BYOKMYA IProf. Dr. Nazl ARDAMolekler Biyoloji ve Genetik Blm

Yararlanlabilecek kaynaklar: Biochemistry Third Edition, Christopher K. Mathews, K.E. van Holde, Kevin G. Ahern, 2000 Biochemistry Fourth Edition, L. Stryer, 2002 Lehninger Principles of Biochemistry, Third Edition, D.L. Nelson, M.M. Cox, 2000 Lippincotts Illustrated reviews serisinden: Biyokimya kinci Bask, P.C. Champe, R.A. Harvey, 1997 Biyokimya-(Figen Grdl, Evin Ademolu ed.) Nobel Tp Kitabevi Ders notlar

MKROORGANZMALARDAN

ARKELERE

Pasifik Okyanusundaki Magic Mountain adl hidrotermal ukurdan arke rnei alnmas (2002)

BTKLERDEN

HAYVANLARA

VE NSANA DEK

TM CANLILARDA YER ALAN BYOLOJK MOLEKLLER ELE ALACAIZ.

FENLETLAMN (Ak Molekl)

Feniletilamin: Kalp atlarnda hzlanma, Kan basncnda art, Kanda glukoz dzeyinin ykselmesi Ellerde terleme,

Ar retimi: tahszlk, Uykusuzluk,

Biyolojik bilimler byk bir geliim iindedir. Biyokimya da bu geliimin merkezinde yer alr.Kimya, tp veya fizyoloji alanndaki saysz Nobel dl biyokimyaclarn olmutur.

1988 Tp ve Fizyoloji Nobel dlleri:

YEN LALARIN KEFElion-Hitchings (USA) Nkleik asitlerin ve vitaminlerin analoglarn (benzerlerini) gelitirdiler. Bu maddeler gnmzde LSEM, BAKTER NFEKSYONLARI, MALARYA, GUT, HERPES VRAL NFEKSYONLARI ve AIDS tedavisinde kullanlmaktadr. Black (UK) Beta blokerlar gelitirdi. Bu maddeler KALP KRZ riskini azaltan ve ASTIM tedavisinde kullanlan ilalarn bileiminde yer alr.

Normal biyolojik molekl Hipoksantin, DNA ve RNAdaki prin bazlarnn ncl

la olarak kullanlan analog 6-merkaptoprin, nkleik asit sentezini nleyen bir hipoksantin analou

UygulamaAna DNA Uzayan kopyas

6-merkaptoprinin yapya girmesi, DNA sentezini durdurur.

Timidin, DNAnn normal bir bileeni

3-azido-2,3dideoksitimidin (AZT), AIDS virsnn RNAya baml DNA sentezini durdurur.

RNA Uzayan DNA kopyas

AZT trevi, DNA sentezinden sorumlu enzimi inhibe eder

Hormon resept

Hormon

Epinefrin (adrenalin), pek ok hcresel ilevi kontrol eden bir adrenal hormon

zoproterenol, epinefrine zg zar reseptrlerine balanarak bu hormonun etkisini taklit eder.

zoproterenoln hedef hcrey balanmasyla hormonun balanmas, bylece stimlasyon engellenir.

6-Merkaptoprin

Lsemide, beyaz kan hcrelerinin kontrol d oalmasna yol aan DNA replikasyonunu nler.

3'-Azido-2',3' -dideoksitimidin (AZT)

Timidin nkleozitinin analoudur. Balangta kanser ilac olarak dnlmtr, ancak bugn AIDS tedavisinde kullanlmaktadr.Epinefrin (adrenalin) analou bu madde, kalp, akcier vb. hayati organlara sinyal ileten bu hormonun etkisini nler .

zoproterenol

Stanley Prusiner, 1997 Nobel Tp-Fizyoloji dl

Bu hastala, PRON ad verilen ve birka eker kalnts ieren bir glikoproteinin yol atn buldu.

DEL DANA

1997 Kimya dlPaul Boyer (USA)

John Walker(UK)

Jens Skou (Danimarka) Na+,K+pompasyla ilgili almalar yapt.

Enerji taycs ATPyi reten aygt kefettiler.

The Nobel Prize in Chemistry 2008

Osamu Shimomura Martin Chalfie (1928-) (1947-)

Roger Y. Tsien (1952-)

1/3 of the prizeMarine Biological Laboratory (MBL) Woods Hole, MA, USA

1/3 of the prize 1/3 of the prize Columbia University New York, NY, USA University of California San Diego, CA, USA

"for the discovery and development of the green fluorescent protein, GFP"

Ik saan canllardan biri de kuzeybat Pasifik sahillerinde yaayan Aequoria victoria (Jellyfish) denizanasdr. Bu denizanas aequorin isimli bir protein Yeil Floresan Protein (GFP - Green Fluorescent Protein) tarafndan yeil a dntrlerek etrafa verildii kefedilmi. Yeil florasan proteini 238 aminoasit moleklnden meydana gelmektedir. Bu 238 molekln meydana getirdii boyutlu yap silindire benzer. Silindirin ortasndaki molekln k vermesini salayan blm ok zel bir ekilde zararl d etkenlere kar korunmaya alnmtr. Ortadaki 3 amino asit ieren zel blm oksijen moleklnn de yardmyla ekil deitirdiinde ortama yeil k vermektedir.

Genelde k verme zellii gsteren proteinler tek balarna deil yardmc molekl veya proteinlerin varl ile alabilirler. Yeil floresan proteinin ise baka bir proteine, molekle veya kimyasal reaksiyona ihtiya duymadan etrafna floresan yeil k vermesi, kefinden hemen sonra biyolog ve biyoteknoloji uzmanlarnn ilgisini ekmitir. Bu protein zerinde pek ok almalar yaplm ve sadece yeil deil krmz veya mavi gibi dier renklerde de k verebilen proteinler bulunmu, ayrca yalnzca mavi kla deil, mortesi gibi deiik klarla da aktif hale gelen, uyarlan floresan proteinler yaplmtr.Photograph taken from purified fluorescent proteins excited by UV. From left to right; blue fluorescent protein (BFP), cyan fluorescent protein (CFP), green fluorescent protein (GFP), yellow fluorescent protein (YFP), monomeric Kushibara Orange (mKO) and mCherry. mKO from Kawasara et al. (2004), mCherry from Shaner et al. (2004).

DNA ve protein aratrmalarnda farkl renklerdeki floresan proteinlerin kullanlmas molekl grntleme tekniklerinin daha verimli kullanlmasna imkan tanmtr. Yeil floresan proteini yaayan hcreler ierisinde iaretleyici olarak da kullanlabilmektedir. Bakteri, maya hcreleri, baz bitkiler, zebra bal ve fareler zerinde yaplan deneyler olumlu sonular vermitir. Bu canllara genetik mhendislii metodlar ile floresan proteinini kodlayan gen aktarlmtr. Genetik yaplarna eklenen bu kod gereince floresan proteini sentezleyen canllar, kullanlan floresan proteini cinsine gre mavi veya mortesi a tabi tutulduklarnda yeil k saarak parlarlar. Ayn ekilde gelecekte kanserli hcrelere balanmas salanan floresan protein sayesinde ameliyat srasnda kanserli hcreler gzle grlr hale gelecek ve ameliyatlarn ok daha hassas yaplmas salanacaktr.

The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2008"for his discovery of human papilloma viruses causing cervical cancer""for their discovery of human immunodeficiency virus (HIV)"

Harald zur Hausen (1936-)

Franoise Barr-Sinoussi (1947-)

Luc Montagnier (1932-)

1/2 of the prize German Cancer Research Centre Heidelberg, Germany

1/4 of the prize Regulation of Retroviral Infections Unit, Virology Department, Institut Pasteur Paris, France

1/4 of the prize World Foundation for AIDS Research and Prevention Paris, France

1828 : Friedrich Whler, laboratuvarda amonyum siyanat hazrlarken yanllkla re sentezledi.19. yzylda Alman kimyac Whler: "Ne bir insan ne de bir baka hayvan veya bbree gerek olmadan re elde edebileceimi sizlere sylemek zorundaym.", demiti. Bu szler, canlln ok zel bir hayat enerjisi (vitalizm) ile akland o yllarda, bilim evrelerinde bile phe ile karlanmt.

+NH NCO4

H NCNH2

O

2

1897-

Eduard & Hans Buchner kardeler

l maya hcreleriyle ekerin etanole fermente olabildiini gsterdiler. Bu keif, biyokimyasal reaksiyonlarn sadece canl iinde (in vivo) deil, bir test tpnde de (in vitro, Latincede cam kabn iinde demektir) gerekleebileceinin kant oldu. Bu tarihten sonra pek ok metabolik reaksiyonun in vitro analizi gerekletirildi ve pek ok reaktan, rn ve enzimin varl ortaya konuldu. Vitalistler, enzimlerin (yani, fermentlerin) kimya terimleriyle tanmlanamayacak kadar karmak olduunu savundular.

1926-

Sumner

reaz enzimini kristallendirmeyi baard. Proteinlerin yaps byk ve karmak olmakla birlikte, bunlar da sonuta organik bileiklerdir ve yaplar kimyasal yntemlerle belirlenebilir BU BULU VTALZMN SONU OLDU.

Hcre Biyolojisi: Robert Hookeun 17. yzylda hcreleri tanmlamasyla balar.Kromozomlarn kefi (Walter Flemming) Elektron mikroskobunun gelitirilmesiyle hcre ii organeller tanmland.

1875-

1930-1950

19. Yzylda Gregor Mendel gen fikrini ortaya att.1900de genlerin protein ve nkleik asitlerden oluan kromozomlarda yer ald anlald.

1953-

James Watson ve Francis Crick

DNAnn ikili sarmal yapsn ortaya koydular. Bu yldan itibaren biyokimya-hcre biyolojisi ve genetiin bir bilekesi olan molekler biyoloji dodu.

Tm canllar basit kimya ve fizik kurallarna uyan kimyasal bileiklerden meydana gelirler.BYOKMYA: HCRENN NDE MEYDANA GELEN KMYASAL OLAYLARI ve HCRE LE EVRES (dier hcreler ve d ortam) ARASINDA MEYDANA GELEN ETKLEMLER MOLEKLER DZEYDE NCELEYEN BR BLM DALIDIR !!!Hcre iine giren ve kan tm organik ve inorganik maddeler, karbohidratlar, proteinler, lipidler, vitaminler, enzimler, hormonlar vb. biyomolekller biyokimya dersinin temelini oluturur. Ayrca, tm kimyasal reaksiyonlar sulu ortamlarda meydana geldiinden su ve yine bu reaksiyonlarn olumasnda etkili olan nemli fizikokimyasal olaylar biyokimyann konular iinde yer alr.

Temel bilim dallarnn organizmann yapsn inceleme dzeyleri

BLM DALLARI ANATOM HSTOLOJ

ORGANZMANIN YAPISINI NCELEME DZEYLER MAKROSKOPK MKROSKOPK

FZYOLOJBYOKMYA

MAKROSKOPK MKROSKOPKMOLEKLER

Biyokimya, canl maddelerin yap, organizasyon ve fonksiyonlarn molekler dzeyde tanmlamay hedefler.Canly oluturan bileenlerin yaps nedir? Bunlar birbirleriyle etkileerek nasl dzenli supramolekler yaplar, hcreler, ok hcreli dokular ve organizmalar olutururlar? Canl hayatta kalabilmek iin evresinden nasl enerji salar? Bymek ve remek iin gerek duyduu bilgiyi nasl saklar? Bu bilgiyi dllerine nasl aktarr? reme, yalanma ve hcre lm srasnda gerekleen kimyasal deiiklikler nelerdir? Canl hcrelerin iinde gerekleen kimyasal reaksiyonlar nasl kontrol edilir?

Biyokimyaclar bu gibi sorularn cevaplarn aratrrlar !

BYOKMYA Yapsal Kimya Molekler GenetikMetabolizma