Examkin

Soru

Zorluk: Çok zorDNA'nın Yarı Korunumlu Eşlenmesi ve Replikasyon Enzimleri

DNA replikasyonunda görev alan enzimlerin veya bu enzimlerde meydana gelen işlevsel bozuklukların, replikasyon sürecine olan etkileri ile ilgili aşağıda verilen durumları uygun sonu��larıyla eşleştiriniz.

  • Helikaz enziminin ATP hidroliz yeteneğinin kimyasal bir ajanla tamamen bloke edilmesiReplikasyon çatalının ilerleyememesi ve hidrojen bağlarının koparılarak çift zincirli yapının açılamaması
  • DNA Polimeraz III enziminin 3′→5′3' \rightarrow 5' yönündeki ekzonükleaz aktivitesinin mutasyonla işlevsizleşmesiSentezlenen yeni DNA ipliklerindeki hatalı baz eşleşmelerinin düzeltilememesi sonucu mutasyon frekansının olağan dışı artması
  • DNA Polimeraz I enziminin 5′→3′5' \rightarrow 3' yönündeki ekzonükleaz aktivitesinin genetik olarak ortadan kalkmasıOkazaki fragmanlarının başlangıcında yer alan RNA primerlerinin uzaklaştırılamayarak DNA-RNA hibrit yapılarının korunması
  • DNA Ligaz enziminin aktif merkezine bağlanan seçici bir inhibitörün sisteme eklenmesiKesintili zincirdeki Okazaki fragmanlarının birbirine bağlanamaması sonucu fosfodiester bağları eksik, parçalı yeni zincirlerin kalması

Cevap

Helikaz enziminin ATP hidrolizi engellendiğinde replikasyon çatalı ilerleyemez; DNA Polimeraz III'ün 3′→5′3' \rightarrow 5' ekzonükleaz aktivitesi bozulursa mutasyon oranı artar; DNA Polimeraz I'in 5′→3′5' \rightarrow 3' ekzonükleaz aktivitesi kaybolursa RNA primerleri uzaklaştırılamaz; DNA Ligaz inhibe edilirse Okazaki fragmanları birleşemez.
Eşleştirmelerin tamamı, ilgili replikasyon enzimlerinin biyokimyasal işlevleri ve bu işlevlerin aksaması durumunda hücrede gözlenecek spesifik moleküler aksaklıklar üzerine kurulmuştur. Helikazın ATP'siz çalışamaması zincirin açılmasını önler, DNA Polimeraz III'ün ekzonükleaz kaybı mutasyonları artırır, DNA Polimeraz I'in ekzonükleaz kaybı primerlerin kalmasına yol açar, DNA Ligaz kaybı ise fragmanların birleşmesini engeller.

Adım Adım Çözüm

1
Helikaz enziminin işlevini ve ATP hidrolizinin replikasyon çatalı üzerindeki etkisini analiz etmek.
Helikaz, ATP hidrolizinden elde ettiği enerji ile DNA çift sarmalındaki hidrojen bağlarını koparır. Bu işlemin engellenmesi replikasyon çatalının açılmasını ve dolayısıyla replikasyonun başlamasını durdurur.
Replikasyonun başlaması için çift zincirin açılması ön koşuldur.
2
DNA Polimeraz III'ün hata düzeltme (proofreading) mekanizmasını değerlendirmek.
DNA Polimeraz III, sentez sırasında yanlış eşleşen nükleotitleri 3′→5′3' \rightarrow 5' yönündeki ekzonükleaz aktivitesiyle geriye doğru keserek çıkarır ve düzeltir. Bu aktivitenin bozulması, yeni sentezlenen ipliklerdeki mutasyon sıklığını (hata oranını) belirgin şekilde artırır.
Hatalı bazların tespiti ve uzaklaştırılması bu enzim aktivitesine bağlıdır.
3
DNA Polimeraz I'in RNA primeri uzaklaştırma rolünü incelemek.
DNA replikasyonunun başlangıcında sentezlenen RNA primerleri, DNA Polimeraz I'in 5′→3′5' \rightarrow 3' ekzonükleaz aktivitesi ile kesilerek uzaklaştırılır ve yerine DNA nükleotitleri sentezlenir. Bu aktivite kaybolduğunda, Okazaki fragmanlarının başındaki RNA bölümleri DNA yapısında kalır ve RNA-DNA hibrit bölgeleri oluşur.
Kalıcı DNA yapısında RNA bulunmaması gerektiğinden primerlerin temizlenmesi şarttır.
4
DNA Ligaz enziminin kesintili zincirdeki birleştirici rolünü saptamak.
DNA Polimeraz I primerleri uzaklaştırıp boşlukları doldurduktan sonra, komşu DNA parçaları (Okazaki fragmanları) arasındaki son fosfodiester bağını DNA Ligaz kurar. Enzimin inhibe edilmesi durumunda, fragmanlar kimyasal olarak birleşemez ve fosfodiester bağı eksik, kesintili/parçalı bir DNA zinciri kalır.
Okazaki fragmanlarının kesintisiz tek bir iplik haline gelebilmesi için ligaz aktivitesi zorunludur.

Anahtar Kavram

DNA replikasyonunda görev alan enzimlerin (Helikaz, DNA Polimeraz III, DNA Polimeraz I ve DNA Ligaz) biyokimyasal kataliz mekanizmaları ve bu mekanizmaların aksaması durumunda ortaya çıkan moleküler fenotipler.
Bu soruyu puanla

Konular

DNA'nın Yarı Korunumlu Eşlenmesi ve Replikasyon Enzimleri

Bu konudan daha fazla soru