Moleküler Biyoloji ve Hücre Biyolojisi ile İlgili Hafıza Kartları | Memory Cards about Molecular Biology and Cellular Biology

Tekrar etmek hem benim uyguladığım ve çok faydalı bulduğum bir teknik hem de bilimsel olarak bir bilginin kalıcı olmasında çok etkili olduğu kanıtlanmış bir teknik. Bu yazı aracılığıyla paylaştığım hafıza kartlarından hem yeni bir şeyler öğrenebilir hem de ara ara bu hafıza kartlarına geri dönerek öğrendiğiniz şeyleri kalıcı hale getirebilirsiniz. Umuyorum ki sizler için de faydalı olur, sevgilerle.

G-Proteine Bağlı Reseptörler ve Sinyal Yolakları

G-proteine bağlı reseptörler oldukça büyük bir protein ailesini oluşturmaktadır. Örnek vermek gerekirse, insan genomu yaklaşık 800 adet GPCR ( G-protein coupled receptor = G-proteine bağlı receptör) kodlamaktadır. Bu reseptörlerin hepsi hücre zarında G-proteinine bağlı bulunur ve 7 TM ( Transmembrane = transmembran yani hücre zarını boydan boya geçen ) yapıya sahiptir.

Vücutta hormon aktivasyonu, hormon salınımı, kemotaksis, ekzositoz, hücre büyümesi ve farklılaşması vb. gibi önemli ve çeşitli rolleri olan GPCR'lar şu zamana kadar dizayn edilmiş ilaçların 1/3 'ü tarafından hedef alınmıştır. Burada ayrıca belirtilmelidir ki ilaç dizaynı sırasında en çok zorlanılan adım membrandan ayrıldığı zaman yapısı bozulan GPCR'ları izole etmektir.

GPCR'ların en bilinen örneklerinden biri görmemizde büyük rol oynayan -yukarıdaki resimde yapısı gösterilen- rodopsin proteinidir.

Yukarıda sürekli olarak bahsedilen ve GPCR'lara bağlı bulunan G-protein aslında heterotrimerik G-proteindir. [ Bunun özellikle belirtilmesi gerekli çünkü monomerik G-proteinler heterotrimerik G-proteinlerden oldukça farklıdır ve aynı heterotrimerik G-proteinler gibi fizyolojik olarak çok önemlidir.] Heterotrimerik G-protein isminden de anlaşılabileceği üzere ( hetero = aynı olmayan, tri = 3) 3 farklı alt birimden meydana gelmiştir: alfa, beta ve gama. Normal şartlar altında yani ligand reseptöre bağlı değilken bu üç alt birim bir arada ve reseptöre bağlı bulunur. Ayrıca resimde de görülebileceği gibi alfa ve gama alt birimleri kovalent bağlı lipidleri sayesinde membrana da bağlı bulunur.
Reseptöre ligand bağlandığında ise öncelikle reseptörün konformasyonu değişir. Ve bu değişiklik ona bağlı bulunan heterotrimerik G-proteininde konformasyon değişikliğine yol açar. Tüm bu olayların sonucunda G-proteinin alfa alt biriminde bağlı bulunan GDP, GTP ile yer değiştirir, alfa, beta ve gama alt birimleri reseptörden ayrılır. Beta ve gama alt birimi bir arada durmaya devam ederken alfa alt birimi beta-gama kompleksinden ayrılır. Ayrıca belirtilmelidir ki G-proteinler GDP bağlı iken her zaman inaktif, GTP bağlı bulunurken ise aktiftir.  Özet olarak olan tüm bu değişimlerden sonra GTP bağlı bulunan alfa alt birimi sinyal yolundaki bir sonraki adımı aktifleştirmeye hazırdır.

*Detay bilgi: Yukarıda anlatılan alfa alt birimi üzerindeki GDP'nin GTP ile yer değiştirmesi normalde GEF diye bilinen başka bir protein tarafından yapılmaktadır. Burada ise GPCR yani G-proteine bağlı reseptör GEF gibi davranıp GTP'nin lokalizasyonunu sağlamaktadır.

Alfa alt birim tarafından aktifleştirilecek diğer adım tamamen G-proteinin çeşidine bağlıdır. Eğer G-protein, Gs protein ise beta-gama kompleksinden ayrılan alfa alt birim hücre zarında bulunan adenilat siklaz enziminin yanına giderek onu aktive eder. Adenilat siklaz enzimi ise ATP'den cAMP sentezler ve cAMP molekülleri [ cAMP en önemli ikincil mesajcılardan biridir.] hücre içerisinde çeşitli yolakları tetikler.Bu yolaklardan en önemlisi PKA (Protein kinase A or cAMP dependent kinase) enzimini içerir. PKA cAMP bağlandığından aktifleşen bir kinazdır. Bir başka deyişle cAMP bağlı PKA hücre içerisinde çeşitli proteinleri fosforlayarak onları aktive veya deaktive eder.

Gs proteini tarafından aktive edilen ve ikincil mesajcı olarak cAMP içeren bu yolağın en önemli özelliklerinden biri gelen sinyali amplifiye etmesidir. Bu amplifikasyonun nedeni ise adenilat siklaz enziminin birden fazla hatta çokça cAMP sentezlemesi ve PKA enziminin birden fazla proteini fosforlayabilmesidir.

Tabii ki fosforlanan proteinler sayesinde belli bir cevap oluşturulduktan bir müddet sonra bu sinyal yolağının durdurulması gerekir. Durdurulma cAMP moleküllerinin fosfodiesteraz enzimi ile parçalanmasıyla ve alfa alt biriminin kendi üzerinde bulunan GTP molekülünü hidrolize etmesiyle başarılır.

*Detay bilgi: Her ne kadar alfa alt birimi GTPase aktivitesine sahip olsa da bu hidroliz normalde GAP adı verilen bir proteinden indüklenir. Burada ise genellikle GAP proteini görev almaz. GTP hidrolizi başka bir enzim örneğin adenilat siklaz ile olan etkileşimle indüklenir.

Gq da bir heterotrimerik G-protein çeşididir ve adenilat siklaz enzimini aktive eden Gs proteininin aksine Gq fosfolipaz C enzimini aktive eder. Fosfolipaz C enzimi aynı adenilat siklaz enzimi gibi hücre membranında konumlanır. Görevi ise hücre membranında bulunan PIP2 adlı fosfolipidi diaçilgliserol ve IP3 oluşturacak şekilde parçalamaktadır.

Kısaca ligand reseptörü, reseptör G-proteini, G-protein alfa alt birimi aracılığıyla fosfolipaz C enzimini, fosfolipaz C enzimi ise PIP2 fosfolipidini aktive eder. Ardından suda çözünebilen IP3 sitoplazmaya doğru yayılır ve ER membranında bulunan ligand-bağlı Ca++ kanallarını açar yani sitoplazmadaki Ca++ konsantrasyonunu arttırır. Ca++ iyonları hem kalmoduline bağlarak hem de hücre zarında kalan DAG ( diaçilgliserol ) ile birlikte yine hücre zarında konumlanan protein kinaz C enzimini aktive ederek hücrenin liganda cevap vermesini sağlar.

Gq ve Gs gibi heterotrimerik G proteini olan Gi proteinini içeren sinyal yolağında diğerlerinden farklı olarak bir sonraki adımın aktifleşmesi alfa alt birim yerine beta-gama kompleksi aracılığıyla yapılır. Ligandın reseptöre bağlanmasıyla aktifleşen beta-gama kompleksi hücre zarında bulunan ligand-bağlı iyon kanallarına bağlanarak onları aktifleştirir. Yani sitoplazmadaki iyon konsantrasyonunu değiştirerek hücrenin gelen sinyale cevap vermesini sağlar.

Referans: Essential Cell Biology 4th Edition ( Bu linkten indirilebilir: http://www.academia.edu/33910466/ESSENTIAL_CELL_BIOLOGY_ESSENTIAL_CELL_BIOLOGY )

Polimeraz Zincir Reaksiyonu (PCR)| 1

• Polimeraz zincir reaksiyonu 1980'li yıllarda daha sonra bu buluşundan dolayı Nobel ödülü alan Kary Mullis tarafından icat edilmiştir. (Yukarıdaki resim Kary Mullis'in hayat hikayesini anlattığı kitabının kapağıdır ve bu noktada bence eklemek gerekir ki Kary Mullis hayat hikayesinin ilginçliğiyle diğer bilim insanlarından keskin bir şekilde ayrılmaktadır.) 

• PCR, DNA polimeraz enzimi sayesinde çok düşük konsantrasyonlu DNA örneklerinden bile yeni DNA zincirleri sentezleyen bir başka deyişle mevcut olan DNA fragmentini çoğaltan bir yöntemdir. Ve DNA polimeraz sadece 3'-OH ucuna yeni nükleotit ekleyebildiğinden ve bundan dolayı bir zincirin sentezini başlatabilmek için primere ihtiyaç duyduğundan PCR işlemi de primere ihtiyaç duyar.Bu sayede de (primerler sekansa spesifik olduğundan dolayı) PCR işlemiyle sadece istenilen DNA fragmentinin bilyonlarca kopyası saatler içinde elde edilebilir.

• PCR methodu kullanılarak sekanslama ve klonlama için gereken sayıda fragment elde edilebilir, bir genin yahut bir allelin genomda bulunup bulunmadığı kanıtlanabilir, babalık testi veya kriminal olaylarda şüphelilerin sayısı azaltılabilir ve laboratuvar ortamında üretilemeyen mikroorganizmalarla ilgili bilgilere ulaşılabilir.

• PCR reaksiyonu için gerekenler DNA örneği, primer, DNA polimeraz, dNTP, tampon solüsyon ve distile sudur. 

• Mevcut DNA örneğinden sadece istenilen bölgenin çoğaltılması olayında en önemli şeylerden biri ileri ve geri yönlü (forward and reverse primers) primerlerin doğru dizayn edilmiş olması ve doğru konsantrasyonda olmasıdır. Örneğin, primerlerin konsantrasyonu 0.1 - 0.5 µM ( genellikle tercihen 0.2 µM ) olmalıdır. Eğer primer konsantrasyonu gerekenden fazla olursa istenmeyen bölgelerin de amplifikasyonu gerçekleşebilir. Bununla birlikte eğer primer konsantrasyonu gerekenden az olursa istenilen fragmentten yeterli miktarda elde edilemeyebilir. Tabii ki bu noktada primerlerin özellikleri de ( Tm değeri, spesifiklik vs.) çok önemlidir. 

• PCR reaksiyonunda kullanılan primerler hücrede DNA replikasyonu sırasında kullanılan primerlerden farklıdır. DNA replikasyonu sırasında primeraz tarafından üretilen primerler tek zincirli RNA iken PCR sırasında kullanılan primerler tek zincirli DNAdır. 

• İleriki kısımlarda görüleceği üzere PCR çok yüksek ve dramatik olarak değişen sıcaklıklarda gerçekleşmektedir. Bu yüzden de eğer normal bir DNA polimeraz (örneğin insan hücrelerinde bulunan DNA polimeraz) kullanılırsa daha reaksiyon başlamadan enzim sıcaklıktan denatüre olacağı için amplifikasyon gerçekleşmez. Bu sebepten dolayı PCR reaksiyonu için genellikle Taq DNA polimeraz, (Thermus aquaticus' tan elde edilir) ve Pfu DNA polimeraz (Pyrococcus furiosus' tan elde edilir) kullanılır. Taq DNA polimeraz Pfu DNA polimeraza göre daha ucuz olması sebebiyle araştırmalarda daha çok kullanılmaktadır ancak Pfu DNA polimerazın hata oranı Taq DNA polimeraza oranla daha düşüktür. 

• DNA örneği de PCR reaksiyonu için gerekli olan şeylerden biridir. Bunun sebebi de DNA polimerazın yeni oluşturulan zincire nükleotit eklemek için şablona ihtiyaç duymasıdır. Buna ek olarak, GC oranı yüksek olan DNA örneklerinin (GC% > 60%) amplifikasyonu diğer DNA örneklerine göre daha zordur ve bu durumun en olası sebebi bu DNA örneklerinde oluşan kararlı ikincil yapılardır. Eğer araştırma esnasında böyle bir DNA örneğinin amplifikasyonu gerekiyorsa, bilim insanları genellikle  glycerol, DMSO (5-20%), formamide (5-20%) veya tetramethylammonium chloride (0.01-10 mM) gibi bileşikleri PCR solüsyonuna eklemektedir. 

• PCR solüsyonunu hazırlarken dikkat edilmesi gereken 2 önemli nokta vardır. Öncelikle istenmeyen kısımların amplifikasyonunu önlemek için PCR solüsyonu hazırlanırken DNA polimeraz en son ilave edilmelidir. İkinci olarak ise reaksiyonun başlamasını önlemek için tüm hazırlık aşamalarında solüsyon buz üzerinde tutulmalıdır. 

Antimikrobiyal Peptit:Bakteriosin

Bakteriosin çeşitli bakteriler tarafından sentezlenen antimikrobiyal özelliğe sahip bir peptittir. Günümüzde antimikrobiyal özelliğe sahip olması ve insan bağırsak mikrobiyotası üzerinde fazlaca bir etkisi olmaması sebebiyle özellikle gıda koruma endüstrisi gibi endüstrilerde gittikçe popülarite kazanmaktadır. Bugünkü yazıda, gram negatif bakteriler tarafından salgınan kolisin adlı bakteriosinin yapısını ve antimikrobiyal mekanizmasını inceleyecek başka bir yazıda ise bakteriosinlerin olası kullanım alanlarını keşfedeceğiz. Umarım faydalı ve keyifli bir yazı olur. Keyifli okumalar :)

Bakteriosin antibiyotiklerden farklı olarak (antibiyotikler sekonder metabolitlerdir) ribozom tarafından sentezlenen, sentezleyen bakteri haricindeki diğer bakteriler üzerinde ölümcül etkilere sahip olan peptittir.  

Yukarıdaki tabloda sol kısımda bazı bakteriosin çeşitleri, sağ kısımda ise bu bakteriosinleri sentezleyen bakteriler gösterilmektedir. Fakat tabloda bakteriosin sentezleyen bakterilerin tamamına yer verilmemiştir. Yapılan son araştırmalarla birlikte bakterilerin %99’unun en az bir çeşit bakteriosin sentezleyebildiği bilinmektedir.

Kolisin:

Kolisin gram negatif bakteriler tarafından salgılanan bakteriosin çeşididir ve etki ettiği bakteri türleri sentezleyen bakteriye evrimsel olarak yakın olan türlerdir. 

Kolisin sentezleyen bakterilerde bulunan plazmidde kolisin senteziyle ilgili 3 adet gen bulunur:

            Toksin geni: Bu gen kolisini sentezlemekten sorumludur.

            İmmün geni: Bu gen tarafından kodlanan protein sayesinde kolisin, sentezleyen bakteriye zarar veremez.

            Liziz geni : Bu gen tarafından kodlanan protein kolisinin hücre dışına salgılanmasından sorumludur. 

Kolisinin 3 adet etki mekanizması vardır:

• Kolisin A, B, E1, Ia, Ib, K ve N hücre duvarında porlar oluşturarak bakterilerin hücre duvarına zarar vermekte ve böylece bakteriler üzerinde ölümcül bir etkiye sahip olmaktadır.
• Kolisin E2 ve E9 nükleaz aktivitesine sahiptir. Başka bir deyişle, kolisin E2 ve E9 hücre içine girdiğinde bakterinin DNA’sını ve RNA’sını yıkarak onu öldürmektedir.
• Kolisin M ise peptidoglikanaz aktivitesine sahiptir. Böylece kolisin M bakterilerin hücre duvarının yapısını oluşturan peptidoglikanı yıkabilmekte ve onlar üzerinde ölümcül bir etkiye sahip olabilmektedir.

Bakteriosinler her ne kadar kimyasal yapı olarak antibiyotiklere benzemese de, dirençli bakteri türlerine etki edememe özellikleri antibiyotiklere benzemekte ve bu özellik sentezleyen bakterileri kötü bir şekilde etkilemektedir. Örneğin, kolisinin normal şartlar altında ölümcül etkiye sahip olduğu bazı bakteriler geliştirdikleri çeşitli yöntemler sayesinde kolisinin bulunduğu ortamlarda bile yaşayabilmektedir. Bunlara ek olarak, bu bakteriler geliştirdikleri yöntemlere göre 3 gruba ayrılmaktadır:

Dirençli bakteriler: Bu bakteri grubu kolisini tanıyan ve onun hücreye bağlanmasını sağlayan reseptöre sahip olmadığından dolayı, kolisinden hiçbir şekilde etkilenmemektedir.

Tolerant bakteriler: Bu bakteri grubu, kolisinin hücreye bağlandıktan sonra hücre içine girişini sağlayan translokatör proteine sahip olmadığından dolayı, kolisinin çoğu etki mekanizmasını etkisiz hale getirmektedir.
İmmun bakteriler: Bu bakteri grubu sahip olduğu immün protein sayesinde, kolisini inaktive etmekte  ve böylece kolisinden hiçbir şekilde etkilenmemektedir.

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.

Programlı Hücre Ölümü: Apoptoz

Programlı hücre ölümü, diğer hücrelerden gelen ölüm sinyaliyle ya da çoğunlukla yaşam sinyalinin (survival signal) yokluğunda hücrenin kendi kendini yok etme olayıdır. Programlı hücre ölümü insan dahil çoğu hayvanın gelişiminin birçok evresinde görülmektedir. Örneğin, insanlarda nöronların büyük bir kısmı kullanılmamaya bağlı olarak kendi kendini yok etmekte yani programlı hücre ölümü yolunu kullanmaktadır.

Programlı hücre ölümü doku zedelenmesine bağlı olarak oluşan nekrozdan oldukça farklıdır. Programlı hücre ölümünde apoptoz denilen bir yolak kullanılır. Apoptoz süresince öncelikle nüklear zar ve kromozomlar parçalanır ve sitoplazma yoğunlaşır. Daha sonra hücre zarla kaplı küçük keseciklar oluşturacak şekilde parçalara ayrılır. Son olarak bu kesecikler  fagositik hücreler tarafından endositozla alınır ve fagositik hücrelerin lizozomları yardımıyla sindirilir.(Bu olay yukarıdaki resimde özetlenmektedir) Böylece hücrenin içerdiği hiçbir madde direkt olarak dışarı salınmaz ve komşu hücrelerin zarar görmesi engellenir. Nekroz olayı ise dokuların yaralanması sonucu oluşur. Nekroz süresince hücreler içeriklerini direkt olarak hücreler arası sıvıya bıraktığından komşu hücreler oldukça hasar görür.

Apoptoz olayının moleküler yolağının keşfedilmesini sağlayan araştırmaların büyük bir kısmı C.elegans'lar üzerinde yapılmıştır. C.elegans'lar biyoloji dalında yapılan deneylerde çokça kullanılan model organizmalardır. Olgun C.elegans'ların hepsi , mutant olanlar hariç, ilk başta 1090 hücre içermekte sonra da bu hücrelerin 131 tanesini apoptoz yolağını kullanarak kaybetmektedir. C.elegans'ların bu özelliği bilim insanlarına apoptoz olayını incelerken oldukça faydalı olmuştur.Bilim insanları çeşitli genlerde mutasyonlar oluşturarak hücrelerin sayısında olan değişimleri takip etmiş ve bunun sonucunda da apoptozun moleküler mekanizmasını keşfetmiştir.

Apoptoz olayı genellikle hücrenin yaşaması için gerekli olan yaşam sinyalinin eksikliğinde başlar. Yukarıdaki resimde de görülebileceği üzere, sinyal reseptöre bağlanmadığında PI-3-kinaz adlı akt proteinini fosforlayarak onu aktive eden protein inaktive olur. Bunun sonucunda Akt adlı bad proteinini fosforlayarak onu inaktive eden protein aktive olamamış olur. Bad proteini aktif durumda olduğundan mitokondrinin dış zarında  bulunan Bcl-2 ve Bax proteinlerinin aktivitesini değiştirir. Bu aktivite değişimi sonucunda mitokondrinin dış ve iç zarının arasında bulunan sitokrom-c proteini sitoplazmaya doğru hareket eder. Sitokrom- C proteini sitoplazmada inaktive durumda bulunan kaspazların aktive olmasını sağlar. Kaspaz proteinleri, proteinleri C-terminalinden yıkan proteazlardır ve özellikle nüklear lamin ve hücre içi iskeleti proteinlerini hedef alırlar. Kaspaz proteinleri nüklear lamin ve hücre içi iskeletini oluşturan proteinleri yıktıkça hücre yavaş yavaş parçalanmaya başlar. 

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.

Hücrenin Enerji Kaynağı: Mitokondri

Mitokondri 2 zarla çevrili, alışılmışın dışında özellikleri olan bir organeldir. Temel görevi hücrenin enerji ihtiyacını karşılamak olsa da bunun dışında da oldukça önemli görevleri vardır.
Mitokondrinin Özellikleri:

• Mitokondri 2 zarlı bir organeldir. Dış zarının yapısı genel olarak hücre zarına benzerdir. Hücre zarından farklı olarak porin bir protein içerir. Porin sayesinde ATP, ADP ve çeşitli proteinler mitokondriyle sitoplazma arasında hareket edebilir. İç zarı ise hücre zarından oldukça farklıdır. Öncelikle ATP üretimi arttırabilmek amacıyla krista adı verilen kıvrımlı bir yapıya sahiptir. Ayrıca hücre zarına oranla protein/lipid oranı oldukça fazladır. Son olarak, bakterilerde de bulunan özel bir lipid olan cardiolipin'i içerir.

• İç zarın içindeki kısım matrix olarak adlandırılır. Bu kısımda mitokondri DNA'sı, ribozom, proteinler ve solunum için gerekli olan enzimlerin bir kısmı bulunur.
• Mitokondri kendi DNA'sına sahiptir. DNA'sı hücrenin genomundan farklı olarak dairesel şekildedir. 

• Mitokondri DNA'sı mitokondrinin tüm proteinlerini kodlamaya yeterli değildir. Sadece bazı proteinler, çeşitli tRNA ve rRNA'lar mitokondri DNA'sı tarafından kodlanır. İhtiyaç duyulan diğer proteinler çekirdekte bulunan DNA tarafından kodlanır, sitoplazmada protein haline geldikten sonra mitokondriye taşınır.
• Mitokondrinin bir olağandışı özelliği ise kendi ribozomuna sahip olmasıdır. Ribozomun rRNA'ları mitokondri DNA'sı tarafından kodlanır ve ribozomlar sitoplazmik ribozomlardan oldukça farklıdır. 

• Yapılan son araştırmalara göre, yukarıdaki resimde de görülebileceği üzere, mitokondride kodonların işleyişi de sitoplazmadan farklılık göstermektedir.