Soru

Zorluk: ZorNükleik Asit Yapısı ve Organizasyonu

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 Lk=Tw+WrL_k = T_w + W_r denklemi (Linking Number, Twist ve Writhe) dikkate alındığında, bu yapısal organizasyon ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

  1. Fosfodiester bağlarından en az biri geçici olarak kırılmadığı sürece, DNA molekülünün konformasyonu ne kadar değişirse değişsin LkL_k değeri sabit kalır.Cevap
  2. B
    Negatif süperkıvrımlı bir DNA molekülünde "Writhe" (WrW_r) değeri pozitif bir sayıdır ve bu durum baz dizilerinin açılmasını zorlaştırır.
  3. C
    Tip I topoizomerazlar, çift zincirli DNA'nın her iki zincirini de eş zamanlı keserek LkL_k değerini ikişerli birimler (n±2n \pm 2) halinde değiştirir.
  4. D
    DNA molekülünün ikincil yapısındaki heliks dönüş sayısını temsil eden "Twist" (TwT_w), sadece DNA'nın uzaydaki üçüncül paketlenme biçimine bağlıdır.
  5. E
    Etidyum bromür gibi bazlar arasına giren interkale ajanlar, sarmalı daha sıkı sararak "Twist" (TwT_w) değerini artırır ve LkL_k değerini yükseltir.

Cevap

Fosfodiester bağları kırılmadığı sürece kapalı halkasal DNA'nın Linking Number (LkL_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 (LkL_k) geometrik değişikliklerden etkilenmez ve sabit kalır.

Adım Adım Çözüm

1
Linking Number tanımını analiz et.
LkL_k topolojik bir invaryanttır.
Topolojik olarak kapalı bir sistemde, bir zincirin diğeri etrafındaki toplam dönüş sayısı dış müdahale (bağ kırılması) olmadan değişemez.
2
Lk=Tw+WrL_k = T_w + W_r denklemini yorumla.
TwT_w ve WrW_r birbirini dengeler.
Eğer LkL_k sabitse, heliksin kendi etrafındaki dönüşü (TwT_w) değişirse, bu durum süperkıvrım sayısında (WrW_r) zıt yönlü bir değişime yol açar.
3
Topoizomeraz mekanizmalarını değerlendir.
LkL_k sadece topoizomerazlar ile değişebilir.
Topoizomerazlar fosfodiester bağlarını geçici olarak kırıp tekrar birleştirerek LkL_k değerini değiştirebilen yegane enzimlerdir.

Anahtar Kavram

DNA Topolojisi ve Linking Number İnvaryantlığı
Bu soruyu puanla