12. Sınıf Biyoloji · Genden Proteine
Genetik Şifre ve Protein Sentezi
- genetik şifre
- kodon
- antikodon
- transkripsiyon
- translasyon
- peptit bağı
- rekombinant DNA
- GDO
Genetik şifre nedir, protein sentezi nasıl olur?
Genetik şifre, DNA'daki nükleotit dizisidir; protein sentezi ise bu dizideki bilginin aminoasit dizilerine çevrilmesiyle gerçekleşir. Üçlü nükleotit dizisi DNA'da kod, mRNA'da kodon, tRNA'da antikodon olarak adlandırılır. 64 çeşit kodon vardır; UAA, UAG ve UGA sentezi durdurur, kalan 61 kodon 20 çeşit aminoasidi şifreler. AUG başlama kodonudur ve metiyonini şifreler. Transkripsiyonda çekirdekte RNA polimeraz, DNA'nın bir zincirini kalıp alarak mRNA sentezler. Translasyonda ribozomda mRNA kodonları okunur, tRNA'lar uygun aminoasitleri getirir ve aminoasitler peptit bağıyla birleşir. Örneğin 100 aminoasitlik bir polipeptitte 99 peptit bağı kurulur ve 99 su molekülü açığa çıkar. Bir aminoasit birden çok kodonla şifrelenebilir, ancak bir kodon yalnızca tek bir aminoasidi şifreler. Genetik mühendisliğinde bu bilgiyle bakterilere insülin ürettirilir.
Genetik Şifre ve Protein Sentezi: konu anlatımı ve özeti
DNA'daki bilgi, protein sentezi sayesinde canlının yapısını ve işlevlerini belirleyen proteinlere dönüşür. Bu konu genetik şifrenin nasıl okunduğunu ve biyoteknolojinin bu bilgiyi nasıl kullandığını anlatıyor.
- DNA'daki nükleotit dizisine genetik şifre denir. Üçlü nükleotit dizisi DNA'da kod, mRNA'da kodon, tRNA'da antikodon olarak adlandırılır.
- 4³ = 64 çeşit kodon vardır. UAA, UAG ve UGA sentezi durduran kodonlardır; kalan 61 kodon 20 çeşit aminoasidi şifreler. AUG başlama kodonudur ve metiyonini şifreler.
- Transkripsiyon (yazılma): çekirdekte RNA polimeraz, DNA'nın bir zincirini kalıp alarak mRNA sentezler.
- Translasyon (okuma): ribozomda mRNA kodonları okunur; tRNA'lar antikodonlarına uyan aminoasitleri getirir ve aminoasitler peptit bağıyla birleşir.
- Örnek: 100 aminoasitlik bir polipeptitte 99 peptit bağı kurulur ve 99 su molekülü açığa çıkar.
- Genetik mühendisliğinde bir türden alınan gen başka bir türün DNA'sına eklenir (rekombinant DNA). Böylece bakterilere insülin gibi ilaçlar ürettirilir; elde edilen canlılara GDO denir.
- Biyoteknolojinin diğer uygulamaları gen klonlama, DNA parmak izi ve kök hücre çalışmalarıdır. Bu uygulamalar tıp ve tarıma büyük katkı sağlar ama etik, sağlık ve biyogüvenlik tartışmalarını da beraberinde getirir.
Unutma: Kodon sayısı aminoasit sayısından fazladır; bir aminoasit birden çok kodonla şifrelenebilir ama bir kodon yalnızca tek bir aminoasidi şifreler.
Bu özet yapay zekâ ile kitabın ilgili sayfalarından hazırlandı; hata içerebilir. Asıl kaynak MEB ders kitabıdır. İçerikler nasıl hazırlanıyor? · Son güncelleme:
Önce temeli pekiştir
Protein sentezini bir mutfakta tarif kullanmaya benzetebilirsin: Tarif kitabı (DNA) kütüphaneden (çekirdekten) çıkarılmaz; gereken tarifin bir kopyası alınır ve mutfağa (ribozoma) götürülür.
- Transkripsiyon (yazılma): Çekirdekte RNA polimeraz, DNA'nın bir zincirini kalıp alarak mRNA yapar. DNA'daki A'nın karşısına mRNA'da U gelir.
- Taşınma: mRNA çekirdekten sitoplazmaya, ribozoma geçer.
- Translasyon (okuma): Ribozom mRNA'yı üçerli kodonlar hâlinde okur; tRNA'lar antikodonlarına uyan aminoasitleri getirir.
- Bağlanma: Aminoasitler peptit bağıyla birleşir. n aminoasitlik bir zincirde n − 1 peptit bağı kurulur.
Günlük hayattan: 50 aminoasitlik bir polipeptit için en az 50 kodon gerekir; durdurma kodonu da sayılırsa mRNA'da en az 51 kodon, yani 153 nükleotit bulunur.
Sık yapılan hata: "Her kodon bir aminoasit getirir." Doğrusu: UAA, UAG ve UGA durdurma kodonlarıdır ve hiçbir aminoasidi şifrelemez; 61 kodon 20 aminoasidi şifreler.
Derinleş
İnsülin bugün çoğunlukla genetiği değiştirilmiş mikroorganizmalara ürettiriliyor. Bu yöntem bulunmadan önce insülinin nasıl elde edildiğini araştır ve iki yöntemi maliyet, güvenlik ve erişilebilirlik açısından karşılaştır. Genetiği değiştirilmiş canlıların tıpta ve tarımda kullanılmasının hangi koşullarda kabul edilebilir olduğunu, biyogüvenlik ve etiket hakkı gibi ölçütlerle tartış.
Öğrenme çıktıları
Bu konunun soruları MEB öğretim programındaki şu öğrenme çıktılarını ölçer.
BİY.12.2.3Genetik bilginin ürüne dönüşüm sürecini çözümleyebilme
- a) Genetik bilginin ürüne dönüşüm sürecine ilişkin temel bileşenleri ve bunların işleyişlerini belirler.
BİY.12.2.9Biyoteknolojinin uygulama alanları ile ilgili bilgi toplayabilme
- b) Biyoteknolojinin uygulama alanları ile ilgili bilgilere ulaşır.
Bu konuda neler var?
- Genetik Şifre
- Protein Sentezi
- Genetik Mühendisliği ve Biyoteknoloji
- Genetik Mühendisliği ve Biyoteknoloji Uygulamaları
- Genetik Mühendisliği ve Biyoteknoloji Uygulamalarının İnsan Hayatına Etkisi
Sorular
Soru bankasından bu konunun soruları, kolaydan zora.
Kolay
1Bir hücre biyoloğu, ökaryot bir hücrenin çekirdeğinde bir genin bulunduğu DNA bölgesinin geçici olarak açıldığını gözlüyor. Bir enzim, açılan zincirlerden yalnızca birini kalıp alıyor ve ona uygun ribonükleotitleri birleştirerek tek zincirli bir molekül oluşturuyor. Gözlenen sentezi gerçekleştiren enzim hangisidir?
- A) DNA polimeraz
- B) RNA polimeraz
- C) Helikaz
- D) Ligaz
- E) Peptidil transferaz
Cevabı göster
Doğru cevap: B) RNA polimeraz
DNA'yı kalıp alarak ribonükleotitlerden mRNA sentezleyen enzim RNA polimerazdır; bu olaya transkripsiyon denir. DNA polimeraz da kalıp DNA kullanır; ama deoksiribonükleotit ekleyerek DNA eşlenmesinde görev yapar.
Kolay
2İnsülin üreten insan geni bir bakteri plazmitine yerleştiriliyor. Bu plazmidi alan bakteriler çoğalırken insan insülinini de üretiyor; böylece şeker hastaları için ilaç hazırlanabiliyor. İnsan geni eklenmiş plazmit DNA'sına ne ad verilir?
- A) Mutant DNA
- B) Kalıp DNA
- C) Mitokondriyal DNA
- D) Rekombinant DNA
- E) Klon DNA
Cevabı göster
Doğru cevap: D) Rekombinant DNA
Farklı kaynaklardan gelen DNA parçalarının birleştirilmesiyle oluşan DNA'ya rekombinant DNA denir; insan geni taşıyan plazmit buna örnektir. Mutant DNA da değişmiş bir DNA'dır; ama değişiklik başka bir türden gen eklenmesiyle değil, DNA dizisindeki kalıcı bir hatayla oluşur.
Kolay
3Bir öğrenci, protein sentezini bir fabrika benzetmesiyle anlatıyor: Çekirdekteki DNA ana proje, mRNA da projenin fotokopisidir. Fotokopi çekirdekten çıkıp sitoplazmadaki "montaj tezgâhına" ulaşınca aminoasitler sırayla birleştirilir. Bu benzetmedeki montaj tezgâhı hücrenin hangi yapısıdır?
- A) Çekirdekçik
- B) Lizozom
- C) Ribozom
- D) Golgi cisimciği
- E) Mitokondri
Cevabı göster
Doğru cevap: C) Ribozom
mRNA'daki kodonların okunup aminoasitlerin peptit bağlarıyla birleştirildiği translasyon ribozomda gerçekleşir. Çekirdekçik ribozom alt birimlerinin yapıldığı yerdir; burada protein sentezlenmez.
Kolay
4Bir genetik laboratuvarında bir genin mRNA dizisi okunuyor: AUG GCU UUC AAA UGA GGC CCA. Araştırmacı, bu diziden oluşan polipeptidin yalnızca dört aminoasitten oluştuğunu belirliyor. Polipeptidin dört aminoasitte kalmasına yol açan kodon aşağıdakilerden hangisidir?
- A) AUG
- B) UGA
- C) GGC
- D) CCA
- E) AAA
Cevabı göster
Doğru cevap: B) UGA
UGA bir durma kodonudur; ribozom bu kodona gelince translasyon biter ve AUG, GCU, UUC, AAA'nın şifrelediği dört aminoasitle sentez sona erer. AUG da özel bir kodondur; ancak sentezi başlatır, durdurmaz.
Kolay
5Bir öğrenci, genetik şifrenin üçlü değil ikili nükleotitlerden oluştuğunu varsayarak bir hesap yapıyor. Bu varsayım canlılardaki 20 çeşit aminoasidi şifrelemek için neden yetersiz kalır?
- A) Yalnızca 8 çeşit şifre oluşur ve 20 aminoasidi karşılamaz
- B) Yalnızca 4 çeşit şifre oluşur ve 20 aminoasidi karşılamaz
- C) 64 çeşit şifre oluşur ve aminoasitlerden çok fazla olur
- D) 32 çeşit şifre oluşur ama durdurma şifresi kalmaz
- E) Yalnızca 16 çeşit şifre oluşur ve 20 aminoasidi karşılamaz
Cevabı göster
Doğru cevap: E) Yalnızca 16 çeşit şifre oluşur ve 20 aminoasidi karşılamaz
Dört çeşit nükleotitle ikili dizilerden 4² = 16 şifre oluşur; bu 20 aminoasit için yetmez. Üçlü dizilerle 4³ = 64 şifre oluştuğu için genetik şifre üçlüdür.
Kolay
6Bir araştırma ekibi, hasar görmüş bir dokuyu onarmak için vücutta farklı hücre çeşitlerine dönüşebilen hücrelerden yararlanmayı planlıyor. Ekibin kullandığı biyoteknoloji uygulaması hangisidir?
- A) DNA parmak izi
- B) Gen klonlama
- C) Rekombinant aşı
- D) Polizom oluşturma
- E) Kök hücre teknolojisi
Cevabı göster
Doğru cevap: E) Kök hücre teknolojisi
Farklı hücre çeşitlerine dönüşebilen hücrelerle doku onarımı kök hücre teknolojisinin konusudur. DNA parmak izi ise kimlik belirlemede kullanılır.
Kolay
7Bir hastanede doğum sonrası iki bebeğin bilekliklerinin karıştığından şüpheleniliyor. Bebeklerin hangi aileye ait olduğunu kesin olarak belirlemek için bebeklerden ve ebeveyn adaylarından örnek alınıp karşılaştırılıyor. Bu amaçla kullanılan biyoteknolojik uygulama hangisidir?
- A) Gen klonlama
- B) Kök hücre tedavisi
- C) DNA parmak izi analizi
- D) GDO üretimi
- E) Hormon üretimi
Cevabı göster
Doğru cevap: C) DNA parmak izi analizi
DNA parmak izi bireye özgü DNA desenlerini karşılaştırarak kimlik ve akrabalık belirlemede kullanılır. Gen klonlama ise bir genin çok sayıda kopyasını elde etmeye yöneliktir.
Kolay
8Bir hücrede tek zincirli bir polipeptidin sentezi sırasında 79 su molekülü açığa çıktığı belirleniyor. Bu polipeptit kaç aminoasitten oluşur?
- A) 78
- B) 79
- C) 80
- D) 81
- E) 240
Cevabı göster
Doğru cevap: C) 80
Her peptit bağı kurulurken bir su açığa çıkar ve bağ sayısı aminoasit sayısının bir eksiğidir; 79 + 1 = 80 aminoasit vardır.
Kolay
9Bir pirinç çeşidine, A vitamininin sentezi için gereken beta karoteni üretmesini sağlayan genler başka türlerden aktarılmıştır. Bu şekilde başka türden gen aktarılarak yeni özellik kazandırılan canlılara ne ad verilir?
- A) Kök hücreden türetilmiş canlı
- B) Genetiği değiştirilmiş organizma (GDO)
- C) Klonlama ile elde edilmiş canlı
- D) Melezleme ile elde edilmiş canlı
- E) Antikor üreten hücre topluluğu
Cevabı göster
Doğru cevap: B) Genetiği değiştirilmiş organizma (GDO)
Başka türden gen aktarılarak yeni genetik özellik kazanan canlılara GDO ya da transgenik organizma denir. Klon ise genetik olarak birbirinin aynı olan canlılardır.
Kolay
10Bir öğrenci protein sentezini anlatan posterine üç kutu çiziyor. Kutulara DNA'daki, mRNA'daki ve tRNA'daki üçlü nükleotit dizilerinin adlarını bu sırayla yazacak. Öğrenci kutulara sırasıyla hangi kavramları yazmalıdır?
- A) Kod – kodon – antikodon
- B) Kodon – kod – antikodon
- C) Antikodon – kodon – kod
- D) Kod – antikodon – kodon
- E) Kodon – antikodon – kod
Cevabı göster
Doğru cevap: A) Kod – kodon – antikodon
DNA'daki üçlü diziye kod, mRNA'daki karşılığına kodon, tRNA'daki karşılığına antikodon denir. Kod ile kodonun yer değiştirmesi en sık yapılan karışıklıktır.
Kolay
11Bir ilaç firmasında iki ekip çalışıyor. Birinci ekip insan büyüme hormonu genini ayırıp bakterilere aktarıyor. İkinci ekip bu bakterileri büyük tanklarda çoğaltarak hormonu çok miktarda ve ucuza üretiyor. Ekiplerin çalışma alanları sırasıyla hangisidir?
- A) Genetik mühendisliği – biyoteknoloji
- B) Biyoteknoloji – genetik mühendisliği
- C) Biyoteknoloji – mikrobiyoloji
- D) Genetik mühendisliği – biyokimya
- E) Biyokimya – genetik mühendisliği
Cevabı göster
Doğru cevap: A) Genetik mühendisliği – biyoteknoloji
Genin ayrılıp başka canlıya aktarılması genetik mühendisliğinin, bu bilgiyle ekonomik değeri yüksek ürünün üretilmesi biyoteknolojinin çalışma alanıdır. İki kavram sık karıştırılır.
Kolay
12Bir öğrenci mRNA dizisini okurken ribozomun hangi kodona geldiğinde protein sentezinin duracağını işaretleyecektir. Aşağıdaki kodonlardan hangisini işaretlemelidir?
- A) UAG
- B) AUG
- C) UGG
- D) UAC
- E) GAU
Cevabı göster
Doğru cevap: A) UAG
UAA, UAG ve UGA durdurma kodonlarıdır; UAG gelince sentez durur. AUG ise başlama kodonudur ve metiyonini şifreler.
Kolay
13Çekirdek zarı bulunmayan bir bakteri hücresinde protein sentezinin transkripsiyon ve translasyon aşamaları nerede gerçekleşir?
- A) Transkripsiyon çekirdekte, translasyon sitoplazmada gerçekleşir
- B) İki aşama da çekirdekte gerçekleşir
- C) Transkripsiyon mitokondride, translasyon sitoplazmada gerçekleşir
- D) İki aşama da sitoplazmada gerçekleşir
- E) Transkripsiyon ribozomda, translasyon hücre zarında gerçekleşir
Cevabı göster
Doğru cevap: D) İki aşama da sitoplazmada gerçekleşir
Prokaryotlarda çekirdek zarı olmadığından protein sentezi sitoplazmada başlar ve sitoplazmada biter. Transkripsiyonun çekirdekte olması ökaryot hücrelere özgüdür.
Kolay
14Bir animasyonda ribozoma gelen tRNA'ların taşıdığı aminoasitlerin birbirine eklenerek zincirin uzadığı görülüyor. Aminoasitler arasında kurulan bağ hangisidir?
- A) Hidrojen bağı
- B) Glikozit bağı
- C) Peptit bağı
- D) Fosfodiester bağı
- E) Fosfoester bağı
Cevabı göster
Doğru cevap: C) Peptit bağı
Translasyonda aminoasitler peptit bağıyla birleşir ve her bağda bir su açığa çıkar. Fosfodiester bağı ise nükleotitleri birbirine bağlar.
Kolay
15Transkripsiyon sırasında DNA'nın açılan iki ipliğinden yalnızca biri mRNA sentezinde kalıp olarak kullanılır. Kalıp olarak kullanılan bu ipliğe ne ad verilir?
- A) Tamamlayıcı iplik
- B) Kodon ipliği
- C) Antikodon ipliği
- D) Polizom ipliği
- E) Anlamlı iplik
Cevabı göster
Doğru cevap: E) Anlamlı iplik
DNA'nın mRNA sentezine kalıplık eden ipliğine anlamlı iplik, diğerine tamamlayıcı iplik denir. Kodon ve antikodon RNA'daki üçlü dizilerin adıdır.
Kolay
16Çok miktarda sindirim enzimi üreten bir hücrede, tek bir mRNA molekülü üzerine aynı anda çok sayıda ribozomun bağlandığı gözleniyor. Bu yapıya ne ad verilir?
- A) Kromozom
- B) Polipeptit
- C) Nükleozit
- D) Poliribozom (polizom)
- E) Antikodon
Cevabı göster
Doğru cevap: D) Poliribozom (polizom)
Aynı mRNA'ya çok sayıda ribozomun bağlanmasıyla oluşan yapı poliribozomdur. Polipeptit ise ribozomda oluşan aminoasit zinciridir.
Kolay
17Bir belediye, organik atıkların yol açtığı çevre kirliliğini azaltmak için çözüm arıyor. Görüşülen uzmanlar farklı öneriler sunuyor. Aşağıdaki önerilerden hangisi biyoteknolojik bir uygulamadır?
- A) Atıkların, bu iş için üretilmiş özel mikroorganizmalarla giderilmesi
- B) Atıkların açık alanda yakılarak hacminin küçültülmesi
- C) Atıkların beton kaplı çukurlara gömülerek üzerinin örtülmesi
- D) Atıkların kurutulup kapalı depolarda uzun süre saklanması
- E) Atıkların süzgeçlerden geçirilerek iri parçalarının ayrılması
Cevabı göster
Doğru cevap: A) Atıkların, bu iş için üretilmiş özel mikroorganizmalarla giderilmesi
Biyoteknolojik yöntemlerle üretilen bazı özel mikroorganizmalar, organik atıklara bağlı çevre kirliliğine karşı kullanılır. Yakma, gömme, kurutma ve süzme canlılardan ya da genetik mühendisliğinin sağladığı bilgilerden yararlanmayan fiziksel işlemlerdir.
Kolay
18Bir öğrencinin masasında üzerinde üçlü nükleotit dizileri yazan beş kart var. Öğrenci, DNA'daki koda ait olabilen ama mRNA'da kodon ya da tRNA'da antikodon olarak bulunamayacak kartı ayırmak istiyor. Öğrencinin ayırması gereken kart hangisidir?
- A) AUG
- B) GCA
- C) CCG
- D) UAC
- E) TGC
Cevabı göster
Doğru cevap: E) TGC
Timin yalnız DNA'da, urasil yalnız RNA'da bulunur. TGC timin içerdiği için RNA'daki bir üçlü olamaz, yalnız DNA'daki bir kod olabilir. AUG ve UAC urasil taşıdıklarından DNA'ya ait olamaz. GCA ve CCG ise iki nükleik asitte de bulunan bazlardan oluşur; bu kartlar hem DNA'ya hem RNA'ya ait olabilir.
Orta
19Bir hırsızlık olayında kapı kolunda bulunan çok az miktardaki deri hücresinden DNA elde ediliyor. Uzmanlar bu DNA'yı belirli enzimlerle kesip oluşan parçaları jelde ayırıyor ve şüphelilerden alınan örneklerin bant desenleriyle karşılaştırıyor. Uzmanların kullandığı uygulama aşağıdakilerden hangisidir?
- A) Gen tedavisi
- B) Kök hücre tedavisi
- C) Rekombinant insülin üretimi
- D) DNA parmak izi analizi
- E) Bitki doku kültürü
Cevabı göster
Doğru cevap: D) DNA parmak izi analizi
Kişiye özgü DNA bölgelerinin kesilip jelde ayrılması ve bant desenlerinin karşılaştırılması DNA parmak izi analizidir; adli olaylarda kimlik tespitinde kullanılır. Rekombinant üretimde de DNA kesilir; ama amaç kişi belirlemek değil, bir canlıya başka bir türün ürününü ürettirmektir.
Orta
20Bir öğrenci kodon tablosunu incelerken lösin aminoasidinin altı farklı kodonla, metiyoninin ise tek kodonla şifrelendiğini görüyor. Tabloda aminoasit şifreleyen 61 kodon, proteinlerde ise 20 çeşit aminoasit bulunuyor. Öğrencinin gözlemi genetik şifrenin hangi özelliğini gösterir?
- A) Bir kodonun birden çok aminoasidi şifreleyebilmesini
- B) Her proteinin 20 aminoasitten oluşmasını
- C) Bir aminoasidin birden çok kodonla şifrelenebilmesini
- D) Durma kodonlarının aminoasit taşımasını
- E) Kodonların türden türe farklı anlam taşımasını
Cevabı göster
Doğru cevap: C) Bir aminoasidin birden çok kodonla şifrelenebilmesini
Kodon sayısı aminoasit çeşidinden fazla olduğu için çoğu aminoasit birden fazla kodonla şifrelenir; lösinin altı kodonu buna örnektir. Tersini düşünmek, yani bir kodonun birden çok aminoasit şifrelediğini sanmak yaygın bir yanılgıdır; her kodon tek bir aminoasidi belirler.
Katkıda bulun
Özette bir hata mı gördün, eklenmesi gereken bir bilgi ya da güzel bir soru mu var? Öner; yönetici onaylarsa sitede yayımlanır ve sana bildirim gelir.