DNA'nın Nükleus İçerisindeki Organizasyonu: Kromozom, Kromatid...

• 3 bilyon baz çiftinden oluşan insan genomu yaklaşık olarak 1 metredir ve 1 metreden oluşan insan genomunun 2 μm uzunluğundaki nükleusa sığabilmesi için çeşitli katlanmalardan geçmesi gerekmektedir. Öncelikle belirtmek gerekir ki bu katlanmalar ilk bakışta bir çeşit sıkıntı, enerji kaybı olarak görülse de genlerin ekspresyonunun düzenlenmesinde bu katlanmaların regülasyon için bir adım olduğu görülmektedir. Örneğin, ekspres edilmeyecek olan kısımlar heterokromatin olarak bulundurulmakta böylece RNA polimeraz ve transkripsiyon faktörleri gibi proteinlerin DNA'ya bağlanması engellenmektedir.

                                     

• Öncelikle DNA organizasyonunun bakterilerde nasıl olduğuna kısaca göz atalım. Her ne kadar bakterilerde genomu nükleusa sığdırmak gibi bir sorun olmasa da [bakteriler prokaryot olduğu için nükleus içermez] bakteriler de genomlarının sitoplazma içerisinde daha az yer kaplaması için nucleoid- associated proteins sayesinde genomlarını super-coiled yani kompakt bir şekilde hücrede nükleoid denilen bölgede bulundururlar. [ Resimde solda görülen yapı halkasal bakteri genomunun normal hali, sağda görülen yapı ise supercoiled halidir. ]

                              

• Buna kanıt olarak şu verilebilir ; laboratuvarda plazmid izolasyonu yapıldıktan sonra  jelde yürütülen plazmidin boyunun beklenenden küçük olduğu görülür. Bunun sebebi super-coiled yani daha kompakt bir şekilde hücrede bulundurulan plazmidin normal plazmide oranla jelde daha hızlı hareket etmesidir. [Yukarıdaki resimde de yukarıdan aşağı numaralandırıldığında ilk bant olan bant normal halkasal plazmid, 3.band ise supercoiled plazmiddir.)

• Ökaryotlarda ise genom nükleus içerisinde kromatin olarak yani histon denilen proteinlerle ilişik bir şekilde bulunur. 

                 

• Öncelikli olarak 4 adet histon proteini (H2A, H2B, H3 ve H4 [her birinden iki tane]) bir araya gelerek octamer olan yani 8 adet alt birimden oluşmuş olan nükleozomu oluşturur. 

• Histon proteinleri en basit ökaryotlardan insana kadar çok sıkı bir şekilde korunmuştur. Bir başka deyişle evrimsel olarak birbirine uzak iki canlının (örneğin, yukarıdaki resimde inek ve bezelye karşılaştırılmaktadır.) histon proteinini kodlayan genlerinin sekanslarını karşılaştırdığımız zaman aralarında çok bir fark olmadığını görürüz ki bu bu proteinin canlılar açısından çok önemli olduğunu gösterir.

• Ayrıca, histon proteinlerinin amino asit sekansları incelendiğinde bazik amino asitlerin ( özellikle lizin ve arjinin) oranının normale oranla fazla olduğu görülmektedir. Bunun sebebi bazik amino asitlerin fizyolojik pH'ta pozitif yüklü olması ve negatif yüklü DNA (DNA içerdiği fosfat gruplarından dolayı negatif yüklüdür.)  ile kolay etkileşim kurmasıdır.

• DNA'nın histonlar tarafından oluşturulan nükleozomların etrafında sarılmasıyla [Yukarıdaki resimde sarı olan yapılar nükleozom, gri iplik gibi olan yapı ise DNA'dır.)  10 nm kromatin fiber elde edilir. Ve bu 10 nm kromatin fiber  H1 histon ( yukarıdaki resimde mor olarak gösterilen protein) olarak bilinen linker histon sayesinde daha da kompakt bir hale getirilir.

• Nükleozom sayesinde başarılan bu kompaktlaşma aslında nükleus içerisindeki organizasyonun sadece ilk aşamasıdır. İkinci aşamada üzerlerine DNA sarılmış olan nükleozomlar içerdikleri histonların kuyrukları sayesinde birbirleriyle kontakt kurar ve daha fazla kompaktlaşma sağlar ve bu aşamada kromatin 30 nm kromatin olarak adlandırılır.

• Ayrıca histonların kuyrukları sadece nükleozomların birbirleriyle etkileşime geçmesini sağlamaz. Histon proteinlerinin kuyruklarının modifikasyonu yani spesifik amino asitlerden asetillenmesi, metillenmesi, fosforlanması vb. hem kromatin organizasyonunda hem de RNA polimeraz ve transkripsiyon faktörleri gibi transkripsiyonda önemli rol oynayan proteinleri etkilemede önemli rol sahibidir. Örneğin, eğer belirli bir DNA bölgesinde nükleozomlar birbirleriyle sıkı bir iletişim içerisindeyse o bölge heterokromatin olarak adlandırılır ve DNA o bölgede nükleozomlar tarafından sıkı sıkıya bağlandığı için RNA polimeraz gibi enzimler tarafından ulaşılamaz dolayısıyla transkripte edilemez. Bunun tam tersi olarak, eğer nükleozomların birbirleriyle etkileşimi yeterince güçlü değilse o DNA bölgesi ökromatin olarak adlandırılır ve DNA nükleozomlar tarafından kapatılmadığı için  rahatça transkripte edilebilir. Heterokromatin durumunda olan bir bölgenin histonlarına asetil transferaz enzimi yani histon proteinlerinin kuyruğuna asetil grubu ekleyen enzim etki ederse o bölge ökromatin haline gelir ve rahatça transkripte edilebilir. Bunun arkasındaki sebep ise şudur; asetil grubu yukarıda bahsedilen histon proteinlerinin bazik amino asitlerine eklenir böylece bazik amino asitler pozitif yüklerini kaybederler ve DNA ile olan etkileşimleri azalır. Böylece o bölgede gevşeme diyebileceğimiz bir olay olur ve DNA RNA polimeraz gibi enzimlere açık hale gelir.  

• Heterokromatin - ökromatin arasındaki geçişi yapabilen enzimler histon kuyruğu modifikasyonu yapabilen enzimlerle sınırlı değildir. Chromatin remodeling complex yani yeniden şekillendirme kompleksi denilen enzim ATP enerjisiyle nükleozomları hareket ettirerek hem belli bölgeleri enzimlere açık hale getirmekte hem de heterokromatin-ökromatin geçişlerini yapabilmektedir.

• 30 nm kromatin yapısından sonra nükleozomlar arasındaki daha fazla etkileşimden dolayı kromatinin daha fazla kompaklaşması özellikle mitoz ve mayoz gibi hücre bölünmeleri esnasında DNA'nın en kompakt hali olan kromozom oluşumu gözlemlenir. Tabii ki bu daha fazla kompaktlaşma esnasında histon haricinde bazı proteinler de görev alır. Örneğin, kohezin proteini mitoz ve mayoz bölünme esnasında bir halka gibi sararak kardeş kromatidleri bir arada tutar. Kondensin proteini ise nükleusta yine halka gibi sararak kromatidin daha da kompaktlaşmasını sağlar.

• Hücre bölünmeleri haricinde ise DNA nükleusta kromozom olarak bulunmaz çünkü yukarıda da bahsedildiği gibi kromozom halinde iken DNA heterokromatin halindedir ve bu da transkripsiyonu engelleyen bir durumdur. Normal bir durumda, her kromozomun -yukarıdaki resimde de görülebileceği üzere, resimdeki sayılar kromozom sayılarıdır.- nükleusta bir yeri vardır ve bu yerler kromozom territorisi olarak adlandırılmaktadır. [ Konuyla ilgili olarak, bu territorilerde hangi bölgelerin hangileriyle fiziksel olarak etkileşimde olduğu genlerin ekspresyonunun kontrolü açısından oldukça önemlidir. Ama bu konu çok uzun olduğu için burada detaylı olarak bahsetmeyeceğim. Yeni ve oldukça ilgi çekici olan bu konuya meraklı olanlar Topologically Associated Domains adıyla araştırabilirler.]

*Benim konuyla ilgili söyleyeceklerim bu kadar :) Umarım verimli ve güzel bir yazı olmuştur. Sorularınız ya da hakkında yazı istediğiniz konular için yorum bırakabilirsiniz, sevgiyle ve bilimle kalın. 

Genlerin Yapısı Ve Ekspresyonu | 2 (Promotor, 5' Ve 3' UTR, RNA İşlenmesi)

• Yukarıdaki resimde ökaryotik hücrelerin genomunda bulunan genlerin tipik yapısı gösterilmektedir. 
• DNA düzeyinde incelemeye başlarsak, çekirdekte bulunan kromozomlarda konumlanan genler genel olarak 5 temel yapıdan oluşur:

1. Promotor:

• Promotor transkripsiyonun başlaması esnasında RNA polimerazın ve transkripsiyon faktörlerinin bağlandığı kısımdır.
• Tüm ökaryotlar promotorlarında korunmuş bir dizi ve transkripsiyon başlama bölgesinden yaklaşık olarak 25-35 baz uzaklıkta olan TATA kutusunu bulundururlar.
• Promotorlar transkripsiyonu başlatma işinden sorumlu oldukları için transkripsiyonun yönünü ve hangi zincirin transkripte olacağını bir başka deyişle hangi zincirin anlamlı zincir olduğunu belirlerler.
• Resimde de görülebileceği üzere promotorlar transkripte olmadıkları için mRNA'larda bulunmazlar.

    2. 5' UTR ( 5' Untranslated Region ) ve 3' UTR ( 3' Untranslated Region) : 

• 5' UTR ve 3' UTR genin transkripte olan ama translasyona uğramayan bölümleridir. Adlarından da anlaşılabileceği üzere 5' UTR genin 5' ucunda, 3' UTR ise genin 3' ucunda konumlanır. Birçok farklı fonksiyona sahip olan 5' ve 3' UTR'ler temel olarak mRNA'ların nükleustan sitoplazmaya taşınmalarından, mRNA'ların post-transkripsiyonel kontrollerinden ve stabilitelerinden sorumludurlar.
• Ayrıca belirtilmelidir ki geçmişte sanılanın aksine (özellikle 5' UTR'nin) UTR'lerin gen ekspresyonunun kontrolünde önemli bir rolü vardır. Yapılan araştırmalar UTR'lerinde mutasyon bulunan bireylerin çoğunda patolojik bulgulara ulaşmıştır.
• UTR'ler tarafından gerçekleştirilen post-transkripyonel kontrolde UTR'lerin sekansları ve buna bağlı olarak oluşan birincil ve ikincil yapıları önemli rol oynamaktadır. ( Bu noktada belirtilmelidir ki DNA düzeyinde olan gen ekspresyonu kontrolünde sadece birincil yapı önemli rol oynamaktadır.) UTR'lerin birincil ve ikincil yapılarına göre farklı RNA'ya bağlanan proteinler (RNA binding proteins) ve kodlama yapmayan RNAlar ( Non-coding RNA) UTR'lere bağlanmakta bunun sonucunda da UTR'lere bağlı olarak mRNA'lar farklı verimlilikte translasyona uğramakta ve stabiliteleri farklılık göstermektedir.
• 5' UTR genel olarak translasyonel kontrolden sorumluyken 3' UTR mRNA'nın nükleustan sitoplazmaya transfer edilmesi ve stabilitesinin belirlenmesinden sorumludur.

• Son olarak, 5' UTR ile 3' UTR'nin hangisinin daha önemli olduğu konusunda (yukarıdaki resimde de görülebileceği üzere) 3' UTR'deki mutasyon oranı 5' UTR'ye oranla daha yüksek olduğu için 5' UTR'nin fonksiyonlarının 3' UTR'nin fonksiyonlarına oranla daha önemli olduğu söylenebilir.

• Konuyla ilgili daha detaylı bilgi için: Mignone, F., Gissi, C., Liuni, S., & Pesole, G. (2002). Untranslated regions of mRNAs. Genome Biology, 3(3), reviews0004.1–reviews0004.10.

    3. ORF ( Open Reading Frame ) : 

• ORF gene ait olan intron ve ekzonların konumlandığı kısımdır.
• Ekzonlar mRNA işlenmesinden sonrada mRNA'da bulunmaya devam eden ve proteinin amino asit dizilimini belirleyen bir başka deyişle proteinleri kodlayan kısımdır.
• Ve beklenenin aksine genomun sadece 1.5 - 2% 'lik bir kısmı ekzonlardan oluşur. Yani sanılanın aksine genomun büyük bir kısmını protein kodlayan ekzonlar değil, kodlama yapmayan intronlar, tekrarlayan fragmentler ve gen ekspresyonunu kontrol eden promotorlar vb.'ler oluşturur.
• İntronlar ise mRNA'nın işlenmesi sırasında ayrıştırılan ve dolayısıyla translasyona uğramayan gen bölgeleridir.
• İnsan genomunun %25 'i intronlardan oluşur. ( Fark edilebileceği üzere intronlar ekzonlardan çok daha fazla yer kaplıyor genomda.)
• İntronların protein kodlamaması onların genomda boşu boşuna bulunduklarını göstermemektedir. Bir başka deyişle, intronlar ilk keşfedildiklerinde düşünülenin aksine "junk DNA" değildir. Yapılan son araştırmalar, intronların bir genden birden fazla protein üretilmesini sağlayan "alternative splicing" olayında görev aldığını ve genlerin transkripsiyon oranlarını arttırdığını göstermektedir. ( Örneğin, yapılan bir araştırmada genomuna yapay olarak intron eklenen virüsün proteinlerinin oranın intron içermeyen virüsün proteinlerinin oranına göre daha fazla olduğu kanıtlanmıştır.)
• İntronların görevleriyle ilgili daha detaylı bilgi için: Jo, B.-S., & Choi, S. S. (2015). Introns: The Functional Benefits of Introns in Genomes. Genomics & Informatics, 13(4), 112–118. http://doi.org/10.5808/GI.2015.13.4.112

Genlerin Yapısı Ve Ekspresyonu | 1

• Yukarıdaki resimde de görülebileceği üzere tüm canlılarda ( prokaryotlarda ve ökaryotlarda) genetik bilginin akışı şu şekildedir : DNA - RNA- Protein. DNA kullanılarak RNA'nın sentezlenmesi olayına transkripsiyon denir ve bu olay nükleusta gerçekleşir. Transkripsiyon sonucu oluşan RNA tiplerinden ( Transkripsiyon sonucunda rRNA, tRNA, non-coding RNA, mRNA gibi RNA çeşitleri oluşabilir.)  biri olan mRNA'nın (mesajcı [messenger] RNA) kalıp olarak kullanılmasıyla protein sentezlenmesi olayına ise translasyon denir ve genellikle sitoplazmada ribozomlar tarafından gerçekleştirilir. ( Burada genellikle denilmesinin sebebi mitokondri ve kloroplast organellerinin kendi ribozomlarına sahip olması dolayısıyla bu organellerde de translasyonun gerçekleşmesidir.) 

• Fakat genetik akışın normalde DNA-RNA-Protein şeklinde olması onun her zaman öyle gerçekleşeceği anlamına gelmez. Yukarıdaki resimde de görülebileceği üzere bu konudaki istisnalardan biri retrovirüslerdir. Retrovirüsler genomlarına göre tek zincirli (+) RNA virüsü konuk hücre tiplerine göre ise hayvan virüsü olarak sınıflandırılırlar. Genom olarak tek zincirli RNA'ya sahip olan retrovirüsler hücreyi enfekte ettiklerinde kendilerini replike edebilmek için öncelikle genomlarını çift zincirli DNA'ya çevirirler. ( Yani burada RNA-DNA şeklinde bir genetik akış olur ve akış reverse transcription yani transkripsiyon olayının tersi olarak adlandırılır.) 

• Genomunu replike edebilmek için önce onu DNA'ya çevirmek zorunda olan retrovirüsler RNA'dan DNA sentezleyecek enzim yani reverse transkriptaz normal hayvan hücrelerinde bulunmadığı için onu yanlarında taşımak zorundadırlar. 
• Buna ek olarak, reverse transkriptaz genel olarak 3 farklı domaine sahiptir. Birinci domain retrovirüsün genomu olan tek zincirli RNA'yı baz alarak tek zincirli DNA sentezler. Bu aşamada önemli olan noktalardan bazıları şunlardır ki reverse transkriptaz da normal DNA polimerazlar gibi sadece 5'-3' yönünde sentez yapabilir ve sentezi başlatamadığı için primere ihtiyaç duyar. İkinci domain oluşturulan DNA-RNA hibridindeki RNA zincirini yıkar. Son domain ise oluşturulan tek zincirli DNA'yı baz alarak çift zincirli DNA sentezler.

• Çift zincirli DNA sentezlendikten sonra ise bu fragment enfekte edilen hücrenin genomuna entegre edilir ve provirüs olarak adlandırılır. Örneğin, HIV virüsü bir retrovirüstür ve bağışıklık sistemi hücrelerinden olan CD4 hücrelerini enfekte ettikten sonra ilk olarak yanında taşıdığı reverse transkriptazı kullanarak genomunu çift zincirli DNA'ya çevirir ve onu çekirdeğe göndererek hücre genomuna entegre eder. Bu işlemden sonra CD4 hücreleri her bölündüğünde dolayısıyla DNA'sını replike ettiğinde virüs genomu da onunla birlikte replike olur ve yeni oluşturulan hücrelere aktarılır. 

Sonuç olarak:

Transkripsiyon: Başlama

Transkripsiyon DNA'dan RNA sentezlenmesi olayıdır. DNA nükleusta bulunduğundan dolayı transkripsiyon olayı da nükleusta gerçekleşir.

Transkripsiyonda görev yapan ana enzim RNA polimerazdır. RNA polimeraz ribonükleotit trifosfattaki fosfat bağının enerjisini kullanarak ribonükleotitlerin arasındaki bağın yani fosfodiester bağının oluşmasını sağlar. RNA polimeraz sayesinde ribonükleotitlerin polimerleşmesi sağlanır başka bir deyişle RNA oluşturulmuş olur.

Prokaryotlar tek tip RNA polimeraza sahiptir. Ökaryotlar ise 3 tip RNA polimeraza sahiptir. Bu 3 RNA polimerazın görevleri şu şekildedir:

• RNA polimeraz I rRNA'ların sentezlenmesinden sorumludur.
• RNA polimeraz II mRNA ve snRNA'ların sentezlenmesinden sorumludur.
• RNA polimeraz III 5S rRNA ve tRNA'ların sentezlenmesinden sorumludur.

RNA polimeraz DNA'ya promotor denilen bir bölgeden bağlanır. Promotorun diğer DNA bölgelerinden farkı daha fazla adenin ve timin içermesidir. Başka bir deyişle promotor diğer DNA bölgelerine oranla daha az hidrojen bağı içermektedir. Böylece gen transkripte olacağı zaman DNA sarmalı kolayca açılabilmektedir.

Bakteri ve ökaryotlar promotorlarında farklı bölgelere sahiptir. Bakterilerin promotorunda pribnow kutusu ökaryotların promotorlarında ise TATA kutusu bulunmaktadır.

Transkripsiyonun başlangıç aşamasında, bakterilerin RNA polimerazı sigma alt birimi sayesinde promotoru tanır ve promotora bağlanır. Sigma alt birimi promotora bağlanış gerçekleştikten sonra RNA polimerazdan ayrılır.

Ökaryotlarda ise durum daha karmaşıktır. Ökaryotlarda RNA polimeraz promotora bağlanmadan önce TFIID,TFIIA,TFIIB ve TFIIH gibi transkripsiyon faktörleri promotoru tanır ve bağlanır. Bu faktörler RNA polimerazın promotoru tanımasına ve bağlanmasına yardımcı olur. RNA polimeraz promotora bağlandıktan sonra TFIIH ATP enerjisi kullanarak RNA polimerazı fosforlar ve onun senteze başlamasını tetikler.

Prokaryotlar Ve Ökaryotlar

• Prokaryot denilen canlı grubu bakteri ve arkeleri kapsamaktadır. Ökaryot denilen canlı grubu ise bakteri ve arkeler dışında kalan maya,bitki,hayvan gibi canlı gruplarını kapsamaktadır.

• Prokaryot ve ökaryotlar arasındaki en büyük fark prokaryotların hücre içi zar sistemine sahip olmamasıdır. Başka bir deyişle prokaryotlar zarlı organellere sahip değilken ökaryotlar çekirdek, lizozom, endoplazmik retikulum gibi organellere sahiptir.
• Prokaryotlarda hücre genomunun etrafını saran herhangi bir zar yoktur. DNA sitoplazmada bir yerde yoğunlaşmaktadır ve bu kısım nükleoid olarak adlandırılmaktadır. Ökaryotlarda ise hücre genomu çekirdekte bulunmaktadır yani 2 adet zarla çevrilmiş durumdadır. Bu farklılık transkripsiyon ve translasyon esnasında çeşitli farklılıklara sebep olmaktadır. Örneğin, arada bir zar engeli olmadığından dolayı prokaryotlarda transkripsiyon gerçekleşirken aynı anda translasyon da gerçekleşmektedir.  Ökaryotlarda ise arada nüklear zar bulunduğundan dolayı transkripsiyon bittikten sonra mRNA sitoplazmaya taşınır ve translasyon gerçekleşir.

• Bakteri ve ökaryot genomunun yapısı da birbirinden oldukça farklıdır. Bakterilerin DNA'sı halkasal yapıda ve tek bir replikasyon orijini içerirken ökaryotların DNA'sı linear şekilde ve birden fazla replikasyon orijini içermektedir.

• Bakteri DNA'sı nükleoidde genellikle proteinle sarılmamış bir şekilde bulunur. Ökaryot DNA'sı ise büyüklük bakımından oldukça büyük olduğundan çekirdeğe sığabilmek için histon adlı proteinlerin oluşturduğu nükleozomlarla sarılmış ve paketlenmiş bir şekilde bulunur.

• Hücre duvarı bulundurup bulundurmama ve hücre duvarının içeriği de bir diğer farklılık sebebidir. Bakterilerin bazı istisnalar hariç hepsi hücre duvarı bulundurmaktadır ve hücre duvarları peptidoglikan yapıdadır. Ökaryotlarda hayvan hücreleri hücre duvarı bulundurmazken bitki hücreleri selüloz yapıda hücre duvarına sahiptir.

• Ökaryotlarda sitoplazmada mikrotübül, mikrofilament ve intermediate filamentler tarafından oluşturulan bir hücre içi  iskeleti vardır. Hücre içi iskeleti özellikle hücre duvarı bulundurmayan hayvan hücrelerine mekanik destek, hücreye hareket kabiliyeti ve hücre içi organel ve moleküllere hareket kabiliyeti verir. Prokaryotlarda ise hücre içi iskelet bulunmaz.

DNA Replikasyonunda Görev Alan Enzimler

DNA Polimeraz: 
DNA replikasyonunda görev alan temel enzim DNA polimerazdır. DNA polimeraz nükleotitlerin arasındaki fosfodiester bağının oluşmasını yani nükleotitlerin polimerleşmesini sağlar. DNA polimeraz enerjisini nükleotit trifosfattaki fosfat atomları arasında bulunan bağdan elde eder.

• Yapılan son araştırmalarla birlikte, ökaryot hücrelerde en az 15 tip DNA polimeraz olduğu kanıtlanmıştır. Aşağıdaki resim bu polimerazların görevlerini özetlemektedir.

• Bakteriler ise ökaryotlara kıyasla az sayıda, 3 tip DNA polimeraza sahiptir. Bu polimerazların görevleri aşağıdaki resimde özetlenmiştir.

Helikaz:

DNA çift sarmallı bir yapıya sahiptir. DNA replikasyonu sırasında her bir zincirin başka bir zincire şablon oluşturması gerektiğin dolayı, 2 zincirin bazları arasındaki hidrojen bağlarının kırılması gerekmektedir. Helikaz enzimi ATP enerjisini kullanarak bu hidrojen bağlarını kırar ve DNA'nın 2 zincirinin ayrılıp DNA replikasyonunun başlamasını sağlar.

Tek Zincire Bağlanan Protein:

Tek zincire bağlanan protein, DNA'nın 2 zincirine ayrı ayrı bağlanır. Bu proteinin görevi, helikaz DNA sarmalındaki hidrojen bağlarını yıkıp DNA zincirlerini ayırdıktan sonra, 2 adet zincirin bir araya gelmesini engellemektir.

Primaz:

DNA polimeraz sentez yapabilmek için 3'OH ucuna ihtiyaç duyduğundan, DNA replikasyonunu başlatamaz. DNA replikasyonunun başlaması için primaz enzimi ribonükleotitlerin polimerleşmesini sağlar ve özel bir RNA olan primerin sentezlenmesini sağlar. Primer DNA polimeraz için gerekli OH ucunu sağladığından, DNA polimeraz sentezini gerçekleştirebilir.

DNA Ligaz:

DNA replikasyonu sırasında, DNA polimeraz sadece 5'ucundan 3'ucuna sentez yapabildiği için( bu konuyla ilgili detayları 

https://aboutmolecularbiology.blogspot.com.tr/2017/06/dna-replikasyonu-bolum-2.html 'dan öğrenebilirsiniz) 2 zincirden bir tanesi kesikli olarak sentezlenir ve ortaya Okazaki fragmentleri ortaya çıkar. DNA replikasyonu sona erdikten sonra, DNA ligaz ATP enzimi kullanarak bu fragmentleri bir araya getirir.

DNA Topoizomeraz:

DNA sarmalı helikaz enzimi tarafından açılırken ( Bu olayı bir fermuarın açılmasına benzetebilirsiniz) DNA'nın açılmamış kısımlarında yani alt kısımlarında bir miktar gerilim oluşur. DNA topoizomeraz enzimi DNA'nın tek zinciri üzerinde düzenli kırıklar oluşturarak bu gerilimi azaltır ve DNA'nın bu gerilimden dolayı yapısının bozulmasını önler.

Ribozom

• Ribozom protein sentezinden sorumlu bir organeldir.

• Ribozom 2 adet altyapıdan oluşur. Bu yapılar büyüklüklerine göre büyük altyapı ve küçük altyapı diye adlandırılır. 
• Büyük ve küçük altyapı protein sentezlenmedikçe sitoplazmada ayrı ayrı bulunur. Protein sentezi başladığı zaman mRNA aracılığıyla bir araya gelirler.

• Ribozomlar hücrede 3 yerde bulunabilir ve bulundukları yere göre adlandırılırlar. Serbest ribozomlar sitoplazmada bulunur ve hücre içinde kullanılacak proteinlerin sentezinden sorumludur. Bağlı ribozomlar granüllü endoplazmik retikuluma bağlı bir şekilde bulunur ve hücre dışına salgılanacak proteinlerin sentezinden sorumludur. Mitokondriyel ribozomlar mitokondride bulunur ve mitokondride kullanılcak bazı protein, tRNA ve rRNA'ların sentezinden sorumludur.

• Ribozomlar nükleusun nükleolus denilen iç kısmında sentezlenir ve rRNA ve proteinlerden oluşurlar. Proteinler ribozoma yapısal destek sağlarken, rRNA'lar da ribozomun işlevlerini yerine getirmesini sağlar. Örneğin, büyük alt birimde bulunan 23S rRNA aminoasitler arasında peptit bağının oluşumunu sağlar.

• Prokaryot ve ökaryot ribozomları birbirinden oldukça farklıdır. Ökaryot ribozomu (80 S) prokaryot ribozomundan (70 S) bir miktar daha büyüktür. Mitokondriyel ribozom, boyut ve yapısal özellikleri bakımdan prokaryot ribozomuna daha çok benzemektedir. Bu açıdan da endosimbiyoz kuramını desteklemektedir.

• Bakteri ribozomu ökaryot ribozomundan farklı olduğundan dolayı, insan ya da hayvan vücudundaki bakterileri öldürmek için genelde bakteri ribozomu hedef alınmaktadır. Yukarıdaki resimde görüldüğü gibi, antibiyotiklerin büyük bir kısmı da ribozomu hedef almaktadır.