Have an account?

DNA kopyalanmasında görev alan enzimler

* DNA heliksini fermuar gibi açan: DNA helikaz

Daha önce de belirttiğimiz gibi kopyalama işlemi başladığında, ilk olarak "DNA helikaz" isimli enzim olay yerine gelir ve DNA sarmalını bir fermuar gibi açmaya başlar. Bunun sonucunda DNA'nın heliks biçiminde birbirine dolanmış kolları ayrılır. DNA helikaz her saniye 1.000 nükleotid çiftini açabilme yeteneğine sahiptir.

DNA'nın kolları ayrılırken, kolların birbirlerine dolanmalarını engellemek için "heliks sabitleyici enzimler" de her iki kolu sabit tutarlar.

DNA helikaz, fermuarı açarken bir noktada aniden durur. Durulan noktalar, gerekli olan bilginin sınırlarıdır. Enzimler, bilginin nerede başlayıp nerede bittiğini bilirmiş gibi büyük bir ustalıkla hareket ederler.



* Yeni DNA şeritleri üreten: DNA polimeraz

Sıra "DNA polimeraz" enzimindedir. Bu enzimin görevi ise, yine önceki bölümlerde gördüğümüz gibi, DNA'nın ikiye ayrılan kollarını, ikinci bir kol ile tamamlamaktır. Bunun için DNA'nın bir kolunu oluşturan, her bilginin karşısına uygun olan bilgiyi bulup getirir.

DNA polimeraz, yeni şeritleri kusursuzca tamamlayacak biçimde üretir. Eski şeritteki sitozin, her zaman yeni şeritte guanin ile eşleşir. Adenin de her zaman timin ile ve timin de adenin ile eşleşir. Ancak olağanüstü bir hızla gerçekleşen bu eşleşme sırasında bazen birkaç hata olur. Örneğin DNA polimeraz, adenin karşısına bir noktada timin değil de, guanin yerleştirir. Bu tür yanlışlıklar kimi zaman hayati derecede tehlikelidir. Örneğin hemoglobinin yapısındaki altıncı amino asit, eğer "valin" denilen bir başka amino asit olarak değiştirilirse, proteinde ip gibi lifler oluşacak ve alyuvarların dolaşımına engel olup, "orak hücre anemisi" denilen hastalığa yol açacaktır.

Bazların eşleşme sırasındaki kimyasal seçiciliği öylesine güçlüdür ki, yalnız 100.000 bazda bir hataya izin verilir. Bunun da ötesinde DNA polimeraz, hatalara karşı çok duyarlıdır. Eğer yanlış bir baz eşleşmesi gerçekleşirse, hemen yok edilir ve yerine doğru baz yerleştirilir. DNA polimeraz işini bitirdikten sonra da, ayrı bir tamir enzimi, yeni oluşan DNA şeritinde hata kalıp kalmadığını denetler.


* Hatalara karşı aşırı hassas: DNA Nükleaz

Bu enzim adeta bir redaktör (yazı düzelten kişi) gibi DNA'daki hatayı tespit eder ve hatalı harfi yerinden çıkartır. Ancak bunun sonucunda DNA sarmalında bir boşluk oluşur. Bu sorunla da bir başka enzim ilgilenir.

* DNA'daki kopuklukları tamir eden: DNA Ligaz


DNA nükleaz, tespit ettiği hatalı kısmı koparttığında, DNA sarmalında oluşan boşluk "DNA ligaz" adı verilen enzim tarafından tamir edilir. En son aşamada elde edilen kusursuzluk sayesinde milyar nükleotidde yalnız bir hataya izin verilir. Bu hata oranı bilgisayarların denetimindeki herhangi bir bilgi sisteminden kat kat daha üstündür. Milyarda bir hata, binlerce kitabı kopyalarken yalnızca tek bir hata yapmak anlamına gelir. Bu oran da, gözle görülmeyen bir boyutta ne kadar olağanüstü bir denetim mekanizması olduğunu bizlere gösterir.


* DNA'nın düğüm olmadan çözülmesini sağlayan:


Topoizomeraz

DNA şeritleri, uzunluklarından binlerce kez küçük alanlarda paketlenmişlerdir. DNA bu küçük alan içerisinde hareket ederken, bu şeklinden dolayı birçok sorunla karşılaşır. Örneğin DNA sarmalı, üzerindeki bilgilerin okunması için açılırken, aşağıda kalan bölgeler giderek daha fazla sıkılaşır ve oluşan bu basıncın serbest bırakılması gerekir. Bu tıpkı bir ipi oluşturan lifleri tek tek çekmeye benzer.

Böyle bir durumda ipin alt kısmında hemen karışıklık oluşur. Hücre bölünürken de, işte bu problemin çok daha büyüğü oluşur. Hücre bölünmeden hemen önce, çekirdekte DNA'nın 46 şeridinden iki kopya bulunur. Her bir şeridin önce çözülmesi, sonra ayrılarak yavru hücrelere gitmeleri gerekir.

Topoizomeraz denilen DNA enzimleri, hücre için dev boyutlardaki bu sorunun üstesinden gelirler. Bir topoizomeraz, DNA sarmalının bir şeridini ayırarak DNA'nın çözülmesini ve gevşemesini sağlar. Böylece aşırı sıkı dolanmaktan kaynaklanan basınç gevşetilmiş olur. Bu şerit daha sonra tekrar birleştirilir ve çifte sarmal eski haline getirilir. Bu işlemlerin her biri çok büyük hassasiyet gerektirir. Allah'ın rahmetiyle tüm bu sistemler bizim haberimiz olmadan, görevlerini kusursuzca yerine getirirler ve DNA şeritlerinde saklı duran genetik bilgiyi korurlar.