Mikroorganizmaların üretilmesi, mikroorganizmaya ait antijenik yapıları belirlemede, mikroorganizmaya ait genetik materyalde, mikroorganizmanın karşı konağa oluşturduğu özgül immun yanıtlarda bakterinin genetiği araştırılır. Bakterinin genetiği araştırılırken nükleik asit tanı testleri kullanıldığı için önce nükleik asitten bahsedelim.
Nükleik asit; prokaryot ve ökaryotların, virüs, faj ve transpozon elementlerin temel makromolekülünü oluşturan yapılardır. Nükleik asitler, yaşamsal fonksiyonları ve kalıtsal özellikleri yönetirler. Ayrıca canlıya ait tüm genleri oluşturan toplam DNA ya da RNA’lara da GENOM denir.
Prokaryotik DNA’dan bahsedecek olursak; DNA yapısında pürin ve pirimidin bazları bulunur. Pürin bazları (Adenin, Guanin) ve pirimidin bazlarını (Timin, Sitozin, Urasil) oluşturur. Yan yana bulunan nükleotidler (pürin+pentoz şekeri+fosfat molekülü ya da pirimidin+pentoz şekeri+fosfat şekeri) fosfodiester bağları ile birleşip polinükleotid zincirlerini oluşturur. Karşılıklı iki polinükleotid zinciri hidrojen bağları ile Adenin ve Timin arasında ikili bağ oluştururken, Guanin ile Sitozin arasında üçlü bağ oluşturur. Guanin ile Sitozin arasındaki üçlü bağa bakarak bakteri türlerinin anne baba yakınlığı belirlenir. Bakteriyel DNA, çift zincirli yapıdır ve uzunluğu bakteriden bakteriye değişiklik gösterir. Ökaryotlar da bazik özellikte olan ve DNA’ya sarılıp kromozoma yapısal destek veren histon proteinleri bulunurken, prokaryotlarda bu protein bulunmaz.
Prokaryotik RNA ise tek zincirli yapıdır, DNA’daki timin yerine urasil bazı bulundurur ve bu bazlarla oluşan çeşitli RNA’lar hücre içerisinde enzim görevi görmektedir. RNA’nın asıl görevi DNA ile iletişim sağlamaktır böylelikle prokaryotik RNA’da RNA arasındaki bağlantıda m-RNA DNA’nın bir iplikçiğindeki genetik bilginin şifresini kodlayarak t-RNA’ya taşır. t-RNA ribozom üzerindeki kodonların aminoasitlerine bağlanır. r-RNA ise ribozomların aminoasitlerin birbiri ile birleşmesinde ve protein haline dönüşmesine yardımcı olarak bu iletişim gerçekleştirilir.
Prokaryotların DNA ve RNA yapısından bahsetmişken birazda bunlarla gerçekleştirilen replikasyona değineyim. İlk olarak DNA replikasyonu diğer bir adıyla DNA ikileşmesi, organizmalarda meydana gelen ve DNA’yı kopyalayıp kalıtımın temelini oluşturan biyolojik süreçtir. Bu süreç çift iplikli DNA ile başlayıp, iki özdeş DNA oluşmasıyla biter.
Böylece prokaryotlarda DNA replikasyonunda ilk önce kromozomlar üzerinde replikasyon orijinleri (oric) oluşturulur ve bağlanma gerçekleştikten sonra DNA’daki replikasyon orijininde açılma meydana gelir ki bu açılma özel açıcı proteinler tarafından olur. Böylece sağa sola açılan replikasyon çatalı oluşur. Bu oluşan çatalda sentez sağa sola doğru ilerler. DNA replikasyonunda Topoizomeraz (DNA Giraz) enzimi DNA’da süper heliks varsa bunu açıp genomu istirahat haline getirirken, Helikaz enzimi istirahattaki DNA’da karşılıklı hidrojen bağlarını açıp devamlı olarak replikasyon çatalını oluşturur ve sentez sırasında araya giren stabilizasyon proteinleri iki DNA iplikçik arasının açık kalmasını sağlar.
Replikasyonda görevli olan enzim DNA Polimeraz- III, daha önce birbirinden ayrılmış iplikçiklerin 3’ yönünden 5’ yönüne doğru ilerileyeni kalıp olarak kullanıp yeni karşıtı 5’ yönünden 3’ yönüne doğru oluşan iplikçiği kolayca ve bütün olarak sentezi oluşturur çünkü DNA Polimeraz-III enziminin çalışma yönü 5’ yönünden 3’ yönüne doğrudur. Bundan dolayı 3’yönünden 5’ yönünde oluşan iplikçik DNA Polimeraz-III enziminin ters yönünde olduğu için bu iplikçik sürekli ve hemen bir zincir şeklinde sentezlenme gerçekleştirmez. Ki burada Primaz enzimi devreye girer. Primaz enzimi kalıp zincire karşıt RNA segmentleri oluşturur bu segmentlere de Primer RNA(p-RNA) denir. DNA Polimeraz-III enzimi p-RNA’ları basamak olarak kullanıp yeni DNA iplikçiğini sentezler. Fakat bu DNA iplikçiği sürekli olarak değil, parça halinde yani Okazaki parçaları olarak devam eder. Okazaki parçalarıda DNA Polimeraz- I enzimi ile birleşerek yeni DNA iplikçik sentezi böylelikle tamamlanır. DNA Ligaz enzimin etkisiyle de parental iplikçik ile yeni iplikçik birleştirilerek çift iplikli DNA segmenti meydana gelmiş olur.
KAYNAKLAR:
1. Klug, W., Cummings, M., & Öner, C. (2003). Genetik kavramlar. Ankara: Palme.
2. DNA replikasyonu- Vikipedi. (2021). Retrieved 1 April 2021, from https://tr.wikipedia.org/wiki/Prokaryotlarda_DNA_Replikasyonu