19 Nisan 2025 Cumartesi

Transkripsiyonda neden Timin-Urasil değişikliği yapılıyor?

 Transkripsiyonda timin yerine urasil kullanımı çok önemli olabilir.

Ökaryotlarda DNA hücre çekirdeğindedir ve dış zararlı etkenlerden korunur. Prokaryotlarda hücre sitoplazmasında bulunur. Timin-Urasil değişiminin nedenlerinden biri DNA'nın çekirdekte kalması ve orijinal yapısını koruması olabilir. Ayrıca urasil, başlangıç ​​ve bitiş kodonunun yapısında belirli bir konumda yer alarak protein sentezinde önemli bir rol oynar. Triptofan için özel kodon UGG'dir. İlk harfi U ve iki harfli purin (GG) ile benzersiz ve özel bir kodon yapısına sahiptir. UAA-UAG-UGA durdurma kodonlarıdır ve anti-kodonları yoktur. Durdurma kodonlarında purin ve pirimidin bazlarının lokalizasyonu dikkat çekicidir. Pirimidin olarak sadece urasil vardır ve durdurma kodonlarında her zaman ilk harf olarak bulunur ve diğer iki harf her zaman purindir. Eğer UAA-UAG-UGA durdurma kodonları antikodon olsaydı, AUU-AUC-ACU olmak zorunda kalırlardı. İlk harfi Adenin olan bir anti-kodon yoktur. Durdurma kodonları, alışılmadık moleküler kodon dizisi nedeniyle ribozomlar ve tRNA tarafından tanınmayabilir ve bu nedenle protein sentezi sonlandırılabilir.


Kısa bir mRNA molekülünde sıra halinde dizilmiş kodonlar. Her bir kodon üç nükleotidden oluşur ve tek bir aminoasiti kodlar


Bu tablo 64 kodonu ve her kodonun kodladığı aminoasitleri göstermektedir. Kodonların DNA'daki yönü: 5'→3' şeklindedir.
2. baz
UCAG
1.
baz
U

UUU (Phe/F)Fenilalanin
UUC (Phe/F)Fenilalanin
UUA (Leu/L)Lösin
UUG (Leu/L)Lösin

UCU (Ser/S)Serin
UCC (Ser/S)Serin
UCA (Ser/S)Serin
UCG (Ser/S)Serin

UAU (Tyr/Y)Tirozin
UAC (Tyr/Y)Tirozin
UAA Ochre (Stop)
UAG Amber (Stop)

UGU (Cys/C)Sistein
UGC (Cys/C)Sistein
UGA Opal (Stop)
UGG (Trp/W)Triptofan

C

CUU (Leu/L)Lösin
CUC (Leu/L)Lösin
CUA (Leu/L)Lösin
CUG (Leu/L)Lösin

CCU (Pro/P)Prolin
CCC (Pro/P)Prolin
CCA (Pro/P)Prolin
CCG (Pro/P)Prolin

CAU (His/H)Histidin
CAC (His/H)Histidin
CAA (Gln/Q)Glutamin
CAG (Gln/Q)Glutamin

CGU (Arg/R)Arginin
CGC (Arg/R)Arginin
CGA (Arg/R)Arginin
CGG (Arg/R)Arginin

A

AUU (Ile/I)İzolösin
AUC (Ile/I)İzolösin
AUA (Ile/I)İzolösin
AUG (Met/M)MetiyoninStart[1]

ACU (Thr/T)Treonin
ACC (Thr/T)Treonin
ACA (Thr/T)Treonin
ACG (Thr/T)Treonin

AAU (Asn/N)Asparagin
AAC (Asn/N)Asparagin
AAA (Lys/K)Lizin
AAG (Lys/K)Lizin

AGU (Ser/S)Serin
AGC (Ser/S)Serin
AGA (Arg/R)Arginin
AGG (Arg/R)Arginin

G

GUU (Val/V)Valin
GUC (Val/V)Valin
GUA (Val/V)Valin
GUG (Val/V)Valin

GCU (Ala/A)Alanin
GCC (Ala/A)Alanin
GCA (Ala/A)Alanin
GCG (Ala/A)Alanin

GAU (Asp/D)Aspartik asit
GAC (Asp/D)Aspartik asidt
GAA (Glu/E)Glutamik asit
GAG (Glu/E)Glutamik asit

GGU (Gly/G)Glisin
GGC (Gly/G)Glisin
GGA (Gly/G)Glisin
GGG (Gly/G)Glisin

(Tablolar Wikipedia'dan alınmıştır)


mRNA kodonlarındaki Adenin ve Urasil pozisyonları, moleküler tanıma mekanizmasında özel bir öneme sahip olabilir. 5-floro urasil (5FU) kanser tedavisinde kullanılır. Urasil ve 5-Fu pirimidin analoğudur. Bu gerçek, urasil'in kanser tedavisindeki bir diğer önemini de gösterebilir.



Etiketler:

14 Nisan 2025 Pazartesi

Homochirality in human body organs



Bilateral homochiral positions of organs and cells in the human body. Everything in living things is built by R-handed DNA and L-handed proteins. The red arrows symbolize the direction of the organs on the R- half of the body parts. All the organs are R-handed - L-directional on the R-body part and on the L- body part, they should be L-handed and R-directional.

 All the dual organs in the R/L body parts must be homochiral structures, just like our hands. They are positioned as mirror images of each other in the R/L body parts. The direction and position of the organs is opposite to the body part direction where they are located. R- kidney points to the L-direction and the L- kidney points to the R-direction. The possible direction of the cells in the R/L body parts is also shown on this figure. R- brain controls the L-half of the body, while the L-brain- controls the other side. This location pattern may create a polarity difference between the R/L brains and can facilitate brain’s function. Reverse mirror image positioning of all the genes and L-amino acids in the R/L body parts might create a homochiral body structuring as mirror image of each other. Bidirectional opposing homo chiral structuring can be a basic rule of advanced being alive.



 


Etiketler:

13 Nisan 2025 Pazar

Canlılarda Sağ- sol asimetrik vucut yapılanma mekanizması, R-DNA ve L-aminoasitler in homochirality


Canlılarda Sağ- sol asimetrik vucut yapılanma mekanizması, R-DNA ve L-aminoasitler in homochirality


Sağ ve sol vücut kısımlarındaki hücrelerde R-elli DNA ve L-elli amino asitlerin pozisyonları ve yönelimleri hakkında farklı bir bakış açısı ve  canlıların sağ -sol vucut yarıları asimetrik yapılanması



                                         

  Üç resimde aynı kişinindir.Ortadaki normal görünümdür.Diğer iki resim,yüz sol-sol ve sağ-sağ yarıları birleştirilerek yapılmıştır.Sol ve sağ yüzlerimiz sanki başka kişilerinmiş gibi farklıdır.Sadece genlerin dominant veya resesif olmasıyla bu asimetri açıklanamaz.Başka mekanizmalar olmalıdır.Vucudun sağ ve sol yarısındaki aynı genlerin farklı gen ekspresyonu bu tür bir asimetrik yapılanmayı açıklayabilir.Hayvanların ve insanların sağ ve sol vucud yarıları benzerdir fakat asimetriktir.

                                                                              


Sağ-sol yarı vucut  asimerisi resimdeki kedide çarpıcı şekilde belirgindir.Tüm kedilerde aynı derece asimetri yoktur fakat hepsinin sağ ve sol vucut yarıları belirli ölçüde asimetriktir


Moleküllerin veya nesnelerin elli yapısı herhangi bir dış müdahale olmadan değiştirilemez, ancak yön pozisyonları değiştirilebilir. Sağ eldivenler veya eller her zaman R-ellidir, 180 derece döndürüldüğünde yön pozisyonları ters yönde değiştirilebilir.

R-elli DNA ve L-elli amino asitler, sağ-sol vücut kısımlarındaki hücrelerde birbirlerinin ters ayna görüntüsü pozisyonlarında olabilir. R-elli DNA ve L-elli amino asitlerin vücut hücrelerinin sağ ve sol kısımlarındaki ters ayna görüntüsü lokalizasyonu, R/L vücut homokiral asimetrik yapısının oluşturulmasını sağlayabilir. Bu model ayrıca, canlı yapıların protein sentezinde neden her zaman sol-elli amino asitlerin kullanıldığını da açıklayabilir.

1848'de Fransız kimyager Louis Pasteur, yaşam için gerekli olan bazı moleküllerin tıpkı L ve R ellerimiz gibi ayna görüntüsü formlarında bulunduğunu keşfetti. Bugün, biyolojinin bu "kiral" formlardan sadece birini seçtiğini biliyoruz: DNA, RNA ve bunların yapı taşları sağ elliyken, amino asitler ve proteinler sol ellidir. (1)

R el veya R eldiveni her zaman R elli olur ve yapısı ve elliliği değiştirilemez, ancak yön pozisyonları değiştirilebilir.

Kiraliteyi açıklarken, R/L ellerimizin kiral yapısı en sık kullanılan örneklerden biridir. Aynada, R elimizi L elimizmiş gibi görürüz, ancak gördüğümüz şey R elimizdir. R elimizin aynadaki yönü değişmiştir, ancak R ellilik değişemez. Moleküler kiralite ile çok hücreli kiralite arasındaki benzerlik en iyi R/L ellerimizle gösterilir.

Ellerimizi avuç içleri aşağı bakacak şekilde öne doğru uzatırsak, R el baş parmağı L yönünü, L baş parmağı ise R yönünü gösterir. Avuç içleri yukarı doğru açık olduğunda, R el baş parmağı R yönünü, L baş parmağı ise L yönünü gösterir. (Şekil 1) R/L el tercihi değişmez ancak yönler zıt yönde değişir. R elin palmar tarafı, baz çiftlerinin şeker-fosfat molekülleri tarafından oluşturulan DNA omurgasına bağlandığı lokalizasyona benzetilebilir. (Şekil 2)

Burada, canlılardaki zıt yönlü asimetrik homokiral yapılanmanın mekanizması açıklanmaya çalışılmıştır.

                                                              

Şekil 1. Sağ/sol eller 180 derece döndüğünde yönler zıt yönde değişiyor ancak el kullanımı değişmiyor.

                                                                     


                  Şekil 2. R-el palmar tarafı ve R-El palmar tarafının ayna görüntüsü ters pozisyonu. R-el aynı düzlemde 180 derece döndüğünde, yönler değişti ancak R-ellilik değişemez.

Şekil 3. Bu şekilde tüm eller R elinin avuç içi tarafıdır. Şeklin tepesindeki iki el, Sağ/Sol(R/L) vücut parçalarındaki DNA'nın ters pozisyonunda ayna görüntüsünü işaret eder.Leader strand  mavi,lagging strand ise kırmızıdır. R mavi el başparmağı ve L kırmızı el başparmağı, L/R vücut parçalarındaki iplik yönlerini işaret eder ve ipliklerin yön değişimini gösterir.
Vücut parçalarının R yarısındaki hücrelerdeki R DNA'sı dikey konumda 180 derece aşağıdan yukarıya döndürüldüğünde, R el kullanımı değişemez ancak yönsellik zıt yönde değiştirilebilir. DNA strandleri, DNA yapısında birbirlerinin ters ayna görüntüsü pozisyonlarında yer alır. DNA strandlerinin  yönü de R/L vücut parçalarında zıt yönde değişmiştir. Leading strand, sağ vücut yarısında 5'-3' yönünde konumlandırılabilirse, sol  vücut yarısında 3'-5' zıt yönündedir. Protein sentezinde tek bir strand kopyalanır. mRNA öncü iplikten transkribe edildiğinde, R/L gövde yarımlarında zıt yönde konumlandırılmalıdır.
R/L gövde yarımlarında DNA'nın ayna görüntüsü ters lokalizasyonu, R/L asimetrik ayna görüntüsü homokiral gövde yapılanması yaratabilir. Bu olgu, protein sentezinde her zaman L-elli amino asitlerin kullanılmasına bir açıklama sağlayabilir.



DNA ve genlerin R/L vücut parçası hücrelerindeki konumları ve yönleri

Bir molekülün iki olası konfigürasyonu arasında tek bir moleküler elliliğin seçilmesi veya homokiralite, tüm canlı maddelerde gözlemlenir ve yaşamın kökeninde bir gizemdir. (2)

Çoğu DNA çift sarmal sağ elli; yani, baş parmağınız yukarı bakacak ve parmaklarınız baş parmağınızın etrafında kıvrılmış şekilde sağ elinizi uzatırsanız, baş parmağınız sarmalın eksenini ve parmaklarınız şeker-fosfat omurgasını temsil eder. Sadece bir DNA türü, Z-DNA, sol elli. (3)

                                                                                                     
Hayvanlarda ve insanlarda bilateral homokiral asimetrik yapılanma


Birkaç teori önerilmiş olmasına rağmen, LR asimetrisinin altında yatan biyofiziksel mekanizmalar, özellikle hücre kiralitesinin, hücresel düzeyde LR asimetrisinin organ asimetrisi üzerindeki rolü hala belirsizdir. (4) Çok hücreli organizmalarda, şekil, boyut ve işlev gibi hücre özellikleri morfogenez ve fizyolojik işlevlerde önemlidir. Son zamanlarda, 'hücre kiralitesi', hayvanların vücutlarında asimetriye neden olabileceği için hücresel bir özellik olarak dikkat çekmiştir. (5)
Homokiral moleküller, canlıların yapılarında her zaman R-elli DNA ve L-elli amino asitler olarak tek elli bir formdadır.
Canlılardaki en önemli yapı taşları L-amino asitler ve proteinlerdir. Bunlar, vücudu DNA gen ifadesine göre oluştururlar. R/L-vücut parçalarının hücre çekirdeklerindeki DNA ve L-amino asitlerin konumu ve yönelimi, birbirlerinin ters ayna görüntüsü konumunda olabilir. (Şekil 3) DNA, R- gövde yarısında R-elli-R-yönlü ise, L- gövde yarısındaki 180 derecelik dönüş nedeniyle R-elli ve L-yönlü konumlandırılmış olabilir. Bu konum ve yönelimde, aynı gen ifadesi vücudun R/L gövde kısımlarında biraz farklı olabilir. Bu yönelim ve konum modeli, R/L asimetrik homokiral gövde yapısını oluşturabilir.

                                                       

Şekil 4. İnsan vücudundaki organ ve hücrelerin bilateral homokiral konumları. Canlılardaki her şey R-elli DNA ve L-elli proteinler tarafından inşa edilmiştir. Kırmızı oklar, vücut parçalarının R-yarısındaki organların yönünü sembolize eder. Tüm organlar R-vücut parçasında R-elli - L-yönlüdür ve L-vücut parçasında L-elli ve R-yönlü olmalıdır.
R/L vücut parçalarındaki tüm ikili organlar, tıpkı ellerimiz gibi homokiral yapılar olmalıdır. R/L vücut parçalarında birbirlerinin ayna görüntüsü olarak konumlandırılmışlardır. Organların yönü ve konumu, bulundukları vücut parçası yönünün tersidir. R-böbrek L-yönüne, L-böbrek ise R-yönüne işaret eder. R/L vücut parçalarındaki hücrelerin olası yönü de bu şekilde gösterilmiştir. R-beyin vücudun L-yarısını kontrol ederken, L-beyin diğer tarafı kontrol eder. Bu konum düzeni R/L beyinler arasında bir kutupluluk farkı yaratabilir ve beynin işlevini kolaylaştırabilir. R/L vücut parçalarındaki tüm genlerin ve L-amino asitlerin ters ayna görüntüsü konumlandırması, birbirinin ayna görüntüsü olarak homokiral bir vücut yapısı yaratabilir. Çift yönlü zıt homokiral yapılandırma, gelişmiş canlılığın temel bir kuralı olabilir.






İnsan vücudu anatomik olarak vücudun sağ/sol yarısının tam orta hatta birleştiği bilateral bir yapı olarak görünür. Sağ/sol eller homokiral yapılardır ancak sağ/sol beyin yarımküreleri, gözler, akciğerler, böbrekler, testisler, yumurtalıklar ve ayaklar da homokiraldir. Sağ/sol vücut yarım parçaları tıpkı sol/sağ ellerimiz gibi birbirlerinin homokiral ayna görüntüleridir ancak tamamen simetrik değildir. Sağ/sol vücut parçalarındaki tek organlar hariç tüm hücreler, dokular ve organlar ellerimiz gibi birbirlerinin homokiral ayna görüntüsünde yapılandırılmış olmalıdır. Şekil 4. Karaciğer ve dalak gibi tek yapılı organlar için özel genler olabilir.

Dr.Engin sayın Bodrum

Etiketler: ,

31 Mart 2025 Pazartesi

The use of uracil instead of thymine in transcription may be especially important.



                           The use of uracil instead of thymine in transcription may be very important. 



 The use of uracil instead of thymine in transcription may be very important. 


In eukaryotes, the DNA is in the cell nucleus and is protected from external harmful factors. In prokaryotes, it is found in cell cytoplasm. One of the reasons for the T-U change may be that the DNA remains in the nucleus and protects its original structure. In addition, uracil might be played an important function in protein synthesis by location in a specific position in the start and stop codon’s structure. The special codon for tryptophan is UGG. It has a unique and special codon structure with the first letter U and two letter purines (GG). UAA-UAG-UGA are stop codons and there are no anti-codons The localization of purine and pyrimidine bases in the stop codons is remarkable. There is only uracil as a pyrimidine, and it is always located as the first letter in stop codons and the other two letters are always purine. If stop codons UAA-UAG-UGA had anticodon, they would have to be AUU-AUC-ACU. There is no anti-codon whose first letter is Adenine. Stop codons may not be recognized by ribosomes and tRNA due to unusual molecular codon sequence and protein synthesis might be terminated for this reason.

Positions of Adenine and Uracil in mRNA codons may have special importance in the molecular recognition mechanism.  5-fluoro uracil (5FU) is used in cancer treatment. Uracil and 5-Fu is pyrimidine analogue. This fact may also indicate another importance of uracil in cancer treatment.

Dr.Engin sayin

Etiketler:

27 Mart 2025 Perşembe

Mechanisms of using L-handed amino acids and R-handed DNAs in protein synthesis and homochiral organism structuring and relation with transcription

 Mechanisms of using L-handed amino acids and R-handed DNAs in protein synthesis and homochiral organism structuring and relation with  transcription 



All the hands are palmar side of the R- hand in this figure. The two hands at the top of the figure points mirror image in reversed position of DNA in R/L body parts. The leading strand is blue, and the lagging strand is red. R- blue hand thumb and L-red hand thumb point to strands directions in the L/R body parts and they show directional changing of the strands.

 When the R- DNA in the cells on the R-half of the body parts is rotated 180 degrees down to up in vertical position, the R-handedness cannot change but the directionality can be changed in opposite direction. DNA strands are located reverse mirror-image positions of each other in DNA structure. Direction of the DNA strands has also changed in the opposite direction in the R/L body parts. If the leading strand may be positioned in the 5'-3' direction in the R- body half, it is in the 3'-5'opposite direction in the L- body half. A single strand is copied in protein synthesis. When the mRNA is transcribed from the leading strand, it must be oriented oppositely positioned in the R/L body halves.

  The mirror image reversed localization of DNA in the R/L body halves may create a R/L asymmetric mirror image homochiral body structuring. This phenomenon may provide an explanation for the always use of L-handed amino asides in protein synthesis.



The most important building blocks in living things are L-amino acids and proteins. They build the body according to the DNA genes expression. The DNA and L-amino acids position and orientation in the cell nuclei of the R/L- body parts might be in a reversed mirror image position of each other.

Directionality in DNA Replication

The DNA is synthesized in the 5'- 3' direction in replication. The leading strand is synthesized easily since its direction is the same as DNA polymerase direction.

 The lagging strand synthesized discontinuously and slowly in small segments because its direction is opposite to the 5' to 3' synthesis direction. The difficulties of performing molecular functions in the opposite direction are seen in the DNA replication.

Transcription and translation mechanism and dual opposite directionality                 


Termination of protein synthesis occurs when a translating ribosome encounters one of three universally conserved stop codons: UGA, UAA, or UAG. Release factors recognize stop codons in the ribosomal A site to mediate release of the nascent chain and recycling of the ribosome. Bacteria decode stop codons using two separate release factors with differing specificities for the second and third bases. By contrast, eukaryotes rely on an evolutionary unrelated omnipotent release factor (eRF1) to recognize all three stop codons. The molecular basis of eRF1 discrimination for stop codons over sense codons is not known. (1)

The use of uracil instead of thymine in transcription may be very important. 

In eukaryotes, the DNA is in the cell nucleus and is protected from external harmful factors. In prokaryotes, it is found in cell cytoplasm. One of the reasons for the T-U change may be that the DNA remains in the nucleus and protects its original structure. In addition, uracil might be played an important function in protein synthesis by location in a specific position in the start and stop codon’s structure. The special codon for tryptophan is UGG. It has a unique and special codon structure with the first letter U and two letter purines (GG). UAA-UAG-UGA are stop codons and there are no anti-codons The localization of purine and pyrimidine bases in the stop codons is remarkable. There is only uracil as a pyrimidine, and it is always located as the first letter in stop codons and the other two letters are always purine. If stop codons UAA-UAG-UGA had anticodon, they would have to be AUU-AUC-ACU. There is no anti-codon whose first letter is Adenine. Stop codons may not be recognized by ribosomes and tRNA due to unusual molecular codon sequence and protein synthesis might be terminated for this reason.

Positions of Adenine and Uracil in mRNA codons may have special importance in the molecular recognition mechanism.  5-fluoro uracil (5FU) is used in cancer treatment. Uracil and 5-Fu is pyrimidine analogue. This fact may also indicate another importance of uracil in cancer treatment.

 mRNA might be oriented in the reversed mirror image of each other in the R/L part of the body. When mRNA might be positioned as L-directional on the L part of the body and it must be in R-directional position on the R- body part. 
 The opposite direction also exists between codon-anti-codon and mRNA and template strand. The codon-anticodons and the opposite orientation of the mRNA to the template strand appear to mimic the position of the DNA strands. Also, mRNA and tRNA are positioned in opposite directions for their functions. In the right body half, if mRNA is positioned in the ribosome in 5-3 directional from right to left, In the other half of the body, the mRNA can be positioned in the ribosome from left to right as 3-5 directional.  This reverse positioning of the mRNA in the ribosomes R/L body parts may ensure to build the L-handed amino acids in the R/L body parts in reversed mirror-image positions of each other. The mirror image reversed localization of the DNA and L-amino acids in the R/L body halves may build a R/L asymmetric homochiral body structure



If mRNA is in the ribosome in the R-half of the body in the 5-3 direction, it should be in the ribosome in the L-half of the body in the 3-5 direction. In other words, mRNA must be in the opposite directional position of each other in the R/L body parts. The leading strand may be dominant in DNA functions. The leading strand orientation and position may be in reverse mirror images of each other in R/L body parts. mRNA can be transcribed from the leading strand in both R/L body parts. Figure 5. The mRNA is in the opposite direction from the template strand and in the same direction as the copied strand. The codons and anti-codons are oriented opposite each other and mimicking DNA strands position.


                                                        
Left-hands palmar side

L-hand palmar side and reversed mirror image positions of the L-hand palmar side in the R/L body parts. L-handed amino acids and proteins may be positioned reversed mirror image in the R/L body parts. The left gloves or hands can be placed on top of each other in the same direction easily and L- amino acids might be positioned in peptide strands like this way. All amino acids and proteins in the R/ L body parts are L-handed but their directions may change oppositely in R/L- body parts. On the right side of the body, L- amino acids can be in the L-handed and R-directional position. They can be in the L-handed and L-directional position in the L-body part. L-handedness of the amino acids has not changed, but the directions have changed in the opposite direction. Such a localization must be necessary for the building of homochiral R/L body asymmetric structuring as mirror image.


If mRNA is in the ribosome in the R-half of the body in the 5-3 direction, it should be in the ribosome in the L-half of the body in the 3-5 direction. In other words, mRNA must be in the opposite directional position of each other in the R/L body parts. The leading strand may be dominant in DNA functions. The leading strand orientation and position may be in reverse mirror images of each other in R/L body parts. mRNA can be transcribed from the leading strand in both R/L body parts. Figure 5. The mRNA is in the opposite direction from the template strand and in the same direction as the copied strand. The codons and anti-codons are oriented opposite each other and mimicking DNA strands position.
Left glove can be thought of as if the L- hand. Objects with the same handed and directional can be easily sequenced on top of each other. The L- gloves can be placed on top of each other in the same direction easily.  L-handed amino acids can be sequenced in the same direction and L-handed position in the peptide chains. Ribosomes can position the L-handed amino acids in L-handed L-directional in the L half of the body and in the L-handed R orientation in the R half. Figure 6. Because of the reversed position of the mRNA in R/L body parts, the ribosome machinery may arrange and locate the L-amino acids in the R and L- body parts in the reversed mirror-image positions of each other together with chemical bonds.
 Evolution may have achieved the R-DNA and L- amino acids position reverse mirror image of each other location in the R/L body parts. It is not possible for both L/R body parts to be the same oriented in the same positions in body. That is, both body halves cannot be right-directional or left-directional. If this stage had not occurred in the evolutionary process, there could have been many livings species structure that remained at a level like the R-L handed structuring of snails separately. The mirror image reversed localization of the R handed DNA and L-handed amino acids in the R/L body parts may have to create a homochiral body structuring as mirror image in living things.


References

(1)Alan Brown, Sichen Shao, Jason Murray, Ramanujan S Hegde , V Ramakrishnan. Structural basis for stop codon recognition in eukaryotes. Nature. 2015 Aug 5;524(7566):493–496. doi: 10.1038/nature14896. . Author manuscript; available in PMC: 2016 Feb 27.



Etiketler:

A different perspective on the positions and orientations of R-handed DNA and L-handed amino acids in cells of the right and left body parts


 A different perspective on the positions and orientations of R-handed DNA and L-handed amino acids in cells of the right and left body parts

                                    


The right and left body halves of the cat are different. In all cats, the right and left body halves are still different, but not as distinct as the cat in the picture. In all animals and humans, the right and left body parts are not completely symmetrical and are different. It should be difficult to explain these differences by the genes being dominant or recessive. This difference may be due to the location and position of the same genes in the right and left halves of the body, which are reverse mirror images of each other.


The handed structure of molecules or objects cannot be changed without any external intervention, but their directional positions can be changed. Right gloves or hands are always R-Handed, when rotated 180 degrees, their directional positions can be changeable in the opposite direction.

R-handed DNA and L-handed amino acids may be in reversed mirror image positions of each other in the cells of the right-left body parts. Reversed mirror-image localization of the R-handed DNA and the L-handed amino acids on the right and left parts of the body cells may ensure of building R/L body homochiral asymmetric structure. This model may also explain why left-handed amino acids are always used in the protein synthesis of living structures.

In 1848, French chemist Louis Pasteur discovered that some molecules essential for life exist in mirror image forms, much like our L and R- hands. Today, we know biology chooses just one of these “chiral” forms: DNA, RNA, and their building blocks are all right-handed, whereas amino acids and proteins are all left-handed. (1)
The R -hand or R-glove always have R-handed and its structure and handedness cannot be changeable, but directional positions can be changed.
When explaining chirality, the chiral structure of our R/L hands is one of the most frequently used examples. In the mirror, we see our R- hand as if it were our L- hand, but what we see is our R- hand. The direction of the R- hand in the mirror has changed, but R-handedness cannot change. The similarity between molecular chirality and multicellular chirality is the best demonstrated by our R/L hands.




                                                            
(1)When the R/L hands rotate 180 degrees, the directions change oppositely but the handedness does not.



(2)R-hand palmar side and the mirror image reversed position of R -Hand palmar side. When the R-hand rotated 180 degrees in the same plane, directions have changed but the R-handedness cannot change. 


If we extend our hands forward with palms facing down, the R-hand thumb points to the L-direction, and the L- thumb points to the R-direction. When the palms are open upwards, the R-hand thumb points to the R- direction, and the L- thumb points to the L-direction. (Figure 1) R/L handedness does not change but the directions change oppositely. The palmar side of the R-hand may be likened to the localization where base pairs are attached to the backbone of DNA formed by sugar-phosphate molecules. (Figure 2)
 Here, the mechanism of opposite directional asymmetric homochiral structuring in living things has been tried to explain.                                                     
                                                               
Figure3. All the hands are palmar side of the R- hand in this figure. The two hands at the top of the figure points mirror image in reversed position of DNA in R/L body parts. The leading strand is blue, and the lagging strand is red. R- blue hand thumb and L-red hand thumb point to strands directions in the L/R body parts and they show directional changing of the strands.
 When the R- DNA in the cells on the R-half of the body parts is rotated 180 degrees down to up in vertical position, the R-handedness cannot change but the directionality can be changed in opposite direction. DNA strands are located reverse mirror-image positions of each other in DNA structure. Direction of the DNA strands has also changed in the opposite direction in the R/L body parts. If the leading strand may be positioned in the 5'-3' direction in the R- body half, it is in the 3'-5'opposite direction in the L- body half. A single strand is copied in protein synthesis. When the mRNA is transcribed from the leading strand, it must be oriented oppositely positioned in the R/L body halves.
  The mirror image reversed localization of DNA in the R/L body halves may create a R/L asymmetric mirror image homochiral body structuring. This phenomenon may provide an explanation for the always use of L-handed amino asides in protein synthesis.



Bilateral homochiral asymmetrical structuring in animals                                                               

Although several theories have been proposed, the biophysical mechanisms underlying LR asymmetry are still unclear, especially the role of cell chirality, the LR asymmetry at the cellular level, on organ asymmetry. (4) In multicellular organisms, cell properties, such as shape, size and function are important in morphogenesis and physiological functions. Recently, 'cellular chirality' has attracted attention as a cellular property because it can cause asymmetry in the bodies of animals. (5)
Homochiral molecules are always in a single-handed form as R-handed DNA and L-handed amino acids in living things structures.
The most important building blocks in living things are L-amino acids and proteins. They build the body according to the DNA genes expression. The DNA and L-amino acids position and orientation in the cell nuclei of the R/L- body parts might be in a reversed mirror image position of each other. (Figure 3) If the DNA is the R-handed-R-directional in the R- body half, it may be R-handed and L-directional positioned due to the 180-degree rotation in the L- body half. In this position and orientation, same genes expression may be a bit different in the R/L body parts of the body. This orientation and location model can be able to build R/L asymmetric homochiral body structuring. 


Figure 4. Bilateral homochiral positions of organs and cells in the human body. Everything in living things is built by R-handed DNA and L-handed proteins. The red arrows symbolize the direction of the organs on the R- half of the body parts. All the organs are R-handed - L-directional on the R-body part and on the L- body part, they should be L-handed and R-directional.
 All the dual organs in the R/L body parts must be homochiral structures, just like our hands. They are positioned as mirror images of each other in the R/L body parts. The direction and position of the organs is opposite to the body part direction where they are located. R- kidney points to the L-direction and the L- kidney points to the R-direction. The possible direction of the cells in the R/L body parts is also shown on this figure. R- brain controls the L-half of the body, while the L-brain- controls the other side. This location pattern may create a polarity difference between the R/L brains and can facilitate brain’s function. Reverse mirror image positioning of all the genes and L-amino acids in the R/L body parts might create a homochiral body structuring as mirror image of each other. Bidirectional opposing homo chiral structuring can be a basic rule of advanced being alive.


 

 The human body appears anatomically as a bilateral structure where the R / L half of the body meet at the exact midline. R/L - hands are homochiral structures but also R/L- brain hemispheres, eyes, lungs, kidneys, testis, ovaries and foots are also homochiral. The R/L body half parts are homochiral mirror images of each other, like our L /R hands but not completely symmetrical. All the cells, tissues, and organs in the R/L body parts except for single organs must be homochiral structured mirror image of each other like our hands. Figure 4. There may be specific genes for single structured organs like liver and spleen.
All the structures in the L- body half can be R-handed and R-directionality and  on the R-body half,  R-handed and L-directionally .All the sperms produced in the R-testicle should be R-handed L-directional and those in the L-testicle sperms should be R-handed R-directional, like the positions of the palmar sides of our R/L hands .Figure4. The same position may be valid for the ovum.

The basic body plan of the mammalian embryo is established through gastrulation, a pivotal early post implantation event during which the three major germ layers (endoderm, ectoderm, and mesoderm) are specified with cellular and spatial diversity. Despite its basic and clinical importance, human embryo development from peri-implantation to gastrulation remains shrouded in mystery. (6)
R-handed and L-handed snail shells would be a good example of a type of one handed -chirality or directionality: they are different creatures, and the R-handed ones are more numerous. Homochiral structuring in embryonic development may have begun with the first division of the zygote. One of the two blastomeres formed in the first division of the zygote may be in a position and location like the R-handed -snail position while the other may be in a reversed mirror-image position of the R-handed snail. Blastomeres might be positioned and located in the reverse mirror image of each other in zygote first division.

Until about the ninth-tenth week of embryonic development, the R /L- body parts may have been created as separately and in opposite directions by the relevant genes, like the R-handed snails. 

Later, they may merge at the midline as mirror image of each other and form R/L homochiral body structuring of fetus in three months.
 Evolution might be managed to combine the R-handed structures of snails as reverse mirror images of each other in advanced living things in R/L body parts.
Reversed mirror-image spatial orientation of each other of R-handed DNA and L-amino acids on the R and L- parts of the body may ensure building R/L body homochiral structuring and explain why only L-handed amino acids are always used in protein synthesis.

Directionality in DNA Replication

The DNA is synthesized in the 5'- 3' direction in replication. The leading strand is synthesized easily since its direction is the same as DNA polymerase direction.
 The lagging strand synthesized discontinuously and slowly in small segments because its direction is opposite to the 5' to 3' synthesis direction. The difficulties of performing molecular functions in the opposite direction are seen in the DNA replication.

Transcription and translation mechanism and dual opposite directionality                 

In the simplest sense, expressing a gene means manufacturing its corresponding protein, and this multilayered process has two major steps. In the first step, the information in DNA is transferred to a messenger RNA (mRNA) molecule by way of a process called transcription. During transcription, the DNA of a gene serves as a template for complementary base-pairing, and an enzyme called RNA polymerase II catalyzes the formation of a pre-mRNA molecule, which is then processed to form mature mRNA. The resulting mRNA is a single-stranded copy of the gene, which next must be translated into a protein molecule. A gene is expressed through the processes of transcription and translation. (7) During translation, which is the second major step in gene expression, the mRNA is "read" according to the genetic code, which relates the DNA sequence to the amino acid sequence in proteins. Each group of three bases in mRNA constitutes a codon, and each codon specifies a particular amino acid (hence, it is a triplet code). The mRNA sequence is thus used as a template to assemble—in order—the chain of amino acids that form a protein. (7)

Nucleosome positioning is a key factor for transcriptional regulation. Nucleosomes regulate the dynamic accessibility of chromatin and interact with the transcription machinery at every stage. (8)
The genetic code is degenerate. Except for two amino acids (Met and Trp), all other amino acid residues are each encoded by multiple, so-called synonymous codons. (9) 
Termination of protein synthesis occurs when a translating ribosome encounters one of three universally conserved stop codons: UGA, UAA, or UAG. Release factors recognize stop codons in the ribosomal A site to mediate release of the nascent chain and recycling of the ribosome. Bacteria decode stop codons using two separate release factors with differing specificities for the second and third bases. By contrast, eukaryotes rely on an evolutionary unrelated omnipotent release factor (eRF1) to recognize all three stop codons. The molecular basis of eRF1 discrimination for stop codons over sense codons is not known. (10)

Figure 5. The mRNA might be oriented in the reversed mirror image of each other in the R/L part of the body. When mRNA might be positioned as L-directional on the L part of the body and it must be in R-directional position on the R- body part. 
 The opposite direction also exists between codon-anti-codon and mRNA and template strand. The codon-anticodons and the opposite orientation of the mRNA to the template strand appear to mimic the position of the DNA strands. Also, mRNA and tRNA are positioned in opposite directions for their functions. In the right body half, if mRNA is positioned in the ribosome in 5-3 directional from right to left, In the other half of the body, the mRNA can be positioned in the ribosome from left to right as 3-5 directional.  This reverse positioning of the mRNA in the ribosomes R/L body parts may ensure to build the L-handed amino acids in the R/L body parts in reversed mirror-image positions of each other. The mirror image reversed localization of the DNA and L-amino acids in the R/L body halves may build a R/L asymmetric homochiral body structure
                                                                





Transcription has a mechanical component, as the translocation of the transcription machinery or RNA polymerase (RNAP) on DNA or chromatin is dynamically coupled to the chromatin torsion. This posits chromatin mechanics as a regulator of eukaryotic transcription; however, the modes and mechanisms of this regulation are elusive. (11)
  There may be a directional mechanical mechanism in transcription that recognizes the molecules shape and automatically quickly locates it in the appropriate position, together with RNA polymerase and other transcription factors.                                                 


The use of uracil instead of thymine in transcription may be very important. 
In eukaryotes, the DNA is in the cell nucleus and is protected from external harmful factors. In prokaryotes, it is found in cell cytoplasm. One of the reasons for the T-U change may be that the DNA remains in the nucleus and protects its original structure. In addition, uracil might be played an important function in protein synthesis by location in a specific position in the start and stop codon’s structure. The special codon for tryptophan is UGG. It has a unique and special codon structure with the first letter U and two letter purines (GG). UAA-UAG-UGA are stop codons and there are no anti-codons The localization of purine and pyrimidine bases in the stop codons is remarkable. There is only uracil as a pyrimidine, and it is always located as the first letter in stop codons and the other two letters are always purine. If stop codons UAA-UAG-UGA had anticodon, they would have to be AUU-AUC-ACU. There is no anti-codon whose first letter is Adenine. Stop codons may not be recognized by ribosomes and tRNA due to unusual molecular codon sequence and protein synthesis might be terminated for this reason.
Positions of Adenine and Uracil in mRNA codons may have special importance in the molecular recognition mechanism.  5-fluoro uracil (5FU) is used in cancer treatment. Uracil and 5-Fu is pyrimidine analogue. This fact may also indicate another importance of uracil in cancer treatment.


Transcription has a mechanical component, as the translocation of the transcription machinery or RNA polymerase (RNAP) on DNA or chromatin is dynamically coupled to the chromatin torsion. This posits chromatin mechanics as a regulator of eukaryotic transcription; however, the modes and mechanisms of this regulation are elusive. (11)
  There may be a directional mechanical mechanism in transcription that recognizes the molecules shape and automatically quickly locates it in the appropriate position, together with RNA polymerase and other transcription factors.                                                 




Figure 6.L-hand palmar side and reversed mirror image positions of the L-hand palmar side in the R/L body parts. L-handed amino acids and proteins may be positioned reversed mirror image in the R/L body parts. The left gloves or hands can be placed on top of each other in the same direction easily and L- amino acids might be positioned in peptide strands like this way. All amino acids and proteins in the R/ L body parts are L-handed but their directions may change oppositely in R/L- body parts. On the right side of the body, L- amino acids can be in the L-handed and R-directional position. They can be in the L-handed and L-directional position in the L-body part. L-handedness of the amino acids has not changed, but the directions have changed in the opposite direction. Such a localization must be necessary for the building of homochiral R/L body asymmetric structuring as mirror image.


If mRNA is in the ribosome in the R-half of the body in the 5-3 direction, it should be in the ribosome in the L-half of the body in the 3-5 direction. In other words, mRNA must be in the opposite directional position of each other in the R/L body parts. The leading strand may be dominant in DNA functions. The leading strand orientation and position may be in reverse mirror images of each other in R/L body parts. mRNA can be transcribed from the leading strand in both R/L body parts. Figure 5. The mRNA is in the opposite direction from the template strand and in the same direction as the copied strand. The codons and anti-codons are oriented opposite each other and mimicking DNA strands position.
Left glove can be thought of as if the L- hand. Objects with the same handed and directional can be easily sequenced on top of each other. The L- gloves can be placed on top of each other in the same direction easily.  L-handed amino acids can be sequenced in the same direction and L-handed position in the peptide chains. Ribosomes can position the L-handed amino acids in L-handed L-directional in the L half of the body and in the L-handed R orientation in the R half. Figure 6. Because of the reversed position of the mRNA in R/L body parts, the ribosome machinery may arrange and locate the L-amino acids in the R and L- body parts in the reversed mirror-image positions of each other together with chemical bonds.
 Evolution may have achieved the R-DNA and L- amino acids position reverse mirror image of each other location in the R/L body parts. It is not possible for both L/R body parts to be the same oriented in the same positions in body. That is, both body halves cannot be right-directional or left-directional. If this stage had not occurred in the evolutionary process, there could have been many livings species structure that remained at a level like the R-L handed structuring of snails separately. The mirror image reversed localization of the R handed DNA and L-handed amino acids in the R/L body parts may have to create a homochiral body structuring as mirror image in living things.

Discussion

Chirality may be Universal. Everything from subatomic particles to galaxies can be  have “dual opposite directional and polarized, chiral asymmetrical structures". Homochiral, chiral, and handed structures can be analyzed not only in terms of isomeric properties, but also at macro molecular levels localization, positions, and directionality. Any type of dual configuration, directional or opposite directional, may be related to chirality at various levels.
The Milky Way and Andromeda are spiral galaxies. Venus and Earth have similar masses, and Venus rotates in the opposite direction. They may have a kind of chirality.
The directional medications used in treatment may have some different effects due to the opposite orientations of the R and L- half of the body. The best example of the importance of directionality in chiral molecules is thalidomide which has two enantiomers. The (S)-enantiomer is teratogenic (R)-enantiomer is used in medical treatments. D-glucose is used as an energy source in living things, but L-glucose cannot be used. Directional positions of molecules may be an important part of the molecular recognition mechanism.
The R-handed DNA virus genome is in the form of double-stranded DNA (dsDNA) or single-stranded DNA (ssDNA). Over hundreds of millions of years of evolution, one of the DNA virus genomes that is randomly coiled into a half-circle in a prebiotic environment may encounter another DNA half-circle virus genome that is coiled in the opposite direction, creating the prototype of a bacterial genome that is in the shape of a circle.
  The development of millions of bacteria species in different areas, their relationships with other bacteria and their evolution, especially the formation of mitochondrial DNA, may be a process of billions of years in the transition to multicellular organisms.
Some bacterial genomes may have begun to mimic the structure of DNA strands at small sizes, by being fragmented from time to time by internal and external factors and by positive mutations. The coincidental positioning of small strands, both right-handed, in opposite directions together with R-handed RNA and bases may be the first seeds of eucaryotic cells.


References

1. Robert F. Service. Breakthrough’ could explain why life molecules are left- or right-handed. Experiments suggest magnetic materials skewed early biomolecules. Science chemistry. 13 Jun 2023. Science, Vol 383, Issue 6686. 
2. Pablo G. Debenedetti. Emergence of homochirality in large molecular systems. Princeton University, Princeton, NJ. January 11, 2021, 118 (3) e2012741118 https://doi.org/10.1073/pnas.2012741118
 3. Leslie A. Pray, Ph.D. Discovery of DNA structure and function: Watson and Crick. Citation: Pray, L. (2008) Nature Education 1(1):100
4. Poulomi Ray, Amanda S. Chin, Kathryn E. Worley, +3, and Leo Q. Wan. Intrinsic cellular chirality regulates left–right symmetry breaking during cardiac looping. November20,2018,115(50)E11568E1157.https://doi.org/10.1073/pnas.1808052115
5. Hiroaki Yamanaka 1, Shigeru Kondo. Rotating pigment cells exhibit intrinsic chirality. Genes Cells. 2015 Jan;20(1):29-35. doi: 10.1111/gtc.12194. Epub 2014 Oct 27.
6. Jinglei Zhai1∙ Zhenyu Xiao.  Yiming Wang, Hongmei Wang. Human embryonic development: from peri-implantation to gastrulation. TrendsCellBiol.2022 Jan;32(1):18-29. doi: 10.1016/j.tcb.2021.07.008.Epub 2021 Aug,17
7.Suzanne Clancy, Ph.D. & William Brown, Ph.D. Translation: DNA to mRNA to Protein. ©2008 NatureEducation.Citation:Clancy,S. & Brown, W. Nature Education 1(1):101
8.Malte Sahrhage, Niels Benjamin Paul, Tim Beißbarth , Martin Haubrock.The importance of DNA sequence for nucleosome positioning in transcriptional regulation. 2024 Jun 3;7(8):e202302380. doi: 10.26508/lsa.202302380
9. Anton A Komar. The Yin and Yang of codon usage. Review ,Hum Mol Genet . 2016 Oct 1;25(R2): R77-R85. doi: 10.1093/hmg/ddw207. Epub 2016 Jun 27. Nature
10. Alan Brown, Sichen Shao, Jason Murray, Ramanujan S Hegde , V Ramakrishnan. Structural basis for stop codon recognition in eukaryotes. Nature. 2015 Aug 5;524(7566):493–496. doi: 10.1038/nature14896. . Author manuscript; available in PMC: 2016 Feb 27.
11.Sumitabha Brahmachari , Shubham Tripathi , José N Onuchic , Herbert Levine. Nucleosomes play a dual role in regulating transcription Dynamics. Proc Natl Acad Sci U S A. 2024 Jul 9;121(28): e2319772121. Doi 10.1073/pnas.2319772121. Epub 2024 Jul 5

.


                                                         


Etiketler:

16 Aralık 2024 Pazartesi

Doğa,Evren ve canlılık sırları ve oluşumu




                                                   

Büyük Hadron Çarpıştırıcısı(LHC) şimdiye kadarki en ağır antimadde parçacığının ilk kanıtını buldu.space.com:
 Antimadde parçacığı, hiperhelyum-4 adı verilen devasa bir madde parçacığının ortağıdır ve keşfi, bilim insanlarının, madde ve antimaddenin zamanın başlangıcında eşit miktarda yaratılmış olmasına rağmen, düzenli maddenin evrene neden hakim olduğu gizemini çözmelerine yardımcı olabilir.(Aralık 11,2024)
Bu dengesizliğe"madde-antimadde asimetrisi" denir. Madde parçacıkları ve antimadde parçacıkları temas halinde yok olur ve enerjilerini kozmosa geri verir. Bu, ikisi arasında bir dengesizlik evrenin erken dönemlerinde ortaya çıkmamış olsaydı, kozmosun gerçekten çok daha boş ve daha az ilgi çekici bir yer olabileceği anlamına gelir.(Robert Lea taraf 11.12.2024)


LHC nin gerçekleştirdiği atom düzeyinde ki çarpışma, iki devasa "zıt yönü ve tam simetrik olmayan karadeliklerin çarpışmasıyla" benzerdir. Her iki çarpışmada  madde-anti madde oluşur. "Zıt yönlü ve yüklü tam simetrik olmayan kiral veya kiral olmayan  ikili yapılanma" nedeniyle ,madde çok az bir asimetri farkıyla anti madde yi yok eder. Açığa çıkan sonsuza yakın enerji ve maddemsi materyelden yeni bir Evren bile yaratılabilir.


 Üç yıl önce yazdığım "Zıt yönlü ve yüklü, ikili ayna görüntüsü veya ayna görüntüsünün tersi tam simetrik olmayan kiral(chiral) yapılaşma bir canlı olabilme kuralı olmalı" adlı  makaleyi büyük ölçüde bu keşif destekliyor. Madde oluştuktan sonra da,  kendi içinde yapılanması yine ikili zıt yönlü ve yüklü tam simetrik olmayan ikili  yapılanma"şeklinde devam ediyor.Cansız varlıklarda  ikili  yapılanma vardır fakat asimetri farkı çeşitli ölçülerde olabilir.
Sağ ve sol ellerimiz birbirlerinin ayna görüntüsü şeklinde tam simetrik değil ve kiraldirler.Canlılarda ikili kiral (handed)hafif asimetrik yapılanma "canlılık" oluşumunda gerekli kuralardan biri olmalı.

                                           
Tüm canlıların  sağ ve sol yarıları  zıt yönlü .birbirlerinin ayna görüntüsü şeklinde  ve tam simetrik olmayan bir yapılanma ile tam ortadan birleşerek  canlıların fenotipini oluşturur.

 

Elllik(Handedness) veya kiralite(Chirality)

Ayna görüntüsü, kendisiyle  üst üste çakışmayan(süperpoze olmayan) cisimlere kiral cisimler denilmektedir. Çakışanlara da kiral olmayan(achiral)cisimler yada sistemler olarak nitelenmekte.Kiral cisim ve ayna görüntüsüne "enantiomorf"lar denir.Thalidomit bir şiral moleküldür.Sağ ve sol elli (R-handed ,L-handed) isomerlerini eşit oranda ihtiva eder.Bir isomer sabah bulantılarına iyi gelir fakat diğer izomer aynı yapıda olmasına rağmen kanserojendir ve doğum anamolilerine yol açar.Aralırındaki tek fark sağ elimizle sol elimizdeki fark gibidir.Aynı yapıda olmalarına rağmen çok farklı fonksiyonları vardır.Buna kiralite(chilarity) yada sağ-sol elli'lik(handedness) denilmektedir.

                                                       

                                        
 İnsan ve diğer canlılarda beyin yarım küreleri birbirlerinin ayna görüntüsü şeklinde zıt yönlüdürler(R-L handed)tamsimetrik değildirve fonksiyonlarında farklılık vardır.Sağ beyin vucudun sol yarısını,sol beyin de sağ yarısını yönetir.Beyin ve tüm organların elektiriksel ve kimyasal fonksiyonları bu tür yapılanma ile canlılık işlevlerine yerine getiriyor olmalı.

 

 Hemen hemen tüm canlıların vucudları,tümüyle simetrik olmayan iki vucud yarısının birleşmesinden oluşmakta.Tek hücreliler dışında ,canlıların tümü tam simetrik olmayan ikili kiral yapılanma şeklindedir.Sağ ve sol kol,bacak ve ellerimiz birbirlerinin ayna görüntüsü şekli tam simetrik değildir.Solak olanlarda sol kol,sağ elinin kullananlar da sağ kol güçlüdür ve biraz daha fazla gelişmiştir.

Canlıların en önemli yapıtaşları olan aminosidler, sol elli(L-handed) veya sağ elli (R-handed)  şeklinde oluşmuşlardır.Amino asitlerin meydana getirdiği proteinlerde de ellilik (handedness) vardır. 
Proteinlerin neredeyse tüm amino asit yapı taşları, sağ ve sol el eldivenler gibi birbirlerinin ayna görüntüsü şeklinde  mevcuttur. Canlılar her iki tür aminoasidin doğada eşit derecede olmasına rağmen protein yapımın da sol- elli (L-handed)amino asitleri kullanır.Amino asitlerin canlılarda hep "sol-elli" yapılarına sahip olmasının nedenine dair birkaç teori var, ama kesin bir yanıt hala tam olarak belirlenmiş değil. 


  Protein sentezinde  neden hep "sol-elli  aminoasitler" kullanılıyor?
Bu sorunun kısa cevabı DNA ikili sarmalının Sağ-elli olmasıdır Aynada sağ elimizi sol elimiz gibi görürüz fakat gördüğümüz yine sağ eldir... Basit bir anlatımla sağ ve sol ellerimizi karşı karşıya getirebiliriz fakat üst üste koyamayız.Sağ yönlü veya sağ ele giyilen bir eldiveni yapısını bozmadan hiç bir şekilde sol ele  giyilen eldiven yapamayız.
DNA ve DNA zincirlerinin vucudun sağ ve sol yarılarındaki hücre çekirdeklerinde "birbirlerinin ayna görüntüsünün tersi" yerleştiğinde  veya yerleşebileceği düşünülürse,canlılardaki protein yapımında neden hep sol-elli amino asitlerin kullanıldığını açıklamak kolaylaşmaktadır.
Protein sentezinde kopyalama 180 derecelik açıyla yapılmaktadır. Protein sentezinde daima vucudun sağ ve sol vucud yarılarındaki hücrelerde sağ-elli( R-handed )leading zincirin bir bölgesi kodlanır.Sağ ve sol eldiven örneğinde olduğu gibi ,L-Handed(sol elli)veya R-Handed (sağ-elli)herhangi bir şeyin yapısını 
 bozmadan180 derece döndürüldüğünde,ellilik(handedness)değişmez; yönler zıt yönde  değişir,Sağ, sol olur,sol da sağ yön olur.DNA nın ve zincirlerin vucudun sağ ve sol yarısındaki hücrelerde birbirlerinin ayna görüntüsünün tersi yerleşimi daima  leading zincirin kopyalanmasını sağlar .Vucudun sağ yarısında ki hücrelerde Leading strand(5'-3') yönünde kopyalanırsa,vucudun sol yarısındaki hücrelerde (3'-5')yönünde kopyalanıyor olmalıdır.Sol vucud yarısı tüm canlılarda tıpkı sol el ve ayaklarımız gibi sol yönlüdür.Vucudun sağ yarısındaki herşey yine sağ yönlüdür.DNA ve zincirlerin vucudun her iki yarısında "birbirlerinin ayna görüntüsünün tersi yerleşimi"sağ ve sol vucud yarılarını oluşturup  tam ortada birleştirerek, bilinen canlı yapısını sağlıyor

  DNA ve zincirlerinin sağ ve sol vucud yarılarındaki  hücre  çekirdeklerinde "birbirlerinin ayna görüntüsünün tersi"yapılanması bir doğa ve canlılık sırrı olmalıdır.

                                                             

 Sağ-elli DNA ve zincirleri hücre çekirdeklerinde birbirlerinin ayna görüntüsünün tersi konumunda yerleşmiştir ve ayrıca  ikili sarmaldan oluşan DNA da bir bütün olarak sağ ve sol vucud yarısındaki hücrelerde de birbirlerinin ayna görüntüsünün tersi konumunda yapılanmış olmalıdır.
Resimdeki  mavi ve kırmızı renkte gösterilen el veya eldivenlerin hepsi sağ-elli eldivendir.Bir şeyi 180 derece döndürürseniz sağ yön -sol yön olur veya tersi sol ,sağ olur.Sağ yönlü (R-Handed)bir eldiveni yapısını veya şeklini bozmadan asla sol elli yapamazsınız.Kırmızı eldiven mavi eldivenin ,mavı eldivende kırmızı eldivenin 180 derece dönmüş konumudur.Tüm eldivenlerin baş parmakları sağ yönü gösteriyor yani sağ elli(R-handed) yapıdadır.Resimdeki elleri veya eldivenleri  DNA kabul edersek,DNA ikili sarmalı vucudun sağ ve sol yarısındaki hücre çekirdeklerinde sağ-elli yapılanmıştır. Başka şekilde konumlanmasıda mümkün değildir. 
Leading (5'-3')ve lagging (3'-5')zincirleri de hücre içinde birbirlerinin ayna görüntüsünün tersi şeklinde ,vucudun diğer yarısındaki hücre çekirdeklerinde DNA da olduğu gibi birbirlerinin ayna görüntüsünün tersi konumunda yerleşmiştir.
Aslında şekilde gösterildiği gibi mavı ve kırmızı zincirler bütün eldivenlerin sağ-elli olması gibi sağ ellidir ve yönleri zıt yönde  değişmiş fakat elli (handed)yapıları bozulmamıştır.Aynada sağ elimizi sol elimiz olarak görürüz fakat aslında gördüğümüz sağ eldir.   
Protein sentezinde daima leading zincir kopyalanır.Her iki vucud yarısındaki hücre çekirdeklerinde Leading strand ve lagging strand in birbirlerin ayna görüntüsünün tersi yerleşimi protein sentezinde daima Leading zincirin kopyalanmasını sağlar .Sağ elli leading zincirin 180 derecelik açıyla kopyalanması  sonucu doğal olarak Sol elli(L-handed)olmaktadır.

                                
             

Zıt yönlü ve kiral ayna görüntüsü hafif asimetrik ikilik temel bir canlı olabilme kanunu olmalı. DNA zincirlerinin vucudun sağ ve sol yarılarındaki hücrelerde birbirlerinin ayna görüntüsünün tersi şeklinde yerleşimi nedeniyle canlılarda fenotip, her iki vucud yarısının birbirlerinin ayna görüntüsü şeklinde tam simetrik olmayan ikili kiral(chiral)birleşik yapılanma şeklinde meydana gelmiş olmalıdır.
                                                  

Figure 2: New DNA is synthesized from deoxyribonucleoside triphosphates (dNTPs).
(A) A deoxyribonucleoside triphosphate (dNTP). (B) During DNA replication, the 3'-OH group of the last nucleotide on the new strand attacks the 5'-phosphate group of the incoming dNTP. Two phosphates are cleaved off. (C) A phosphodiester bond forms between the two nucleotides, and phosphate ions are released.
© 2014 Nature Education Adapted from Pierce, Benjamin. Genetics: A Conceptual Approach, 2nd ed. All rights reserved. View Terms of Use
 



DNA Polymerase Only Moves in One Direction
After a primer is synthesized on a strand of DNA and the DNA strands unwind, synthesis and elongation can proceed in only one direction. As previously mentioned, DNA polymerase can only add to the 3' end, so the 5' end of the primer remains unaltered. Consequently, synthesis proceeds immediately only along the so-called leading strand. This immediate replication is known as continuous replication. The other strand (in the 5' direction from the primer) is called the lagging strand, and replication along it is called discontinuous replication. The double helix has to unwind a bit before the synthesis of another primer can be initiated further up on the lagging strand. Synthesis can then occur from the 3' end of that new primer. Next, the double helix unwinds a bit more, and another spurt of replication proceeds. As a result, replication along the lagging strand can only proceed in short, discontinuous spurts (Figure 3).

DNA Polimeraz Sadece Tek Bir Yönde Hareket Eder
Bir primer DNA ipliğinde sentezlendikten ve DNA iplikleri çözüldükten sonra, sentez ve uzama sadece tek bir yönde ilerleyebilir. Daha önce belirtildiği gibi, DNA polimeraz sadece 3' ucuna ekleme yapabilir, bu nedenle primerin 5' ucu değişmeden kalır. Sonuç olarak, sentez sadece sözde öncü iplik boyunca hemen ilerler. Bu anında çoğalmaya sürekli çoğalma denir. Diğer iplik (primerden 5' yönünde) gecikmeli iplik olarak adlandırılır ve bu iplik boyunca çoğalmaya kesikli çoğalma denir. Çift sarmal, gecikmeli iplikte daha yukarıda başka bir primerin sentezi başlatılmadan önce biraz çözülmelidir. Daha sonra sentez, bu yeni primerin 3' ucundan meydana gelebilir. Sonra, çift sarmal biraz daha çözülür ve başka bir çoğalma atağı ilerler. Sonuç olarak, gecikmeli iplik boyunca çoğalma sadece kısa, kesikli ataklar halinde ilerleyebilir (Şekil 3).


                                                       

                       Figure 3: Replication of the leading DNA strand is continuous, while replication along the lagging strand is discontinuous.
After a short length of the DNA has been unwound, synthesis must proceed in the 5' to 3' direction; that is, in the direction opposite that of the unwinding.
© 2014 Nature Education Adapted from Pierce, Benjamin. Genetics: A Conceptual Approach, 2nd ed. All rights reserved. View Terms of Use

The fragments of newly synthesized DNA along the lagging strand are called Okazaki fragments, named in honor of their discoverer, Japanese molecular biologist Reiji Okazaki. Okazaki and his colleagues made their discovery by conducting what is known as a pulse-chase experiment, which involved exposing replicating DNA to a short "pulse" of isotope-labeled nucleotides and then varying the length of time that the cells would be exposed to nonlabeled nucleotides. This later period is called the "chase" (Okazaki et al., 1968). The labeled nucleotides were incorporated into growing DNA molecules only during the initial few seconds of the pulse; thereafter, only nonlabeled nucleotides were incorporated during the chase. The scientists then centrifuged the newly synthesized DNA and observed that the shorter chases resulted in most of the radioactivity appearing in "slow" DNA. The sedimentation rate was determined by size: smaller fragments precipitated more slowly than larger fragments because of their lighter weight. As the investigators increased the length of the chases, radioactivity in the "fast" DNA increased with little or no increase of radioactivity in the slow DNA. The researchers correctly interpreted these observations to mean that, with short chases, only very small fragments of DNA were being synthesized along the lagging strand. As the chases increased in length, giving DNA more time to replicate, the lagging strand fragments started integrating into longer, heavier, more rapidly sedimenting DNA strands. Today, scientists know that the Okazaki fragments of bacterial DNA are typically between 1,000 and 2,000 nucleotides long, whereas in eukaryotic cells, they are only about 100 to 200 nucleotides long.



Transcription

RNA synthesis is similar to DNA synthesis. In both cases a polymerase catalyzes the assembly of nucleotides into a complementary strand of the template DNA. Both processes use nucleoside triphosphate with the logical differences required by the different nucleotide composition of RNA. The chain formed replicates the information contained in the piece of DNA used as a template.

As RNA is synthesized on a DNA chain, the transcription is said to be asymmetric. The template DNA strand on which the complementary RNA is assembled is called “antisense.” The other DNA strand, not transcribed, has the same sequence (with T instead of U) as the synthesized RNA, this is the “sense” or “coding” strand. Nucleotide binding is catalyzed by DNA-dependent RNA polymerases, which require the presence of a DNA template to synthesize RNA.

All RNA molecules are generated in the nucleus; after synthesized, they are directed to the cell cytosol where they will perform their function.

Transkripsiyon

RNA sentezi, DNA sentezine benzer. Her iki durumda da bir polimeraz, nükleotidlerin şablon DNA'nın tamamlayıcı bir ipliğine birleşmesini katalize eder. Her iki işlem de RNA'nın farklı nükleotid kompozisyonunun gerektirdiği mantıksal farklılıklarla nükleozid trifosfat kullanır. Oluşan zincir, şablon olarak kullanılan DNA parçasında bulunan bilgileri kopyalar

RNA bir DNA zincirinde sentezlendiğinden, transkripsiyonun asimetrik olduğu söylenir. Tamamlayıcı RNA'nın birleştirildiği şablon DNA ipliğine "antisens" denir. Transkripsiyona uğramayan diğer DNA ipliği, sentezlenen RNA ile aynı diziye (U yerine T ile) sahiptir, bu "sens" veya "kodlama" ipliğidir. Nükleotid bağlanması, RNA sentezlemek için bir DNA şablonunun varlığını gerektiren DNA'ya bağımlı RNA polimerazları tarafından katalize edilir

Tüm RNA molekülleri çekirdekte üretilir; sentezlendikten sonra, işlevlerini yerine getirecekleri hücre sitosolüne yönlendirilirler.

Etiketler: ,