Hücreler bölündüğünde DNA’nın kopyalanması olmazsa hayat durur. Yeni hücreler eski genetik bilgiyi tam olarak almazsa organizma büyüyemez veya onarılamaz. Yarı-muhafazakâr replikasyon tam da bunu sağlar; her yeni DNA molekülü bir eski tel ve bir yeni tel taşır. Düşünün ki eski bir kitabınızın yarısını saklayıp kalanını yeni sayfalarla dolduruyorsunuz; kitap aynı kalır ama yenilenir. IB Biyoloji müfredatında bu konu Topic 2.7’de yer alır ve Meselson-Stahl deneyiyle kanıtlanır. Bu deney neden diğer modelleri ezer geçer diye merak ettiniz mi? Gelin adım adım inceleyelim.
DNA çift sarmal yapısı replikasyonun temel taşıdır. İki anti-paralel tel baz çiftleriyle (A-T, C-G) birbirine bağlanır. Replikasyon sırasında her tel şablon olur ve yeni tamamlayıcı teller sentezlenir. Bu sayede her kız molekülü yarı-muhafazakâr şekilde bir eski bir yeni tel içerir. Bir diyagram çizerseniz süreç netleşir; helikaz sarmalı açar, DNA polimeraz yeni nükleotitleri ekler.
DNA iki telden oluşur; her tel şeker-fosfat iskeletiyle desteklenir ve bazlar hidrojen bağlarıyla eşleşir. A her zaman T ile, C ise G ile çift yapar. Bu yapı replikasyon için ideal şablondur çünkü teller ayrıldığında baz sırası yeni sentezi yönlendirir. Sarmal merdiven gibi düşünün; basamaklar açılır ve her ray yeni bir ray alır.
Replikasyon üç aşamada ilerler: başlangıç, uzama ve sonlanma. Başlangıçta helikaz origin’de sarmalı açar, primaz kısa RNA primerleri koyar. Uzamada DNA polimeraz 5′ ila 3′ yönde yeni tel yapar; leading tel kesintisiz ilerlerken lagging tel (okazyon tel) parça parça (Okazaki fragmanları) sentezlenir. Sonlanda ligaz fragmanları birleştirir, telomeraz uçları korur. Enzimler bu orkestrayı yönetir ve hata oranı düşüktür.
1950’lerde bilim insanları üç model tartışıyordu. Korunmacı modelde eski DNA tamamen kalır, yeni DNA sıfırdan yapılır; ayrıldıktan sonra eski molekül intact kalır. Yarı-muhafazakâr modelde her yeni molekül bir eski bir yeni tel alır. Dağılımcı modelde ise eski teller parçalanır ve yeni teller karışır; her molekül yarı yarıya eski-yeni olur ama teller değil. Hangi model gerçek gözlemleri açıklar? Meselson ve Stahl bu soruya cevap verdi; diğer modelleri eleyen deneyleri izleyin.
1958’de Matthew Meselson ve Franklin Stahl E. coli bakterileriyle bu modeli kanıtladı. Bakterileri ağır azot ¹⁵N ile beslediler ki DNA ağır olsun. Sonra hafif ¹⁴N‘ye geçirdiler ve nesilleri izlediler. Yoğunluk gradyanı ultramerkezkaçlaması kullandı; ağır DNA dibe çöker, hafif üstte yüzer, hibrit ortada bant oluşturur. Sonuçlar modelleri tek tek eledi ve yarı-muhafazakâr modeli doğruladı. Detaylar için CSHL DNA Learning Center‘a bakın.
E. coli’yi birçok nesil ¹⁵N ortamında büyüttüler; tüm DNA tamamen ağır oldu. Bakterileri ¹⁴N‘ye aktardılar ve DNA çıkardılar. Örnekleri cesium klorür (CsCl) gradyanında santrifüjlediler. Bu yöntem yoğunluk farkını bantlara ayırır; başlangıçta tek ağır bant gördük.
Birinci nesilden sonra sadece orta yoğunluk bantı belirdi. Ağır ve hafif ayrı bantlar yoktu; bu korunmacı modeli eledi çünkü onda eski ağır DNA kalacaktı. Orta bant hibrit DNA’yı gösterir; her molekül bir ağır bir hafif tel içerir. Yarı-muhafazakâr model ilk testi geçti.
İkinci nesilde orta ve hafif bantlar eşit miktarda çıktı. Dağılımcı model sadece orta bant beklerdi; o elendi. Yarı-muhafazakâr model tam uydu: hibritler hafif teller üretince yarısı hibrit yarısı tamamen hafif oldu. Grafikle görselleştirin; bantlar nesle göre değişir.
Sonuçlar yarı-muhafazakâr replikasyonu kesin kanıtladı. Hafıza ipucu: sıfır nesil ağır, birinci hibrit, ikinci hibrit + hafif. IB sınavında şöyle soru gelebilir: “İkinci nesilde beklenen bant oranı nedir?” Cevap 1:1. Arizona Üniversitesi problem seti pratik yapar.
Hücre bölünmesinin sırrı yarı-muhafazakâr DNA replikasyonu; eski tel şablon olur, yeni tel tamamlar. Meselson-Stahl deneyi korunmacı ve dağılımcı modelleri eledi, bu modeli taçlandırdı. IB Biyoloji için ezberleyin: yarısı eski, yarısı yeni. Internal Assessment veya Extended Essay’inizde bu deneyi kullanın; Grade Boundary’leri aşarsınız. Georgia Tech biyoprensipleri gibi kaynaklar derinleştirir. Peki ya ökaryotlarda aynı mı işler? Düşünün ve yorum bırakın.
Bir ormanın kesilmesine “evet” ya da “hayır” demek kolay görünebilir, ama IB Environmental Systems and Societies (ESS) içinde önemli olan kararın kendisi değil, neden o
Bir nehri kirleten fabrikanın bacası sadece duman mı çıkarır, yoksa görünmeyen bir fatura da mı üretir? IB ESS’de environmental economics, tam olarak bu görünmeyen faturayı
Bir nehre atılan atık, bir gecede balıkları öldürebilir, ama o atığın durması çoğu zaman aylar, hatta yıllar alır. Çünkü çevre sorunları sadece “bilim” sorusu değil,
Şehirde yürürken burnuna egzoz kokusu geliyor, ufuk çizgisi gri bir perdeyle kapanıyor, bazen de gözlerin yanıyor; bunların hepsi urban air pollution dediğimiz konunun günlük hayattaki
Şehir dediğimiz yer, sadece binalar ve yollardan ibaret değil, büyük bir canlı organizma gibi sürekli besleniyor, büyüyor, ısınıyor, kirleniyor, bazen de kendini onarmaya çalışıyor. IB
IB ESS Topic 8.1 Human populations, insan nüfusunun nasıl değiştiğini, bu değişimin nedenlerini ve çevre üzerindeki etkilerini net bir sistem mantığıyla açıklar. Nüfusu bir “depo”
Bir gün marketten eve dönüyorsun, mutfak tezgahına koyduğun paketli ürünlerin çoğu, aslında üründen çok ambalaj gibi görünüyor. Üstüne bir de dolabın arkasında unutulan yoğurt, birkaç
Evde ışığı açtığında, kışın kombiyi çalıştırdığında ya da otobüse bindiğinde aslında aynı soruyla karşılaşıyorsun, bu enerjiyi hangi kaynaktan üretiyoruz ve bunun bedelini kim ödüyor? IB
Bir musluğu açtığında akan su, markette aldığın ekmek, kışın ısınmak için yaktığın yakıt, hatta telefonunun içindeki metal parçalar; hepsi natural resources (doğal kaynaklar) denen büyük
Gökyüzüne baktığında tek bir “hava” var gibi görünür, ama aslında atmosfer kat kat bir yapı gibidir ve her katın görevi farklıdır. IB Environmental Systems and