Ünitenin tamamını tek sayfada görPremium
Nükleozomlar, DNA ipliğinin histon adı verilen proteinler üzerine sarılmasıyla oluşan yaklaşık 100 A° aralıklarla yerleşmiş 4'lü formdaki nükleoprotein yapılardır. Bu paketleme mekanizması sayesinde uzun DNA şeritleri hücre çekirdeğine sığabilecek şekilde bobinler halinde düzenlenir ve nihayetinde kromozomları meydana getirir.
Ökaryotik hücrelerde DNA'ya bağlı bulunan proteinler genel olarak iki ana sınıfa ayrılır: Bunlar küçük yapıdaki histon proteinleri ve histon olmayan kromozomal proteinlerdir. Histon olmayan proteinler, DNA replikasyonunda ve genetik kodlamada görev alan enzimler ile gen düzenleyici proteinlerdir.
Ökaryotlarda toplam 5 tip histon bulunur ve bunlar H1 histonları ile nükleozomal histonlar (H2A, H2B, H3, H4) olmak üzere iki gruba ayrılır. Her bir nükleozomda nükleozomal histonlardan ikişer adet bulunurken, H1 histonu linker DNA'ya bağlanarak nükleozomal yapıların bir arada kalmasını sağlar.
Nükleozomların üst üste kıvrılmasıyla nükleozom paketleri oluşur ve bu kıvrımların miktarının artması kromatin ipliğinin yoğunlaşmasını sağlar. Ayrıca ökaryotlarda çekirdek dışında mitokondri ve bitki kloroplastlarında da dairesel yapıda ekstrakromozomal DNA'lar bulunur.
Fizyolojik koşullarda saflaştırılmış DNA çözeltisi oldukça yoğun bir yapıdadır; ancak ortama uç pH değerleri uygulandığında veya sıcaklık 80 °C'nin üzerine çıkarıldığında DNA fiziksel değişime uğrar. Bu süreçte çift sarmal yapıyı bir arada tutan bağlar zayıflar, zincirler birbirinden ayrılır ve yoğunluk hızla azalır.
DNA çift sarmalının %50'sinin tek sarmal haline geldiği sıcaklık değeri erime noktası (melting point) olarak adlandırılır ve Tm sembolü ile gösterilir. Denatürasyon kooperatif bir olaydır ve kristallerin erimesine benzer şekilde çok dar bir sıcaklık aralığında ani bir şekilde gerçekleşir.
Doğal yapıda çekirdek bazları sarmalın iç kısmına gömülü olduğu için ışık absorpsiyonu düşüktür; ancak denatürasyonla bazlar birbirinden uzaklaşarak istiflenmeyi kaybeder. Bu durum çözeltinin ışık geçirgenliğini ve 260 nm dalga boyundaki absorpsiyonunu artırarak spektrometre yardımıyla Tm sıcaklığının tespit edilmesini sağlar.
Tek sarmallı DNA'nın, çift sarmallı DNA'ya kıyasla 260 nm dalga boyunda %42 daha fazla absorbans göstermesi olayı 'hiperkromik etki' olarak adlandırılır. Bu özellik, nükleik asitlerin yapısal analizinde ve denatürasyon takiplerinde kritik bir gösterge olarak kullanılır.
RNA'lar, ribonükleotitlerin birbirlerine phosphodiester bağlarıyla bağlanmasıyla oluşan ve DNA'ya kıyasla boyları daha kısa olan tek zincirli nükleik asitlerdir. Hemen hemen tüm hücrelerde bol miktarda bulunur ve hem prokaryotik hem de ökaryotik hücrelerde temel olarak üç ana sınıfa ayrılır.
mRNA (mesajcı/haberci RNA), protein sentezi sırasında DNA'daki genetik bilginin protein yapısına aktarılmasında kalıp görevi üstlenen aracı bir moleküldür. Büyüklüğü sentezlenecek proteine ve organizmaya bağlı olarak değişiklik gösterebilir.
rRNA (ribozomal RNA), canlı organizmalarda en fazla bulunan RNA formudur ve birçok hücrede toplam RNA'nın yaklaşık %80'ini oluşturur. Prokaryotlarda üç, ökaryotlarda ise dört farklı tip rRNA bulunur ve bunlar çeşitli proteinlerle birleşerek ribozomları inşa eder.
tRNA (transfer RNA), 70 ile 99 arasında ribonükleotit içeren, çok kıvrımlı ve tek zincirli bir RNA çeşididir. Protein biyosentezi sırasında spesifik amino asitleri bağlayarak ribozomlara taşır ve yapısında %10 civarında 4-tiyoüridin ve 1-metil guanozin gibi farklı bazlar barındırır.
Farklı türlerden izole edilen ikili heliks yapısındaki DNA çözeltileri denatüre edilmek üzere ayrı ayrı ısıtılıp ardından karıştırılarak uygun sıcaklıkta bekletildiğinde, tür içi eşlenmelerin yanı sıra çapraz (türler arası) eşlenmeler de meydana gelebilir. İki farklı türe ait zincirlerin eşlenip hibrit DNA oluşturabilmesi için baz dizilişlerinde belirli bir benzerlik olması şarttır.
Benzer şekilde, denatüre edilmiş DNA çözeltileri RNA çözeltileri ile karıştırıldığında DNA-RNA hibritleri elde edilir. Hibritleşme yöntemi, genlerin ve RNA'ların laboratuvar ortamında saflaştırılması ve izole edilmesi amacıyla sıklıkla kullanılır.
Nükleik asitlerdeki fosfodiester bağlarını hidroliz eden enzimlere nükleazlar denir ve bu enzimler tüm organizmalarda bulunur. Örneğin memelilerin pankreasında sentezlenip ince bağırsağa salgılanan nükleazlar sindirimde görev alırken, ökaryotik hücre lizozomlarındaki nükleazlar eski hücre elemanlarının parçalanmasını sağlar.
Nükleazlar seçimlilik durumlarına göre ribonükleaz ve deoksiribonükleaz olarak ayrılırken, etki ettikleri konuma göre ekzonükleazlar (5' veya 3' ucundaki bağları kıran) ve endonükleazlar (zinciri ortadan kaldıran) şeklinde sınıflandırılır.