil grubunun varlığından dolayı bir RNA çift sarmalının oluşumuna izin vermez.

Timin/Urasil

DNA: Timin DNA'da bulunur.

RNA: Urasil RNA'da bulunur.

Timin/Urasilin Önemi

DNA: DNA, timin varlığından dolayı RNA'dan daha kararlıdır.

RNA: RNA, timin yerine urasil varlığından dolayı daha az kararlıdır.

fosforilasyon

DNA: Deoksiribonükleositler, deoksiribokinazlar tarafından fosforile edilir.

RNA: Ribonükleositler, ribokinazlar tarafından fosforile edilir.

fosforilasyon üretir

DNA: Deoksiribonükleositlerin fosforilasyonu, deoksiribonükleotitler üretir.

RNA: Ribonükleositlerin fosforilasyonu, ribonükleotitler üretir.

Çözüm

Hem DNA hem de RNA, 1' karbondaki azotlu bir baza ve 5' karbona bir veya daha fazla fosfat grubuna bağlı bir pentoz şekerinden oluşur. Her iki nükleik asit türünün de şeker-fosfat omurgası, nükleotitlerin fosfat grupları aracılığıyla polimerizasyonuyla oluşturulur. DNA'nın şeker-fosfat omurgasında bulunan pentoz şekeri, D-2-deoksiribozdur. D-riboz RNA'da bulunur. DNA'da bulunan azotlu bazlar adenin, guanin, sitozin ve timindir. RNA'da, timinin yerini alan urasil bulunur. Pentoz şekerine bağlı bir, iki veya üç fosfat grubu bulunur. Nükleozide bir fosfat grubu bağlandığında buna nükleotid monofosfat denir. Nükleozide iki fosfat grubu bağlandığında buna nükleotid difosfat denir. Nükleozide üç fosfat grubu bağlandığında buna nükleotid trifosfat denir.

Referans: 1. "Sınıf Notları." Temel Bilgiler: DNA, RNA, Protein. N.p., n.d. Ağ. 28 Nisan 2017. 2. “Nükleik Asitlerin Yapısı.” Kıvılcım Notları. SparkNotes, n.d. Ağ. 28 Nisan 2017. 3. “Neden urasil yerine timin?” Dünyalı Doğa. N.p., 17 Haziran 2016. Web. 28 Nisan 2017.

Resim Nezaket: 1.”Nucleotides 1″ By Boris (PNG), SVG by Sjef – tr:Image:Nucleotides.png (Public Domain) via Commons Wikimedia 2.”DeoxyriboseLabeled” By Adenosine (İngilizce Wikipedia Kullanıcısı) – English Wikipedia (CC BY-SA 3.0) Commons Wikimedia üzerinden 3. “DNA Nükleotidleri” OpenStax College - Anatomy & Physiology, Connexions Web sitesi. 19 Haziran 2013 (CC BY 3.0) Commons Wikimedia 4 aracılığıyla "Pyrimidines2" Mtov tarafından - Commons Wikimedia aracılığıyla kendi eseri (Public Domain)