Genetik şifre, hücrelerin yaşam fonksiyonlarını düzenleyen ve her bir proteinin hangi yapı taşlarından oluşacağına dair bilgiyi taşıyan bir koda sahiptir. Bu şifre, DNA’da bulunan genetik bilgilerle belirlenir. Protein sentezi ise, bu genetik bilgilerin kullanılarak proteinlerin yapıldığı biyolojik bir süreçtir. Bu süreç temel olarak iki ana aşamadan oluşur: Transkripsiyon ve Çeviri.
1. Genetik Şifre
Genetik şifre, DNA molekülünde bulunan dört farklı nükleotid bazının (Adenin (A), Timin (T), Sitozin (C), Guanin (G)) belirli bir düzenle sıralanmasından oluşur. Bu sıralama, her bir amino asidi kodlayan üçlü baz dizilerini oluşturur. Bu üçlü baz dizilerine kodon denir. Her bir kodon, bir amino asidi temsil eder.
Örnek:
- AUG kodonu, metiyonin amino asidini kodlar ve genellikle protein sentezinin başladığı nokta olarak kabul edilir.
- UAA, UAG, UGA kodonları ise protein sentezini sonlandıran stop kodonlarıdır.
2. Protein Sentezi Aşamaları
a) Transkripsiyon (DNA’dan RNA’ya)
Transkripsiyon, DNA’daki genetik bilginin mRNA (mesajcı RNA) molekülüne aktarılması işlemidir. Hücre çekirdeğinde gerçekleşir. Bu süreç şu şekilde işler:
- DNA zincirinden bir bölge, RNA polimeraz enzimi tarafından okunur.
- RNA polimeraz, bu bilgilere karşılık gelen bir mRNA molekülü oluşturur.
- mRNA, DNA’dan alınan bilgiyi taşıyan şablondur ve hücrenin sitoplazmasındaki ribozomlara taşınır.
b) Çeviri (mRNA’dan Proteine)
Çeviri süreci, mRNA’nın ribozomlarda okunarak bir amino asit zinciri (protein) oluşturulmasını sağlar. Ribozom, mRNA üzerinde bulunan kodonları okur ve buna karşılık gelen amino asitleri tRNA (taşıyıcı RNA) ile ribozoma taşır. Ribozomlar, bu amino asitleri birbirine bağlayarak bir polipeptid zinciri oluşturur. Sonuçta, bu zincir doğru katlanarak işlevsel bir protein haline gelir.
- Her bir tRNA molekülü, mRNA’dan gelen bir kodona karşılık gelen bir amino asidi taşır.
- Bu amino asitler, ribozomda birleşerek peptid bağları ile birbirine bağlanır ve uzun bir polipeptid zinciri oluşturur.
- Zincir tamamlandığında, protein fonksiyonel hale gelir ve hücredeki belirli işlevleri yerine getirecek şekilde katlanır.
3. Protein Katlanması ve Aktif Hale Gelmesi
Üretilen polipeptid zinciri, hücre içinde doğru üç boyutlu yapısını alarak aktif bir proteine dönüşür. Bu katlanma, genellikle şaperonlar adı verilen özel proteinler tarafından yardım edilir. Katlanma, proteinin işlevini yerine getirebilmesi için kritik bir adımdır.
4. Genetik Şifre ve Evrimsel Süreç
Genetik şifre, evrimsel süreçlerle değişebilir. Mutasyonlar, DNA’daki baz sırasındaki değişikliklere yol açarak yeni genetik çeşitlilik oluşturabilir. Bu çeşitlilik, doğal seleksiyon yoluyla organizmanın çevresel koşullara uyum sağlamasında önemli bir rol oynar.