Moleküler Biyoloji

173 soru

DNA çift sarmalında nükleotidler birbirlerine fosfodiester bağlarıyla bağlanarak şeker-fosfat omurgasını oluşturur. Ancak sarmalın termodinamik stabilitesine, bazlar arasındaki hidrojen bağlarından daha fazla katkı sağlayan ve ardışık bazların dikey eksende birbiri üzerine binmesiyle karakterize edilen temel kuvvet aşağıdakilerden hangisidir?

Hidrofobik istiflenme (base stacking) etkileşimleri

3'-5' fosfodiester bağları

N

-glikozidik bağlar

Bazlar arasındaki kovalent çapraz bağlar

DNA omurgası ile histonlar arasındaki iyonik etkileşimler

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Hidrofobik istiflenme (base stacking) etkileşimleri

Cevap

DNA çift sarmalının stabilitesine en büyük katkıyı sağlayan kuvvet, dikey eksende bazların birbiri üzerine yerleşmesiyle oluşan hidrofobik istiflenme (base stacking) etkileşimleridir.

DNA çift sarmalının iç kısmında yer alan azotlu bazlar hidrofobiktir. Bu bazların dikey bir sütun oluşturacak şekilde üst üste binmesi (stacking), su moleküllerinin sarmalın iç kısmından dışlanmasını sağlar ve van der Waals kuvvetleri aracılığıyla sarmalın termodinamik stabilitesine en büyük katkıyı sunar.

Adım Adım Çözüm

DNA sarmalını bir arada tutan dikey ve yatay etkileşimleri analiz et.

Yatayda hidrojen bağları, dikeyde ise istiflenme kuvvetleri bulunur.

Sarmalın bütünlüğünü sağlayan farklı düzlemlerdeki kuvvetleri ayırt etmek gerekir.

Hidrojen bağlarının temel fonksiyonunu belirle.

Hidrojen bağları baz eşleşmesinin özgüllüğünü (A-T, G-C) sağlar.

H-bağları stabiliteye katkı sağlasa da asıl görevi doğru bazların karşı karşıya gelmesini sağlamaktır.

İstiflenme (stacking) etkileşimlerinin termodinamik katkısını değerlendir.

Hidrofobik etkileşimler ve van der Waals kuvvetleri, sarmalın merkezindeki sudan kaçınan bazların üst üste binmesiyle toplam enerjiyi düşürür ve stabiliteyi maksimize eder.

Dikey istiflenme, sarmalın suyla temas eden yüzey alanını azaltarak entropik bir avantaj sağlar.

Anahtar Kavram

DNA Stabilitesi ve İstiflenme Kuvvetleri

Tahmini Süre:1m 15s

Soru 62Soru →

DNA'nın yapısal polimorfizmi çerçevesinde B-DNA formundan sol el dönüşlü (left-handed) Z-DNA formuna geçiş (B-to-Z transition), gen ifadesinin düzenlenmesinde ve kromatin organizasyonunda önemli bir role sahiptir. Buna göre, fizyolojik koşullarda veya laboratuvar ortamında Z-DNA yapısının oluşumunu ve kararlılığını artıran faktörler ile ilgili aşağıdakilerden hangisi doğrudur?

Sitozin bazlarının

5'

pozisyonundan metillenmesi (

5

-metilsitozin), Z-DNA formunun termodinamik olarak daha düşük bir enerji seviyesinde stabilize edilmesine yardımcı olur.

Ortamdaki iyonik şiddetin (

Na^+

veya

Mg^{2+}

konsantrasyonu) azaltılması, şeker-fosfat omurgasındaki negatif yüklerin itmesini azaltarak Z-DNA yapısını stabilize eder.

Z-DNA yapısında yer alan tüm pürin ve pirimidin nükleotidleri, pentoz şekerine göre 'anti' glikozidik bağ konformasyonunda yerleşir.

DNA çift sarmalının pozitif yönde süperkıvrımlanması (positive supercoiling), sarmal üzerindeki torsiyonel gerilimi artırarak Z-DNA dönüşümünü teşvik eden temel mekanizmadır.

Z-DNA nükleotidlerinde pentoz şekerinin halka bükülmesi (sugar pucker), tüm nükleotidlerde B-DNA'da olduğu gibi

C2'

-endo formunda sabitlenmiştir.

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Sitozin bazlarının $5'$ pozisyonundan metillenmesi ( $5$ -metilsitozin), Z-DNA formunun termodinamik olarak daha düşük bir enerji seviyesinde stabilize edilmesine yardımcı olur.

Cevap

Sitozin bazlarının metillenmesinin Z-DNA formunu stabilize ettiğini belirten ifade doğrudur.

Doğru ifade, sitozin metillenmesinin Z-DNA'yı stabilize ettiğini belirtmektedir.

5

-metilsitozin içeren DNA bölgelerinde, metil grupları Z-DNA'nın dış yüzeyindeki hidrofobik bir boşluğa yerleşerek yapıyı termodinamik olarak destekler ve B'den Z'ye geçişi kolaylaştırır.

Adım Adım Çözüm

Z-DNA ve B-DNA arasındaki yapısal farkların analiz edilmesi

B-DNA sağ el dönüşlü ve düzenli bir omurgaya sahipken, Z-DNA sol el dönüşlü ve zig-zag şeklinde bir omurgaya sahiptir.

Geçişi etkileyen faktörleri anlamak için temel yapısal parametrelerin (helis dönüşü, konformasyon) bilinmesi gerekir.

Çevresel faktörlerin (tuz ve süperkıvrımlanma) etkisinin değerlendirilmesi

Yüksek tuz konsantrasyonu fosfat itmesini azaltır; negatif süperkıvrımlanma ise helisi gevşeterek sol el dönüşüne (Z-DNA) zemin hazırlar.

Z-DNA'da fosfat grupları birbirine daha yakın olduğu için elektrostatik itme daha fazladır.

Kimyasal modifikasyonların (metilasyon) rolünün belirlenmesi

Sitozinin

5

-metilasyonu, Z-DNA'daki atomik yerleşim nedeniyle bu formu stabilize eder.

Metil grupları Z-formunda, B-formuna göre daha az suyla temas eden (hidrofobik olarak korunan) bir bölgede yer alır.

Anahtar Kavram

DNA Polimorfizmi ve Z-DNA Stabilizasyonu

İpuçları

B-DNA sağ el, Z-DNA sol el dönüşlüdür. Bu dönüş farkı omurganın 'zig-zag' yapmasına neden olur.

Z-DNA'da fosfat grupları birbirine çok yakındır. Bu itmeyi dengelemek için ne tür bir ortam (tuzlu/tuzsuz) gerekir?

Pürin nükleotidleri Z-DNA'da 'syn' konformasyonuna geçer. Metilasyon gibi modifikasyonlar bu ekstrem yapıları stabilize edebilir.

Daha Fazla Pratik

DNA denatürasyon kinetiği ve hyperchromic shift (hiperkromisite) etkisini inceleyiniz.

Tahmini Süre:2m 0s

Soru 63Soru →

Ökaryotik hücrelerde protein sentezinin elongasyon (uzama) evresinde, ribozomun $mRNA$ üzerinde bir kodon ilerlemesini (translokasyon) sağlayan faktörün inaktivasyonu translasyonu durdurur. *Corynebacterium diphtheriae* tarafından üretilen difteri toksini, aşağıdaki faktörlerden hangisini $NAD^+$ kullanarak post-translasyonel bir modifikasyon olan ADP-ribozilasyonu ile kalıcı olarak inaktive eder?

eEF-2

(Ökaryotik Elongasyon Faktörü 2)

eIF-2

(Ökaryotik Başlatma Faktörü 2)

eEF-1\alpha

(Ökaryotik Elongasyon Faktörü 1-alfa)

RF-1

(Salınım Faktörü 1)

Peptidil transferaz ribozimi

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: $eEF-2$ (Ökaryotik Elongasyon Faktörü 2)

Cevap

Difteri toksini, ökaryotik translasyonun elongasyon basamağında görevli olan

eEF-2

faktörünü ADP-ribozilasyonu ile inaktive eder.

Difteri toksini, ökaryotik hücrelerde translasyonun elongasyon (uzama) evresinde görev yapan

eEF-2

faktörünü hedef alır. Toksin,

NAD^+

molekülünden gelen ADP-riboz grubunu

eEF-2

üzerindeki 'difthamid' adı verilen modifiye bir histidin kalıntısına aktararak (ADP-ribozilasyonu) faktörü kalıcı olarak inaktive eder. Bu durum ribozomun translokasyon yapmasını engeller ve protein sentezi durur.

Adım Adım Çözüm

Toksinin etki ettiği hücresel süreci belirle.

Difteri toksini protein sentezini (translasyon) inhibe eder.

Toksinin patofizyolojik etkisinin temelinde translasyon blokajı yatar.

Toksinin biyokimyasal etki mekanizmasını tanımla.

NAD^+

kullanılarak gerçekleştirilen ADP-ribozilasyonu modifikasyonu.

Bu modifikasyon, hedef proteinin yapısını değiştirerek görev yapmasını engeller.

Translokasyon basamağında görevli olan spesifik hedef faktörü seç.

eEF-2

(prokaryotlardaki karşılığı EF-G'dir).

Ribozomun mRNA üzerinde kaymasını (translokasyon) sağlayan temel faktör

eEF-2

'dir.

Anahtar Kavram

Difteri toksini, ökaryotik elongasyon faktörü 2'yi (

eEF-2

) ADP-ribozilasyonu yoluyla inaktive ederek protein sentezini durdurur.

Daha Fazla Pratik

Pseudomonas ekzotoksini A'nın mekanizması ile difteri toksini mekanizmasının benzerliğini ve Şiga toksininin ribozomal RNA (28S rRNA) üzerindeki farklı etkisini karşılaştırın.

Tahmini Süre:1m 30s

Soru 64Soru →

Prokaryotik hücrelerde gen ifadesinin düzenlenmesinden sorumlu olan operon sistemlerinde; bir baskılayıcı (represör) proteinin bağlandığı ve RNA polimerazın genler boyunca ilerlemesini fiziksel olarak engelleyen spesifik DNA dizisi aşağıdakilerden hangisidir?

Operatör

Promotör

Enhancer (Güçlendirici)

İntron

Poli-A kuyruğu

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Operatör

Cevap

Prokaryotik operonlarda represör proteinin bağlandığı bölge operatördür.

Operatör bölgesi, DNA üzerinde bulunan ve represör (baskılayıcı) proteinlerin spesifik olarak bağlandığı dizidir. Bu bağlanma, RNA polimerazın promotörden başlayarak yapısal genleri transkribe etmesini engeller.

Adım Adım Çözüm

Operon yapısının bileşenlerini tanımla.

Operon; promotör, operatör ve yapısal genlerden oluşur.

Sistemin nasıl çalıştığını anlamak için yapı taşlarını bilmek gerekir.

Kontrol mekanizmasını analiz et.

Represör protein operatöre bağlandığında RNA polimerazın yolunu kapatır.

Soruda sorulan 'fiziksel engelleme' işlevi operatör bölgesi aracılığıyla gerçekleşir.

Anahtar Kavram

Operon Yapısı ve Operatör Fonksiyonu

Tahmini Süre:45s

Soru 65Soru →

DNA replikasyonu sırasında yeni bir DNA zinciri sentezlenirken, nükleotitlerin eklenme yönü (sentez yönü) ve kalıp (template) DNA zincirinin okunma yönü aşağıdakilerin hangisinde doğru olarak verilmiştir?

Sentez yönü:

5' \rightarrow 3'

; Okunma yönü:

3' \rightarrow 5'

Sentez yönü:

3' \rightarrow 5'

; Okunma yönü:

5' \rightarrow 3'

Sentez yönü:

5' \rightarrow 3'

; Okunma yönü:

5' \rightarrow 3'

Sentez yönü:

3' \rightarrow 5'

; Okunma yönü:

3' \rightarrow 5'

Sentez yönü:

5' \rightarrow 5'

; Okunma yönü:

3' \rightarrow 3'

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Sentez yönü: $5' \rightarrow 3'$ ; Okunma yönü: $3' \rightarrow 5'$

Cevap

Yeni DNA zincirinin sentezi

5' \rightarrow 3'

yönünde gerçekleşirken, kalıp DNA zinciri

3' \rightarrow 5'

yönünde okunur.

Doğru seçenekte belirtildiği üzere, DNA polimeraz enzimi yeni nükleotitleri büyüyen zincirin serbest

3'-OH

grubuna eklediği için sentez her zaman

5' \rightarrow 3'

yönünde ilerler. DNA'nın çift sarmal yapısında zincirler birbirine antiparalel (ters yönlü) bağlı olduğu için, enzim kalıp zincir üzerinde fiziksel olarak

3'

ucundan

5'

ucuna doğru hareket eder.

Adım Adım Çözüm

DNA polimeraz enziminin biyokimyasal gereksinimini belirle.

DNA polimerazlar, yeni bir nükleotidin fosfat grubunu, mevcut zincirin serbest

3'-OH

grubuna bağlar.

Bu kimyasal kısıtlama, sentezin yönünü belirleyen temel faktördür.

Sentez yönünü saptanması.

Nükleotitler

3'

ucuna eklendiği için yeni zincir

5'

ucundan

3'

ucuna doğru uzar (

5' \rightarrow 3'

Zincir büyümesi her zaman serbest hidroksil ucuna doğru ilerler.

Kalıp zincir ile sentezlenen zincir arasındaki yapısal ilişkiyi kur.

DNA zincirleri birbirine antiparaleldir. Yeni zincir

5' \rightarrow 3'

yönünde sentezleniyorsa, kalıp zincir bunun zıttı olan

3' \rightarrow 5'

yönünde okunmalıdır.

Baz eşleşmesinin sağlanması için zincirlerin ters yönlü (antiparalel) uzanması gerekir.

Anahtar Kavram

DNA polimerazlar sadece

5' \rightarrow 3'

yönünde sentez yapabilir ve kalıp zinciri antiparalel olarak

3' \rightarrow 5'

yönünde okur.

İpuçları

DNA polimerazın nükleotit eklemek için hangi serbest gruba (

OH

veya Fosfat) ihtiyaç duyduğunu düşünün.

Nükleotitler her zaman

3'

ucuna eklendiğine göre zincir hangi yöne doğru uzar?

DNA zincirlerinin birbirine antiparalel olduğunu ve sentez yönünün

5' \rightarrow 3'

olduğunu hatırlayın.

Daha Fazla Pratik

Okazaki fragmanlarının neden sentezlendiğini ve bu fragmanların sentez yönünün genel replikasyon yönüyle ilişkisini inceleyebilirsiniz.

Alternatif Yöntem

Kalıp ve yeni zinciri bir kağıda birbirine ters yönlü oklar çizerek (biri yukarı, diğeri aşağı) görselleştirmek yönlerin asla aynı olamayacağını anlamanıza yardımcı olur.

Tahmini Süre:45s

Soru 66Soru →

Hücre döngüsünde $G_2$ fazından M fazına (mitoz) geçiş, 'M-fazı ilerletici faktör' ( $MPF$ ) olarak da bilinen Siklin B-CDK1 kompleksinin aktivasyonu ile gerçekleşir. Bu kompleksin aktivitesi, CDK1 alt birimi üzerindeki spesifik amino asit kalıntılarının fosforilasyon ve defosforilasyon süreçleri ile hassas bir şekilde düzenlenir.

CDK1 üzerindeki inhibitör etkili $Thr^{14}$ ve $Tyr^{15}$ fosfat gruplarını uzaklaştırarak $MPF$ kompleksini aktif hale getiren ve hücrenin mitoza girmesini sağlayan enzim aşağıdakilerden hangisidir?

Cdc25 fosfataz

Wee1 kinaz

CAK (Siklin bağımlı kinaz aktive edici kinaz)

Chk1 kinaz

APC/C (Anafaz ilerletici kompleks)

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Cdc25 fosfataz

Cevap

CDK1 üzerindeki inhibitör fosfatları uzaklaştırarak hücrenin mitoza girmesini sağlayan enzim Cdc25 fosfatazdır.

Cdc25 fosfataz, CDK1 üzerindeki

Thr^{14}

Tyr^{15}

amino asitlerine bağlı olan ve enzimin aktif bölgesini bloke eden inhibitör fosfat gruplarını hidroliz yoluyla uzaklaştırır. Bu işlem, Siklin B-CDK1 (MPF) kompleksinin aktifleşmesini ve hücrenin

G_2

fazından M fazına geçmesini sağlayan kritik adımdır.

Adım Adım Çözüm

Siklin B ve CDK1 kompleksinin (MPF) oluşumunu incele.

G_2

fazı boyunca Siklin B düzeyi artar ve CDK1 ile birleşerek inaktif MPF oluşturur.

Hücrenin mitoza hazırlanması için bu proteinlerin bir araya gelmesi gerekir.

İnhibitör fosforilasyon mekanizmasını tanımla.

Wee1 kinaz, CDK1'in aktif bölgesindeki

Thr^{14}

Tyr^{15}

kalıntılarını fosforile eder.

Bu modifikasyon, ATP'nin bağlanmasını engelleyerek kompleksin erken aktifleşmesini önler.

Aktivasyon basamağını belirle.

Cdc25 fosfataz enzimi, bu iki inhibitör fosfatı (P) uzaklaştırır.

Defosforilasyon, CDK1'in katalitik bölgesini serbest bırakarak MPF'yi aktif hale getirir.

Mitoza giriş sonucunu doğrula.

Aktif MPF, nükleer laminlerin ve kromatin proteinlerinin fosforilasyonunu başlatarak mitozu tetikler.

Cdc25'in etkisi hücrenin kontrol noktasını geçmesini sağlayan nihai 'tetik' etkisidir.

Anahtar Kavram

Hücre döngüsünün

G_2/M

kontrol noktası ve CDK1'in fosforilasyon/defosforilasyon ile regülasyonu.

Daha Fazla Pratik

Siklin bağımlı kinaz inhibitörleri (CKI) olan p21 ve p16'nın hangi siklin-CDK komplekslerini hedef aldığını tekrar ediniz.

Tahmini Süre:1m 30s

Soru 67Soru →

Ökaryotik hücrelerde $RNA$ polimeraz $III$ tarafından gerçekleştirilen transkripsiyon süreçleri ve bu enzimin promotör tanıma mekanizmaları ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

tRNA

5S

rRNA

genlerinde promotör dizileri (

Kutu A

Kutu B

gibi), tipik olarak transkripsiyon başlangıç noktasının mansabında (downstream) ve genin transkribe edilen bölgesi içinde yer alır.

Tüm ökaryotik

RNA

polimerazlar arasında

\alpha

-amanitin inhibisyonuna karşı en yüksek duyarlılığı gösteren enzimdir.

Sentezlenen

tRNA

moleküllerinin

5'

ucuna, transkripsiyonla eş zamanlı olarak

7

-metilguanozin kep (cap) yapısı eklenmesi bu enzimin en karakteristik özelliğidir.

TATA-bağlayan protein (

TBP

), sadece

RNA

polimeraz

II

bağımlı promotörlerin tanınmasında ve başlatma kompleksinin kurulmasında görev alan özgül bir faktördür.

Transkripsiyonun sonlanması için mutlaka özgül bir 'terminatör protein' (

Rho

faktörü benzeri) ile etkileşime girmesi ve

G-C

den zengin firkete yapısı oluşturması gerekir.

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: $tRNA$ ve $5S$ $rRNA$ genlerinde promotör dizileri ( $Kutu A$ ve $Kutu B$ gibi), tipik olarak transkripsiyon başlangıç noktasının mansabında (downstream) ve genin transkribe edilen bölgesi içinde yer alır.

Cevap

tRNA ve 5S rRNA genlerinde promotör dizilerinin gen içinde (internal) yer alması

Doğru seçenek,

RNA

polimeraz

III

'ün en ayırıcı özelliklerinden birini ifade etmektedir.

tRNA

5S

rRNA

gibi küçük

RNA

genlerinin promotör dizileri (

Kutu A

Kutu B

veya

C

), transkripsiyon başlangıç noktasının (

+1

) öncesinde değil, sentezlenen bölgenin içinde yer alır. Bu yapıya 'İç Kontrol Bölgesi' (

ICR

) denir.

Adım Adım Çözüm

Eukaryotik RNA polimeraz III'ün ürünlerini ve promotör yapılarını belirle.

RNA Pol III; tRNA, 5S rRNA ve bazı küçük nükleer RNA'ları sentezler. Promotörleri genellikle genin içindedir.

Pol III, diğer polimerazlardan farklı olarak 'internal control regions' (ICR) adı verilen gen içi dizileri tanır.

Enzimin inhibitör duyarlılığını ve modifikasyon yeteneklerini değerlendir.

Alfa-amanitine orta duyarlıdır (Pol II > Pol III > Pol I). 5' kepleme yapmaz.

Farklı RNA polimerazların yapısal farklılıkları, toksinlere duyarlılıklarını ve post-transkripsiyonel işleme kapasitelerini belirler.

Genel transkripsiyon faktörlerinin (TBP gibi) gerekliliğini kontrol et.

TBP, Pol III transkripsiyonu için gerekli olan TFIIIB kompleksinin bir parçasıdır.

TBP, ökaryotlarda bazal transkripsiyon mekanizmasının evrensel bir bileşenidir.

Anahtar Kavram

RNA Polimeraz III'ün İçsel (İnternal) Promotör Mekanizması

İpuçları

Promotör dizilerinin her zaman genin 'önünde' (upstream) yer alıp almadığını düşünün.

RNA Pol III tarafından sentezlenen tRNA genlerinin yapısal kontrol bölgelerinin (Kutu A ve B) kodlanan bölge içinde olduğunu hatırlayın.

TBP'nin sadece Pol II'ye mi özgü yoksa tüm polimerazlar için mi gerekli olduğunu değerlendirin.

Daha Fazla Pratik

RNA polimeraz II'nin CTD (karboksi-terminal domain) fosforilasyonunun transkripsiyon ve işleme süreçlerini nasıl koordine ettiğini inceleyin.

Alternatif Yöntem

RNA polimerazların ürün-promotör-inhibitör özelliklerini içeren bir tablo yaparak seçenekleri elemek en hızlı yoldur.

Tahmini Süre:1m 30s

Soru 68Soru →

DNA replikasyonunda görev alan enzimlerin ve alt birimlerin isimlendirmeleri benzerlik gösterse de, bu bileşenlerin biyokimyasal fonksiyonları prokaryot ve ökaryot hücrelerde önemli farklılıklar sergileyebilir. Buna göre, **"Epsilon ( $\epsilon$ )"** simgesiyle tanımlanan replikasyon bileşenlerinin fonksiyonları ile ilgili aşağıdaki karşılaştırmalardan hangisi doğrudur?

Prokaryotik DNA polimeraz III bünyesindeki

\epsilon

alt birimi

3' \rightarrow 5'

ekzonükleaz (kanıt okuma) aktivitesinden sorumluyken; ökaryotik DNA polimeraz

\epsilon

, kesintisiz (leading) zincirin sentezinden sorumlu temel polimerazdır.

Ökaryotik DNA polimeraz

\epsilon

, primer sentezi sonrası polimeraz 'switching' mekanizmasıyla görevi devralan ve RNA primeri uzaklaştırma (

5' \rightarrow 3'

ekzonükleaz) yeteneğine sahip olan temel onarım enzimidir.

Prokaryotik

\epsilon

subüniti, helikaz (

DnaB

) aktivitesini tetikleyen bir primaz işlevi görürken; ökaryotik polimeraz

\epsilon

, süperkıvrımları gideren topoizomeraz benzeri bir aktivite sergiler.

Her iki sistemde de

\epsilon

bileşenleri, nükleik asit sentezini her zaman

3' \rightarrow 5'

yönünde gerçekleştirerek replikasyon hızını artıran yardımcı proteinlerdir.

Prokaryotlarda

\epsilon

alt birimi 'sliding clamp' (sürgülü kıskaç) yükleyicisi olarak görev yaparken; ökaryotik polimeraz

\epsilon

, telomerik bölgelerin kısalmasını engelleyen ters transkriptaz aktivitesine sahiptir.

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Prokaryotik DNA polimeraz III bünyesindeki $\epsilon$ alt birimi $3' \rightarrow 5'$ ekzonükleaz (kanıt okuma) aktivitesinden sorumluyken; ökaryotik DNA polimeraz $\epsilon$ , kesintisiz (leading) zincirin sentezinden sorumlu temel polimerazdır.

Cevap

Prokaryotik DNA polimeraz III bünyesindeki epsilon alt birimi kanıt okuma aktivitesinden sorumluyken; ökaryotik DNA polimeraz epsilon, kesintisiz zincirin sentezinden sorumlu temel polimerazdır.

Doğru yanıt olan seçenek, biyokimyasal literatürdeki isimlendirme farklarını tam olarak karşılar. Prokaryotik (

E. coli

) DNA polimeraz III holoenziminin 'core' (çekirdek) yapısı üç alt birimden oluşur:

\alpha

(polimerizasyon),

\epsilon

(

3' \rightarrow 5'

ekzonükleaz/proofreading) ve

\theta

(aktivite artırıcı). Ökaryotlarda ise nükleer DNA replikasyonunda görev alan üç ana polimerazdan biri olan polimeraz

\epsilon

, özellikle kesintisiz (leading) zincirin yüksek hız ve ilerleyicilikle sentezlenmesinden sorumludur.

Adım Adım Çözüm

Prokaryotik DNA polimeraz III (Pol III) holoenziminin çekirdek yapısını analiz et.

Pol III core enzimi

\alpha

(polimeraz),

\epsilon

(3'-5' ekzonükleaz) ve

\theta

(stabilizatör) alt birimlerinden oluşur.

Epsilon biriminin prokaryotlardaki spesifik görevini belirlemek için çekirdek enzim yapısını bilmek gerekir.

Ökaryotik nükleer DNA polimerazlarının (

\alpha, \delta, \epsilon

) görevlerini tanımla.

DNA polimeraz

\alpha

başlangıç (priming),

\delta

kesintili (lagging) zincir ve

\epsilon

kesintisiz (leading) zincir sentezinden sorumludur.

Ökaryotik sistemdeki 'epsilon' isimlendirmesinin fonksiyonel karşılığını bulmak gerekir.

İki sistemdeki 'epsilon' bileşenlerini karşılaştır ve sentez yönü/sadakat kurallarıyla doğrula.

Prokaryotik

\epsilon

alt birimdir, ökaryotik

\epsilon

ise bağımsız bir polimerazdır. Her ikisi de yüksek sadakatli sentez için gereklidir.

İsim benzerliğinden kaynaklanan kafa karışıklığını gidermek ve doğru fonksiyonel eşleşmeyi seçmek için gereklidir.

Anahtar Kavram

Prokaryotik ve ökaryotik replikasyon enzimlerinin alt birim düzeyinde fonksiyonel ayrımı ve isim benzerliklerinin yönetimi.

Daha Fazla Pratik

Replikasyon faktörü C (RFC) ve PCNA'nın prokaryotik karşılıkları ile polimeraz switching mekanizmasını gözden geçirmek konuyu pekiştirecektir.

Tahmini Süre:2m 30s

Soru 69Soru →

Hücrenin kontrolsüz proliferasyonuna karşı geliştirdiği önemli bir savunma mekanizması olan 'onkogen aracılı yaşlanma' (oncogene-induced senescence) sürecinde; $c-Myc$ veya $E2F1$ gibi transkripsiyon faktörlerinin aşırı aktivitesine yanıt olarak sentezlenen ve $MDM2$ proteinini nükleolusta tutuklayarak $p53$ üzerindeki ubikuitin ligaz aktivitesini inhibe eden tümör baskılayıcı protein aşağıdakilerden hangisidir?

p14^{ARF}

ATM

(Ataxia Telangiectasia Mutated)

p21^{Waf1/Cip1}

Chk2

(Checkpoint Kinase 2)

MDM4

(

MDMX

)

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: $p14^{ARF}$

Cevap

p14^{ARF}

proteinidir.

p14^{ARF}

proteinidir.

p14^{ARF}

(farelerde

p19^{ARF}

c-Myc

Ras

gibi onkogenlerin aşırı aktivitesine yanıt olarak sentezlenen bir tümör baskılayıcıdır. Bu protein,

p53

’ün temel inhibitörü olan

MDM2

’ye bağlanarak onu nükleolusta (çekirdekçik) izole eder (sequestration). Bu sayede

MDM2

’nin nükleoplazmadaki

p53

proteinini ubikuitinlemesi ve yıkıma göndermesi engellenmiş olur. Sonuç olarak stabilize olan

p53

, hücreyi apoptoz veya onkogen aracılı yaşlanmaya (senesans) yönlendirir.

Adım Adım Çözüm

Onkojenik stres sinyalinin (örneğin

c-Myc

artışı) tanınması.

CDKN2A

lokusundan alternatif okuma çerçevesi kullanılarak

p14^{ARF}

sentezi tetiklenir.

Onkojenlerin aşırı aktivitesi, hücreyi kontrolsüz bölünmeye karşı korumak için ARF yolağını aktive eder.

p14^{ARF}

ile

MDM2

etkileşiminin değerlendirilmesi.

p14^{ARF}

MDM2

’ye bağlanarak onu çekirdekçik (nükleolus) içine hapseder.

Bu izolasyon,

MDM2

’nin nükleoplazmadaki

p53

proteinine ulaşmasını engeller.

p53

stabilizasyon mekanizmasının belirlenmesi.

p53

üzerindeki ubikuitinasyon durur ve proteazomal yıkım engellenir.

MDM2

’nin ubikuitin ligaz aktivitesinin fiziksel olarak engellenmesi

p53

’ün yarı ömrünü uzatır.

Biyolojik sonucun analizi.

Yükselen

p53

seviyeleri, hücre döngüsü durması veya senesansı tetikler.

Hücre, onkojenik hasar taşıyan genomunu çoğaltmak yerine proliferasyonu durdurur.

Anahtar Kavram

Onkogen aracılı p53 aktivasyonu ve p14ARF/MDM2 etkileşimi

Daha Fazla Pratik

p16INK4A ve p14ARF proteinlerinin aynı gen lokusundan (CDKN2A) nasıl farklı okuma çerçeveleriyle sentezlendiğini ve birinin Rb, diğerinin p53 yolağını nasıl etkilediğini inceleyebilirsiniz.

Tahmini Süre:1m 30s

Soru 70Soru →

Hücre döngüsünün $G_1$ fazında, hücrenin dış uyaranlardan (büyüme faktörleri) bağımsız hale geldiği 'restriksiyon noktası' ( $R$ noktası) geçişi, kanser biyokimyasında kritik bir kontrol basamağıdır. Bu geçişin gerçekleşmesi ve hücrenin $S$ fazına girmesinin geri dönüşümsüz hale gelmesi, aşağıdaki biyokimyasal olaylardan hangisinin doğrudan bir sonucudur?

Cyclin E-CDK2

kompleksinin retinoblastoma (

Rb

) proteinini hiperfosforile ederek

E2F

transkripsiyon faktörünü tamamen serbest bırakması

cAMP

düzeylerindeki artışa bağlı olarak

Protein Kinaz A

(

PKA

) aracılığıyla

Rb

proteininin defosforilasyonu

ATM

kinazın

p53

proteinini stabilize etmesi sonucu

p21^{WAF1}

ekspresyonunun artarak döngüyü durdurması

APC/C

kompleksinin

Cdh1

aracılığıyla

Cyclin B

yıkımını başlatması

5-Florourasil

’in

thymidylate synthase

enzimini inhibe ederek

Rb

proteininin

DNA

’ya bağlanmasını engellemesi

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: $Cyclin E-CDK2$ kompleksinin retinoblastoma ( $Rb$ ) proteinini hiperfosforile ederek $E2F$ transkripsiyon faktörünü tamamen serbest bırakması

Cevap

Hücrenin restriksiyon noktasını (

R

noktası) aşarak

S

fazına girmesini sağlayan temel mekanizma,

Cyclin E-CDK2

kompleksinin retinoblastoma (

Rb

) proteinini hiperfosforile ederek

E2F

transkripsiyon faktörünü serbest bırakmasıdır.

Hücre döngüsünün

G_1

fazında,

Cyclin D-CDK4/6

tarafından başlatılan

Rb

fosforilasyonu,

Cyclin E

sentezini tetikler.

Cyclin E-CDK2

kompleksi ise

Rb

’yi hiperfosforile ederek bir pozitif geri besleme döngüsü oluşturur. Bu durum

E2F

’in tam olarak serbest kalmasını sağlar ve hücrenin büyüme faktörlerine ihtiyaç duymadan

S

fazına ilerlemesini (Restriksiyon noktası geçişi) kesinleştirir.

Adım Adım Çözüm

Başlangıç durumunun analizi

Erken

G_1

fazında

Rb

proteininin hipofosforile (aktif) formda olduğu ve

E2F

’e bağlanarak

S

fazı genlerini baskıladığı belirlenir.

Hücrenin kontrolsüz çoğalmasını önlemek için

Rb

E2F

’i inaktif tutar.

Büyüme faktörlerinin etkisinin değerlendirilmesi

Cyclin D-CDK4/6

kompleksi aktifleşir ve

Rb

’yi sınırlı düzeyde (hipofosforilasyon) fosforiller.

Bu ilk fosforilasyon,

E2F

’in kısmen serbest kalmasını sağlar.

Pozitif geri besleme döngüsünün kurulması

Kısmen serbest kalan

E2F

Cyclin E

sentezini artırır; oluşan

Cyclin E-CDK2

ise

Rb

’yi hiperfosforile eder.

Hiperfosforilasyon,

Rb

’nin

E2F

’den tamamen ayrılmasına yol açar.

Restriksiyon noktasının geçilmesi

Tamamen serbest kalan

E2F

, DNA sentezi için gerekli enzimleri (DNA polimeraz vb.) kodlayan genleri aktive eder ve

S

fazına giriş geri dönüşümsüz hale gelir.

Bu aşamadan sonra büyüme faktörleri ortamdan çekilse bile hücre döngüsü devam eder.

Anahtar Kavram

Retinoblastoma (

Rb

) proteininin hiperfosforilasyon durumu ve

G_1/S

geçişindeki pozitif geri besleme döngüsü.

Tahmini Süre:2m 0s

Soru 71Soru →

Ökaryotik hücrelerde protein sentezinin uzama (elongasyon) evresinde, peptidil- $tRNA$ ’nın ribozomun $A$ bölgesinden $P$ bölgesine kaymasını (translokasyon) sağlayan $GTP$ -bağımlı faktör ve bu faktörü $ADP$ -ribozilasyon mekanizması ile geri dönüşümsüz olarak inaktive eden ekzotoksin aşağıdakilerin hangisinde birlikte verilmiştir?

eEF-1\alpha

- Kolera toksini

eEF-2

- Difteri toksini

eEF-1\beta\gamma

- Boğmaca toksini

eIF-2

- Şiga toksini

RF-1

- Risin

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: $eEF-2$ - Difteri toksini

Cevap

Translokasyonu sağlayan faktör

eEF-2

’dir ve bu faktörü

ADP

-ribozilasyon ile inhibe eden ajan Difteri toksinidir.

Protein sentezinin uzama evresinde, her bir peptid bağı oluşumundan sonra ribozomun bir sonraki kodona kayması gerekir. Ökaryotlarda bu işlemi

eEF-2

(Prokaryotlarda

EF-G

) faktörü

GTP

harcayarak gerçekleştirir. Difteri toksini, bu faktörün yapısındaki özel bir amino asit olan diftamid bölgesine

ADP

-riboz grubu ekleyerek onu işlevsiz hale getirir. Bu durum hücrede protein sentezinin tamamen durmasına ve hücre ölümüne yol açar.

Adım Adım Çözüm

Ökaryotik translasyonda translokasyon basamağını yürüten proteini belirle.

Ökaryotik Uzama Faktörü 2 (

eEF-2

Ribozomun

mRNA

üzerinde bir kodon ilerlemesi için

eEF-2

GTP

hidrolizi gereklidir.

Bu faktörün spesifik inhibitörünü ve etki mekanizmasını hatırla.

Difteri toksini (ve Pseudomonas Ekzotoksin A).

Difteri toksini,

eEF-2

molekülündeki diftamid kalıntısına

NAD^+

kullanarak

ADP

-riboz grubu ekler (

ADP

-ribozilasyon).

Verilen seçenekler arasında doğru eşleştirmeyi seç.

eEF-2

ve Difteri toksini eşleşmesi doğrudur.

Diğer seçeneklerde ya başlatma/sonlanma faktörleri ya da farklı etki mekanizmasına sahip toksinler yer almaktadır.

Anahtar Kavram

Ökaryotik protein sentezinde

eEF-2

GTP

enerjisini kullanarak translokasyonu gerçekleştirir ve Difteri toksini tarafından

ADP

-ribozilasyon yoluyla inhibe edilir.

Daha Fazla Pratik

Prokaryotik ve ökaryotik translasyon faktörlerinin isimsel karşılıklarını ve hangi antibiyotiğin hangi ribozomal alt birime bağlandığını tekrar ediniz.

Tahmini Süre:1m 30s

Soru 72Soru →

Ökaryotik hücrelerde protein sentezinin uzama (elongation) evresindeki faktör etkileşimleri, enerji kullanımı ve inhibitör mekanizmaları ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi yanlıştır?

Aminoasit-tRNA kompleksinin ribozomun A bölgesine uygun şekilde yerleşmesi için

eEF-1\alpha

faktörü ve GTP hidrolizi gereklidir.

eEF-1\beta\gamma

kompleksi,

eEF-1\alpha

üzerindeki GDP'nin GTP ile yer değiştirmesini sağlayan guanin nükleotid değişim faktörü (GEF) olarak görev yapar.

Peptid bağı oluşumu (peptidil transferaz), ek bir GTP veya ATP girişi gerektirmeyen, enerjisini aminoaçil-tRNA'daki yüksek enerjili ester bağından alan bir reaksiyondur.

eEF-2

faktörü, ribozomun mRNA üzerinde bir kodon ilerlemesi (translokasyon) için gerekli olan enerjiyi ATP hidrolizinden sağlar.

Siklohekzimid ökaryotik ribozomlarda peptidil transferaz aktivitesini inhibe ederken, kloramfenikol bu etkiyi prokaryotik ve mitokondriyal ribozomlarda gösterir.

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: $eEF-2$ faktörü, ribozomun mRNA üzerinde bir kodon ilerlemesi (translokasyon) için gerekli olan enerjiyi ATP hidrolizinden sağlar.

Cevap

eEF-2 faktörü, translokasyon aşamasında mRNA üzerinde bir kodon ilerlemesi için ATP değil, GTP hidrolizini kullanır.

Doğru yanıt olan seçenek, translokasyon sırasında ATP kullanıldığını iddia ettiği için yanlıştır. Ökaryotik elongasyon faktörü 2 (

eEF-2

), tıpkı prokaryotlardaki dengi olan

EF-G

gibi, ribozomun mRNA üzerinde 5'

\rightarrow

3' yönünde bir kodon kayması (translokasyon) için GTP hidrolizinden gelen enerjiyi kullanır.

Adım Adım Çözüm

Uzama evresinin her bir döngüsünde harcanan enerji kaynaklarını belirle.

Her bir amino asit için 2 GTP (biri A bölgesine giriş, biri translokasyon için) harcanır.

Protein sentezindeki tüm uzama ve sonlanma basamakları GTPase aktivitesi gösteren faktörler tarafından kontrol edilir.

eEF-2 faktörünün nükleotid özgüllüğünü kontrol et.

eEF-2 bir GTPase'dir.

ATP sadece amino asit aktivasyonu (tRNA şarj edilmesi) ve ökaryotik başlatma sırasında mRNA tarama (scanning) basamağında doğrudan kullanılır.

Anahtar Kavram

Ökaryotik translasyonun elongasyon basamağında GTP nükleotidinin temel enerji kaynağı olması.

Daha Fazla Pratik

Protein sentezi için harcanan net yüksek enerjili bağ sayısını (ATP ve GTP toplamı) 100 amino asitlik bir örnek üzerinden tekrar hesaplayın.

Tahmini Süre:1m 40s

Soru 73Soru →

Real-Time PCR (kantitatif PCR) analizinde, floresan sinyalinin arka plan gürültüsünü aşarak eşik değerini (threshold) geçtiği döngü sayısı olan eşik döngüsü ( $C_t$ ), başlangıçtaki hedef nükleik asit miktarı ile ters orantılıdır. Bir araştırma projesinde, aynı gen bölgesini hedefleyen iki farklı hücre kültüründen elde edilen DNA örneklerinin analizi sonucunda Örnek 1'in $C_t$ değeri 22, Örnek 2'nin $C_t$ değeri ise 25 olarak saptanmıştır. PCR verimliliğinin her döngüde $\%100$ (tam katlanma) olduğu kabul edildiğinde, bu sonuçlara göre başlangıç hedef DNA miktarları arasındaki ilişki hakkında aşağıdakilerden hangisi doğrudur?

Örnek 1, Örnek 2'den yaklaşık 8 kat daha fazla başlangıç DNA'sı içermektedir.

Örnek 2, Örnek 1'den yaklaşık 3 kat daha fazla başlangıç DNA'sı içermektedir.

Örnek 2'nin

C_t

değerinin yüksek olması, örnekte polimeraz aktivitesini artıran kofaktörlerin daha fazla olduğunu gösterir.

Her iki örneğin başlangıç DNA miktarları eşittir,

C_t

farkı nükleotit sentez yönündeki varyasyonlardan kaynaklanmaktadır.

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Örnek 1, Örnek 2'den yaklaşık 8 kat daha fazla başlangıç DNA'sı içermektedir.

Cevap

Örnek 1'in başlangıç hedef DNA miktarı Örnek 2'den 8 kat fazladır.

Real-Time PCR'da miktar her döngüde teorik olarak iki katına çıkar (

2^n

katlanma). Örnek 1 (22 döngü), Örnek 2'den (25 döngü) 3 döngü önce eşik değerine ulaşmıştır. Bu durum, Örnek 1'in başlangıçta

2^3 = 8

kat daha fazla DNA içerdiği anlamına gelir. Daha düşük

C_t

değeri, eşiğe daha erken ulaşıldığını ve dolayısıyla daha fazla kalıp bulunduğunu gösterir.

Adım Adım Çözüm

Örnekler arasındaki

C_t

farkını hesaplayın.

ΔC_t = 25 - 22 = 3

İki örnek arasındaki miktar farkını belirlemek için döngü sayısı farkı gereklidir.

Miktar farkını

2^{ΔC_t}

formülü ile hesaplayın.

2^3 = 8

PCR'da her döngüde miktar iki katına çıktığı için fark üssel olarak ifade edilir.

Düşük

C_t

değerinin anlamını yorumlayın.

Düşük

C_t

(22), daha fazla başlangıç DNA'sı demektir.

C_t

değeri ile başlangıç miktarı arasında ters logaritmik bir ilişki vardır.

Anahtar Kavram

Real-Time PCR'da eşik döngüsü (

C_t

) ile başlangıç DNA miktarı arasındaki ters logaritmik ilişki.

Soru 74Soru →

İnsan apolipoprotein B ( $ApoB$ ) geni, karaciğerde tam boy $ApoB-100$ proteininin sentezlenmesini sağlarken; ince bağırsak enterositlerinde aynı $mRNA$ dizisindeki tek bir nükleotidde meydana gelen değişim sonucu translasyon erken sonlanır ve proteinin sadece $\%48$ uzunluğundaki formu ( $ApoB-48$ ) üretilir. İnce bağırsakta gerçekleşen bu gen ifadesi düzenleme mekanizması aşağıdakilerden hangisidir?

RNA

editing (

RNA

düzenlemesi) yoluyla durdurma kodonu oluşumu

Alternatif splicing (alternatif ekleme) ile ekzon atlanması

Post-translasyonel proteolitik kesim

DNA

rekombinasyonu ile gen bölgesinin silinmesi

Histon deasetilasyonu ile transkripsiyonun durdurulması

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: $RNA$ editing ( $RNA$ düzenlemesi) yoluyla durdurma kodonu oluşumu

Cevap

RNA

editing (

RNA

düzenlemesi) mekanizması ile bir nükleotidin deaminasyonu sonucu durdurma kodonu oluşması

RNA

editing mekanizması, sentezlenmiş bir

mRNA

molekülündeki belirli bazların kimyasal olarak değiştirilmesini ifade eder. Apolipoprotein B durumunda, ince bağırsaklarda bulunan bir sitozin deaminaz enzimi,

2153.

pozisyondaki

CAA

kodonunun ortasındaki sitozini urasile (

U

) dönüştürür. Oluşan yeni kodon (

UAA

), bir durdurma kodonudur ve translasyonun orada kesilerek proteinin daha kısa (ApoB-48) oluşmasına yol açar.

Adım Adım Çözüm

Doku özgüllüğünü analiz etme

Aynı genden karaciğer ve bağırsakta farklı uzunlukta proteinler (

ApoB-100

ApoB-48

) üretildiği saptandı.

Gen ifadesinin post-transkripsiyonel bir mekanizma ile dokuya özel şekilde düzenlendiğini anlamak gerekir.

Moleküler değişikliği tanımlama

İnce bağırsaktaki

mRNA

üzerinde bulunan

CAA

(Glutamin) kodonunun

UAA

(Durdurma) kodonuna dönüştüğü belirlendi.

Proteinin tam boy yerine

\%48

oranında sentezlenmesinin nedeni bir erken durdurma kodonudur.

Mekanizmayı isimlendirme

Sitozin deaminaz enziminin gerçekleştirdiği bu işleme

RNA

editing (düzenleme) denir.

Transkripsiyon sonrası

mRNA

baz dizisinde yapılan özgül değişiklikler bu başlık altında incelenir.

Anahtar Kavram

RNA

editing, transkripsiyon sonrası

mRNA

baz dizisinin değiştirilerek protein ürününün çeşitlendirilmesidir; en tipik örneği

ApoB-48

sentezidir.

Soru 75Soru →

Ökaryotik $DNA$ replikasyonu sırasında, kesintili zincirde (lagging strand) sentezlenen Okazaki fragmanlarının olgunlaşması sürecinde; $RNA$ primeri ve $DNA$ polimeraz $\alpha$ tarafından sentezlenen, hata oranı yüksek ilk deoksiribonükleotit dizilerinin uzaklaştırılması gerekir. Bu süreçte, bir sonraki Okazaki fragmanının sentezini gerçekleştiren polimeraz, önceki fragmanın $5'$ ucundaki primer bölgesini kalıptan ayırarak bir 'flap' (kanat) yapısı oluşturur.

Bu 'yer değiştirme sentezini' (displacement synthesis) gerçekleştiren polimeraz ve oluşan bu nükleotit kanadını uygun noktadan keserek uzaklaştıran 'flap endonükleaz' aşağıdakilerin hangisinde birlikte verilmiştir?

DNA

polimeraz

\delta

FEN1

DNA

polimeraz

\epsilon

RNaz

H

DNA

polimeraz

\alpha

DNA

polimeraz

I

DNA

polimeraz

\beta

APE1

DNA

polimeraz

\gamma

DNA

Ligaz

III

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: $DNA$ polimeraz $\delta$ ve $FEN1$

Cevap

DNA

polimeraz

\delta

FEN1

çifti, ökaryotik Okazaki fragmanlarının olgunlaşmasında 'yer değiştirme sentezi' ve 'flap kesimi' basamaklarını gerçekleştirir.

Ökaryotlarda

DNA

polimeraz

\delta

, kesintili zincir sentezi sırasında bir önceki Okazaki fragmanına ulaştığında, o fragmanın

5'

ucundaki primer ve hata oranı yüksek ilk

DNA

bölgesini kalıptan ayırarak bir 'flap' oluşturur. Bu nükleotit kanadı,

FEN1

enzimi tarafından kesilerek uzaklaştırılır. Bu süreç, prokaryotlardaki

DNA

polimeraz

I

'ın yaptığı işin ökaryotik karşılığıdır.

Adım Adım Çözüm

Zincir özgüllüğünü belirle.

Okazaki fragmanları 'kesintili zincir' (lagging strand) üzerinde sentezlenir.

Replikasyon çatalı

5' \rightarrow 3'

yönünde ilerlerken, ters yönde kalan kalıp zincir parçalar halinde sentezlenmek zorundadır.

Sentezleyici polimerazı tanımla.

Ökaryotlarda kesintili zincirdeki uzama sentezi

DNA

polimeraz

\delta

tarafından yapılır.

DNA

polimeraz

\epsilon

kesintisiz zinciri sentezlerken,

\delta

alt birimi Okazaki fragmanlarının sentezinden ve primer bölgesine ulaşıldığında 'yer değiştirme' sentezinden sorumludur.

Primer uzaklaştırma mekanizmasını analiz et.

DNA

polimeraz

\delta

, önceki fragmanın

5'

ucuna ulaştığında durmaz, senteze devam ederek primeri kalıptan ayırır ve bir 'kanat' (flap) oluşturur.

Ökaryotlarda prokaryotlardaki gibi

5' \rightarrow 3'

ekzonükleaz aktivitesine sahip bir polimeraz (Pol I gibi) yerine, bu mekanizma tercih edilir.

Endonükleazı belirle.

FEN1

(Flap Endonuclease 1) bu yapıyı keser.

FEN1

, tek zincirli

DNA/RNA

kanatlarını (flap) kökünden keserek uzaklaştıran spesifik bir endonükleazdır.

Anahtar Kavram

Ökaryotik Okazaki Fragmanı Olgunlaşması (Pol

\delta

- FEN1 İşbirliği)

Daha Fazla Pratik

Eğer yerinden edilen kanat (flap) çok uzunsa,

FEN1

tek başına yetersiz kalabilir. Bu durumda hangi nükleazın (

DNA2

) devreye girdiğini incelemek konuyu pekiştirecektir.

Tahmini Süre:2m 0s

Soru 76Soru →

Spinal Müsküler Atrofi (SMA) ve Duchenne Musküler Distrofi (DMD) gibi geniş ekzon delesyonlarının/duplikasyonlarının saptanmasında 'altın standart' kabul edilen MLPA (Multiplex Ligation-dependent Probe Amplification) tekniği, konvansiyonel Multiplex PCR yönteminin birçok kısıtlılığını (primerler arası rekabet, kantitatif verimlilik farkları vb.) ortadan kaldırmıştır. Buna göre, MLPA yönteminde 50'ye kadar farklı hedef bölgenin tek bir reaksiyonda, primerler arası girişim (interference) olmaksızın ve aynı verimlilikle çoğaltılabilmesini (amplifikasyon) sağlayan temel strateji aşağıdakilerden hangisidir?

Tüm farklı hedef problarının, uç kısımlarında aynı evrensel (universal) primer bağlanma dizilerini taşıması

Her bir prob çiftinin birbirinden farklı uzunlukta 'stuffer' (dolgu) dizileri içermesi

Reaksiyon ortamına PCR verimliliğini artıran pirofosfataz ve helikaz enzimlerinin eklenmesi

Her bir ekzon bölgesi için farklı bir dalga boyunda floresan ışık yayan spesifik primerlerin tasarlanması

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Tüm farklı hedef problarının, uç kısımlarında aynı evrensel (universal) primer bağlanma dizilerini taşıması

Cevap

Doğru yanıt, tüm farklı hedeflere ait probların uç kısımlarında aynı evrensel (universal) primer bağlanma dizilerini taşımasıdır.

MLPA (Multiplex Ligation-dependent Probe Amplification) tekniğinin en kritik stratejisi, amplifikasyonun genomik DNA üzerinden değil, hedef bölgeye bağlanıp birleşmiş (ligasyon) problar üzerinden yapılmasıdır. Tüm probların uçlarında aynı 'evrensel' dizi bulunduğu için, 50 farklı gen bölgesi tek bir primer çiftiyle aynı verimlilikte çoğaltılır. Bu durum, primerler arası fiziksel girişimi ve amplifikasyon verimliliği farklarını (bias) ortadan kaldırarak kantitatif sonuç (ekzon delesyonu veya duplikasyonu) alınmasına olanak tanır.

Adım Adım Çözüm

Konvansiyonel Multiplex PCR kısıtlılığının belirlenmesi

Çok sayıda primer çiftinin bir arada bulunması, primer-dimer oluşumuna ve farklı

T_m

değerleri nedeniyle bazı bölgelerin diğerlerinden daha baskın çoğalmasına yol açar.

Primerler arası rekabet, kantitatif analizi imkansız kılar.

MLPA prob mimarisinin analizi

MLPA probları, hedef spesifik dizi ve evrensel primer kuyruklarından oluşur. Sadece hedef DNA'ya tam hibridize olan problar ligaz ile birleşir.

Genomik DNA değil, sadece başarıyla birleşmiş problar şablon olarak kullanılır.

Amplifikasyon mekanizmasının değerlendirilmesi

Tüm farklı (ligasyona uğramış) problar, uçlarındaki ortak diziler sayesinde tek bir 'universal' primer çifti ile çoğaltılır.

Tek bir primer çiftinin kullanımı, 50 farklı bölgenin de tamamen aynı kinetik koşullarda ve verimlilikte çoğalmasını sağlar.

Anahtar Kavram

MLPA tekniğinde kantitatif başarının temeli, universal primer kullanımıyla amplifikasyon biasının (yanlılığının) önlenmesidir.

Daha Fazla Pratik

Real-time PCR'daki 'Ct' (eşik döngüsü) değerleri ile MLPA kromatogramındaki pik yükseklikleri arasındaki kantitatif ilişkiyi inceleyebilirsiniz.

Tahmini Süre:2m 30s

Soru 77Soru →

Hücresel demir homeostazının post-transkripsiyonel kontrolünde Demir Düzenleyici Proteinler (IRP) ve mRNA üzerindeki Demir Yanıt Elemanları (IRE) temel düzenleyicilerdir. Hücre içi serbest demir konsantrasyonunun belirgin şekilde düşük olduğu bir durumda, IRP'lerin hedef mRNA'lar üzerindeki IRE dizilerine bağlanması ve sonucunda gelişen moleküler mekanizma ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Ferritin mRNA'sının

5'

UTR bölgesindeki IRE dizisine bağlanarak translasyonu inhibe eder; Transferrin reseptörü mRNA'sının

3'

UTR bölgesindeki IRE dizisine bağlanarak mRNA'yı stabilize eder.

Ferritin mRNA'sının

3'

UTR bölgesindeki IRE dizisine bağlanarak mRNA yıkımını hızlandırır; Transferrin reseptörü mRNA'sının

5'

UTR bölgesindeki IRE dizisine bağlanarak translasyonu başlatır.

Hem Ferritin hem de Transferrin reseptörü mRNA'larının

5'

UTR bölgelerine bağlanarak her iki proteinin sentezini hücrenin enerji tasarrufu yapması amacıyla durdurur.

Hücre içi serbest demir arttığında IRP proteinleri IRE dizilerine bağlanarak demir toksisitesini önlerken, demir düşük olduğunda bu dizilerden ayrılırlar.

IRP proteinleri mRNA'ların ekzon-intron birleşim bölgelerine bağlanarak alternatif kırpılma (alternative splicing) yoluyla farklı izoformların oluşumunu sağlar.

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Ferritin mRNA'sının $5'$ UTR bölgesindeki IRE dizisine bağlanarak translasyonu inhibe eder; Transferrin reseptörü mRNA'sının $3'$ UTR bölgesindeki IRE dizisine bağlanarak mRNA'yı stabilize eder.

Cevap

Ferritin mRNA'sının

5'

UTR bölgesindeki IRE dizisine bağlanarak translasyonu inhibe eder; Transferrin reseptörü mRNA'sının

3'

UTR bölgesindeki IRE dizisine bağlanarak mRNA'yı stabilize eder.

Düşük demir seviyelerinde IRP, Ferritin mRNA'sının

5'

UTR bölgesindeki IRE dizisine bağlanarak ribozomun translasyonu başlatmasını fiziksel olarak engeller. Eş zamanlı olarak, Transferrin reseptörü mRNA'sının

3'

UTR bölgesindeki IRE dizilerine bağlanarak mRNA'nın nükleazlar tarafından yıkılmasını önler ve stabiliteyi artırır. Bu koordineli yanıt, hücrenin demir depolamasını (Ferritin) azaltırken demir alımını (TfR) artırmasını sağlar.

Adım Adım Çözüm

Hücre içi demir durumuna göre IRP'nin durumunu belirle.

Demir seviyesi düşük olduğunda, IRP (Demir Düzenleyici Protein) boştadır ve mRNA üzerindeki IRE (Demir Yanıt Elemanı) dizilerine yüksek afiniteyle bağlanır.

Düşük demir, IRP'nin IRE'ye bağlanmasını tetikleyen sinyaldir.

Ferritin mRNA'sı üzerindeki etkisini analiz et.

Ferritin mRNA'sında IRE

5'

UTR bölgesindedir. IRP buraya bağlandığında ribozomun mRNA üzerine tutunmasını veya ilerlemesini fiziksel olarak engeller.

5'

UTR'deki bir engel translasyonun başlamasını (inisiasyon) bloke eder.

Transferrin Reseptörü (TfR) mRNA'sı üzerindeki etkisini analiz et.

TfR mRNA'sında IRE'ler

3'

UTR bölgesindedir. IRP buraya bağlandığında, mRNA'yı parçalayan nükleazların bağlanma bölgelerini kapatarak mRNA'yı stabilize eder.

3'

UTR'deki koruma, mRNA'nın yarı ömrünü uzatarak protein sentezinin devamını sağlar.

Anahtar Kavram

IRP/IRE Post-transkripsiyonel Regülasyon Mekanizması

Tahmini Süre:1m 30s

Soru 78Soru →

Ökaryotik hücrelerde protein sentezinin başlama (inisiasyon) aşamasında gerçekleşen $mRNA$ ’nın taranması (scanning) ve başlangıç kompleksinin oluşumu süreci ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

mRNA

’nın 5' kep (cap) yapısı

eIF4F

kompleksinin bir parçası olan

eIF4E

tarafından tanınırken,

mRNA

üzerindeki sekonder yapıların çözülerek

AUG

kodonunun taranması için

ATP

hidrolizi gereklidir.

Başlatıcı

Met-tRNA_i^{Met}

’in

40S

alt birimine taşınmasından sorumlu olan

eIF2

’nin tekrar aktif hale gelmesi (

GDP

GTP

değişimi),

eIF5

proteininin katalitik etkisiyle gerçekleşir.

mRNA

üzerindeki başlangıç kodonu (

AUG

) bulunduğunda,

eIF2

’ye bağlı olan

GTP

’nin hidrolizi

60S

büyük alt birimin komplekse bağlanmasından sonra tamamlanır.

mRNA

’nın 3' ucundaki poli-A kuyruğuna bağlanan

PABP

proteinleri, direkt olarak

eIF3

faktörüyle etkileşime girerek

mRNA

’nın dairesel bir yapı (kapalı döngü) kazanmasını sağlar.

Prokaryotlarda da ökaryotlarda olduğu gibi başlangıç kodonunun seçimi, ribozomun

mRNA

’nın 5' ucundan başlayarak yaptığı tarama (scanning) mekanizması ile gerçekleştirilir.

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: $mRNA$ ’nın 5' kep (cap) yapısı $eIF4F$ kompleksinin bir parçası olan $eIF4E$ tarafından tanınırken, $mRNA$ üzerindeki sekonder yapıların çözülerek $AUG$ kodonunun taranması için $ATP$ hidrolizi gereklidir.

Cevap

Ökaryotik translasyon inisiyasyonunda kep yapısı

eIF4E

tarafından tanınır ve

eIF4A

helikaz aktivitesiyle

mRNA

'yı taramak için

ATP

harcar.

Ökaryotik hücrelerde translasyonun başlaması için

eIF4F

kompleksi gereklidir. Bu kompleksin

eIF4E

alt birimi 5' kep yapısına bağlanır.

eIF4A

ise bir

ATP

bağımlı RNA helikazdır;

mRNA

’daki sekonder yapıları (saç tokası yapıları vb.) çözerek

40S

ribozomal alt biriminin

AUG

başlangıç kodonunu bulana kadar

mRNA

üzerinde ilerlemesini (

scanning

) sağlar.

Adım Adım Çözüm

Ökaryotik başlama faktörlerinin (

eIF

) görevlerini analiz et.

eIF4F

kompleksi (

4E, 4A, 4G

)

mRNA

’nın 5' ucuna bağlanır.

Protein sentezinin başlayabilmesi için

mRNA

’nın ribozom tarafından tanınması gerekir.

Tarama (scanning) sürecindeki enerji kaynağını belirle.

eIF4A

helikazı

ATP

kullanarak

mRNA

’nın ikincil yapılarını çözer.

Ribozomun

AUG

kodonuna ulaşabilmesi için

mRNA

üzerindeki düğümlerin açılması gerekir.

Prokaryotik ve ökaryotik farkları değerlendir.

Prokaryotlar

Shine-Dalgarno

kullanırken, ökaryotlar

scanning

yapar.

İki sistem arasındaki temel mekanik fark budur.

Anahtar Kavram

Ökaryotik Translasyon İnisiyasyonu ve Enerji Kullanımı

Tahmini Süre:1m 50s

Soru 79Soru →

Hücre yüzeyindeki ölüm reseptörlerine (Fas, $TNF-R1$ ) ligand bağlanmasıyla tetiklenen ekstrinsik apoptozis yolunda, kaspaz kaskadının başlatılabilmesi için prokaspaz-8 moleküllerinin aktif kaspaz-8'e dönüşmesi gerekir. Prokaspaz-8'in aktivasyonu için gerekli olan bu biyokimyasal mekanizma aşağıdakilerden hangisidir?

Prokaspaz-8 moleküllerinin DISC kompleksi üzerinde birbirine yakınlaşması sonucu gerçekleşen "induced proximity" (yakınlaşma ile indüklenen) otoproteoliz

Sitokrom

c

Apaf-1

proteinlerinin

ATP

eşliğinde oluşturduğu apoptozom kompleksi tarafından gerçekleştirilen proteolitik kesim

Mitokondriyal membrandan salınan

Smac/DIABLO

moleküllerinin

IAP

(apoptozis inhibitörü protein) proteinlerini bağlayarak baskılaması

DNA

hasarı sonucunda aktive olan

p53

proteini tarafından kaspaz-8 geninin transkripsiyonel düzeyde uyarılması

Bcl-2

ailesinin pro-apoptotik üyeleri olan

Bax

Bak

'ın mitokondri dış membranında oluşturduğu gözeneklerden sızan sitozolik proteazlarca aktivasyon

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Prokaspaz-8 moleküllerinin DISC kompleksi üzerinde birbirine yakınlaşması sonucu gerçekleşen "induced proximity" (yakınlaşma ile indüklenen) otoproteoliz

Cevap

Prokaspaz-8 moleküllerinin DISC kompleksi üzerinde birbirine yakınlaşması sonucu gerçekleşen "induced proximity" otoproteoliz

Ekstrinsik apoptozis yolunda, ligandın reseptöre bağlanmasıyla sitozolik tarafta oluşturulan DISC kompleksine prokaspaz-8 molekülleri çekilir. Bu komplekste prokaspaz-8 molekülleri birbirine çok yakın konuma geldikleri için birbirlerini proteolitik olarak keserler. Bu sürece 'induced proximity' (yakınlaşma ile indüklenen) aktivasyon veya otoproteoliz denir. Aktif kaspaz-8 daha sonra efektör kaspazları (kaspaz-3) aktive ederek ölümü gerçekleştirir.

Adım Adım Çözüm

Ekstrinsik apoptozis yolunun başlatıcı bileşenlerini belirlemek.

Ölüm ligandı (FasL) ölüm reseptörüne (Fas/CD95) bağlanır.

Süreci başlatmak için dış sinyalin reseptöre iletilmesi gerekir.

Reseptör altındaki sinyal kompleksinin oluşumunu analiz etmek.

Adaptör protein FADD, prokaspaz-8'i reseptörün sitoplazmik kuyruğuna çekerek DISC (Death Inducing Signaling Complex) yapısını oluşturur.

Prokaspazların aktivasyonu için fiziksel olarak bir araya getirilmeleri şarttır.

Kaspaz-8 aktivasyon mekanizmasını tanımlamak.

Çok sayıda prokaspaz-8 molekülünün DISC üzerinde bir araya gelmesi (induced proximity), moleküllerin birbirini keserek (otoproteoliz) aktif kaspaz-8 oluşturmasını sağlar.

Kaspaz-8 bir 'initiator' kaspazdır ve aktivasyonu için başka bir kaspazın kesmesine değil, kendi kendine aktivasyona ihtiyaç duyar.

Anahtar Kavram

Ekstrinsik apoptozis yolunda kaspaz-8 aktivasyonu, 'induced proximity' (yakınlaşma ile indüklenen) mekanizmasıyla gerçekleşir.

Tahmini Süre:2m 0s

Soru 80Soru →

Bir araştırmacı, laboratuvar ortamında kültüre edilen bir hücre hattında belirli bir genin ifadesinin histon asetiltransferaz (HAT) aktivitesindeki artışla birlikte yükseldiğini gözlemlemiştir. Bu süreçte gen ifadesindeki artışa neden olan temel moleküler mekanizma aşağıdakilerden hangisidir?

Histon kuyruklarındaki lizin kalıntılarının asetillenerek pozitif yükünün azalması ve DNA ile olan elektrostatik etkileşimin zayıflaması

Histon deasetilaz (HDAC) enzimlerinin uyarılmasıyla promotör bölgesindeki kromatini daha sıkı paketlenmiş (heterokromatin) hale getirmesi

Histonların negatif yükünün artması sonucu DNA'nın fosfat gruplarıyla itme kuvveti oluşturarak replikasyon çatalını hızlandırması

DNA'daki CpG adacıklarının metillenmesi yoluyla transkripsiyon faktörlerinin promotöre bağlanma afinitesinin artması

Asetillenmiş histonların doğrudan RNA polimeraz II enzimini TATA kutusuna çekerek nükleozom yapısını tamamen ortadan kaldırması

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Histon kuyruklarındaki lizin kalıntılarının asetillenerek pozitif yükünün azalması ve DNA ile olan elektrostatik etkileşimin zayıflaması

Cevap

Histon asetilasyonu, histonların lizin kalıntılarındaki pozitif yükü nötralize ederek DNA ile etkileşimi zayıflatır ve kromatinin gevşemesini sağlar.

Histon asetilasyonu (HAT aktivitesi), histon kuyruklarındaki pozitif yüklü lizin kalıntılarını asetilleyerek nötralize eder. DNA negatif yüklü olduğu için, histonların pozitif yükünün azalması aradaki elektrostatik çekimi zayıflatır. Bu durum kromatinin yoğun yapısının gevşemesine (öchromatin oluşumu) yol açarak transkripsiyonel makinelerin DNA'ya erişimini sağlar ve gen ifadesini artırır.

Adım Adım Çözüm

HAT enziminin substratını ve etkisini tanımla.

Histon asetiltransferaz (HAT), histon kuyruklarındaki lizin kalıntılarına asetil grubu ekler.

Bu, epigenetik düzenlemenin temel bir basamağıdır.

Asetilasyonun elektriksel yük üzerindeki etkisini analiz et.

Lizin yan zincirindeki pozitif yüklü amino grubu asetillendiğinde nötr hale gelir.

Yük değişimi, histon ve DNA arasındaki etkileşimin temel belirleyicisidir.

Kromatin yapısındaki değişikliği değerlendir.

Pozitif yükün azalması, negatif yüklü DNA fosfat grupları ile histonlar arasındaki elektrostatik çekimi zayıflatır; kromatin gevşer (öchromatin).

Gevşek kromatin yapısı, transkripsiyon faktörlerinin ve RNA polimerazın DNA'ya erişimini kolaylaştırır.

Anahtar Kavram

Histon Asetilasyonu ve Kromatin Remodelling

Tahmini Süre:1m 30s

ÖncekiSayfa 4 / 9Sonraki

Moleküler Biyoloji

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

İpuçları

Daha Fazla Pratik

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Daha Fazla Pratik

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

İpuçları

Daha Fazla Pratik

Alternatif Yöntem

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Daha Fazla Pratik

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

İpuçları

Daha Fazla Pratik

Alternatif Yöntem

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Daha Fazla Pratik

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Daha Fazla Pratik

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Daha Fazla Pratik

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Daha Fazla Pratik

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Daha Fazla Pratik

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar