Genetik Şifre ve Protein Sentezi

1. Şemada genetik bilginin akışı ve aşamaların adları verilmiştir. Bu akışa göre translasyon nerede gerçekleşir?

• A) Ribozomda
• B) Çekirdekte
• C) Mitokondride
• D) Golgi cisminde
• E) Hücre zarında

Doğru cevap: A — Translasyon, yani mRNA’daki şifrenin amino asit dizisine çevrilmesi, sitoplazmadaki ribozomda gerçekleşir.

1. Şemadaki iki aşamayı ayıralım: transkripsiyon DNA’dan mRNA yazılması, translasyon mRNA’dan protein yapılmasıdır.
2. Ökaryot hücrede transkripsiyon DNA’nın bulunduğu çekirdekte olur; yazılan mRNA çekirdek porlarından sitoplazmaya geçer.
3. Sitoplazmada mRNA ribozoma bağlanır; ribozom kodonları okur, tRNA’ların getirdiği amino asitleri sırayla birbirine bağlar. Bu aşama translasyondur.
4. Denetleyelim: akışın son oku “mRNA → protein” ve bu dönüşümü yapan organel ribozomdur ✓.

2. Yukarıdaki DNA zincirinin karşısına gelecek tamamlayıcı DNA zinciri hangisidir?

DNA zinciri: A – T – G – C

• A) A – T – G – C
• B) T – A – C – G
• C) U – A – C – G
• D) T – A – G – C
• E) A – U – C – G

Doğru cevap: B — DNA’da adenin timinle, guanin sitozinle eşleştiği için A – T – G – C zincirinin tamamlayıcısı T – A – C – G’dir.

1. DNA’nın eşleşme kuralı: A ↔ T, G ↔ C. DNA’da urasil bulunmaz.
2. Bazları sırayla eşleyelim: A karşısına T, T karşısına A.
3. G karşısına C, C karşısına G gelir. Tamamlayıcı zincir: T – A – C – G.
4. Denetleyelim: T – A – C – G zincirini tekrar eşlersek A – T – G – C elde ederiz ✓; iki zincir birbirinin tamamlayıcısıdır.

3. Yukarıdaki kalıp zincirden yazılacak mRNA dizisi hangisidir?

DNA kalıp zinciri: T – A – C – G – G – A

• A) A – T – G – C – C – T
• B) T – A – C – G – G – A
• C) A – U – G – C – C – U
• D) U – A – C – G – G – A
• E) A – U – G – G – C – U

Doğru cevap: C — Kalıp DNA T – A – C – G – G – A’dan, RNA’da timin yerine urasil kullanılarak A – U – G – C – C – U mRNA’sı yazılır.

1. Transkripsiyon eşleşmesi: DNA’daki T karşısına A, A karşısına U (RNA’da timin yoktur), G karşısına C, C karşısına G gelir.
2. İlk üç baz: T → A, A → U, C → G; ilk kodon AUG.
3. Son üç baz: G → C, G → C, A → U; ikinci kodon CCU. Dizi: A – U – G – C – C – U.
4. Denetleyelim: mRNA’da hiç T yok ✓, her baz kalıptaki bazın tamamlayıcısı ✓.

4. Tabloda bazı kodonların karşılıkları verilmiştir. AUG-GCU-UUU-UAA dizisinden oluşacak polipeptitte kaç amino asit bulunur?

• A) 1
• B) 2
• C) 4
• D) 3
• E) 0

Doğru cevap: D — AUG, GCU ve UUU birer amino asit kodlar; UAA dur kodonu amino asit kodlamadığı için polipeptitte 3 amino asit bulunur.

1. Diziyi üçlü kodonlara ayıralım: AUG – GCU – UUU – UAA.
2. Tablodan karşılıkları yazalım: AUG → metiyonin (1), GCU → alanin (2), UUU → fenilalanin (3).
3. UAA dur (stop) kodonudur: ona karşılık gelen amino asit yoktur, ribozom burada sentezi bitirir.
4. Denetleyelim: 4 kodon − 1 dur kodonu = 3 amino asit ✓; polipeptit metiyonin – alanin – fenilalanin.

5. Protein sentezi sırasında sitoplazmadaki amino asitleri ribozomdaki mRNA üzerindeki uygun kodona taşıyan molekül hangisidir?

• A) DNA
• B) mRNA
• C) rRNA
• D) Enzim
• E) tRNA

Doğru cevap: E — Amino asitleri ribozoma taşıyan molekül tRNA’dır; antikodonuyla mRNA’daki uygun kodona bağlanır.

1. Protein sentezine katılan RNA türlerini görevlerine göre ayıralım: mRNA şifreyi taşır, rRNA ribozomun yapısına katılır, tRNA amino asit taşır.
2. tRNA’nın bir ucuna belirli bir amino asit bağlanır; diğer bölgesinde üç bazlık bir antikodon bulunur.
3. Antikodon, mRNA’daki tamamlayıcı kodonla eşleşir; böylece doğru amino asit doğru sıraya yerleşir.
4. Denetleyelim: hem amino asidi getiren hem de kodonu tanıyan tek molekül tRNA ✓.

6. DNA kendini eşlerken her yeni molekülde bir eski bir de yeni zincir bulunur. Bu eşlenme biçimine ne ad verilir?

• A) Yarı korunumlu eşlenme
• B) Korunumlu eşlenme
• C) Dağınık eşlenme
• D) Çift yönlü çeviri
• E) Ters transkripsiyon

Doğru cevap: A — Her yeni DNA’da bir eski bir yeni zincir bulunduğu için bu eşlenme biçimi yarı korunumlu eşlenmedir.

1. Eşlenmede çift zincir, bazlar arasındaki hidrojen bağları koparak açılır.
2. Açılan iki zincirin her biri kalıp olur ve karşısına tamamlayıcı nükleotitler dizilerek yeni zincir kurulur.
3. Sonuçta iki DNA oluşur ve her birinde kalıp olan bir eski zincir ile yeni sentezlenen bir zincir yan yana bulunur. Eski molekülün yarısı korunduğu için buna yarı korunumlu eşlenme denir.
4. Denetleyelim: sorudaki “bir eski bir yeni zincir” tanımı yarı korunumlu modelle birebir örtüşüyor ✓; Meselson ve Stahl’ın 1958 deneyi de bu modeli doğrulamıştır.

7. Tabloda bir gendeki tek baz değişiminin sonucu verilmiştir. Bu değişimin proteine etkisi için hangisi doğrudur?

• A) Protein hiç sentezlenemez.
• B) Amino asit dizisi değişir, proteinin işlevi bozulabilir.
• C) Protein uzunluğu iki katına çıkar.
• D) Etkisi yoktur; kodon değişse de amino asit aynıdır.
• E) DNA tamamen parçalanır.

Doğru cevap: B — Tek baz değişimiyle GAA kodonu GUA’ya dönüşmüş, glutamik asit yerine valin takılmıştır; amino asit dizisi değiştiği için proteinin işlevi bozulabilir.

1. Tabloyu karşılaştıralım: normal kodon GAA → glutamik asit; değişmiş kodon GUA → valin.
2. Kodonun ortasındaki A bazı U’ya dönmüş: tek baz değişmiş ama farklı bir amino asit kodlanmış.
3. Proteinin üç boyutlu şekli amino asit dizisine bağlıdır. Farklı özellikteki bir amino asit girince zincir farklı katlanabilir ve protein görevini tam yapamayabilir.
4. Denetleyelim: tabloda amino asit gerçekten değişmiş ✓ (glutamik asit ≠ valin); bu yüzden “etkisi yoktur” denemez, dizide değişiklik vardır.

8. Bir gende meydana gelen baz değişimi sonucunda kodon farklılaşmış ancak sentezlenen proteinin amino asit dizisi hiç değişmemiştir. Bu durumun nedeni aşağıdakilerden hangisidir?

• A) Mutasyon DNA’da değil RNA’da olmuştur.
• B) Ribozom kodonu okumamıştır.
• C) Genetik şifrede birden çok kodon aynı amino asidi kodlayabilir.
• D) Protein sentezi hiç başlamamıştır.
• E) tRNA görev yapmamıştır.

Doğru cevap: C — Genetik şifre yedeklidir: bir amino asit birden çok kodonla kodlanabildiği için değişen kodon aynı amino asidi kodluyorsa protein değişmez.

1. Kodon sayısını hesaplayalım: dört baz üçlü dizildiğinde $4^3 = 64$ kodon oluşur.
2. Bu kodonlardan 61’i amino asit, 3’ü dur sinyali kodlar; oysa proteinlerde yalnız 20 çeşit amino asit vardır.
3. Demek ki birçok amino asidin birden fazla kodonu vardır. Baz değişimi kodonu, aynı amino asidin başka bir kodonuna çevirdiyse amino asit dizisi değişmez. Bu tür değişime sessiz mutasyon denir.
4. Denetleyelim: kodon değişti ✓, amino asit dizisi aynı kaldı ✓; ikisini birlikte açıklayan tek seçenek şifrenin yedekli olmasıdır.

9. Şemada protein sentezinin son aşaması gösterilmiştir. Ribozomun bu süreçteki görevi hangisidir?

• A) Şifreyi çekirdekte yazmak
• B) DNA’yı eşlemek
• C) Amino asitleri üretmek
• D) Kodonları okuyup amino asitleri peptit bağıyla birleştirmek
• E) mRNA’yı parçalamak

Doğru cevap: D — Ribozom mRNA’daki kodonları sırayla okur ve tRNA’ların getirdiği amino asitleri peptit bağıyla birleştirerek polipeptiti oluşturur.

1. Şemadaki son aşama: mRNA ribozoma bağlanıyor ve ribozom polipeptit sentezliyor.
2. Ribozom mRNA üzerinde kodon kodon ilerler; her kodona, antikodonu uyan tRNA kendi amino asidini getirir.
3. Ribozom, yan yana gelen iki amino asit arasında peptit bağı kurar; zincir her kodonda bir amino asit uzar, dur kodonunda serbest kalır.
4. Denetleyelim: ribozom ne DNA’yı eşler ne amino asit üretir; yalnız okur ve bağlar ✓.

10. Yukarıdaki proteini kodlayan mRNA’da en az kaç nükleotit bulunur?

150 amino asitli protein

• A) 150
• B) 300
• C) 600
• D) 450
• E) 50

Doğru cevap: D — Her amino asit üç nükleotitlik bir kodonla belirlendiği için 150 amino asit için en az 150 × 3 = 450 nükleotit gerekir.

1. Kural: bir kodon = 3 nükleotit = 1 amino asit.
2. 150 amino asit için 150 kodon gerekir.
3. Nükleotit sayısı: $150 \times 3 = 450$.
4. Denetleyelim: $450 \div 3 = 150$ kodon ✓ = 150 amino asit. Dur kodonu ve kodlanmayan uçlar bu hesaba katılmadığı için soru “en az” diye soruyor.

11. Ökaryot bir hücrede DNA’daki bilginin mRNA’ya aktarıldığı transkripsiyon olayı hangi organelde ya da bölümde gerçekleşir?

• A) Çekirdekte
• B) Ribozomda
• C) Lizozomda
• D) Kloroplastta
• E) Hücre zarında

Doğru cevap: A — Ökaryot hücrede DNA çekirdekte bulunduğu için transkripsiyon, yani mRNA’nın yazılması, çekirdekte gerçekleşir.

1. Transkripsiyonun kalıbı DNA’dır; olay DNA’nın bulunduğu yerde gerçekleşmek zorundadır.
2. Ökaryotlarda DNA’nın çok büyük bölümü çekirdek zarıyla çevrili çekirdektedir ve DNA çekirdekten çıkmaz.
3. mRNA çekirdekte yazılır, sonra çekirdek porlarından sitoplazmaya geçerek ribozoma ulaşır.
4. Denetleyelim: DNA çekirdekte → mRNA çekirdekte yazılır → ribozomda okunur ✓; sıralama bilgi akışıyla uyumlu.

12. Yukarıdaki kodona bağlanacak tRNA’nın antikodonu hangisidir?

mRNA kodonu: G – C – A

• A) G – C – A
• B) C – G – U
• C) C – G – T
• D) G – C – U
• E) A – C – G

Doğru cevap: B — Antikodon, kodonun RNA kurallarına göre tamamlayıcısıdır; G – C – A kodonuna C – G – U antikodonu bağlanır.

1. tRNA bir RNA molekülüdür: eşleşme G ↔ C, A ↔ U şeklindedir, timin yoktur.
2. Kodonu sırayla eşleyelim: G karşısına C, C karşısına G.
3. A karşısına U gelir. Antikodon: C – G – U.
4. Denetleyelim: C – G – U’yu tekrar eşlersek G – C – A kodonuna dönüyoruz ✓; antikodonda T yok ✓.

13. Orak hücreli anemide hemoglobin genindeki tek bir baz değişimi alyuvarların şeklini bozarak oksijen taşıma kapasitesini düşürür. Bu örnek genetik şifre ile ilgili hangi sonucu destekler?

• A) Mutasyonlar her zaman yararlıdır.
• B) Protein yapısı gen dizisinden bağımsızdır.
• C) Tek bir nükleotit değişimi bile protein işlevini bozabilir.
• D) Hemoglobin proteini DNA tarafından kodlanmaz.
• E) Genetik şifre türden türe tamamen değişir.

Doğru cevap: C — Orak hücreli anemi, gendeki tek bir nükleotit değişiminin bile proteinin yapısını ve işlevini bozabileceğini gösterir.

1. Olayı zincir olarak izleyelim: hemoglobin genindeki tek baz değişir → bir kodon değişir.
2. Değişen kodon başka bir amino asit kodlar (hemoglobinde glutamik asit yerine valin gelir).
3. Değişen amino asit hemoglobinin davranışını değiştirir; alyuvar orak biçimini alır ve oksijen taşıma kapasitesi düşer.
4. Denetleyelim: tek nükleotit → tek amino asit → bozuk protein → hastalık ✓; bu zincir, gen dizisi ile protein işlevi arasındaki doğrudan bağı gösterir.

14. Yukarıdaki DNA molekülünde sitozin sayısı kaçtır?

Bir DNA molekülünde adenin sayısı 300 × toplam nükleotit 1000

• A) 300
• B) 400
• C) 200
• D) 500
• E) 100

Doğru cevap: C — A = T ve G = C eşitliğinden G + C = 1000 − 600 = 400 bulunur; sitozin bunun yarısı, yani 200’dür.

1. Eşleşme kuralı: A = T ve G = C (Chargaff kuralı).
2. A = 300 ise T = 300; $A + T = 600$.
3. Kalan nükleotitler G ve C’dir: $G + C = 1000 - 600 = 400$. G = C olduğundan $C = 400 \div 2 = 200$.
4. Denetleyelim: $300 + 300 + 200 + 200 = 1000$ ✓.

15. Bakterilere insan insülin geni aktarıldığında bakteriler insan insülini üretebilmektedir. Bu uygulamanın mümkün olmasının nedeni aşağıdakilerden hangisidir?

• A) Bakterilerde DNA bulunmaması
• B) Bakterilerin ribozomunun olmaması
• C) İnsan geninin bakteride değişmesi
• D) Genetik şifrenin canlılar arasında ortak olması
• E) Bakterilerin mayoz geçirmesi

Doğru cevap: D — Genetik şifre canlılar arasında ortaktır (evrenseldir); bakteri insan genindeki kodonları insan hücresiyle aynı biçimde okuyup insülin üretir.

1. Olay: insan insülin geni bakteriye aktarılıyor ve bakteri insan insülinini üretiyor.
2. Bunun için bakterinin ribozomu ve tRNA’ları, insan genindeki her kodona insan hücresindekiyle aynı amino asidi takmalıdır.
3. Aynı kodonun farklı canlılarda aynı amino asidi belirlemesi, genetik şifrenin evrensel olmasıdır.
4. Denetleyelim: şifre türden türe farklı olsaydı bakteri başka bir amino asit dizisi, yani başka bir protein üretirdi; insülin üretiliyor ✓.

16. Yukarıdaki proteinin sentezi sırasında kurulan peptit bağı sayısı kaçtır?

80 amino asitli düz zincir protein

• A) 80
• B) 79
• C) 81
• D) 160
• E) 40

Doğru cevap: B — Düz zincirde bağ sayısı amino asit sayısının bir eksiğidir.

1. Peptit bağı iki amino asit arasında kurulur.
2. 2 amino asit için 1 bağ, 3 amino asit için 2 bağ gerekir.
3. n amino asit için n − 1 bağ olur.
4. 80 − 1 = 79 peptit bağı

17. Bir hücrede aynı mRNA molekülüne aynı anda birden çok ribozomun bağlandığı gözlenmiştir. Bu düzenlemenin hücreye sağladığı yarar hangisidir?

• A) Farklı proteinlerin aynı anda üretilmesi
• B) mRNA’nın parçalanmasının hızlanması
• C) DNA’nın eşlenmesinin hızlanması
• D) Aynı proteinden kısa sürede çok sayıda üretilmesi
• E) Amino asit çeşidinin artması

Doğru cevap: D — Aynı mRNA’ya birden çok ribozomun bağlanması (poliribozom), aynı proteinden kısa sürede çok sayıda üretilmesini sağlar.

1. Bütün ribozomlar AYNI mRNA’yı okuyor; kalıp aynı olduğu için hepsi aynı amino asit dizisini üretir.
2. Ribozomlar mRNA üzerinde arka arkaya ilerler; biri sentezin ortasındayken diğeri başlangıçta yeni bir zincire başlar.
3. Böylece tek bir mRNA’dan aynı anda birçok özdeş polipeptit sentezlenir ve üretim hızlanır.
4. Denetleyelim: aynı kalıp → özdeş ürün ✓; eş zamanlı çalışma → kısa sürede çok ürün ✓.

18. Protein sentezi sırasında ribozom mRNA üzerinde UAA, UAG veya UGA kodonlarından birine ulaştığında ne olur?

• A) Yeni bir amino asit eklenir.
• B) Sentez durur ve polipeptit serbest bırakılır.
• C) mRNA yeniden yazılır.
• D) Ribozom DNA’ya bağlanır.
• E) tRNA parçalanır.

Doğru cevap: B — UAA, UAG ve UGA dur kodonlarıdır; ribozom bunlardan birine ulaşınca sentez durur ve polipeptit serbest bırakılır.

1. 64 kodonun 61’i amino asit kodlar; UAA, UAG ve UGA hiçbir amino asit kodlamaz.
2. Bu üç kodona uyan antikodonlu bir tRNA yoktur; ribozom bu noktada yeni amino asit alamaz.
3. Kodona serbest bırakma etkeni (bir protein) bağlanır; polipeptit zinciri ribozomdan ayrılır, ribozomun alt birimleri ve mRNA da birbirinden ayrılır.
4. Denetleyelim: dur kodonu → yeni amino asit yok → zincir tamamlanır ve serbest kalır ✓.

19. Şemada gen ile metabolik tepkime arasındaki ilişki verilmiştir. Bir gendeki bozukluğun metabolik hastalığa yol açma mekanizması hangisidir?

• A) Gen bozulunca tepkime kendiliğinden hızlanır.
• B) Gen doğrudan tepkimeye girer.
• C) Bozuk gen işlevsiz enzim üretir, tepkime gerçekleşemez.
• D) Enzimler genlerden bağımsız üretilir.
• E) Tepkime enzim olmadan da aynı hızda yürür.

Doğru cevap: C — Gen enzimi kodlar, enzim tepkimeyi katalizler; gen bozulursa işlevsiz enzim üretilir ve tepkime gerçekleşemez, metabolik hastalık ortaya çıkar.

1. Şemadaki zincir: gen → (sentez) → enzim → (kataliz) → tepkime.
2. Gen dizisi bozulursa enzimin amino asit dizisi de bozulur; enzim yanlış katlanır ve etkin bölgesi substratına uymaz.
3. İşlevsiz enzim tepkimeyi hızlandıramaz: ürün oluşmaz, tepkimeye girecek madde ise birikir. Fenilketonüride fenilalanini dönüştüren enzim çalışmadığı için fenilalanin kanda birikir.
4. Denetleyelim: gendeki bozukluk tepkimeyi doğrudan değil, enzim üzerinden etkiliyor ✓; bu, şemadaki okların sırasıyla örtüşüyor.

20. Tabloda DNA ve RNA karşılaştırılmıştır. Bu tabloya göre iki molekül arasındaki farklardan biri aşağıdakilerden hangisidir?

• A) DNA’da urasil, RNA’da timin bulunur.
• B) DNA tek zincirli, RNA çift zincirlidir.
• C) İkisinde de aynı şeker vardır.
• D) RNA’da guanin bulunmaz.
• E) DNA çift zincirli, RNA tek zincirlidir.

Doğru cevap: E — Tablonun zincir satırına göre DNA çift zincirli, RNA tek zincirlidir; bu, iki molekül arasındaki farklardan biridir.

1. Tabloyu satır satır okuyalım: şeker satırı DNA’da deoksiriboz, RNA’da riboz.
2. Zincir satırı DNA’da çift, RNA’da tek.
3. Baz satırı: DNA’da A, T, G, C; RNA’da A, U, G, C. Timin yalnız DNA’da, urasil yalnız RNA’da bulunur.
4. Denetleyelim: “DNA çift zincirli, RNA tek zincirlidir.” ifadesi tablonun zincir satırıyla birebir aynı ✓.