Moleküler Biyoloji Practice Questions — TUS - Tıpta Uzmanlık Sınavı — Page 3

Question 41Question →

Laboratuvar ortamında hazırlanan alkali (bazik) bir çözeltide, RNA moleküllerinin DNA'ya kıyasla kimyasal olarak çok daha kararsız olduğu ve hızla nükleotidlerine ayrıştığı gözlenmektedir. RNA'nın bu alkali hidroliz hassasiyetinden sorumlu olan temel yapısal fark aşağıdakilerden hangisidir?

Pentoz şekerinin

2'

pozisyonunda bulunan hidroksil (

-OH

) grubunun varlığı

Pirimidin bazları arasında timin yerine urasilin bulunması

Polinükleotid zincirinin

5'

ucunda bir fosfat grubu taşıması

Zincirler arası hidrojen bağlarının bazik ortamda dayanıksız olması

RNA'nın ikincil yapısında oluşan karakteristik saç tokası (hairpin) ilmekleri

Show answer & explanation

Answer: Pentoz şekerinin $2'$ pozisyonunda bulunan hidroksil ( $-OH$ ) grubunun varlığı

Answer

Pentoz şekerinin 2' pozisyonunda bulunan hidroksil (-OH) grubunun varlığı

Doğru yanıt olan seçenek, RNA'nın yapısındaki riboz şekerinin

2'

karbonunda bir hidroksil (

-OH

) grubu taşıdığını belirtir. Alkali bir ortamda bu

-OH

grubu nükleofilik bir saldırı başlatarak fosfodiester bağlarını parçalar. DNA'da ise

2'

pozisyonunda hidroksil grubu bulunmadığı (deoksiriboz) için bu kimyasal mekanizma gerçekleşemez ve DNA alkali ortamda çok daha stabildir.

Step-by-Step Solution

1

DNA ve RNA arasındaki şeker yapısı farkını belirleyin.

RNA riboz, DNA ise deoksiriboz şekeri içerir.

Ribozda 2' karbonunda -OH grubu varken, deoksiribozda sadece -H bulunur.

2

Alkali ortamın (yüksek pH) hidroksil grubu üzerindeki etkisini analiz edin.

Alkali ortamda 2'-OH grubu protonunu kaybederek (deprotonasyon) aktif bir nükleofil haline gelir.

Bazik ortamdaki hidroksit iyonları (

OH^-

) protonu çekerek alkoksit iyonu oluşumunu tetikler.

3

Nükleofilik saldırı mekanizmasını ve bağ kopmasını inceleyin.

Aktifleşen 2'-oksijen atomu, bitişikteki fosfodiester bağındaki fosfor atomuna saldırarak 2',3'-siklik fosfat ara ürünü oluşturur ve zinciri koparır.

Molekül içi (intramoleküler) saldırı, fosfodiester omurgasının hidrolizine yol açan temel kimyasal süreçtir.

Key Concept

RNA Alkali Hidrolizi ve 2'-OH Grubunun Rolü

Question 42Question →

Ökaryotik hücrelerde gerçekleşen protein sentezi (translasyon) sürecindeki peptid bağı oluşumu (transpeptidasyon) reaksiyonu ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Bu reaksiyon, ribozomun

40S

(küçük) alt biriminde gerçekleşen bir olaydır.

Peptid bağının oluşumu için gerekli olan enerji, her basamakta 1 molekül

GTP

'nin hidrolizi ile sağlanır.

Peptidil transferaz enzim aktivitesi,

28S

rRNA

tarafından sağlanan bir ribozim etkisidir.

Peptidil zinciri, her basamakta

A

bölgesinden

P

bölgesindeki amino asidin üzerine transfer edilir.

Siklohekzimid, prokaryotik hücrelerde peptidil transferaz aktivitesini inhibe ederek etki gösterir.

Show answer & explanation

Answer: Peptidil transferaz enzim aktivitesi, $28S$ $rRNA$ tarafından sağlanan bir ribozim etkisidir.

Answer

Peptidil transferaz enzim aktivitesi,

28S

rRNA

tarafından sağlanan bir ribozim etkisidir.

Doğru ifade, peptidil transferaz aktivitesinin ökaryotik hücrelerde

28S

rRNA

(prokaryotlarda

23S

rRNA

) tarafından sağlanan bir ribozim özelliği olduğunu belirtmektedir. Bu reaksiyon sırasında dışarıdan enerji girişi olmaz; enerji, aminoaçil-

tRNA

’daki yüksek enerjili bağdan karşılanır.

Step-by-Step Solution

1

Reaksiyonun hücresel konumunu belirleyin.

Peptid bağı oluşumu ribozomun büyük alt biriminde (

60S

) gerçekleşir.

Katalitik merkez olan peptidil transferaz bölgesi büyük alt birimde yer alır.

2

Katalizör mekanizmasını analiz edin.

Bu bir protein enzimi değil, bir

rRNA

(

28S

) tarafından yürütülen ribozim aktivitesidir.

Ribozomun evrimsel süreçte bir ribozim olarak geliştiği ve peptid bağı oluşumunun

rRNA

katalizli olduğu bilinmektedir.

3

Enerji gereksinimini değerlendirin.

Transpeptidasyon basamağında serbest

GTP

veya

ATP

tüketilmez.

Enerji, amino asidin

tRNA

'ya bağlandığı aktivasyon basamağında harcanan

ATP

sayesinde ester bağında depolanmıştır.

Key Concept

Peptidil Transferaz ve Ribozim Kavramı

Estimated Time:1m 15s

Question 43Question →

Ökaryotik hücrelerde transkripsiyon süreci, farklı $RNA$ türlerinin sentezinden sorumlu olan ve çeşitli toksinlere karşı farklı duyarlılıklar gösteren polimeraz sistemleri tarafından yürütülür. *Amanita phalloides* (köy göçüren) mantarı zehirlenmelerinde görülen şiddetli karaciğer toksisitesinden sorumlu olan $\alpha$ -amanitin, temel olarak $RNA$ polimerazlar üzerinde inhibitör etki gösterir.

Bu toksinin moleküler etki mekanizması ve ökaryotik $RNA$ polimerazlar üzerindeki seçiciliği ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Enzimin "bridge helix" (köprü heliks) bölgesine bağlanarak transkripsiyonel yer değiştirmeyi (translokasyon) engeller ve en yüksek duyarlılığı

RNA

polimeraz

II

gösterir.

DNA

bazları arasına interkale olarak çift sarmalın açılmasını engeller ve tüm ökaryotik

RNA

polimerazları eşit konsantrasyonlarda inhibe eder.

Enzimin

\beta

alt birimine bağlanarak ilk fosfodiester bağının oluşumunu bloke eder; bu etkisiyle sadece prokaryotik transkripsiyonu durdurur.

RNA

polimeraz

I

enzimini seçici olarak inhibe ederek

18S

ve

28S

rRNA

sentezini durdurur; ökaryotik hücrelerdeki en duyarlı hedef budur.

Yüksek konsantrasyonlarda

RNA

polimeraz

III

'ü etkilerken, düşük konsantrasyonlarda

RNA

polimeraz

II

'nin

CTD

kuyruğunun fosforilasyonunu engeller.

Show answer & explanation

Answer: Enzimin "bridge helix" (köprü heliks) bölgesine bağlanarak transkripsiyonel yer değiştirmeyi (translokasyon) engeller ve en yüksek duyarlılığı $RNA$ polimeraz $II$ gösterir.

Answer

\alpha

-amanitin toksini,

RNA

polimeraz

II

'nin bridge helix (köprü heliks) bölgesine bağlanarak transkripsiyon sırasında gerçekleşmesi gereken translokasyon adımını inhibe eder ve bu enzim toksine en yüksek duyarlılığı gösteren ökaryotik polimerazdır.

Doğru ifade, toksinin köprü heliks bölgesine bağlanarak translokasyonu engellediğini ve en duyarlı enzimin

RNA

polimeraz

II

olduğunu belirten seçenektir.

\alpha

-amanitin, enzimin esnekliğini bozarak yeni nükleotidlerin kalıp boyunca ilerlemesini durdurur.

Step-by-Step Solution

1

Toksinin hedefinin belirlenmesi.

\alpha

-amanitin, ökaryotik

RNA

polimerazları hedef alan bir toksindir.

Zehirlenme tablosundaki karaciğer yetmezliği, protein sentezi için gerekli

mRNA

üretiminin durmasından kaynaklanır.

2

Moleküler mekanizmanın analizi.

Toksin, enzimin bridge helix bölgesine bağlanarak

DNA-RNA

hibrit yapısının yer değiştirmesini (translokasyon) engeller.

Bu mekanik engel, bir sonraki nükleotidin eklenmesini imkansız hale getirir.

3

Enzim duyarlılık hiyerarşisinin değerlendirilmesi.

Duyarlılık sıralaması:

Pol\ II

(çok yüksek) >

Pol\ III

(orta/yüksek) >

Pol\ I

(dirençli).

Pol\ II

,

10^{-9}

M

gibi çok düşük konsantrasyonlarda bile inhibe olurken,

Pol\ I

için bu etki görülmez.

Key Concept

RNA Polimeraz İnhibitörleri ve Seçiciliği

Estimated Time:1m 30s

Question 44Question →

Ökaryotik hücrelerde gen ifadesinin post-transkripsiyonel regülasyonunda kritik rol oynayan mikroRNA'lar (miRNA) ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

DNA üzerindeki promotör bölgelerine bağlanarak RNA polimerazın bağlanmasını engellerler.

mRNA'nın

3'

-transle edilmeyen bölgesine (

3'

UTR) bağlanarak translasyonu baskılarlar.

mRNA'nın

5'

ucundaki şapka (cap) yapısını tanıyarak translasyonun başlamasını doğrudan inhibe ederler.

Sadece prokaryotik hücrelerde bulunan ve çok sayıda geni içeren operon sistemlerini düzenleyen moleküllerdir.

tRNA'ların antikodon bölgelerine bağlanarak yanlış amino asit eklenmesini önlerler.

Show answer & explanation

Answer: mRNA'nın $3'$ -transle edilmeyen bölgesine ( $3'$ UTR) bağlanarak translasyonu baskılarlar.

Answer

miRNA'lar, mRNA'nın

3'

-transle edilmeyen bölgesine (

3'

UTR) bağlanarak translasyonun baskılanmasına veya mRNA degredasyonuna neden olurlar.

Doğru ifade, miRNA'ların mRNA'nın

3'

UTR bölgesine bağlanarak translasyonu baskıladığını belirtmektedir. miRNA'lar, RNA-indüklenmiş susturma kompleksi (RISC) içinde yer alarak hedef mRNA molekülleriyle baz eşleşmesi yapar ve protein üretimini durdurur veya mRNA'nın ömrünü kısaltır.

Step-by-Step Solution

1

miRNA'nın hücresel konumunu ve yapısını belirle.

miRNA'lar, yaklaşık 22 nükleotid uzunluğunda, protein kodlamayan ökaryotik RNA molekülleridir.

Gen düzenleme mekanizmasının nerede ve nasıl başladığını anlamak için molekülün doğasını bilmek gerekir.

2

Etki mekanizmasını (hedef molekül ve bağlanma bölgesi) analiz et.

miRNA, RISC (RNA-induced silencing complex) proteinleri ile birleşerek mRNA'nın

3'

UTR bölgesine bağlanır.

Post-transkripsiyonel susturmanın özgüllüğü mRNA üzerindeki bu bağlanma bölgesi ile sağlanır.

3

Bağlanma sonrası biyolojik sonucu değerlendir.

Tam veya kısmi komplemanterliğe bağlı olarak translasyon engellenir veya mRNA yıkılır (degredasyon).

Gen ifadesinin son aşamasında protein sentezinin nasıl durdurulduğunu açıklar.

Key Concept

MikroRNA'lar (miRNA), mRNA'nın

3'

UTR bölgesine bağlanarak post-transkripsiyonel gen susturulmasını sağlar.

Alternative Method

miRNA mekanizmasını hatırlamak için 'post-transkripsiyonel' (transkripsiyondan sonra, yani mRNA varken) anahtar kelimesine odaklanın. Bu, DNA'ya veya transkripsiyon aşamasına yönelik seçenekleri elemenizi sağlar.

Estimated Time:1m 30s

Question 45Question →

Hücrede genomik bütünlüğün korunması amacıyla işleyen DNA hasar tamir mekanizmaları ve bu süreçlerde görev alan proteinlerin fonksiyonları ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Yanlış eşleşme tamiri (MMR) sisteminde, yeni sentezlenen zincirdeki hatalı nükleotidin tanınmasından sonra şeker-fosfat omurgasında çentik oluşturulması AP endonükleaz enzimi tarafından gerçekleştirilir.

Nükleotid eksizyon tamiri (NER) sadece transkripsiyonun devam ettiği aktif gen bölgelerindeki hasarları onarabilir ve bu süreçte XPC proteini helikaz aktivitesi gösterir.

Baz eksizyon tamiri (BER) mekanizmasında, DNA glikozilaz ile hasarlı bazın uzaklaştırılması sonucu oluşan AP bölgesinin

5'

ucu AP endonükleaz tarafından kesilerek serbest

3'-OH

ucu oluşturulur.

DNA çift zincir kırıklarının onarımında kullanılan homolog olmayan uç birleştirme (NHEJ) mekanizması, hücre döngüsünün

S

ve

G2

evrelerinde kardeş kromatidi kalıp olarak kullanarak hatasız onarım sağlar.

Xeroderma pigmentosum hastalığının patogenezinden sorumlu olan temel moleküler defekt, iyonize radyasyon hasarlarını tanıyan ATM proteininin eksikliğidir.

Show answer & explanation

Answer: Baz eksizyon tamiri (BER) mekanizmasında, DNA glikozilaz ile hasarlı bazın uzaklaştırılması sonucu oluşan AP bölgesinin $5'$ ucu AP endonükleaz tarafından kesilerek serbest $3'-OH$ ucu oluşturulur.

Answer

Baz eksizyon tamiri (BER) sırasında AP endonükleazın AP bölgesinin 5' ucunu keserek serbest 3'-OH grubu oluşturduğu ifade doğrudur.

Baz eksizyon tamiri (BER), sitozin deaminasyonu veya oksidatif hasar gibi tekli baz hasarlarını onarır. Süreçte önce bir DNA glikozilaz hasarlı bazı çıkararak AP bölgesi oluşturur. Ardından AP endonükleaz, bu bölgenin

5'

ucundaki fosfodiester bağını keserek serbest bir

3'-OH

ucu yaratır. Bu uç, DNA polimeraz beta tarafından yeni nükleotid eklenmesi için kalıp olarak kullanılır.

Step-by-Step Solution

1

DNA glikozilaz aktivitesini değerlendir.

Hasarlı baz uzaklaştırılır ve AP (apurinic/apyrimidinic) bölge oluşur.

BER'in ilk adımı spesifik bazın uzaklaştırılmasıdır.

2

AP endonükleaz (APE1) etkisini incele.

AP bölgesinin

5'

ucu kesilir, bir tarafta

3'-OH

diğer tarafta

5'-dRP

(deoksiriboz fosfat) ucu oluşur.

Polimerazın yeni nükleotid ekleyebilmesi için serbest bir 3'-OH ucuna ihtiyaç vardır.

3

DNA polimeraz ve ligaz etkisini analiz et.

Eksik nükleotid doldurulur ve zincir kapatılır.

Onarımın tamamlanması için sentez ve ligasyon şarttır.

Key Concept

DNA Hasar Tamir Mekanizmalarında Enzim-Fonksiyon Eşleşmesi

Estimated Time:1m 30s

Question 46Question →

Ökaryotik hücrelerde genomik DNA'nın organizasyonu ve topolojik durumu, replikasyon ve transkripsiyon gibi işlemler sırasında dinamik olarak değişir. Kapalı halkasal bir DNA molekülünün topolojik özelliklerini tanımlayan $L_k = T_w + W_r$ denklemi (Linking Number, Twist ve Writhe) dikkate alındığında, bu yapısal organizasyon ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Fosfodiester bağlarından en az biri geçici olarak kırılmadığı sürece, DNA molekülünün konformasyonu ne kadar değişirse değişsin

L_k

değeri sabit kalır.

Negatif süperkıvrımlı bir DNA molekülünde "Writhe" (

W_r

) değeri pozitif bir sayıdır ve bu durum baz dizilerinin açılmasını zorlaştırır.

Tip I topoizomerazlar, çift zincirli DNA'nın her iki zincirini de eş zamanlı keserek

L_k

değerini ikişerli birimler (

n \pm 2

) halinde değiştirir.

DNA molekülünün ikincil yapısındaki heliks dönüş sayısını temsil eden "Twist" (

T_w

), sadece DNA'nın uzaydaki üçüncül paketlenme biçimine bağlıdır.

Etidyum bromür gibi bazlar arasına giren interkale ajanlar, sarmalı daha sıkı sararak "Twist" (

T_w

) değerini artırır ve

L_k

değerini yükseltir.

Show answer & explanation

Answer: Fosfodiester bağlarından en az biri geçici olarak kırılmadığı sürece, DNA molekülünün konformasyonu ne kadar değişirse değişsin $L_k$ değeri sabit kalır.

Answer

Fosfodiester bağları kırılmadığı sürece kapalı halkasal DNA'nın Linking Number (

L_k

) değeri sabittir.

Kapalı halkasal DNA moleküllerinde, fosfodiester bağları kovalent olarak kapalı olduğu için, zincirlerin birbirini kesip geçmesine izin veren bir enzim (topoizomeraz) müdahalesi olmadığı sürece toplam düğüm sayısı (

L_k

) geometrik değişikliklerden etkilenmez ve sabit kalır.

Step-by-Step Solution

1

Linking Number tanımını analiz et.

L_k

topolojik bir invaryanttır.

Topolojik olarak kapalı bir sistemde, bir zincirin diğeri etrafındaki toplam dönüş sayısı dış müdahale (bağ kırılması) olmadan değişemez.

2

L_k = T_w + W_r

denklemini yorumla.

T_w

ve

W_r

birbirini dengeler.

Eğer

L_k

sabitse, heliksin kendi etrafındaki dönüşü (

T_w

) değişirse, bu durum süperkıvrım sayısında (

W_r

) zıt yönlü bir değişime yol açar.

3

Topoizomeraz mekanizmalarını değerlendir.

L_k

sadece topoizomerazlar ile değişebilir.

Topoizomerazlar fosfodiester bağlarını geçici olarak kırıp tekrar birleştirerek

L_k

değerini değiştirebilen yegane enzimlerdir.

Key Concept

DNA Topolojisi ve Linking Number İnvaryantlığı

Question 47Question →

Bir genetik araştırma projesinde, $X$ kromozomuna bağlı çekinik bir hastalığın taşıyıcısı olan bir kadında $X$ inaktivasyon paternini belirlemek için $Southern$ $Blot$ analizi yapılmaktadır. İncelenen lokusta bir adet $PstI$ (metilasyona duyarsız) ve bir adet $HpaII$ (metilasyona duyarlı; sadece metillenmemiş $5'-CCGG-3'$ dizilerini keser) restriksiyon bölgesi bulunmaktadır. İnaktif $X$ kromozomundaki ilgili bölgenin yoğun metillenmiş olduğu, aktif $X$ kromozomunun ise metillenmemiş olduğu bilinmektedir. Bu kadından alınan genomik $DNA$ örneği önce $PstI$ ile tam kesildikten sonra bir yarısı $HpaII$ ile de muamele ediliyor. Sadece $PstI$ ile kesilen örnekte $6$ $kb$ boyutunda tek bir bant görülürken, $PstI + HpaII$ ile kesilen örnekte hem $6$ $kb$ hem de $4$ $kb$ ve $2$ $kb$ boyutlarında bantların birlikte görülmesi aşağıdakilerden hangisini en iyi açıklar?

Kadın,

X

inaktivasyonu açısından rastgele (

random

) bir patern sergilemektedir; çünkü dokuda hem metillenmiş (inaktif) hem de metillenmemiş (aktif)

X

kromozomuna sahip hücre popülasyonları mevcuttur.

Kadında tam bir inaktivasyon kayması (

skewed

inactivation

) mevcuttur ve tüm hücrelerinde sadece maternal kökenli

X

kromozomu metillenerek inaktive edilmiştir.

HpaII

enzimi metillenmiş bölgeleri metillenmemiş bölgelerden daha hızlı kestiği için

6

kb

fragman tamamen parçalanmıştır.

PstI

kesimi başarısız olmuş ve

DNA

örneği sadece

HpaII

tarafından metillenmemiş bölgelerden rastgele parçalanmıştır.

Show answer & explanation

Answer: Kadın, $X$ inaktivasyonu açısından rastgele ( $random$ ) bir patern sergilemektedir; çünkü dokuda hem metillenmiş (inaktif) hem de metillenmemiş (aktif) $X$ kromozomuna sahip hücre popülasyonları mevcuttur.

Answer

Kadın,

X

inaktivasyonu açısından rastgele (

random

) bir patern sergilemektedir; çünkü dokuda hem metillenmiş (inaktif) hem de metillenmemiş (aktif)

X

kromozomuna sahip hücre popülasyonları mevcuttur.

Doğru yanıt, dokuda hem metillenmiş (inaktif) hem de metillenmemiş (aktif)

X

kromozomlarının bir arada bulunduğunu ifade eden seçenektir.

PstI + HpaII

kuyucuğunda orijinal

6

kb

bandının kalması, metilasyon nedeniyle kesilemeyen

DNA

'yı;

4

ve

2

kb

bantlarının oluşumu ise metillenmemiş olduğu için kesilen

DNA

'yı gösterir. Bu durum, memeli dişilerindeki normal, rastgele

X

kromozomu inaktivasyonu (Lyonizasyon) sürecinin bir sonucudur.

Step-by-Step Solution

1

PstI

kesiminin sonucunu değerlendir.

6

kb

boyutunda tek bir bant oluşur.

PstI

metilasyona duyarsızdır, dolayısıyla hem aktif hem inaktif

X

kromozomlarını aynı bölgelerden keserek temel fragmanı oluşturur.

2

HpaII

enziminin metilasyon duyarlılığını analiz et.

HpaII

sadece metillenmemiş (aktif

X

)

DNA

'yı kesebilir.

Metillenmiş

CpG

adacıkları

HpaII

enziminin tanıma dizisine bağlanmasını ve kesim yapmasını engeller.

3

PstI + HpaII

kuyucuğundaki

6

kb

bandını yorumla.

Bu bant metillenmiş (inaktif)

X

kromozomuna aittir.

HpaII

bu bölgeyi kesemediği için

PstI

tarafından oluşturulan

6

kb

fragman bütünlüğünü korumuştur.

4

PstI + HpaII

kuyucuğundaki

4

kb

ve

2

kb

bantlarını yorumla.

Bu bantlar metillenmemiş (aktif

X

)

X

kromozomuna aittir.

HpaII

bu bölgedeki metillenmemiş diziyi tanımış ve

6

kb

'lık fragmanı

4

ve

2

kb

'lık iki parçaya bölmüştür.

5

Sonuçları birleştirerek biyolojik durumu saptan.

Dokuda her iki inaktivasyon durumuna sahip hücreler mevcuttur (Rastgele

X

inaktivasyonu).

Kadınlar mozaik bir yapıya sahiptir; bazı hücrelerde bir

X

inaktifken (metillenmiş), diğerlerinde diğeri inaktiftir.

Key Concept

Metilasyona duyarlı restriksiyon endonükleaz analizi ile epigenetik durumun saptanması.

Alternative Method

Metilasyon durumunu belirlemek için modern laboratuvarlarda

bisülfit

sekanslama yöntemi de kullanılabilir, ancak

Southern

Blot

büyük ölçekli metilasyon paternlerini (örn.

X

inaktivasyonu veya

imprinting

) göstermek için klasik ve güvenilir bir yöntemdir.

Estimated Time:2m 30s

Question 48Question →

Protein sentezi (translasyon) sürecindeki moleküler basamaklar, enerji kullanımı ve inhibitörlerin etki mekanizmalarıyla ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi yanlıştır?

Amino asitlerin tRNA'lara yüklenmesi (aktivasyon) sürecinde, her bir amino asit için

ATP

'nin

AMP

ve inorganik pirofosfata (

PP_i

) dönüşümüyle net iki yüksek enerjili fosfat bağı harcanır.

Elongasyon evresinde aminoaçil-tRNA'yı A bölgesine taşıyan

EF-Tu

faktörü,

GTP

hidrolizi sonrası ribozomdan ayrılabilmek için bir guanin nükleotid değişim faktörü (

GEF

) olan

EF-Ts

'ye ihtiyaç duyar.

Fusidik asit, prokaryotlarda

EF-G

'nin (ökaryotlarda

eEF2

)

GTP

hidrolizi gerçekleştikten sonra ribozomdan ayrılmasını engelleyerek translokasyon basamağını durdurur.

Tetrasiklinler, prokaryotik ribozomun

50S

alt birimine bağlanarak aminoaçil-tRNA'ların A bölgesine girişini ve böylece polipeptit zincirinin uzamasını engeller.

Puromisin, yapısal olarak aminoaçil-tRNA'nın (tirozinil-tRNA) 3' ucuna benzediği için hem prokaryotik hem de ökaryotik ribozomlarda peptit zincirine dahil olarak sentezi erken sonlandırır.

Show answer & explanation

Answer: Tetrasiklinler, prokaryotik ribozomun $50S$ alt birimine bağlanarak aminoaçil-tRNA'ların A bölgesine girişini ve böylece polipeptit zincirinin uzamasını engeller.

Answer

Tetrasiklinler prokaryotik ribozomun

50S

alt birimine değil,

30S

alt birimine bağlanarak etki gösterirler.

Tetrasiklin grubu antibiyotikler, prokaryotik ribozomun küçük alt birimi olan

30S

yapısına bağlanırlar. Bu bağlanma, aminoaçil-tRNA'nın ribozom üzerindeki A (akseptör) bölgesine girişini fiziksel olarak engeller ve polipeptit zincirinin uzamasını (elongasyon) durdurur. İfadedeki

50S

bilgisi hatalıdır;

50S

alt birimine bağlanan temel inhibitörler kloramfenikol, makrolidler (eritromisin vb.) ve linkozamitlerdir.

Step-by-Step Solution

1

Amino asit aktivasyonu enerjisini değerlendir.

Doğru.

ATP \rightarrow AMP

dönüşümü iki yüksek enerjili bağ tüketimi anlamına gelir.

2

Uzama faktörlerinin (

EF-Tu/EF-Ts

) döngüsünü kontrol et.

Doğru.

EF-Ts

,

EF-Tu

için gerekli olan guanin nükleotid değişim faktörüdür.

3

Protein sentezi inhibitörlerinin ribozomal alt birim özgüllüğünü hatırla.

Hatalı bilgi saptandı.

Tetrasiklinler ve aminoglikozitler

30S

alt birimine bağlanırken; kloramfenikol, makrolidler ve klindamisin

50S

alt birimine bağlanır.

4

Fusidik asit ve Puromisin mekanizmalarını doğrula.

Doğru.

Fusidik asit translokasyon sonrası ayrılmayı engeller, Puromisin ise her iki hücre tipinde de erken terminasyon yapar.

Key Concept

Ribozomal İnhibitörler ve Translasyon Enerjetiği

Question 49Question →

Ökaryotik hücrelerde DNA replikasyonu, çok sayıda proteinin ve enzimin yüksek bir koordinasyonla çalıştığı kompleks bir süreçtir. Replikasyon çatalının ilerlemesi, yeni zincirlerin sentezi ve polimerazların kalıp zincire bağlanma mekanizmaları düşünüldüğünde, bu süreçte görev alan faktörler ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

DNA polimeraz

\alpha

/primaz kompleksi

5' \rightarrow 3'

yönünde RNA primeri ve ardından kısa bir DNA dizisi sentezledikten sonra, yerini RFC ve PCNA aracılığıyla prosesivitesi daha yüksek olan polimerazlara bırakır.

RFC (Replication Factor C), tek zincirli DNA'ya bağlanarak polimerazın kalıptan ayrılmasını engelleyen ve 'kayıcı kıskaç' (sliding clamp) olarak adlandırılan halkasal yapılı proteindir.

Topoizomeraz I, replikasyon çatalının önünde oluşan pozitif süperkıvrımları gidermek için çift zincir kırığı oluşturur ve bu işlem sırasında ATP hidrolizinden elde edilen enerjiyi kullanır.

DNA helikaz (MCM kompleksi), replikasyon çatalında kalıp DNA'nın

5' \rightarrow 3'

yönünde hareket ederek bazlar arasındaki hidrojen bağlarını koparan ve ATP harcamayan bir enzimdir.

DNA polimeraz

\epsilon

, kesintili zincir (lagging strand) sentezinden sorumlu temel polimeraz olup, RNA primerlerinin uzaklaştırılmasında

5' \rightarrow 3'

ekzonükleaz aktivitesini kullanır.

Show answer & explanation

Answer: DNA polimeraz $\alpha$ /primaz kompleksi $5' \rightarrow 3'$ yönünde RNA primeri ve ardından kısa bir DNA dizisi sentezledikten sonra, yerini RFC ve PCNA aracılığıyla prosesivitesi daha yüksek olan polimerazlara bırakır.

Answer

DNA polimeraz

\alpha

/primaz kompleksi replikasyonu başlatır ve ardından görev RFC ve PCNA yardımıyla diğer polimerazlara devredilir.

Ökaryotik DNA replikasyonunda sentezin doğruluğu ve sürekliliği için 'polimeraz değişimi' kritiktir. DNA polimeraz

\alpha

, primaz aktivitesiyle süreci başlatır ancak prosesivitesi düşük olduğu için RFC/PCNA kompleksinin yardımıyla yerini daha güçlü polimerazlara (

\delta

veya

\epsilon

) bırakır. Bu süreçte tüm nükleik asit sentezleri her zaman

5' \rightarrow 3'

yönünde gerçekleşir.

Step-by-Step Solution

1

Replikasyonun başlangıcını analiz et.

Ökaryotlarda DNA polimeraz

\alpha

/primaz kompleksi sentezi başlatır. Önce ~10 nükleotitlik RNA, sonra ~20 nükleotitlik DNA sentezlenir.

DNA polimerazlar sentezi de novo başlatamaz, bir primer gereklidir.

2

Polimeraz değişimini (switching) değerlendir.

Sentezlenen kısa diziden sonra RFC (kıskaçı yükleyici), PCNA (kayıcı kıskaç) proteinini DNA'ya yükler.

Polimeraz

\alpha

düşük prosesiviteye sahiptir ve hata düzeltme (proofreading) yapamaz; bu yüzden görev devredilmelidir.

3

Uzama (elongation) polimerazlarını belirle.

PCNA yüklendikten sonra Pol

\delta

(kesintili zincir) veya Pol

\epsilon

(kesintisiz zincir) görevi devralarak sentezi sürdürür.

Bu polimerazlar

3' \rightarrow 5'

ekzonükleaz aktivitesine sahiptir ve yüksek doğrulukla sentez yaparlar.

Key Concept

Ökaryotik replikasyon çatalında polimeraz değişimi ve aksesuar proteinlerin (RFC, PCNA) rolleri.

Practice More

Ökaryotik polimeraz

\delta

ve

\epsilon

'un hata düzeltme mekanizmaları ile ekzonükleaz aktivitelerini karşılaştırın.

Estimated Time:2m 0s

Question 50Question →

Bir genetik tanı merkezinde, bir hastada bilinen bir nokta mutasyonunun (SNP) varlığını araştırmak amacıyla özel bir PCR protokolü tasarlanmıştır. Bu yöntemde kullanılan primerlerden birinin $3'$ ucundaki son nükleotidi, hedef mutasyonun bulunduğu bölgeye tam karşılık gelecek (komplementer olacak) şekilde tasarlanmıştır. Deney sırasında, DNA polimerazın primerin $3'$ ucunda kalıp DNA ile tam bir eşleşme (match) saptadığı durumda zinciri uzatabildiği, ancak tek bir bazlık uyumsuzluk (mismatch) durumunda polimerizasyonu gerçekleştiremediği gözlenmiştir.

Bu çalışma prensibine dayanan ve klinik laboratuvarlarda spesifik mutasyonların hızlı taranmasında kullanılan moleküler teknik aşağıdakilerden hangisidir?

Allele-Specific PCR (Allele Özgü PCR / ARMS)

Nested PCR (İç içe PCR)

Inverse PCR (Ters PCR)

Multiplex PCR (Çoklu PCR)

Show answer & explanation

Answer: Allele-Specific PCR (Allele Özgü PCR / ARMS)

Answer

Allele-Specific PCR (Allele Özgü PCR / ARMS)

Allele-Specific PCR (AS-PCR), diğer adıyla ARMS (Amplification Refractory Mutation System), DNA polimerazın (özellikle proofreading aktivitesi olmayan Taq polimerazın) primerin en son

3'

nükleotidindeki bir uyumsuzluğu 'tamir edememesi' ve dolayısıyla yeni nükleotid ekleyememesi prensibine dayanır. Bu sayede, primerin

3'

ucu hedef mutasyona göre tasarlanırsa, sadece o mutasyonun varlığında çoğalma gerçekleşir.

Step-by-Step Solution

1

Tekniğin temel çalışma prensibinin analiz edilmesi

Primerin

3'

ucundaki nükleotid eşleşmesinin, polimerizasyonun devamı için mutlak şart olduğu belirlenir.

DNA polimeraz (özellikle Taq polimeraz gibi proofreading aktivitesi olmayanlar), primerin

3'

ucunda serbest bir

-OH

grubu bulsa bile, baz eşleşmesi tam değilse zinciri uzatamaz.

2

Klinik uygulama ile yöntemin eşleştirilmesi

Bu durumun, spesifik bir alelin (normal veya mutant) varlığını ayırt etmek için kullanıldığı saptanır.

Primer mutasyonlu bölgeye özgü tasarlandığında, sadece mutasyon varsa bant oluşması bu tekniği 'allele-spesifik' kılar.

Key Concept

Allele-Specific PCR (AS-PCR) veya ARMS tekniği, DNA polimerazın primerin

3'

ucundaki baz uyumsuzluklarını uzatamama (refrakterlik) özelliğine dayanır.

Practice More

Bu yöntemin neden proofreading (

3' \rightarrow 5'

ekzonükleaz) aktivitesi olan polimerazlarla yapılamayacağını düşününüz.

Estimated Time:1m 30s

Question 51Question →

Selenosistein, protein sentezi sırasında standart genetik kodun dışına çıkılarak polipeptid zincirine dahil edilen ve '21. amino asit' olarak bilinen özel bir yapı taşıdır. Ökaryotik hücrelerde bir proteinin yapısına selenosistein eklenebilmesi için $mRNA$ üzerinde gerçekleşmesi gereken yapısal ve işlevsel olaylar değerlendirildiğinde, aşağıdakilerden hangisinin gerçekleşmesi zorunludur?

mRNA

’nın 3' transle edilmeyen bölgesinde (3'-UTR) bulunan SECIS (Selenocysteine Insertion Sequence) elementinin özgül proteinler tarafından tanınması

UAA

(ochre) durdurucu kodonunun, sitoplazmada doğrudan selenosistein ile yüklenmiş olan özgül bir

tRNA

tarafından tanınması

Sentezlenen polipeptid zincirindeki serin kalıntılarının, translasyon tamamlandıktan sonra post-translasyonel bir modifikasyonla selenosisteine dönüştürülmesi

mRNA

’nın 5' kep (cap) yapısına yakın bölgede bulunan özgül bir dizinin, ribozomun küçük alt birimi tarafından taranması (scanning) sırasında selenosistein sinyali olarak algılanması

Show answer & explanation

Answer: $mRNA$ ’nın 3' transle edilmeyen bölgesinde (3'-UTR) bulunan SECIS (Selenocysteine Insertion Sequence) elementinin özgül proteinler tarafından tanınması

Answer

Selenosistein inkorporasyonu için mRNA'nın 3'-UTR bölgesindeki SECIS elementinin varlığı ve bu bölgeye bağlanan proteinlerin eEFSec faktörü aracılığıyla selenosistein-tRNA'yı ribozoma getirmesi zorunludur.

Selenosistein protein sentezine dahil edilirken, mRNA üzerinde normalde bir 'dur' sinyali olan UGA kodonu kullanılır. Bu kodonun durdurma yerine selenosistein eklenmesi için okunması (recoding), mRNA'nın 3' transle edilmeyen bölgesinde (3'-UTR) bulunan SECIS (Selenocysteine Insertion Sequence) adı verilen özel bir ilmek yapısı sayesinde gerçekleşir. Bu yapıya bağlanan SBP2 proteini ve selenosisteine özgü uzama faktörü (eEFSec), selenosistein yüklü tRNA'yı ribozoma getirir.

Step-by-Step Solution

1

Kodon tayini

UGA

kodonunun belirlenmesi

Selenosistein, normalde durdurucu bir kodon olan

UGA

kodonuna karşılık protein zincirine girer.

2

tRNA

yükleme mekanizmasının analizi

Serin yüklü

tRNA^{[Ser]Sec}

oluşumu

Önce

tRNA

’ya serin yüklenir, ardından bu serin

tRNA

üzerinde selenosisteine dönüştürülür.

3

Sinyal dizisinin (SECIS) konumunun belirlenmesi

3'-UTR bölgesindeki SECIS ilmiğinin aktivasyonu

UGA

’nın durdurucu olarak değil de selenosistein olarak okunması için

mRNA

’nın 3' ucundaki SECIS yapısı ve buna bağlanan

SBP2

proteini gereklidir.

4

Translasyonel uzama faktörü ile etkileşim

eEFSec

faktörünün

tRNA

’yı ribozoma getirmesi

Özgül uzama faktörü

eEFSec

, SECIS yapısı ile koordine çalışarak selenosistein-

tRNA

’yı ribozomun A bölgesine taşır.

Key Concept

Selenosistein (21. amino asit) kotranslasyonel inkorporasyon mekanizması: UGA kodonu + 3'-UTR SECIS elementi + eEFSec.

Hints

1

Selenosistein inkorporasyonu için normal bir durdurucu kodonun 'yeniden programlanması' gerekir.

2

Bu 'yeniden programlama' sinyali mRNA'nın translasyonu sonlandıran bölgesinden sonraki (3') kısımlarda gizlidir.

Practice More

Prokaryotlarda SECIS elementinin konumu ile ökaryotlardaki farkını (prokaryotlarda kodlama bölgesi içindedir) incelemek konuyu pekiştirecektir.

Estimated Time:2m 0s

Question 52Question →

Ökaryotik DNA replikasyonu sırasında Okazaki fragmanlarının olgunlaşması sürecinde, DNA polimeraz $\delta$ tarafından gerçekleştirilen zincir yer değiştirme (strand displacement) sentezi sonucunda $5'$ ucunda serbest "flap" yapıları oluşur. Bu flap yapısı eğer RPA (Replication Protein A) proteini tarafından kaplanacak kadar uzarsa, FEN1 endonükleazı bu yapıyı doğrudan kesemez. Bu durumda, RPA ile kaplı uzun flap yapılarını işleyerek FEN1'in etki edebileceği kısa flaplara dönüştüren temel enzim aşağıdakilerden hangisidir?

Dna2 nükleaz

FEN1 (Flap Endonükleaz 1)

DNA Ligaz I

DNA polimeraz

\alpha

Show answer & explanation

Answer: Dna2 nükleaz

Answer

RPA ile kaplı uzun flap yapılarını kısaltan enzim Dna2 nükleazdır.

Dna2 nükleaz, ökaryotik DNA replikasyonunda 'long flap pathway' olarak bilinen yolağın kilit enzimidir. DNA polimeraz

\delta

tarafından oluşturulan ve RPA proteini tarafından stabilize edilen uzun flap yapılarını tanıyan ve kısaltan tek nükleazdır. Dna2 bu yapıları kısalttıktan sonra RPA serbest kalır ve FEN1 enzimi geri kalan kısa uzantıyı temizleyerek Ligaz I için uygun bir yapı oluşturur.

Step-by-Step Solution

1

Kesintisiz (lagging) zincir sentezinin analizi

DNA polimeraz

\delta

, bir önceki Okazaki fragmanına ulaştığında senteze devam ederek

5'

ucunu yerinden oynatır.

Primerlerin uzaklaştırılması için öncelikle çift zincirli yapıdan ayrılıp tek zincirli 'flap' haline gelmeleri gerekir.

2

Flap uzunluğunun ve RPA etkisinin değerlendirilmesi

Eğer flap yapısı 30 nükleotidden uzunsa, hücredeki tek zincirli DNA bağlayıcı protein olan RPA bu yapıya bağlanır.

RPA, tek zincirli DNA bölgelerini stabilize eder ancak FEN1 gibi enzimlerin bu bölgeye erişimini engeller.

3

Dna2 enziminin görevinin belirlenmesi

Dna2, RPA ile etkileşime girerek uzun flap yapısını yaklaşık 5-6 nükleotid kalıncaya kadar keser.

Dna2, uzun flapların işlenmesi için özelleşmiş bir nükleaz/helikazdır.

4

FEN1 ve Ligaz I ile sürecin tamamlanması

Dna2 tarafından kısaltılan yapıdan RPA ayrılır ve FEN1 son kesimi yaparak boşluğu kapatılabilir hale getirir.

Olgunlaşma süreci ancak tüm RNA/DNA primer yapısı uzaklaştırıldığında tamamlanabilir.

Key Concept

Okazaki fragmanı olgunlaşmasında 'Long Flap Pathway' ve Dna2/FEN1 işbirliği.

Hints

1

Flap yapısının uzunluğu ve üzerine bağlanan proteinler, hangi enzimin çalışacağını belirler.

Practice More

Okazaki fragmanı olgunlaşmasında görev alan DNA Ligaz I eksikliğinde görülen hücresel fenotipleri inceleyebilirsiniz.

Estimated Time:2m 30s

Question 53Question →

Bir genin belirli bir bölgesindeki tek nükleotid değişikliğinin ( $SNP$ ), o bölgeyi tanıyan bir restriksiyon enziminin kesim bölgesini ortadan kaldırdığı bilinmektedir. Bir bireyde bu spesifik genetik varyasyonun varlığını ve bireyin bu bölge açısından homozigot veya heterozigot olup olmadığını genomik $DNA$ kullanarak belirlemek için en uygun moleküler teknik aşağıdakilerden hangisidir?

Restriksiyon parça uzunluk polimorfizmi (

RFLP

)

Western Blot analizi

Northern Blot analizi

Ters transkripsiyon PCR (

RT-PCR

)

Show answer & explanation

Answer: Restriksiyon parça uzunluk polimorfizmi ( $RFLP$ )

Answer

Restriksiyon parça uzunluk polimorfizmi (

RFLP

), DNA dizisindeki değişikliklerin restriksiyon enzimlerinin kesim bölgelerini etkilemesi prensibiyle çalışır ve genomik DNA analizinde en uygun yöntemdir.

Doğru yanıt olan yöntem (

RFLP

), restriksiyon enzimlerinin DNA üzerindeki spesifik tanıma dizilerine bağlanıp kesmesi prensibine dayanır. Eğer bir nükleotid değişimi bu diziyi bozarsa veya yeni bir dizi oluşturursa, kesim sonrası oluşan

DNA

parçalarının boyutu değişir. Bu durum jel elektroforezinde farklı bant paternleri olarak gözlenir ve hem mutasyonun varlığını hem de bireyin zigotluk durumunu (tek bant veya çift bant paterni ile) kesin olarak gösterir.

Step-by-Step Solution

1

Genomik DNA'nın izolasyonu ve hedef bölgenin belirlenmesi.

Analiz edilecek ham genetik materyal elde edilir.

Varyasyonun bulunduğu bölgenin analizi için başlangıç materyali gereklidir.

2

DNA'nın spesifik restriksiyon enzimleri ile inkübe edilmesi (sindirilmesi).

Mutasyonun varlığına bağlı olarak farklı uzunluklarda DNA parçaları oluşur.

Enzim, tanıma bölgesi değişmişse kesim yapamaz veya yeni bir bölge oluşmuşsa fazladan kesim yapar.

3

Oluşan parçaların agaroz jel elektroforezi ile ayrıştırılması.

Parça uzunluklarına göre jel üzerinde karakteristik bant profilleri oluşur.

Elektriksel alanda küçük parçalar daha hızlı hareket ederek büyük parçalardan ayrılır.

4

Bant profillerinin homozigot ve heterozigot kontrollerle karşılaştırılması.

Bireyin genetik durumu (mutant/yabanıl tip) netleşir.

Heterozigot bireylerde hem kesilen hem de kesilmeyen allellere ait bantlar bir arada görülür.

Key Concept

DNA sekansındaki tek nükleotid değişimlerinin restriksiyon enzim profili üzerinden analizi (

RFLP

).

Estimated Time:1m 30s

Question 54Question →

Hücrede yanlış katlanmış protein birikimi (ER stresi) veya amino asit eksikliği gibi stres durumlarında, ökaryotik başlama faktörü 2'nin alfa alt birimi ( $eIF2\alpha$ ) spesifik kinazlar tarafından fosforillenerek inaktive edilir. Bu durum hücredeki genel protein sentezini (global translasyon) baskılarken, *ATF4* (*Activating Transcription Factor 4*) gibi stres yanıt proteinlerinin sentezinin paradoksal olarak artmasına neden olur. *ATF4* mRNA'sının $5'$ translasyonu yapılmayan bölgesinde ( $5'$ UTR) yer alan iki adet yukarı akış açık okuma çerçevesinin (uORF1 ve uORF2) bu süreçte merkezi bir rol oynadığı gösterilmiştir. Buna göre, hücresel stres sırasında *ATF4* protein düzeyinin artmasını sağlayan temel moleküler mekanizma aşağıdakilerden hangisidir?

eIF2-GTP-Met-tRNA_i^{Met}

üçlü kompleks miktarının azalması sonucu, uORF1'i çeviren ribozomun inhibitör özellikli uORF2'yi tarayarak geçmesi ve ana başlatıcı kodona ulaşması

uORF2 dizisinin bir İç Ribozom Giriş Bölgesi (IRES) gibi davranarak, fosforillenmiş

eIF2

faktöründen bağımsız olarak ribozomu doğrudan ana okuma çerçevesine yönlendirmesi

Stresle aktive olan spesifik endonükleazların,

5'

UTR bölgesindeki inhibitör uORF2 segmentini kırparak mRNA'dan uzaklaştırması ve doğrudan ana AUG dizisini erişilebilir kılması

Fosforillenmiş

eIF2\alpha

faktörünün, mRNA üzerindeki uORF bölgelerine bağlanarak bir transkripsiyonel 'enhancer' gibi davranması ve mRNA sentez hızını artırması

Ribozomun uORF1 translasyonu sonrası mRNA'dan ayrılmayıp, sızıntılı tarama (leaky scanning) yöntemiyle uORF2'yi tanıyamayacak kadar hızlı ilerlemesi

Show answer & explanation

Answer: $eIF2-GTP-Met-tRNA_i^{Met}$ üçlü kompleks miktarının azalması sonucu, uORF1'i çeviren ribozomun inhibitör özellikli uORF2'yi tarayarak geçmesi ve ana başlatıcı kodona ulaşması

Answer

Hücredeki düşük

eIF2-GTP

seviyeleri nedeniyle uORF1 sonrası ribozomun inhibitör uORF2 dizisini atlaması ve ana başlatıcı kodona ulaşması

Hücresel stres durumunda

eIF2\alpha

fosforillenir ve translasyonu başlatmak için gerekli olan

eIF2-GTP-Met-tRNA_i^{Met}

(üçlü kompleks) miktarı kritik düzeyde azalır. Normal şartlarda bu kompleks bol olduğu için ribozom uORF1'i bitirdikten hemen sonra yeni bir kompleks bağlar ve inhibitör özellikli uORF2'yi çevirerek ana ORF'ye ulaşamadan mRNA'dan ayrılır. Stres altında ise ribozomun yeni bir üçlü kompleks bağlaması gecikir. Bu gecikme sırasında ribozom inhibitör uORF2 bölgesini 'boş' (taramalı olarak) geçer ve ana *ATF4* başlatıcı kodonuna ulaştığında nihayet kompleksi bağlamış olarak sentezi başlatır. Bu mekanizmaya 'gecikmiş yeniden başlama' (delayed re-initiation) denir.

Step-by-Step Solution

1

Stres sinyalinin analizi

eIF2\alpha

fosforillenir.

Stres kinazları (PERK, GCN2 vb.) global translasyonu durdurmak için eIF2'yi inaktive eder.

2

Üçlü kompleks miktarının değerlendirilmesi

eIF2-GTP-Met-tRNA_i^{Met}

(üçlü kompleks) azalır.

Fosforillenmiş eIF2, eIF2B'yi (GTP değişim faktörü) inhibe ederek GTP yüklenmesini engeller.

3

uORF1 translasyonu ve sonrası

uORF1 her durumda çevrilir ancak sonrası farklılık gösterir.

uORF1 çok kısadır ve ribozomun küçük alt birimi translasyon bitiminde mRNA'da kalmaya devam eder (re-initiation).

4

Stres altındaki re-initiation sürecinin takibi

Ribozom uORF2'yi pas geçer (skip).

Üçlü kompleks az olduğu için ribozom uORF2'ye gelene kadar yeni bir kompleks bağlayamaz ve oradaki başlatıcı kodonu tanıyamaz.

5

Ana ORF (ATF4) sentezi

Ana başlatıcı AUG'den translasyon başlar.

Ribozom inhibitör uORF2'yi geçtikten sonra, ana ATF4 AUG dizisine ulaşana kadar geçen sürede üçlü kompleksi bağlar ve translasyonu başlatır.

Key Concept

uORF aracılı translasyonel re-initiation kontrolü ve Entegre Stres Yanıtı (ISR)

Alternative Method

eIF2 fosforilasyonunun etkisini anlamak için 'üçlü kompleks kazanma hızı' ile 'mRNA üzerindeki mesafe' arasındaki ilişkiyi düşünün. Stres = Düşük hız = Daha uzun mesafe tarama = İnhibitör bölgelerin atlanması.

Estimated Time:2m 30s

Question 55Question →

Ökaryotik hücrelerde transkripsiyon süreci, farklı RNA türlerinin sentezinden sorumlu olan birden fazla RNA polimeraz enzimi tarafından yürütülür. Buna göre, nükleoplazmada yerleşmiş olan ve transfer RNA ( $tRNA$ ) ile 5S ribozomal RNA ( $5S rRNA$ ) sentezinden sorumlu olan temel enzim aşağıdakilerden hangisidir?

RNA polimeraz I

RNA polimeraz II

RNA polimeraz III

DNA polimeraz

\delta

Mitokondriyal RNA polimeraz

Show answer & explanation

Answer: RNA polimeraz III

Answer

Ökaryotik nükleus içerisinde tRNA ve 5S rRNA sentezini gerçekleştiren temel enzim RNA polimeraz III'tür.

Ökaryotik nükleus içerisinde RNA polimeraz III, özellikle transfer RNA (

tRNA

), 5S ribozomal RNA (

5S rRNA

) ve bazı küçük nükleer RNA'ların (

snRNA

) sentezinden sorumludur. Bu enzim

\alpha

-amanitine karşı orta derecede duyarlıdır (insan hücrelerinde genellikle düşük duyarlılık gösterir).

Step-by-Step Solution

1

Ökaryotik RNA polimeraz çeşitlerini belirle.

Ökaryotlarda temel olarak üç tip RNA polimeraz (I, II, III) bulunur.

Her enzim farklı RNA türlerinin sentezinde özelleşmiştir.

2

RNA polimeraz III'ün ürünlerini saptama.

RNA polimeraz III; tRNA, 5S rRNA ve U6 snRNA gibi küçük RNA'ları sentezler.

Enzimin aktif merkezi ve bağlandığı promoter bölgeleri bu RNA sınıflarına özgüdür.

Key Concept

Ökaryotik RNA Polimerazların Ürün Spesifikliği

Question 56Question →

Ökaryotik hücrelerde $RNA$ polimeraz $II$ tarafından gerçekleştirilen transkripsiyon sürecinde, enzimin promotörden uzaklaşıp üretken uzama ( $productive$ $elongation$ ) fazına geçişi sıkı bir şekilde düzenlenir. Transkripsiyonun başlatılmasından kısa bir süre sonra ( $20-60$ nükleotid), enzimin duraksamasına ( $promoter-proximal$ $pausing$ ) neden olan $NELF$ ve $DSIF$ gibi faktörlerin inhibisyonunu kaldırarak transkripsiyonun devam etmesini sağlayan, $RNA$ polimeraz $II$ ’nin karboksi terminal ucunu ( $CTD$ ) $Serin-2$ pozisyonundan fosforilleyen temel protein kompleksi aşağıdakilerden hangisidir?

P-TEFb

kompleksi

TFIIH

kompleksi

TFIID

kompleksi

FACT

kompleksi

TFIIS

faktörü

Show answer & explanation

Answer: $P-TEFb$ kompleksi

Answer

Ökaryotik transkripsiyonda duraksamayı (

pausing

) çözen ve üretken uzamayı başlatan temel kompleks

P-TEFb

(

Positive

Transcription

Elongation

Factor

b

)'dir.

Transkripsiyonun başlatılmasından sonra

RNA

polimeraz

II

,

NELF

ve

DSIF

etkisiyle duraksar.

P-TEFb

kompleksi (

Cdk9

kinaz birimi aracılığıyla), bu negatif faktörleri fosforilleyerek

NELF

'i polimerazdan uzaklaştırır ve

DSIF

'i pozitif bir uzama faktörüne dönüştürür. Aynı zamanda

RNA

polimerazın

CTD

kuyruğundaki

Ser-2

kalıntılarını fosforilleyerek üretken uzama fazına geçişi sağlar.

Step-by-Step Solution

1

Transkripsiyon evresinin belirlenmesi

Soru, başlatmadan hemen sonraki (

20-60

nükleotid) duraksama (

pausing

) evresine odaklanmaktadır.

Bu evre, transkripsiyonun en kritik düzenleme basamaklarından biridir.

2

Düzenleyici proteinlerin analizi

Duraksamaya

NELF

(

Negative

Elongation

Factor

) ve

DSIF

(

DRB

Sensitivity

Inducing

Factor

) neden olur.

Bu proteinler polimerazın ilerlemesini fiziksel olarak engeller.

3

Enzim fosforilasyon paterninin incelenmesi

RNA

polimeraz

II

’nin

CTD

(

Carboxy-Terminal

Domain

) bölgesinde

Serin-2

fosforilasyonu üretken uzama için şarttır.

Serin-5

başlatma için,

Serin-2

ise uzama ve

mRNA

işlenmesi için gereklidir.

4

Kinaz kompleksinin eşleştirilmesi

Cdk9

ve

Siklin

T

birimlerinden oluşan

P-TEFb

kompleksi bu işlemi gerçekleştirir.

P-TEFb

hem duraksama faktörlerini etkisiz hale getirir hem de polimerazı uzama moduna sokar.

Key Concept

Ökaryotik transkripsiyonel uzamanın regülasyonu ve P-TEFb kompleksinin rolü.

Hints

1

Bu protein kompleksi,

Cdk9

kinaz ve

Siklin

T

alt birimlerinden oluşur.

2

Transkripsiyonun duraksamasını (

pausing

) çözmek için

Serin-2

fosforilasyonu gereklidir.

3

HIV

virüsü, kendi genlerinin transkripsiyonunu artırmak için

Tat

proteini aracılığıyla bu kompleksi doğrudan kullanır.

Practice More

RNA

polimeraz

II

'nin

CTD

bölgesindeki

Ser-2

ve

Ser-5

fosforilasyonlarının

mRNA

işlenmesi (

capping

,

splicing

) üzerindeki etkilerini inceleyebilirsiniz.

Estimated Time:2m 0s

Question 57Question →

DNA dizilemesinde yaygın olarak kullanılan Sanger (zincir sonlanma) yönteminde, sentezlenmekte olan DNA zincirine dahil edildiğinde polimerizasyonun durmasına ve zincirin uzatılamamasına neden olan molekül aşağıdakilerden hangisidir?

2'-deoksinükleotid

trifosfat

(dNTP)

2',3'-dideoksinükleotid

trifosfat

(ddNTP)

5'-fosfat

grubu içermeyen ribonükleotidler

DNA ligaz enzimi

Show answer & explanation

Answer: $2',3'-dideoksinükleotid$ $trifosfat$ $(ddNTP)$

Answer

Sanger dizileme yönteminde zincir sonlanmasına neden olan moleküller

2',3'-dideoksinükleotid

trifosfat

(

ddNTP

)'lardır.

Doğru seçenek olan nükleotid türü, şeker yapısındaki

3'

karbonunda hidroksil grubu (

OH

) taşımamaktadır. DNA polimeraz, bir nükleotidi zincire eklerken önceki nükleotidin

3'-OH

grubu ile yeni nükleotidin

5'-fosfat

grubu arasında bağ kurar. Bu gruptan yoksun olan modifiye nükleotid zincire dahil edildiğinde, kendisinden sonra gelen nükleotid için bağlanma bölgesi sağlayamaz ve polimerizasyon reaksiyonu o noktada durur.

Step-by-Step Solution

1

DNA polimerizasyon mekanizmasını incele.

Normal bir DNA sentezinde, yeni gelen nükleotidin

5'-fosfat

grubu, mevcut zincirin sonundaki nükleotidin

3'-hidroksil

(

3'-OH

) grubuyla fosfodiester bağı kurar.

Zincir uzaması için serbest bir

3'-OH

grubu zorunludur.

2

ddNTP

molekülünün yapısını analiz et.

ddNTP

molekülleri hem

2'

hem de

3'

pozisyonunda hidroksil grubu içermezler (

2',3'-dideoksi

).

3'-OH

grubunun yokluğu, bir sonraki nükleotidin bağlanabileceği kimyasal bölgeyi ortadan kaldırır.

3

Reaksiyon sonucunu belirle.

DNA polimeraz zincire bir

ddNTP

eklediğinde, sentez o noktada durur.

Zincir sonlanması (chain termination) gerçekleşerek farklı uzunluklarda DNA parçaları oluşur.

Key Concept

Sanger Dizileme ve Zincir Sonlanma Mekanizması

Hints

1

DNA sentezinin devam etmesi için nükleotidlerin hangi karbon atomundaki grubun serbest olması gerektiğini hatırlayın.

Practice More

Sanger yöntemi ile yeni nesil dizileme (NGS) yöntemleri arasındaki temel farkları gözden geçirebilirsiniz.

Estimated Time:1m 0s

Question 58Question →

Ökaryotik hücrelerde nükleer DNA replikasyonundan farklı olarak, mitokondriyal DNA'nın ( $mtDNA$ ) replikasyonunu ve tamirini gerçekleştiren temel enzim aşağıdakilerden hangisidir?

DNA polimeraz

\alpha

DNA polimeraz

\beta

DNA polimeraz

\gamma

DNA polimeraz

\delta

DNA polimeraz

\epsilon

Show answer & explanation

Answer: DNA polimeraz $\gamma$

Answer

Ökaryotik hücrelerde mitokondriyal DNA replikasyonunu gerçekleştiren temel enzim DNA polimeraz

\gamma

'dır.

DNA polimeraz

\gamma

, ökaryotik hücrelerde mitokondriyal DNA'nın (

mtDNA

) replikasyonundan ve onarımından sorumlu olan yegane DNA polimerazdır. Bu enzim, çekirdek genomu tarafından kodlanır ancak sentezlendikten sonra mitokondriye taşınarak görevini burada icra eder.

Step-by-Step Solution

1

Hücresel kompartmanların DNA replikasyon gereksinimlerini belirle.

Ökaryotlarda hem nükleer hem de mitokondriyal DNA'nın replike edilmesi gerekir.

Genetik materyalin devamlılığı için her iki organelde de özelleşmiş polimerazlara ihtiyaç vardır.

2

Eukarya-özgü DNA polimerazların doku/organel dağılımını analiz et.

\alpha

,

\beta

,

\delta

ve

\epsilon

polimerazlar çekirdek yerleşimliyken,

\gamma

mitokondriyaldir.

Hücredeki farklı genomların (nükleer vs. mitokondriyal) replikasyon sistemleri birbirinden evrimsel olarak farklılaşmıştır.

3

Soru kökündeki hedefi (mitokondriyal DNA) uygun enzimle eşleştir.

DNA polimeraz

\gamma

mitokondriye özgü polimerazdır.

Mitokondriyal DNA replikasyonu, mitokondriyal genler ve nükleer genlerin koordinasyonu ile gerçekleşen, Pol

\gamma

tarafından yürütülen bir süreçtir.

Key Concept

Ökaryotik DNA polimerazların hücresel lokalizasyonu ve görevleri.

Hints

1

Ökaryotlarda polimerazlar Yunan harfleriyle adlandırılır ve her birinin farklı bir görevi vardır.

2

Mitokondri (mitochondria) kelimesindeki 'M' harfi veya 'gama' harfi ile ilişkili bir polimerazı düşünün.

Practice More

Prokaryotlardaki (örneğin E. coli) DNA polimerazların (I, II, III) görevlerini ve ökaryotik karşılıklarını karşılaştırarak çalışabilirsiniz.

Estimated Time:45s

Question 59Question →

Ökaryotik kromatin organizasyonunun temel birimi olan nükleozomlarda, DNA sarmalının histon oktameri üzerine sarılma geometrisi ve bu etkileşimin termodinamik stabilitesi ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi biyokimyasal açıdan doğrudur?

Histon oktameri ile DNA arasındaki ana etkileşimler, histonların bazik yan zincirleri ile DNA bazları arasında kurulan sekansa özgü hidrojen bağlarıdır.

DNA sarmalındaki minör oluğun daralması, AT zengin dizilerin histon oktamer yüzeyine bakan iç kısımlarda konumlanmasını kolaylaştırarak bükülme enerjisini düşürür.

Histon H1, nükleozom çekirdek partikülünün simetrisini korumak amacıyla oktamerin tam merkezine, H3-H4 tetrameri arasına yerleşerek yapıyı stabilize eder.

Nükleozom çekirdek partikülünde DNA, histon oktameri etrafında yaklaşık

147

baz çifti uzunluğunda ve

2

tam tur atan sağ elli (right-handed) bir süper-heliks oluşturur.

Nükleozom oluşumu sırasında DNA'nın bükülmesinden kaynaklanan yüksek gerilim, histon kuyruklarındaki serin kalıntılarının kovalent olarak DNA şeker-fosfat omurgasına bağlanmasıyla giderilir.

Show answer & explanation

Answer: DNA sarmalındaki minör oluğun daralması, AT zengin dizilerin histon oktamer yüzeyine bakan iç kısımlarda konumlanmasını kolaylaştırarak bükülme enerjisini düşürür.

Answer

DNA sarmalındaki minör oluğun daralması, AT zengin dizilerin histon oktamer yüzeyine bakan iç kısımlarda konumlanmasını kolaylaştırarak bükülme enerjisini düşürür.

Nükleozom oluşumu sırasında DNA'nın bükülmesi, minör ve majör olukların periyodik olarak daralıp genişlemesini gerektirir. AT zengin diziler, minör oluğun daralmasına daha elverişli bir fiziksel yapıya sahiptir. Bu nedenle, nükleozom etrafındaki DNA'nın en keskin büküldüğü ve minör oluğun histon oktamerine baktığı bölgelerde AT zengin dizilerin bulunması, toplam bükülme enerjisini (bending energy) düşürerek yapıyı stabilize eder.

Step-by-Step Solution

1

Nükleozom yapısındaki DNA bükülmesinin enerjetik maliyetini değerlendiriniz.

DNA'nın nükleozom etrafındaki keskin bükülmesi (yaklaşık

11\text{ nm}

çap), fosfat omurgasındaki negatif yüklerin itilmesi nedeniyle enerjetik olarak zordur.

Bükülme, sarmalın iç kısmında kalan olukların sıkışmasını gerektirir.

2

Baz diziliminin (AT vs GC) bükülme kapasitesine etkisini analiz ediniz.

AT zengin dizilerde minör oluk daha dar ve esnektir, bu da sarmalın iç bükey kısmında sıkışmaya daha toleranslı olmasını sağlar.

AT çiftleri arasındaki hidrojen bağlarının GC'ye göre azlığı ve baz istiflenme özellikleri bu esnekliği sağlar.

3

Olukların histon oktamerine göre oryantasyonunu belirleyiniz.

Termodinamik stabilite için, AT zengin bölgelerin minör olukları oktamer yüzeyine bakarken (içe), GC zengin bölgelerin minör olukları dışa doğru bakar.

Bu oryantasyon, DNA-protein etkileşiminin toplam serbest enerjisini minimize eder.

Key Concept

DNA Bükülme Enerjetiği ve Sekans Spesifik Olmayan Nükleozom Organizasyonu

Practice More

Histon modifikasyonlarının (asetilasyon, metilasyon) bu elektrostatik etkileşimler üzerindeki etkisini ve kromatini nasıl gevşettiğini inceleyiniz.

Estimated Time:2m 30s

Question 60Question →

$DNA$ hasarı oluştuğunda hücrenin genomik bütünlüğünü korumak için başvurduğu en önemli mekanizmalardan biri hücre döngüsünün durdurulmasıdır. Bu süreçte $p53$ proteini bir transkripsiyon faktörü olarak görev yapar ve belirli hedef genlerin ifadesini artırarak döngüyü kontrol eder. Buna göre; $p53$ tarafından doğrudan transkripsiyonel düzeyde indüklenen ve hücre döngüsünün $G_1$ fazında duraklamaya neden olan temel siklin bağımlı kinaz inhibitörü ( $CKI$ ) aşağıdakilerden hangisidir?

p16

(

INK4a

)

p21

(

Waf1/Cip1

)

Mdm2

Bcl-2

E2F

Show answer & explanation

Answer: $p21$ ( $Waf1/Cip1$ )

Answer

Hücre döngüsünü

G_1

fazında durduran ve

p53

tarafından indüklenen temel inhibitör

p21

(

Waf1/Cip1

) proteinidir.

Doğru seçenek olan protein,

p53

geninin en klasik transkripsiyonel hedefidir.

DNA

hasarı sonrası artan

p53

,

p21

proteininin sentezini uyararak

G_1/S

geçişinden sorumlu olan siklin-bağımlı kinazları (

CDK2, 4, 6

) inhibe eder ve hücrenin hasarı onarması için zaman kazanmasını sağlar.

Step-by-Step Solution

1

DNA

hasarının algılanması ve

p53

aktivasyonu.

ATM/ATR

kinazlar aracılığıyla

p53

fosforillenir ve stabilize olur.

DNA

hasarı varlığında

p53

’ün proteazomal yıkımı durdurulmalıdır.

2

p21

geninin transkripsiyonel aktivasyonu.

p53

,

p21

(

CDKN1A

) geninin promotör bölgesine bağlanarak

mRNA

sentezini artırır.

p53

bir transkripsiyon faktörü olarak hedef genlerin ifadesini kontrol eder.

3

CDK

komplekslerinin inhibisyonu.

Sentezlenen

p21

proteinleri

Cyclin

D-CDK4/6

ve

Cyclin

E-CDK2

komplekslerine bağlanarak onları inaktive eder.

p21

,

Cip/Kip

ailesinden geniş spektrumlu bir inhibitördür.

4

Rb

proteininin hipofosforile durumda kalması.

CDK

’lar inhibe olduğu için

Rb

fosforillenemez ve

E2F

serbest kalamaz.

Hücrenin

G_1

’den

S

fazına geçişi için

Rb

’nin fosforillenmesi şarttır.

Key Concept

p53

proteini,

DNA

hasarı yanıtında

p21

sentezini artırarak hücre döngüsünü

G_1

fazında durdurur.

Estimated Time:1m 0s

Moleküler Biyoloji

Answer

Step-by-Step Solution

Key Concept

Common Mistakes

Answer

Step-by-Step Solution

Key Concept

Common Mistakes

Answer

Step-by-Step Solution

Key Concept

Common Mistakes

Answer

Step-by-Step Solution

Key Concept

Common Mistakes

Alternative Method

Answer

Step-by-Step Solution

Key Concept

Common Mistakes

Answer

Step-by-Step Solution

Key Concept

Common Mistakes

Answer

Step-by-Step Solution

Key Concept

Common Mistakes

Alternative Method

Answer

Step-by-Step Solution

Key Concept

Common Mistakes

Answer

Step-by-Step Solution

Key Concept

Common Mistakes

Practice More

Answer

Step-by-Step Solution

Key Concept

Common Mistakes

Practice More

Answer

Step-by-Step Solution

Key Concept

Common Mistakes

Hints

Practice More

Answer

Step-by-Step Solution

Key Concept

Common Mistakes

Hints

Practice More

Answer

Step-by-Step Solution

Key Concept

Common Mistakes

Answer

Step-by-Step Solution

Key Concept

Common Mistakes

Alternative Method

Answer

Step-by-Step Solution

Key Concept

Common Mistakes

Answer

Step-by-Step Solution

Key Concept

Common Mistakes

Hints

Practice More

Answer

Step-by-Step Solution

Key Concept

Common Mistakes