TUS TUS Temel Tıp Bilimleri Moleküler Biyoloji Testi #1

Çift sarmallı DNA'da Chargaff kurallarına göre $A = T$ ve $G = C$'dir. Toplam nükleotit sayısı: $A + T + G + C = 3000 \implies 2A + 2G = 3000 \implies A + G = 1500$. Verilen oran: $\frac{A}{G} = \frac{2}{3} \implies A = 2k$ ve $G = 3k$ yazılabilir. $2k + 3k = 1500 \implies 5k = 1500 \implies k = 300$. Buradan $A = T = 600$ baz çifti ve $G = C = 900$ baz çifti bulunur. A-T çiftleri arasında 2 hidrojen bağı, G-C çiftleri arasında 3 hidrojen bağı bulunur. Toplam hidrojen bağı sayısı = $(2 \times 600) + (3 \times 900) = 1200 + 2700 = 3900$. Doğru cevap C şıkkıdır.

Ökaryot hücrelerde nükleer DNA replikasyonunda temel görev dağılımı şöyledir: - DNA polimeraz $\alpha$: Primaz aktivitesi taşır, RNA-DNA primeri sentezler. - DNA polimeraz $\delta$: Kesintili zincirin (lagging strand / Okazaki parçacıkları) temel uzamasından sorumludur. - DNA polimeraz $\varepsilon$: Kesintisiz zincirin (leading strand) sentezini yürütür. - DNA polimeraz $\beta$: DNA onarımında (baz eksizyon onarımı) görev alır. - DNA polimeraz $\gamma$: Mitokondriyal DNA replikasyonunu yürütür. Doğru cevap B şıkkıdır.

Fluorokinolonlar (siprofloksasin, levofloksasin vb.), bakteriyel DNA giraz (topoizomeraz II) ve topoizomeraz IV enzimlerini selektif olarak inhibe ederek replikasyon ve transkripsiyonu bloke ederler. Rifamisinler bakteriyel RNA polimerazı, tetrasiklinler 30S ribozomal alt birimi, makrolidler ise 50S alt birimini inhibe eder. Doğru cevap D şıkkıdır.

UV radyasyonu çift sarmalda helikal distorsiyona yol açan piramidin/timin dimerlerine neden olur. Bu büyük hacimli lezyonlar 'Nükleotit Eksizyon Onarımı' (NER) mekanizması ile endonükleolitik kesim yapılarak çıkarılır. NER mekanizmasındaki proteinleri (XP-A'dan XP-G'ye) kodlayan genlerdeki mutasyonlar sonucu güneşe aşırı duyarlılık ve erken yaşta cilt kanserleri ile seyreden Kseroderma Pigmentozum (XP) hastalığı gelişir. Doğru cevap A şıkkıdır.

Ökaryotik RNA polimerazların alfa-amanitine duyarlılıkları: - RNA polimeraz II (pre-mRNA, snRNA, miRNA sentezler): Alfa-amanitine son derece duyarlıdır, çok düşük konsantrasyonlarda bile kuvvetle inhibe olur. - RNA polimeraz III (tRNA, 5S rRNA sentezler): Orta düzeyde duyarlıdır, yalnızca yüksek konsantrasyonlarda inhibe olur. - RNA polimeraz I (28S, 18S, 5.8S rRNA sentezler): Alfa-amanitine tamamen dirençlidir. Doğru cevap B şıkkıdır.

Ökaryotik mRNA'ların 5' ucuna transkripsiyon başladıktan hemen sonra eklenen şapka yapısı, 7-metilguanozin ($m^7G$) molekülüdür. Bu molekül pre-mRNA'nın 5' terminal nükleotidine alışılagelmiş $3'\to5'$ bağı yerine atipik bir '$5'\text{-}5'$ trifosfat köprüsü' (bağı) ile bağlanır. Bu yapı ekzonükleaz degradasyonunu engeller ve translasyonun başlamasında ribozom tarafından tanınır. Doğru cevap C şıkkıdır.

$n$ amino asitlik bir polipeptit sentezinin yüksek enerjili fosfat harcaması: 1. Aminoasitlerin tRNA'ya yüklenmesi (aktivasyon): Her amino asit için 1 ATP $\to$ AMP + PPi (2 yüksek enerjili fosfat bağı) harcanır. 150 amino asit için $150 \times 2 = 300$ bağ. 2. Başlama (İnitiation): Met-tRNA'nın bağlanması ve ribozom kompleksinin birleşmesi için 1 GTP (1 bağ). 3. Uzama (Elongasyon): Zincire eklenen her bir amino asit için (toplam $n-1 = 149$ adım): - Her aminoaçil-tRNA'nın A bölgesine girişi için 1 GTP (eEF-1A), - Her translokasyon basamağı için 1 GTP (eEF-2). Toplam el \times 2 = 298$ GTP (298 bağ). 4. Sonlanma (Terminasyon): Salınma faktörleri (eRF) aracılığıyla polipeptidin salınması için 1 GTP (1 bağ). Toplam yüksek enerjili bağ = $300 + 1 + 298 + 1 = 600$ adettir (Kural: $n$ amino asit için toplam $4n$ yüksek enerjili fosfat harcanır; $4 \times 150 = 600$). Doğru cevap E şıkkıdır.

5'-UAC-3' kodonu tirozin amino asidini kodlar. Meydana gelen tek nükleotit değişimi (C $\to$ A) ile oluşan 5'-UAA-3' kodonu bir stop (dur) kodonudur (ochre). Bir amino asit kodonunun zamansız bir durdurma kodonuna dönüşerek polipeptit zincirinin erken sonlanmasına yol açan bu mutasyon türüne 'anlamsız mutasyon' (nonsense mutasyon) denir. Doğru cevap C şıkkıdır.

Tüm tRNA moleküllerinin 3' ucu, amino asidin bağlandığı 'akseptör kol'dur. Bu kolda serbest 3'-OH grubu içeren korunmuş baz dizisi '5'-CCA-3'' şeklindedir. Aminoasit, aminoaçil-tRNA sentetaz enzimi tarafından ATP kullanılarak adenozinin 3' (veya 2') hidroksil grubuna ester bağı ile bağlanır. Doğru cevap A şıkkıdır.

Difteri toksini ve Pseudomonas aeruginosa ekzotoksin A, hücresel $NAD^+$'den yararlanarak ökaryotik uzama faktörü 2'nin (eEF-2) yapısında bulunan diftamid kalıntısını post-translasyonel olarak ADP-riboziller. İnaktive olan eEF-2 ribozom üzerinde translokasyonu gerçekleştiremez ve protein sentezi durur. Doğru cevap D şıkkıdır.

Ortamda glukoz olmadığında intraselüler cAMP düzeyleri artar. cAMP, Katabolit Aktivatör Proteine (CAP/CRP) bağlanarak aktifleşir ve promotörün yakınındaki CAP bölgesine bağlanarak RNA polimerazın bağlanmasını dramatik olarak artırır. Ortamda laktoz bulunduğunda allolaktoz represör proteine bağlanıp onu operatörden ayırır. Böylece hem represör baskısı kalkar hem de cAMP-CAP kompleksi transkripsiyonu en üst düzeye çıkarır. Doğru cevap B şıkkıdır.

Histon asetiltransferazlar (HAT) histonların bazik lizin kalıntılarına asetil ekleyerek pozitif yüklerini nötralize eder; DNA ile histonlar arasındaki elektrostatik çekim azalır, kromatin gevşeyerek ökromatin formuna geçer ve 'transkripsiyon aktifleşir'. DNA metilasyonu ise sitozin bazlarının C-5 pozisyonuna metil eklenmesidir; CpG adacıklarının hipermetilasyonu kromatini sıkılaştırarak (heterokromatin) transkripsiyonu 'baskılar' (susturur). Doğru cevap A şıkkıdır.

PCR tekniğinde her bir döngüde (cycle) DNA molekülü sayısı teorik olarak 2 katına çıkar ($N = N_0 \times 2^n$). Başlangıç kopya sayısı: $N_0 = 1$ Döngü sayısı: $n = 10$ 10 döngü sonunda oluşan DNA sayısı: $N = 1 \times 2^{10} = 1024$ adet moleküldür. Doğru cevap C şıkkıdır.

5-Fosforibozil-1-pirofosfat (PRPP), glukoz metabolizmasındaki pentoz fosfat yolundan gelen riboz-5-fosfattan PRPP sentetaz enzimi ile ATP harcanarak üretilir. PRPP, hem pürinlerin hem de piramidinlerin de novo ve kurtarma (salvage) biyosentezinde riboz ve fosfat ünitesini sağlayan zorunlu öncül bileşiktir. Doğru cevap B şıkkıdır.

X'e bağlı resesif geçiş gösteren HGPRT enziminin tam eksikliği 'Lesch-Nyhan sendromu'na yol açar. Hipoksantin ve guanin pürin kurtarma yolunda kullanılamadığı için aşırı miktarda ürik aside dönüşür (şiddetli hiperürisemi, böbrek taşları, tofüslü gut) ve santral sinir sistemi tutulumuna bağlı karakteristik kendini ısırma/parçalama davranışı görülür. Kısmi HGPRT eksikliği ise Kelley-Seegmiller sendromudur. Doğru cevap D şıkkıdır.

Moleküler blotlama tekniklerinde eşleştirmeler şöyledir: - Southern blot: Spesifik DNA fragmentlerinin tespitinde kullanılır. - Northern blot: Spesifik RNA moleküllerinin tespitinde kullanılır. - Western blot: Spesifik proteinlerin antikorlar aracılığıyla tespitinde kullanılır. - Eastern blot: Proteinlerin post-translasyonel modifikasyonlarının (örneğin lipid veya karbonhidrat eklentileri) analizinde kullanılır. Doğru cevap A şıkkıdır.

miRNA biyogenezinde çekirdekte RNA polimeraz II tarafından üretilen pri-miRNA, önce 'Drosha' enzimi ile kesilerek pre-miRNA'ya dönüştürülür. Çekirdekten sitoplazmaya ihraç edilen pre-miRNA, sitoplazmada 'Dicer' adlı RNaz III endonükleazı tarafından kesilerek yaklaşık 21-23 nükleotitlik çift zincirli olgun miRNA molekülü haline getirilir ve RISC kompleksine yüklenir. Doğru cevap B şıkkıdır.

Telomeraz bir ribonükleoproteindir (RNP). Yapısında protein katalitik alt birimi olan TERT (telomeraz ters transkriptaz) ve kalıp olarak kullandığı dahili bir RNA bileşeni (TERC) barındırır. Kendi bünyesindeki bu RNA dizisini kalıp alarak kromozomun 3' ucuna tandem tekrarları (insanda 5'-TTAGGG-3') sentezler; yani RNA bağımlı bir DNA polimerazdır (ters transkriptaz). Doğru cevap E şıkkıdır.

DNA'nın erime sıcaklığı ($T_m$), çift sarmallı DNA'nın yarısının tek sarmala ayrıldığı sıcaklıktır. Guanin-sitozin (G-C) baz çiftleri arasında 3 hidrojen bağı bulunurken adenin-timin (A-T) arasında 2 bağ bulunur; bu nedenle DNA'nın 'G-C içeriğinin yüksek olması' $T_m$ değerini doğrudan artırır. Ayrıca ortamdaki tuz (katyon) konsantrasyonunun artması fosfat omurgasındaki negatif yükleri nötralize ederek $T_m$'yi artırırken, üre veya formamid gibi denatüre edici ajanlar $T_m$'yi düşürür. Doğru cevap D şıkkıdır.

5-Fluorourasil (5-FU), hücre içinde 5-floro-2'-deoksiüridin-5'-monofosfata (FdUMP) dönüştürülür. FdUMP, 'Timidilat sentaz' enziminin yalancı substratıdır ve enzimin aktif bölgesine kovalent bağlanarak $N^5,N^{10}$-metilentetrahidrofolat varlığında intihar inhibisyonu ile enzimi irreversibl inaktive eder. Böylece dUMP'den dTMP sentezi engellenir ve hücre bölünmesi durur. Doğru cevap C şıkkıdır.