TRANSKRİPSYON VE PROTEİN SENTEZİ:
İnsan organizmasının, dolayısıyla hücrenin temel maddelerinden biri de proteinlerdir. Çeşitli proteinler biyolojik yaşam içinde birçok görevler üstlenmişlerdir. Her ne kadar bu görevlerin neler olduğu ayrıntılarıyla açıklanacaksa da kısa bir ön bilgi olarak şunu diyebiliriz, “proteinsiz bir yaşam, değil insan organizması için, tek bir hücre hatta bir DNA zinciri için bile mümkün değildir.” İnsan organizması, gereksinme duyduğu proteinleri kendi hücrelerinde üretir. Proteinler amino asit denilen daha küçük yapılardan kurulmuşlardır. Vücut için gerekli olan amino asitlerin kaynağı, besinlerle alınan proteinlerdir. Bu proteinler sindirim sisteminde çeşitli amino asitlere parçalanırlar. Amino asitler de daha sonra sindirim sisteminden emilip kan yoluyla hücrelere taşınırlar. Hücrelere gelen amino asitler, ribozomlarda vücudun o an için gereksinme duyduğu proteinlerin sentezine katılırlar. Protein sentezim kısaca şöyle anlatabiliriz. Bir an için eski bir evi protein olarak, bu evin yapısını oluşturan tuğlaları da amino asitler olarak düşünün. Yeni bir ev yapmak istiyorsunuz fakat elinizde tuğla yok. Bunun üzerine eski evi yıkıyor ve onun tuğlalarım kullanarak yeni evi inşa ediyorsunuz. İnsan organizması da protein sentezi için bu yöntemi kullanır. Onun yıkıp tuğlalarım kullandığı eski ev, besinler yoluyla aldığı proteinlerdir. Bu eski evin tuğlalarıyla, yani aminoasitleriyle, yeni evi, yani kendine özgü proteini sentezler.
Sentez edilecek proteinle ilgüi bilgilerin tünü DNA zincirlerinde saklıdır. Yani evin DNA zincirleridir. DNA zincirlerindeki
ribozamlara taşınması “Transkripsyon” denilen bir olayla gerçekleşir.
İnsan organizmasında 20 çeşit amino asit bulunur. Bu amino asitler her protein çeşidi için özel sayıda ve özel bir dizilişle yan yana gelerek uzun protein molekülünü kurarlar. Örneğin herhangi bir A proteini 1-1-2-4.18.20-20-7 numaralı amino asitlerin belirttiğimiz sırayla birbirine bağlanmalarından kurulmuş olduğunu düşünelim. Değişik bir dizilişle, örneğin -1-1-4-2 — 18-7-20-20-7 dizili-siyle yan yana gelen amino asitlerin oluşturduğu protein, artık bir A proteini olmayıp bundan farklı olan bir B proteinidir.
Yirmi çeşit amino asitin her biri DNA’da bir sistron (gen) tarafından temsil edilir. Örneğin 1 numaralı amino asiti DNA’da TTG bazlarından oluşan sistron, 2 numaralı amino asiti ise TGS bazlarından oluşan sistron temsil etsin. Bu örnekleri 20 çeşit amino asit için verebiliriz.
Kolaylık amacıyla 1 numaralı amino asiti DNA’da temsil eden 1 numaralı kod, 2 numaralı amino asit için 2 numaralı gen kodunu verelim. Diğer 18 amino asit için de birer gen kodu verdiğimizi düşünelim. Amino asitlerin DNA’daki kodları hangi sırayla yan yana gelirlerse, proteini kuran amino asitler de protein yapısı içinde aynı sırayla yan yana gelirler. Bunu bir örnekle açıklayalım.
1 numaralı amino asitin DNA’daki sistronu
TTG bazlarını içersin kod; 1
2 numaralı amino asitin DNA’daki sistronu
TSG bazlarını içersin kod: 2 4 numaralı amino asitin DNA’daki sistronu
STG bazlarını içersin kod: 4 7 numaralı amino asitin DNA’daki sistronu
STG bazlarını içersin kod: 4 7 numaralı amino asitin DNA’daki sistronu
SAT bazlarını içersin kod: 7
18 numaralı amino asitin DNA’daki sistronu AAT bazlarını içersin kod: 18
20 numaralı amino asitin DNA’daki sistronu AGS bazlarım içersi kod: 20
1-1-2-4-18-20-20-7- amino asitlerini içeren bir proteinin DNA’daki kodları da aynı sırayla yani kod 1-1-2-4-19.20-20-7- olarak dizilmişlerdir. DNA’daki her bir kodu (SİSTRONU) bazlarıyla yazacak olursak; TTG-TTG-TSG-STG-AAT-AGS-AGS-SAT- dizisi ortaya çıkar. Böylece “A” proteinini DNA’da temsil eden baz dizisini elde etmiş oluruz. m-RNA, proteinlerin DNA’daki kod dizilerini kopya edip, onları istenilen proteinlerin olduğu gibi sentez edilebilmesi için ribozomlara taşır. m-RNA’nm DNA’dan kopya ettiği kodlara
“KODON” denir. Anımsanacağı gibi t-RNA bir ucunda belli bir amino asit taşırken diğer ucunda Ha antikodon taşır. Her antikodon, m-RNA’nm ancak belirli bir kodonuna tutunur. Bu olay şöyle gerçekleşir: m-RNA’daki bir kodon ATS bazlarını içerirse, çift sarmal yapıda Adenin, Timinle Sitozin ise Guanin ile bağlantı kurar. O halde ATS bazlarından oluşan m-RNA kodonunun karşısına yalnız antikodonunda UAG bazları bulunan bir t-RNA gelebilir.
Şimdi DNA’daki bilgilerin nasıl kopya edildiğini yani transkripsyon olayım görelim, daha sonra da protein sentezini ayrıntılarıyla inceleyim. Karşılıklı duran İki DNA zincirinin yapılarındaki bazlarla birbirlerine tutunup çift sarmal bir yapı oluşturduklarını ve bu bazların daima aynı tip bazlarla bağlantı kurduklarını açıklamıştık. “A” proteinini kuran amino asitlerin DNA’daki temsilcisi olan sistronların dizilişini yeniden yazalım -TTG-TTG-TSG-SGT-AAT-AGS-AGS-SAT-. Bu diziyi tamamlayan diğer DNA zinuiıi bölümündeyse bazlar şöyle dizilirler: -AAS-AAS-AGS-GSA-TTA-TSG-TSG-GTA -. A proteininin DNA’daki kod dizisini tamamlayan kod dizisi ise “C” gibi bir proteinin dizisini temsil ediyor olabilir. A proteini sentez edileceği zaman bu proteinle ilgili kodları taşıyan DNA zinciri bölümü ile bunu tamamlayan diğer DNA zinciri arasındaki bağlar geçici olarak kopar. Daha sonra A proteini ile ilgili amino asitlerin DNA’daki kodlarını kopya eden, yani bu kodlan oluşturan baz dizilerini tamamlayan m-RNA şeridi sentez edilir. Bu durumda sentez edilen m-RNA’daki kodonlar şu sırayı izleyeceklerdir: AAS-AAS-AGS-GAS-UÜA-USG-USG-GUA-. Daha sonra . m-RNA; DNA’dan ayrılıp çekirdek zarındaki porlardan geçerek ribozomlara gelir. Buralarda t-RNA’lann antiko-d onları m-RNA’larm kodonları ile birleşir. Böylece t-RNA’lann diğer uçlarında taşınan amino asitler, DNA’daki kod sıralanışına uygun biçimde yanyana gelmiş olurlar. Daha sonra ami-noasitlerin birbirlerine bağlanmasıyla protein molekülü oluşur. Bu işlem tamamlandıktan sonra t-RNA gerek taşıdığı amino asitten gerekse bağladığı m-RNA’dan ayrılıp ribozomu terk eder ve sitoplazmada yeni bir amino asit aramaya koyulur. m-RNA ise bir ribozomdan diğerine uzanıp, uğradığı her ribozomda taşıdığı bilgilere uygun olan proteinleri sentez ettirir. Ribozomlar-da sentez edilen proteinler daha sonra endoplaz-mik retikulum yoluyla Golgi organlarına iletilir ve buralarda paketlenerek gerekli yerlere gönderilir.