D.N.A.’NIN YAPISI

DNA

D.N.A.’mn yapısı. D.N.A.’nın yapısı I953’te F. Crick ve J.D. Watson tarafından kesinlikle ortaya kondu. D.N.A., teorik olarak sonsuz uzunlukta ve birbirine sarmal olarak dolanmış yan yana iki molekül zinciridir. Bu zincir, hayalî bir eksene sarılı bir ip merdivene benzetilebilir. Merdivenin kenarları, düzgün ardaşık olarak bir şeker molekülü (dezoksiriboz) ile bir fosforlu molekülden meydana gelir. Merdivenin basamakları şeker moleküllerine bağlıdır. Bunlar da, basamağın orta yerinde gevşek bir hidrojen bagıyle birbirine bağlı biri pürik, diğeri primidik olan iki bazdan ibarettir. Bu bazlar da ikişer tanedir: pürik bazlar adetlin ve guanin, primidik bazlar ise si-to2İn ve timin’dir. Gerçekte bunların molekül durumları öyledir ki, bir adenin ancak bir timin’le ve bir sitozin ancak bir gua-ninle birbirine tutunabilir. Demek ki her kademede ancak dört çift baz teşkili mümkündür: A-T, T-A, G-S, S-G. Bir baz çifti, yapısı itibariyle yakmındaki baz çiftlerini etkilemez. Bu baz-şeker-fosfat topluluğuna nükleotit denir.

D.N.A. molekülündeki sarmallık sağa doğrudur; her on çift nükleotitte tam bir tur tamamlanır; hepsinde tur aralığı 34 A, nük-leotitler arasındaki mesafe 3,4 A’ dur. Molekülün genişliği ise 25 A’du

D.N.A.’nın nitelikleri. Ne olursa olsun, her kalıtsal yapı, «a priori» olarak, kendi benzerini meydana getirmesi, değşinmek ve bir karakteri taşımak gibi üç önemli soru-
na cevap verebilmelidir. Watson ile Crick’ın tanımladıkları yapı bu üç soruna tatmin edici cevap vermektedir.

Kromozomların ikiye bölünmesi sırasında D.N.A. molekül zincirinin kendini eşlemesi, her yavru kromozomda aynı kısımların bulunabilmesi için şarttır. Bu eşleme şöyle olur: molekülün her bir yarısı, yani sarmal kenarlar her baz çiftinin arasındaki bağlanma yerinden koparak birbirinden ayrılır. Bu durumda zincirin her halkası, içinde bulunduğu hücredeki serbest bazlardan yararlanarak eksik olan öteki yarısını tamamlamak zorundadır. Bu tümleyen halka parçası, asıl yapıdaki eski tümleyen halka par-çasıyle özdeş olmak gerekir. Meselâ eğer bir halka sırayle timin, sitozin, adenin ve guaninden oluşmuşsa, bazların birbiriyle eşlenmesindeki zorunluğa göre (bir timin ancak bir adeninle ve bir guanin ancak bir sitozinle eşleşebilir) tümleyen halka parçası ancak adenin, guanin, timin ve sitozin şeklinde olabilir. İki halka parçası birbirinden ayrılarak eksik kısımlarını yapmaya girişince, bir parçanın timini ancak bir adenine tutunabilir, başka hiç birine tutunamaz; sitozin ancak bir guanine tutunabilir ve böylece sürer gider. Birbirinden ayrılan iki yarım molekül halkasından birincisi, kendisine ikinci parçaya tıpa tıp benzer yeni bir parça yapacak, İkincisi de aynı şeyi kendisi için tekrarlıyacaktır. Böylece her kromozom, meyoz bölünme sırasında iki yavru kromozoma ayrıldığı zaman, yavru kromozomlardan her birinde ana kromozomdaki D.N.A. ile özdeş bir molekül (iki parça birden) bulunacaktır.

Değşinim, bir gen’de, geri dönüşemeyecek ve sonrakilere aynen geçebilecek anî bir değişikliğin oluşması demektir. Bunun moleküller alanda ortaya çıkan bir gen, yani bir D.N.A. molekülü bozukluğundan ileri geldiği; bozukluğun hücre bölünmesi sırasında, yani D.N.A. kendini eşlerken oluştuğu kabul edilmektedir. Bozukluğun önem derecesi bazen bir gen parçacığının yitmesinden tutun da, bir baz çiftinin yerini bir diğerinin almasına kadar değişik şekilde olabilir. D.N.A.’da bir de direktif verme gücü olmak gerekir. Genlerin, dolayısıyle D. N.A.’nm proteinleri, enzim veya enzim olmayan maddeleri sentezleme işini sağladığı kabul edilmektedir. Belli bir proteinin sen-tezlenebilmesi için gerekli «temel direktif»in bir gende bulunması gerekir. Protein molekülü, amino asitlerin özgül bir şekilde birbirine ulanmasıyle oluşan zincirleme bir yapıdır. Ama sonradan kendi üstüne kıvrılma yapabilir, «özgül» sıfatı, protein molekülü zincirindeki her amino asidin, o proteine özgül bir nitelik veren hüviyetini gösterir. Demek iki zincirleme yapı paralel bulunmaktadır: bir tarafta D.N.A. zinciri, öte tarafta amino asitleri zinciri. Çözülmesi gereken problem şudur: protein molekülünün bu özgüllüğü yani hüviyeti ve dizi düzeni nasıl ve ne şekilde D.N.A.’da bulunuyor? Baz çiftlerinin sayısı 4’tür; birbirinden farklı bütün amino asitlerin sayısı ise yirmi tanedir. Şimdi iş sadece bir «şifre» çözme meselesine kalıyor: elimizde dört harf bulunduğuna göre, bu harflerle yirmi birimlik özgül bir mesajı nasıl yazabiliriz? Bir nokta apaçık ortadadır: her baz çiftiyle bir amino asidi yazılacak olsa ancak dört değişik amino asidi şifrelenebiür. Bir amino asidini şifrelemek için iki baz çifti kullanılacak olsa 4×4=16 amino asit şifrelene-bilir ki, bu da yeterli değildir. Buna karşılık bir amino asidi şifrelemek için üç baz çiftinden ibaret bir grup kullanılacak olursa 4x4x4 = 64 asit şifrelenebilir ki, bu da bol bol yeter. Onun için şifre birimi baz çifti «üçlü»südür. Bu varsayım doğru-lanmâklâ kalmamış, 1961’de A.B.D.’de Ni-renberg’de yapılan çalışmalar sonucunda birçok bilgin buna dayanarak genetik şifresini tamamen çözmüşlerdir. Şu veya bu amino asidin şu veya bu üçlü tarafından şif-relendiği bilinmektedir. Bu çalışmalar muhakkak ki modern biyoloji alanında yapılan en önemli çalışmalardır. (L)