Examkin

Moleküler Biyoloji

173 soru

Soru 41Soru →

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?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Pentoz şekerinin 2′2' pozisyonunda bulunan hidroksil (−OH-OH) grubunun varlığı

Cevap

Pentoz şekerinin 2' pozisyonunda bulunan hidroksil (-OH) grubunun varlığı
Doğru yanıt olan seçenek, RNA'nın yapısındaki riboz şekerinin 2′2' karbonunda bir hidroksil (−OH-OH) grubu taşıdığını belirtir. Alkali bir ortamda bu −OH-OH grubu nükleofilik bir saldırı başlatarak fosfodiester bağlarını parçalar. DNA'da ise 2′2' pozisyonunda hidroksil grubu bulunmadığı (deoksiriboz) için bu kimyasal mekanizma gerçekleşemez ve DNA alkali ortamda çok daha stabildir.

Adım Adım Çözüm

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−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.

Anahtar Kavram

RNA Alkali Hidrolizi ve 2'-OH Grubunun Rolü
Soru 42Soru →

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

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Peptidil transferaz enzim aktivitesi, 28S28S rRNArRNA tarafından sağlanan bir ribozim etkisidir.

Cevap

Peptidil transferaz enzim aktivitesi, 28S28S rRNArRNA tarafından sağlanan bir ribozim etkisidir.
Doğru ifade, peptidil transferaz aktivitesinin ökaryotik hücrelerde 28S28S rRNArRNA (prokaryotlarda 23S23S rRNArRNA) tarafından sağlanan bir ribozim özelliği olduğunu belirtmektedir. Bu reaksiyon sırasında dışarıdan enerji girişi olmaz; enerji, aminoaçil-tRNAtRNA’daki yüksek enerjili bağdan karşılanır.

Adım Adım Çözüm

1
Reaksiyonun hücresel konumunu belirleyin.
Peptid bağı oluşumu ribozomun büyük alt biriminde (60S60S) gerçekleşir.
Katalitik merkez olan peptidil transferaz bölgesi büyük alt birimde yer alır.
2
Katalizör mekanizmasını analiz edin.
Bu bir protein enzimi değil, bir rRNArRNA (28S28S) tarafından yürütülen ribozim aktivitesidir.
Ribozomun evrimsel süreçte bir ribozim olarak geliştiği ve peptid bağı oluşumunun rRNArRNA katalizli olduğu bilinmektedir.
3
Enerji gereksinimini değerlendirin.
Transpeptidasyon basamağında serbest GTPGTP veya ATPATP tüketilmez.
Enerji, amino asidin tRNAtRNA'ya bağlandığı aktivasyon basamağında harcanan ATPATP sayesinde ester bağında depolanmıştır.

Anahtar Kavram

Peptidil Transferaz ve Ribozim Kavramı
Tahmini Süre:1m 15s
Soru 43Soru →

Ökaryotik hücrelerde transkripsiyon süreci, farklı RNARNA 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 α\alpha-amanitin, temel olarak RNARNA polimerazlar üzerinde inhibitör etki gösterir.

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

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Enzimin "bridge helix" (köprü heliks) bölgesine bağlanarak transkripsiyonel yer değiştirmeyi (translokasyon) engeller ve en yüksek duyarlılığı RNARNA polimeraz IIII gösterir.

Cevap

α\alpha-amanitin toksini, RNARNA polimeraz IIII'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 RNARNA polimeraz IIII olduğunu belirten seçenektir. α\alpha-amanitin, enzimin esnekliğini bozarak yeni nükleotidlerin kalıp boyunca ilerlemesini durdurur.

Adım Adım Çözüm

1
Toksinin hedefinin belirlenmesi.
α\alpha-amanitin, ökaryotik RNARNA polimerazları hedef alan bir toksindir.
Zehirlenme tablosundaki karaciğer yetmezliği, protein sentezi için gerekli mRNAmRNA üretiminin durmasından kaynaklanır.
2
Moleküler mekanizmanın analizi.
Toksin, enzimin bridge helix bölgesine bağlanarak DNA−RNADNA-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 IIPol\ II (çok yüksek) > Pol IIIPol\ III (orta/yüksek) > Pol IPol\ I (dirençli).
Pol IIPol\ II, 10−910^{-9} MM gibi çok düşük konsantrasyonlarda bile inhibe olurken, Pol IPol\ I için bu etki görülmez.

Anahtar Kavram

RNA Polimeraz İnhibitörleri ve Seçiciliği
Tahmini Süre:1m 30s
Soru 44Soru →

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

Cevabı ve açıklamayı göster

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

Cevap

miRNA'lar, mRNA'nın 3′3'-transle edilmeyen bölgesine (3′3' UTR) bağlanarak translasyonun baskılanmasına veya mRNA degredasyonuna neden olurlar.
Doğru ifade, miRNA'ların mRNA'nın 3′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.

Adım Adım Çözüm

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′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.

Anahtar Kavram

MikroRNA'lar (miRNA), mRNA'nın 3′3' UTR bölgesine bağlanarak post-transkripsiyonel gen susturulmasını sağlar.

Alternatif Yöntem

miRNA mekanizmasını hatırlamak için 'post-transkripsiyonel' (transkripsiyondan sonra, yani mRNA varken) anahtar kelimesine odaklanın. Bu, DNA'ya veya transkripsiyon aşamasına yönelik seçenekleri elemenizi sağlar.
Tahmini Süre:1m 30s
Soru 45Soru →

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

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Baz eksizyon tamiri (BER) mekanizmasında, DNA glikozilaz ile hasarlı bazın uzaklaştırılması sonucu oluşan AP bölgesinin 5′5' ucu AP endonükleaz tarafından kesilerek serbest 3′−OH3'-OH ucu oluşturulur.

Cevap

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′5' ucundaki fosfodiester bağını keserek serbest bir 3′−OH3'-OH ucu yaratır. Bu uç, DNA polimeraz beta tarafından yeni nükleotid eklenmesi için kalıp olarak kullanılır.

Adım Adım Çözüm

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′5' ucu kesilir, bir tarafta 3′−OH3'-OH diğer tarafta 5′−dRP5'-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.

Anahtar Kavram

DNA Hasar Tamir Mekanizmalarında Enzim-Fonksiyon Eşleşmesi
Tahmini Süre:1m 30s
Soru 46Soru →

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?

Cevabı ve açıklamayı göster

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

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
Soru 47Soru →

Bir genetik araştırma projesinde, XX kromozomuna bağlı çekinik bir hastalığın taşıyıcısı olan bir kadında XX inaktivasyon paternini belirlemek için SouthernSouthern BlotBlot analizi yapılmaktadır. İncelenen lokusta bir adet PstIPstI (metilasyona duyarsız) ve bir adet HpaIIHpaII (metilasyona duyarlı; sadece metillenmemiş 5′−CCGG−3′5'-CCGG-3' dizilerini keser) restriksiyon bölgesi bulunmaktadır. İnaktif XX kromozomundaki ilgili bölgenin yoğun metillenmiş olduğu, aktif XX kromozomunun ise metillenmemiş olduğu bilinmektedir. Bu kadından alınan genomik DNADNA örneği önce PstIPstI ile tam kesildikten sonra bir yarısı HpaIIHpaII ile de muamele ediliyor. Sadece PstIPstI ile kesilen örnekte 66 kbkb boyutunda tek bir bant görülürken, PstI+HpaIIPstI + HpaII ile kesilen örnekte hem 66 kbkb hem de 44 kbkb ve 22 kbkb boyutlarında bantların birlikte görülmesi aşağıdakilerden hangisini en iyi açıklar?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Kadın, XX inaktivasyonu açısından rastgele (randomrandom) bir patern sergilemektedir; çünkü dokuda hem metillenmiş (inaktif) hem de metillenmemiş (aktif) XX kromozomuna sahip hücre popülasyonları mevcuttur.

Cevap

Kadın, XX inaktivasyonu açısından rastgele (randomrandom) bir patern sergilemektedir; çünkü dokuda hem metillenmiş (inaktif) hem de metillenmemiş (aktif) XX kromozomuna sahip hücre popülasyonları mevcuttur.
Doğru yanıt, dokuda hem metillenmiş (inaktif) hem de metillenmemiş (aktif) XX kromozomlarının bir arada bulunduğunu ifade eden seçenektir. PstI+HpaIIPstI + HpaII kuyucuğunda orijinal 66 kbkb bandının kalması, metilasyon nedeniyle kesilemeyen DNADNA'yı; 44 ve 22 kbkb bantlarının oluşumu ise metillenmemiş olduğu için kesilen DNADNA'yı gösterir. Bu durum, memeli dişilerindeki normal, rastgele XX kromozomu inaktivasyonu (Lyonizasyon) sürecinin bir sonucudur.

Adım Adım Çözüm

1
PstIPstI kesiminin sonucunu değerlendir.
66 kbkb boyutunda tek bir bant oluşur.
PstIPstI metilasyona duyarsızdır, dolayısıyla hem aktif hem inaktif XX kromozomlarını aynı bölgelerden keserek temel fragmanı oluşturur.
2
HpaIIHpaII enziminin metilasyon duyarlılığını analiz et.
HpaIIHpaII sadece metillenmemiş (aktif XX) DNADNA'yı kesebilir.
Metillenmiş CpGCpG adacıkları HpaIIHpaII enziminin tanıma dizisine bağlanmasını ve kesim yapmasını engeller.
3
PstI+HpaIIPstI + HpaII kuyucuğundaki 66 kbkb bandını yorumla.
Bu bant metillenmiş (inaktif) XX kromozomuna aittir.
HpaIIHpaII bu bölgeyi kesemediği için PstIPstI tarafından oluşturulan 66 kbkb fragman bütünlüğünü korumuştur.
4
PstI+HpaIIPstI + HpaII kuyucuğundaki 44 kbkb ve 22 kbkb bantlarını yorumla.
Bu bantlar metillenmemiş (aktif XX) XX kromozomuna aittir.
HpaIIHpaII bu bölgedeki metillenmemiş diziyi tanımış ve 66 kbkb'lık fragmanı 44 ve 22 kbkb'lık iki parçaya bölmüştür.
5
Sonuçları birleştirerek biyolojik durumu saptan.
Dokuda her iki inaktivasyon durumuna sahip hücreler mevcuttur (Rastgele XX inaktivasyonu).
Kadınlar mozaik bir yapıya sahiptir; bazı hücrelerde bir XX inaktifken (metillenmiş), diğerlerinde diğeri inaktiftir.

Anahtar Kavram

Metilasyona duyarlı restriksiyon endonükleaz analizi ile epigenetik durumun saptanması.

Alternatif Yöntem

Metilasyon durumunu belirlemek için modern laboratuvarlarda bisu¨lfitbisülfit sekanslama yöntemi de kullanılabilir, ancak SouthernSouthern BlotBlot büyük ölçekli metilasyon paternlerini (örn. XX inaktivasyonu veya imprintingimprinting) göstermek için klasik ve güvenilir bir yöntemdir.
Tahmini Süre:2m 30s
Soru 48Soru →

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

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Tetrasiklinler, prokaryotik ribozomun 50S50S alt birimine bağlanarak aminoaçil-tRNA'ların A bölgesine girişini ve böylece polipeptit zincirinin uzamasını engeller.

Cevap

Tetrasiklinler prokaryotik ribozomun 50S50S alt birimine değil, 30S30S alt birimine bağlanarak etki gösterirler.
Tetrasiklin grubu antibiyotikler, prokaryotik ribozomun küçük alt birimi olan 30S30S yapısına bağlanırlar. Bu bağlanma, aminoaçil-tRNA'nın ribozom üzerindeki A (akseptör) bölgesine girişini fiziksel olarak engeller ve polipeptit zincirinin uzamasını (elongasyon) durdurur. İfadedeki 50S50S bilgisi hatalıdır; 50S50S alt birimine bağlanan temel inhibitörler kloramfenikol, makrolidler (eritromisin vb.) ve linkozamitlerdir.

Adım Adım Çözüm

1
Amino asit aktivasyonu enerjisini değerlendir.
Doğru.
ATP→AMPATP \rightarrow AMP dönüşümü iki yüksek enerjili bağ tüketimi anlamına gelir.
2
Uzama faktörlerinin (EF−Tu/EF−TsEF-Tu/EF-Ts) döngüsünü kontrol et.
Doğru.
EF−TsEF-Ts, EF−TuEF-Tu için gerekli olan guanin nükleotid değişim faktörüdür.
3
Protein sentezi inhibitörlerinin ribozomal alt birim özgüllüğünü hatırla.
Hatalı bilgi saptandı.
Tetrasiklinler ve aminoglikozitler 30S30S alt birimine bağlanırken; kloramfenikol, makrolidler ve klindamisin 50S50S 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.

Anahtar Kavram

Ribozomal İnhibitörler ve Translasyon Enerjetiği
Soru 49Soru →

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?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: DNA polimeraz α\alpha/primaz kompleksi 5′→3′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.

Cevap

DNA polimeraz α\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 α\alpha, primaz aktivitesiyle süreci başlatır ancak prosesivitesi düşük olduğu için RFC/PCNA kompleksinin yardımıyla yerini daha güçlü polimerazlara (δ\delta veya ϵ\epsilon) bırakır. Bu süreçte tüm nükleik asit sentezleri her zaman 5′→3′5' \rightarrow 3' yönünde gerçekleşir.

Adım Adım Çözüm

1
Replikasyonun başlangıcını analiz et.
Ökaryotlarda DNA polimeraz α\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 α\alpha düşük prosesiviteye sahiptir ve hata düzeltme (proofreading) yapamaz; bu yüzden görev devredilmelidir.
3
Uzama (elongation) polimerazlarını belirle.
PCNA yüklendikten sonra Pol δ\delta (kesintili zincir) veya Pol ϵ\epsilon (kesintisiz zincir) görevi devralarak sentezi sürdürür.
Bu polimerazlar 3′→5′3' \rightarrow 5' ekzonükleaz aktivitesine sahiptir ve yüksek doğrulukla sentez yaparlar.

Anahtar Kavram

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

Daha Fazla Pratik

Ökaryotik polimeraz δ\delta ve ϵ\epsilon'un hata düzeltme mekanizmaları ile ekzonükleaz aktivitelerini karşılaştırın.
Tahmini Süre:2m 0s
Soru 50Soru →

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′3' ucundaki son nükleotidi, hedef mutasyonun bulunduğu bölgeye tam karşılık gelecek (komplementer olacak) şekilde tasarlanmıştır. Deney sırasında, DNA polimerazın primerin 3′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?

Cevabı ve açıklamayı göster

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

Cevap

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′3' nükleotidindeki bir uyumsuzluğu 'tamir edememesi' ve dolayısıyla yeni nükleotid ekleyememesi prensibine dayanır. Bu sayede, primerin 3′3' ucu hedef mutasyona göre tasarlanırsa, sadece o mutasyonun varlığında çoğalma gerçekleşir.

Adım Adım Çözüm

1
Tekniğin temel çalışma prensibinin analiz edilmesi
Primerin 3′3' ucundaki nükleotid eşleşmesinin, polimerizasyonun devamı için mutlak şart olduğu belirlenir.
DNA polimeraz (özellikle Taq polimeraz gibi proofreading aktivitesi olmayanlar), primerin 3′3' ucunda serbest bir −OH-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.

Anahtar Kavram

Allele-Specific PCR (AS-PCR) veya ARMS tekniği, DNA polimerazın primerin 3′3' ucundaki baz uyumsuzluklarını uzatamama (refrakterlik) özelliğine dayanır.

Daha Fazla Pratik

Bu yöntemin neden proofreading (3′→5′3' \rightarrow 5' ekzonükleaz) aktivitesi olan polimerazlarla yapılamayacağını düşününüz.
Tahmini Süre:1m 30s
Soru 51Soru →

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 mRNAmRNA üzerinde gerçekleşmesi gereken yapısal ve işlevsel olaylar değerlendirildiğinde, aşağıdakilerden hangisinin gerçekleşmesi zorunludur?

Cevabı ve açıklamayı göster

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

Cevap

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.

Adım Adım Çözüm

1
Kodon tayini
UGAUGA kodonunun belirlenmesi
Selenosistein, normalde durdurucu bir kodon olan UGAUGA kodonuna karşılık protein zincirine girer.
2
tRNAtRNA yükleme mekanizmasının analizi
Serin yüklü tRNA[Ser]SectRNA^{[Ser]Sec} oluşumu
Önce tRNAtRNA’ya serin yüklenir, ardından bu serin tRNAtRNA üzerinde selenosisteine dönüştürülür.
3
Sinyal dizisinin (SECIS) konumunun belirlenmesi
3'-UTR bölgesindeki SECIS ilmiğinin aktivasyonu
UGAUGA’nın durdurucu olarak değil de selenosistein olarak okunması için mRNAmRNA’nın 3' ucundaki SECIS yapısı ve buna bağlanan SBP2SBP2 proteini gereklidir.
4
Translasyonel uzama faktörü ile etkileşim
eEFSeceEFSec faktörünün tRNAtRNA’yı ribozoma getirmesi
Özgül uzama faktörü eEFSeceEFSec, SECIS yapısı ile koordine çalışarak selenosistein-tRNAtRNA’yı ribozomun A bölgesine taşır.

Anahtar Kavram

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

İpuçları

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.

Daha Fazla Pratik

Prokaryotlarda SECIS elementinin konumu ile ökaryotlardaki farkını (prokaryotlarda kodlama bölgesi içindedir) incelemek konuyu pekiştirecektir.
Tahmini Süre:2m 0s
Soru 52Soru →

Ökaryotik DNA replikasyonu sırasında Okazaki fragmanlarının olgunlaşması sürecinde, DNA polimeraz δ\delta tarafından gerçekleştirilen zincir yer değiştirme (strand displacement) sentezi sonucunda 5′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?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Dna2 nükleaz

Cevap

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 δ\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.

Adım Adım Çözüm

1
Kesintisiz (lagging) zincir sentezinin analizi
DNA polimeraz δ\delta, bir önceki Okazaki fragmanına ulaştığında senteze devam ederek 5′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.

Anahtar Kavram

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

İpuçları

1
Flap yapısının uzunluğu ve üzerine bağlanan proteinler, hangi enzimin çalışacağını belirler.

Daha Fazla Pratik

Okazaki fragmanı olgunlaşmasında görev alan DNA Ligaz I eksikliğinde görülen hücresel fenotipleri inceleyebilirsiniz.
Tahmini Süre:2m 30s
Soru 53Soru →

Bir genin belirli bir bölgesindeki tek nükleotid değişikliğinin (SNPSNP), 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 DNADNA kullanarak belirlemek için en uygun moleküler teknik aşağıdakilerden hangisidir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Restriksiyon parça uzunluk polimorfizmi (RFLPRFLP)

Cevap

Restriksiyon parça uzunluk polimorfizmi (RFLPRFLP), DNA dizisindeki değişikliklerin restriksiyon enzimlerinin kesim bölgelerini etkilemesi prensibiyle çalışır ve genomik DNA analizinde en uygun yöntemdir.
Doğru yanıt olan yöntem (RFLPRFLP), 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 DNADNA 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.

Adım Adım Çözüm

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.

Anahtar Kavram

DNA sekansındaki tek nükleotid değişimlerinin restriksiyon enzim profili üzerinden analizi (RFLPRFLP).
Tahmini Süre:1m 30s
Soru 54Soru →

Hücrede yanlış katlanmış protein birikimi (ER stresi) veya amino asit eksikliği gibi stres durumlarında, ökaryotik başlama faktörü 2'nin alfa alt birimi (eIF2αeIF2\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′5' translasyonu yapılmayan bölgesinde (5′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?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: eIF2−GTP−Met−tRNAiMeteIF2-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

Cevap

Hücredeki düşük eIF2−GTPeIF2-GTP seviyeleri nedeniyle uORF1 sonrası ribozomun inhibitör uORF2 dizisini atlaması ve ana başlatıcı kodona ulaşması
Hücresel stres durumunda eIF2αeIF2\alpha fosforillenir ve translasyonu başlatmak için gerekli olan eIF2−GTP−Met−tRNAiMeteIF2-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.

Adım Adım Çözüm

1
Stres sinyalinin analizi
eIF2αeIF2\alpha fosforillenir.
Stres kinazları (PERK, GCN2 vb.) global translasyonu durdurmak için eIF2'yi inaktive eder.
2
Üçlü kompleks miktarının değerlendirilmesi
eIF2−GTP−Met−tRNAiMeteIF2-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.

Anahtar Kavram

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

Alternatif Yöntem

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.
Tahmini Süre:2m 30s
Soru 55Soru →

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 (tRNAtRNA) ile 5S ribozomal RNA (5SrRNA5S rRNA) sentezinden sorumlu olan temel enzim aşağıdakilerden hangisidir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: RNA polimeraz III

Cevap

Ökaryotik nükleus içerisinde tRNA ve 5S rRNA sentezini gerçekleştiren temel enzim RNA polimeraz III'tür.
Ökaryotik nükleus içerisinde RNA polimeraz III, özellikle transfer RNA (tRNAtRNA), 5S ribozomal RNA (5SrRNA5S rRNA) ve bazı küçük nükleer RNA'ların (snRNAsnRNA) sentezinden sorumludur. Bu enzim α\alpha-amanitine karşı orta derecede duyarlıdır (insan hücrelerinde genellikle düşük duyarlılık gösterir).

Adım Adım Çözüm

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.

Anahtar Kavram

Ökaryotik RNA Polimerazların Ürün Spesifikliği
Soru 56Soru →

Ökaryotik hücrelerde RNARNA polimeraz IIII tarafından gerçekleştirilen transkripsiyon sürecinde, enzimin promotörden uzaklaşıp üretken uzama (productiveproductive elongationelongation) fazına geçişi sıkı bir şekilde düzenlenir. Transkripsiyonun başlatılmasından kısa bir süre sonra (20−6020-60 nükleotid), enzimin duraksamasına (promoter−proximalpromoter-proximal pausingpausing) neden olan NELFNELF ve DSIFDSIF gibi faktörlerin inhibisyonunu kaldırarak transkripsiyonun devam etmesini sağlayan, RNARNA polimeraz IIII’nin karboksi terminal ucunu (CTDCTD) Serin−2Serin-2 pozisyonundan fosforilleyen temel protein kompleksi aşağıdakilerden hangisidir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: P−TEFbP-TEFb kompleksi

Cevap

Ökaryotik transkripsiyonda duraksamayı (pausingpausing) çözen ve üretken uzamayı başlatan temel kompleks P−TEFbP-TEFb (PositivePositive TranscriptionTranscription ElongationElongation FactorFactor bb)'dir.
Transkripsiyonun başlatılmasından sonra RNARNA polimeraz IIII, NELFNELF ve DSIFDSIF etkisiyle duraksar. P−TEFbP-TEFb kompleksi (Cdk9Cdk9 kinaz birimi aracılığıyla), bu negatif faktörleri fosforilleyerek NELFNELF'i polimerazdan uzaklaştırır ve DSIFDSIF'i pozitif bir uzama faktörüne dönüştürür. Aynı zamanda RNARNA polimerazın CTDCTD kuyruğundaki Ser−2Ser-2 kalıntılarını fosforilleyerek üretken uzama fazına geçişi sağlar.

Adım Adım Çözüm

1
Transkripsiyon evresinin belirlenmesi
Soru, başlatmadan hemen sonraki (20−6020-60 nükleotid) duraksama (pausingpausing) evresine odaklanmaktadır.
Bu evre, transkripsiyonun en kritik düzenleme basamaklarından biridir.
2
Düzenleyici proteinlerin analizi
Duraksamaya NELFNELF (NegativeNegative ElongationElongation FactorFactor) ve DSIFDSIF (DRBDRB SensitivitySensitivity InducingInducing FactorFactor) neden olur.
Bu proteinler polimerazın ilerlemesini fiziksel olarak engeller.
3
Enzim fosforilasyon paterninin incelenmesi
RNARNA polimeraz IIII’nin CTDCTD (Carboxy−TerminalCarboxy-Terminal DomainDomain) bölgesinde Serin−2Serin-2 fosforilasyonu üretken uzama için şarttır.
Serin−5Serin-5 başlatma için, Serin−2Serin-2 ise uzama ve mRNAmRNA işlenmesi için gereklidir.
4
Kinaz kompleksinin eşleştirilmesi
Cdk9Cdk9 ve SiklinSiklin TT birimlerinden oluşan P−TEFbP-TEFb kompleksi bu işlemi gerçekleştirir.
P−TEFbP-TEFb hem duraksama faktörlerini etkisiz hale getirir hem de polimerazı uzama moduna sokar.

Anahtar Kavram

Ökaryotik transkripsiyonel uzamanın regülasyonu ve P-TEFb kompleksinin rolü.

İpuçları

1
Bu protein kompleksi, Cdk9Cdk9 kinaz ve SiklinSiklin TT alt birimlerinden oluşur.
2
Transkripsiyonun duraksamasını (pausingpausing) çözmek için Serin−2Serin-2 fosforilasyonu gereklidir.
3
HIVHIV virüsü, kendi genlerinin transkripsiyonunu artırmak için TatTat proteini aracılığıyla bu kompleksi doğrudan kullanır.

Daha Fazla Pratik

RNARNA polimeraz IIII'nin CTDCTD bölgesindeki Ser−2Ser-2 ve Ser−5Ser-5 fosforilasyonlarının mRNAmRNA işlenmesi (cappingcapping, splicingsplicing) üzerindeki etkilerini inceleyebilirsiniz.
Tahmini Süre:2m 0s
Soru 57Soru →

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?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 2′,3′−dideoksinu¨kleotid2',3'-dideoksinükleotid trifosfattrifosfat (ddNTP)(ddNTP)

Cevap

Sanger dizileme yönteminde zincir sonlanmasına neden olan moleküller 2′,3′−dideoksinu¨kleotid2',3'-dideoksinükleotid trifosfattrifosfat (ddNTPddNTP)'lardır.
Doğru seçenek olan nükleotid türü, şeker yapısındaki 3′3' karbonunda hidroksil grubu (OHOH) taşımamaktadır. DNA polimeraz, bir nükleotidi zincire eklerken önceki nükleotidin 3′−OH3'-OH grubu ile yeni nükleotidin 5′−fosfat5'-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.

Adım Adım Çözüm

1
DNA polimerizasyon mekanizmasını incele.
Normal bir DNA sentezinde, yeni gelen nükleotidin 5′−fosfat5'-fosfat grubu, mevcut zincirin sonundaki nükleotidin 3′−hidroksil3'-hidroksil (3′−OH3'-OH) grubuyla fosfodiester bağı kurar.
Zincir uzaması için serbest bir 3′−OH3'-OH grubu zorunludur.
2
ddNTPddNTP molekülünün yapısını analiz et.
ddNTPddNTP molekülleri hem 2′2' hem de 3′3' pozisyonunda hidroksil grubu içermezler (2′,3′−dideoksi2',3'-dideoksi).
3′−OH3'-OH grubunun yokluğu, bir sonraki nükleotidin bağlanabileceği kimyasal bölgeyi ortadan kaldırır.
3
Reaksiyon sonucunu belirle.
DNA polimeraz zincire bir ddNTPddNTP eklediğinde, sentez o noktada durur.
Zincir sonlanması (chain termination) gerçekleşerek farklı uzunluklarda DNA parçaları oluşur.

Anahtar Kavram

Sanger Dizileme ve Zincir Sonlanma Mekanizması

İpuçları

1
DNA sentezinin devam etmesi için nükleotidlerin hangi karbon atomundaki grubun serbest olması gerektiğini hatırlayın.

Daha Fazla Pratik

Sanger yöntemi ile yeni nesil dizileme (NGS) yöntemleri arasındaki temel farkları gözden geçirebilirsiniz.
Tahmini Süre:1m 0s
Soru 58Soru →

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

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: DNA polimeraz γ\gamma

Cevap

Ökaryotik hücrelerde mitokondriyal DNA replikasyonunu gerçekleştiren temel enzim DNA polimeraz γ\gamma'dır.
DNA polimeraz γ\gamma, ökaryotik hücrelerde mitokondriyal DNA'nın (mtDNAmtDNA) replikasyonundan ve onarımından sorumlu olan yegane DNA polimerazdır. Bu enzim, çekirdek genomu tarafından kodlanır ancak sentezlendikten sonra mitokondriye taşınarak görevini burada icra eder.

Adım Adım Çözüm

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.
α\alpha, β\beta, δ\delta ve ϵ\epsilon polimerazlar çekirdek yerleşimliyken, γ\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 γ\gamma mitokondriye özgü polimerazdır.
Mitokondriyal DNA replikasyonu, mitokondriyal genler ve nükleer genlerin koordinasyonu ile gerçekleşen, Pol γ\gamma tarafından yürütülen bir süreçtir.

Anahtar Kavram

Ökaryotik DNA polimerazların hücresel lokalizasyonu ve görevleri.

İpuçları

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.

Daha Fazla Pratik

Prokaryotlardaki (örneğin E. coli) DNA polimerazların (I, II, III) görevlerini ve ökaryotik karşılıklarını karşılaştırarak çalışabilirsiniz.
Tahmini Süre:45s
Soru 59Soru →

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?

Cevabı ve açıklamayı göster

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

Cevap

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.

Adım Adım Çözüm

1
Nükleozom yapısındaki DNA bükülmesinin enerjetik maliyetini değerlendiriniz.
DNA'nın nükleozom etrafındaki keskin bükülmesi (yaklaşık 11 nm11\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.

Anahtar Kavram

DNA Bükülme Enerjetiği ve Sekans Spesifik Olmayan Nükleozom Organizasyonu

Daha Fazla Pratik

Histon modifikasyonlarının (asetilasyon, metilasyon) bu elektrostatik etkileşimler üzerindeki etkisini ve kromatini nasıl gevşettiğini inceleyiniz.
Tahmini Süre:2m 30s
Soru 60Soru →

DNADNA hasarı oluştuğunda hücrenin genomik bütünlüğünü korumak için başvurduğu en önemli mekanizmalardan biri hücre döngüsünün durdurulmasıdır. Bu süreçte p53p53 proteini bir transkripsiyon faktörü olarak görev yapar ve belirli hedef genlerin ifadesini artırarak döngüyü kontrol eder. Buna göre; p53p53 tarafından doğrudan transkripsiyonel düzeyde indüklenen ve hücre döngüsünün G1G_1 fazında duraklamaya neden olan temel siklin bağımlı kinaz inhibitörü (CKICKI) aşağıdakilerden hangisidir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: p21p21 (Waf1/Cip1Waf1/Cip1)

Cevap

Hücre döngüsünü G1G_1 fazında durduran ve p53p53 tarafından indüklenen temel inhibitör p21p21 (Waf1/Cip1Waf1/Cip1) proteinidir.
Doğru seçenek olan protein, p53p53 geninin en klasik transkripsiyonel hedefidir. DNADNA hasarı sonrası artan p53p53, p21p21 proteininin sentezini uyararak G1/SG_1/S geçişinden sorumlu olan siklin-bağımlı kinazları (CDK2,4,6CDK2, 4, 6) inhibe eder ve hücrenin hasarı onarması için zaman kazanmasını sağlar.

Adım Adım Çözüm

1
DNADNA hasarının algılanması ve p53p53 aktivasyonu.
ATM/ATRATM/ATR kinazlar aracılığıyla p53p53 fosforillenir ve stabilize olur.
DNADNA hasarı varlığında p53p53’ün proteazomal yıkımı durdurulmalıdır.
2
p21p21 geninin transkripsiyonel aktivasyonu.
p53p53, p21p21 (CDKN1ACDKN1A) geninin promotör bölgesine bağlanarak mRNAmRNA sentezini artırır.
p53p53 bir transkripsiyon faktörü olarak hedef genlerin ifadesini kontrol eder.
3
CDKCDK komplekslerinin inhibisyonu.
Sentezlenen p21p21 proteinleri CyclinCyclin D−CDK4/6D-CDK4/6 ve CyclinCyclin E−CDK2E-CDK2 komplekslerine bağlanarak onları inaktive eder.
p21p21, Cip/KipCip/Kip ailesinden geniş spektrumlu bir inhibitördür.
4
RbRb proteininin hipofosforile durumda kalması.
CDKCDK’lar inhibe olduğu için RbRb fosforillenemez ve E2FE2F serbest kalamaz.
Hücrenin G1G_1’den SS fazına geçişi için RbRb’nin fosforillenmesi şarttır.

Anahtar Kavram

p53p53 proteini, DNADNA hasarı yanıtında p21p21 sentezini artırarak hücre döngüsünü G1G_1 fazında durdurur.
Tahmini Süre:1m 0s
ÖncekiSayfa 3 / 9Sonraki