Dna ve Rna Nedir, Özellikleri,Testi,Yapısı

Ökaryotlarda çekirdek, mitokondri ve kloroplastta, prokaryotlarda ise sitoplazmada bulunur.
·Merdiven şeklinde iki sarmal iplikten oluşur.(Watson-Crick modeli)

DNA’nın yapısı
·Metabolizmayı, büyümeyi, bölünmeyi ve kalıtsal karakterlerin aktarılmasını sağlar.

·Adenin, timin, guanin ve sitozin bazlarından oluşur.

·Kendini eşleyebilir (replikasyon). Eşlenmeye DNA nın iki ipliğide katılır. Ortanda bulunan uygun nükleotidleri kullanarak yeni karşı diziyi tamamlar.

·Replikasyon sırasındaki hata DNA’nın tek ipliğinde ise sonraki eşlemelerde onarılabilir, iki ipliğinde ve karşılıklı bölgelerinde ise onarılamaz.

·Nükleotidleri oluşturan şeker ve bazlar birbirine glikozit bağı ile bağlanırlar. Nükleotidler ise fosfodiester bağı ile birbirine bağlanırlar.

·Adenin timinle, guanin sitozinle eşleşir.

DNA ‘nın görevleri:
a.Hücredeki canlılık olaylarını yönetir. ( Protein sentezi )
b.Kalıtsal karakterlerin ortaya çıkmasını ve taşınmasını sağlar.
c.Kalıtsal karakterlerin oğul döllere aktarılmasını sağlar. ( Üreme olayı )



Adenin sayısı timin, guanin sayısı sitozin sayısına eşittir.

A/T=1 ve G/C=1 olduğuna göre A+G/T+C=1olur.

·DNA nın iki zincirini zayıf hidrojen bağları bir arada tutar. Adenin ve timin arasında 2, guanin ve sitozin arasında 3 tane zayıf H bağı bulunur.

·Sentezlenmesini sağlayan enzim DNA polimeraz, hidrolizini sağlayan enzim Deoksiribonükleaz (DNAaz) dır.

Fosfat (Fosforik asit )
Şeker: Deoksiriboz
Organik Bazlar:Adenin, Guanin, Sitozin ve Timin.
Baz, şeker ve fosfat birleşerek nükleotidleri, nükleotidlerde birleşerek DNA zincirini oluşturur.
DNA ‘nın yapısı, 1953 yılında James Watson ve Francis Crick tarafından belirlenmiş olup, günümüzde Watson- Crick olarak adlandırılan DNA modeli kabul edilmektedir.
DNA birbiri üzerine kıvrılmış merdiven basamağı şeklindeki iki iplikten oluşur.Şekilde görüldüğü gibi iplik kısmında şeker olan deoksiriboz ve Fosfatlar bulunur. Basamak kısmıysa organik bazlardan oluşur.DNA ‘da bulunan bazlar;Adenin (A), Guanin(G), Sitozin (C) ve Timin(T)’dir.
Bir DNA molekülünde daima adenin- timinle, guanin- sitozinle eşleşir ve moleküldeki sayıları birbirine eşittir.
( A = T , G = C ). Moleküldeki organik bazlar hidrojen bağlarıyla birbirini çekerler.

Canlılığın kökenini rastlantılarla açıklama gayretindeki evrim teorisi, hücredeki en temel moleküllerin varlığına bile tutarlı bir izah getirememişken, genetik bilimindeki ilerlemeler ve nükleik asitlerin, yani DNA ve RNA'nın keşfi, teori için yepyeni çıkmazlar oluşturdu. 1955 yılında James Watson ve Francis Crick adlı iki bilim adamının çalışmaları, DNA'nın inanılmaz derecedeki kompleks yapısını ve tasarımını gün ışığına çıkardı.

Vücuttaki 100 trilyon hücrenin her birinin çekirdeğinde bulunan DNA adlı molekül, insan vücudunun eksiksiz bir yapı planını içerir. Bir insana ait bütün özelliklerin bilgisi, dış görünümünden iç organlarının yapılarına kadar, DNA'nın içinde özel bir şifre sistemiyle kayıtlıdır. DNA'daki bilgi, bu molekülü oluşturan dört özel molekülün diziliş sırası ile kodlanmıştır. Nükleotid (veya baz) adı verilen bu moleküller, isimlerinin baş harfleri olan A, T, G, C ile ifade edilirler.

İnsanlar arasındaki tüm yapısal farklar, bu harflerin diziliş sıralamalarının birbirinden farklı olmasından kaynaklanır. DNA'daki harflerin diziliş sırası, insanın yapısını en ince ayrıntılarına dek belirler. Boy, göz, saç ve cilt rengi gibi özelliklerin yanı sıra vücuttaki 206 kemiğin, 600 kasın, 10.000 işitme siniri ağının, 2 milyon optik sinir ağının, 100 milyar sinir hücresinin ve 100 trilyon hücrenin planları tek bir hücrenin DNA'sında mevcuttur. Eğer DNA'daki bu genetik bilgiyi kağıda dökmeye kalksak, yaklaşık 500'er sayfalık 900 ciltten oluşan dev bir kütüphane oluşturmamız gerekir. Ama bu inanılmaz hacimdeki bilgi, DNA'nın 'gen' adı verilen parçalarında şifrelenmiştir.

Bir geni oluşturan nükleotidlerde meydana gelecek bir sıralama hatası, o geni tamamen işe yaramaz hale getirecektir. İnsan vücudunda 40 bin gen bulunduğu düşünülürse, bu genleri oluşturan milyonlarca nükleotidin doğru sıralamada tesadüfen oluşabilmelerinin kesinlikle imkansız olduğu görülür. Evrimci bir biyolog olan Frank Salisbury bu imkansızlıkla ilgili olarak şunları söyler:

Orta büyüklükteki bir protein molekülü yaklaşık 300 amino asit içerir. Bunu kontrol eden DNA zincirinde ise yaklaşık 1.000 nükleotid bulunacaktır. Bir DNA zincirinde 4 çeşit nükleotid bulunduğu hatırlanırsa, 1.000 nükleotidlik bir dizi 41000 farklı şekilde olabilecektir. Küçük bir logaritma hesabıyla bulunan bu rakam, aklın kavrama sınırının çok ötesindedir.

41000'de bir, 'küçük bir logaritma hesabı' sonucunda, 10620'de bir anlamına gelir. Bu sayı 1'in yanına 620 sıfır eklenmesiyle elde edilir. 1'in yanında 11 tane sıfır 1 trilyonu ifade ederken, 620 tane sıfırlı bir rakamın kavranması gerçekten de mümkün değildir. Nükleotidlerin tesadüfen bir araya gelerek RNA ve DNA'yı oluşturmasının imkansızlığını, evrimci Fransız bilim adamı Paul Auger de şöyle ifade etmektedir:

Rastgele kimyasal olaylar sayesinde nükleotidler gibi karmaşık moleküllerin ortaya çıkışı konusunda bence iki aşamayı net bir biçimde birbirinden ayırmamız gerekir; tek tek nükleotidlerin üretilmesi -ki bu belki mümkün olabilir- ve bunların çok özel seriler halinde birbirine bağlanması. İşte bu ikincisi, olanaksızdır.

Evrimci Prof. Dr. Ali Demirsoy da, DNA'nın meydana gelmesi hakkında şu itirafı yapmak zorunda kalır:

Bir proteinin ve çekirdek asitinin (DNA-RNA) oluşma ihtimali tahminlerin çok ötesinde bir olasılıktır. Hatta belirli bir protein zincirinin ortaya çıkma ihtimali astronomik denecek kadar azdır

Evrim teorisi, moleküler düzeyde gerçekleştiği iddia edilen evrimsel oluşumlardan hiçbirisini ispatlayabilmiş değildir. Bilimin ilerlemesi bu sorulara cevap üretmek bir yana, soruları daha da kompleks ve içinden çıkılamaz hale getirmekte ve yaratılışı doğrulamaktadır.

Ama evrimciler, yaratılışı kabul etmemek için kendilerini şartlandırmışlardır ve bu durumda imkansıza inanmaktan başka seçenekleri yoktur. Avustralyalı ünlü moleküler biyolog Michael Denton, Evolution: A Theory in Crisis (Evrim: Kriz İçinde Bir Teori) adlı kitabında bu durumu şöyle anlatır:

Yüksek organizmaların genetik programlarının yapısı, milyarlarca bit (bilgisayar birimi) bilgiye ya da 1.000 ciltlik küçük bir kütüphanenin içindeki tüm harflerin dizilimine eşdeğerdir. Bu denli kompleks organizmaları oluşturan trilyonlarca hücrenin gelişimini belirleyen.

Nükleik asitler insan, hayvan, bitki, mikroorganizma ve virüs gibi bütün canlılarda bulunan ve kalıtsal özelliklerin nesilden nesile taşınmasını sağlayan kimyevî bileşikler. Tabîattaki en uzun polimerler (zincirli moleküller) olan nükleik asitler, yapılarında fosforik asit, organik baz ve pentoz şekerleri ihtivâ ederler. Zayıf, kırılgan moleküllerdir. Bileşikler, 1871’de İsviçreli biyokimyâcı Friedrich Miescher tarafından keşfedilmiştir.

İlk defâ hücre çekirdeğinde keşfedildiğinden dolayı, çekirdek asidi mânâsında “nükleik asit” adı verildi. Sonraki araştırmalar bu asitlerin hücrenin diğer bâzı kısımlarında da bulunabildiğini ortaya çıkardı.

Nükleik asitler organizmanın bütün genetik bilgilerini depolar ve yeni nesillere aktarır. Ayrıca hücrenin üremesi, protein ve enzim sentezi gibi birçok temel hayat olaylarını da yönetirler. Dolayısıyla “yönetici moleküller” olarak da isimlendirilirler. Nükleik asitler, organizmanın hücre yönetimi ve kalıtsal özelliklerle ilgili bütün bilgilerini ihtivâ eden ve bunları vakti geldikçe kullanan bir çeşit “bilgisayar hâfıza”sıdır. Nükleik asitler, yapılarına göre; 1) DNA (Deoksiribonükleik asit), 2) RNA (Ribonükleik asit) olmak üzere iki gruba ayrılırlar. DNA’lar yapılarında “deoksiriboz” şekeri, RNA’lar ise “riboz” şekeri ihtivâ ederler. Bütün nükleik asitler, “nukleotid” denen birimlerden oluşurlar. Nükleotidler, nükleik asitlerin yapıtaşlarıdır. Baz, şeker ve fosfat birimlerinden oluşan kompleks moleküllerdir. Yapısında riboz şekeri taşıyanlara “ribonukleotid”, deoksiriboz şekeri taşıyanlara “deoksiribonukleotid” denir. Taşıdıkları bazlara göre de “adenin nukleotid”, “guanin nukleotid” gibi isimler alırlar. DNA deoksiribonukleotidlerden, RNA ribonukleotidlerden meydana gelir.

Deoksiribonükleik asit (DNA), daha çok kromozomlarda bulunur. Ribonükleik asit (RNA), hem çekirdek hem de hücre sitoplazmasında yer alır. Her ikisi de dünyâdaki yaşayan bütün varlıklarda mevcuttur ve bu iki bileşik olmaksızın hücre bölünmesi olamaz. Memelilerin spermleri sâdece DNA ihtivâ eder. Virüslerde iki nükleik asitten birisi bulunur.

Muhtevâ ve yapı: Nükleik asitler, binlerce mononükleotidden (birimden) meydana gelmiş zincirlerdir. Her birim parça, azotlu bir kökün bir şekere (DNA’da deoksiriboz, RNA’da riboz) ve bir fosfata bağlanmasıyla meydana gelir.

Her birim, 35 atomdan husûle gelir; birbirleriyle köprülerle birleşerek polinükleotidleri yaparlar. Burada azotlu baz değişim gösterir. Diğer kısım (-şeker-fosfat-şeker) monoton bir şekilde uzayıp gider. Azotlu dört ana baz vardır. Bu bazlar, Adenin, Guanin, Sitozin ve Urasil’dir. RNA’da Urasil, DNA’da Urasil yerine Timin (T) bulunur. A ve G, “purin bazlar” olarak bilinir ve “pirimidinler” diye anılan S, U ve T’den daha büyük moleküllerdir. Nükleik asit iplikleri o kadar küçüktür ki, ancak ileri derecede yüksek büyütmeleri olan optik dışı mikroskoplar ve elektron mikroskopları tarafından görüntülenirler (fotoğraflandırılabilirler).

Nukleotid parçaları taşıdıkları bazlara göre kodlanmış vaziyette hücrenin ırsî özelliklerini belirtirler. 1960’larda açıklamalı biyokimyâsal araştırmalar sonunda bu şifre çözülerek arka arkaya gelen üç nukleotidlik bir parçanın özel bir amino asit şifresini temsil ettiği keşfedildi.

Küçük virüslerin nükleik asitleri hemen hemen 6000 mononükleotid ihtivâ eder ve insan hücrelerindeki DNA kabaca 20.000 civârında mononükleotid ihtivâ eder. Bir virüs sâdece bir DNA molekülüne sâhipken insan hücrelerinin herbirinde 800.000 civârında DNA molekülü vardır. Sperm ve yumurta hücresinin herbirinde bu sayı yarı oranındadır. Fakat yumurta, sperm tarafından döllendikten sonra normal miktara ulaşır. Tabiî olarak insanda, bir virüse göre çok daha fazla sayıda genetik özellik vardır. Küçük bir nükleik asitte bile teorik olarak astronomik sayıda şifre düzenlenmesi mümkündür. Tek bir DNA molekülü, ciltler dolusu ansiklopediden daha fazla genetik veya biyolojik mâlumatı taşıyabilir. İnsan hücrelerindeki bütün DNA’lar ucuca getirildiğinde 16 milyar km uzunluğa erişirler.

Genetik, devamlılığın sağlanması için döllenmeden sonraki hücre bölünmesi esnâsında veya mikroorganizmaların üremesi esnâsında, ebeveynden gelen DNA’nın kendinin kopyasını çıkarması gereklidir. Eğer meydana gelen kopya düzgün değilse, soya irsi olarak geçebilen bir mutasyona sebep olur ve kopya ederken meydana gelen bu yanlış, yeni bir mutasyon olana kadar gelecek nesillerde (kuşaklarda) devam eder. Uzun nükleotid dizisindeki ufak bir değişiklik, fark edilebilen bir mutanta (mutasyona uğramış birey) yol açabilir. Bu tip mutasyonların birikmesi sonucunda ırklarda bâzı değişiklikler meydana gelebilir. Radyasyon ve bilinen bâzı kimyevî maddeler nükleotid dizisinde değişikliklere yol açan mutasyonlara sebep olabilirler.

1. DNA (Deoksiribonükleik asit): Hücre çekirdeğinin kromozomlarının yapısında bulunur. Hayat sırrını şifreler, karakterleri nesilden nesile aktarır. Protein ve enzim sentezi gibi temel hayatla ilgili olayları yönetir. Yapısında bulunan deoksiriboz (C5H10O4) şekerinden adını almıştır. DNA çift eksenlidir ve kendini eşleyebilir. Eksenlerinin nukleotid bazları karşılıklı olarak zayıf hidrojen bağlarıyla birbirine bağlıdır.

DNA molekülünde bazların karşılıklı bağlanma kaidesi:

DNA molekülünde A sayısı T sayısına, G sayısı da S sayısına eşittir.

(Bkz. DNA)

2. RNA (Ribonükleik asit): Yapısında riboz (C5H10O5) şekeri bulunur. Tek eksenlidir. DNA kalıpları üzerinde sentezlenir. Nükleotidlerinde A, U, S, G bazları bulunur.

RNA çeşitleri ve protein sentezi:

a) Mesaj RNA(mRNA)=Elçi RNA=Kalıp RNA: Protein sentezinde kalıp ödevini görür. Hücre çekirdeğindeki DNA modelinin bir ekseninin kopyası olarak sentezlenir. Sitoplazmaya geçerek protein sentezi için ribozoma yapışır. Adarda sıralanan nükleotidlerde her üç bazı bir şifre (mânâ) ifâde eder ve Kodon olarak adlandırılır. DNA’nın şifresi mRNA ya aktarılırken A ® U, G ® S, T ® A, S ® G olarak geçer.

b) Taşıyıcı RNA (tRNA)= Transfer RNA: Sitoplazmada bulunan küçük RNA’lardır. Her tRNA üç nükleotidden oluşur ve şifresine göre 20 çeşit amino asitten birini taşır. Üçlü şifresine Antikodon denir.

c) Ribozomal RNA(rRNA): Ribozomların yapısında bulunur. Ribozomlar, protein ve rRNA yapısındadırlar.

Protein sentezi: Hücre çekirdeğinin DNA’sındaki genetik mâlumat, hücreleri ve cinsleri birbirinden ayıran özel enzim ve proteinlerin sentezini yönlendirir. Bu proteinlerin üretimi, ribozomlar olarak bilinen, özel sitoplazmik yapılarda vuku bulur. Ribozomlar, yapılarında kendilerine has nükleik asit (ribozomal nükleik asit) ve protein ihtivâ eden organellerdir.

Protein sentezi, hücre çekirdeğindeki DNA’nın bir ekseninden mesaj RNA (mRNA)’nın sentezlenmesiyle başlar. mRNA’ya kalıplık ödevi gören DNA’nın eksenindeki şifre, mRNA’ya aktarılırken A ® U, G ® S, T ® A, S ® G olarak geçer. DNA’nın bir eksenindeki şifrenin mRNA’ya aktarılmasına transkripsiyon adı verilir. Sentezlenen mRNA, hücrenin delikli çekirdek zarından stoplazmaya geçerek bir ribozoma gidip yapışır. Her üç bazı bir mânâ (şifre) ifâde eder ve kodon adını alır. Karşı şifreler ise stoplazmada bulunan taşıyıcı RNA(tRNA)’larda bulunur. Her biri üç nükleotidden oluşan tRNA’ların üçlü şifrelerine de antikodon denir. Her tRNA bir amino asit taşır.

Ribozom, kendine yapışan mRNA boyunca kaymağa başlar. Her kodonda (şifrede) bir miktar durur. Antikodonu kodon şifresine uyan taşıyıcı RNA (tRNA), mesaj RNA’nın karşısına geçerek kodon ve antikodonlar birleşerek şifre çözülür. tRNA, taşıdığı aminoasidi ribozoma bırakır. Her şifre çözümünde amino asitler, ribozomda ard arda bağlanarak protein sentezi yapılır. Kodon ve antikodon şifre çözümlerinde bazlar belli bir kâideye göre karşı karşıya gelmek zorundadır. A ´ U, G ´ S karşı karşıya gelecek şekilde ´tRNA’lar ve mRNA’nın karşısına dizilirler. RNA’lardaki bilgilerin protein sentezine çevrilmesine translasyon adı verilir.

Hücrede 20 çeşit amino asit bilinmektedir. Her amino asit, belli bir tRNA tarafından taşındığına göre, sitoplazmada en az 20 çeşit tRNA bulunuyor demektir. Amino asitlerin bağlanma bağlarına “peptit bağı” denir. Her peptit bağında bir molekül su (H2O) açığa çıkar. (n) sayıda amino asit molekülünden meydana gelen bir protein molekülünün sentezinde (n-1) H2O açığa çıkar. İki amino asitten meydana gelen bileşiğe dipeptit, üç aminoasitten oluşan tripeptit, çok sayıda amino asitten oluşana polipeptit denir.

1961’de birkaç fen adamı uygun ribozom, enzim, mRNA, tRNA, amino asit ve kimyevî enerji kaynağı karışımı kullanarak hücre dışında ilk protein sentezini gerçekleştirdiler.

İnsanlarda görülen birçok irsî hastalık muhtemelen DNA’nın baz dizilişindeki küçük değişiklikler veya mRNA teşekkül ederken kopya etme hatâları yönünden meydana gelmektedir. Meselâ orak hücreli anemi, anormal bir hemoglobin protein tipile karakterizedir. Bu anormal hemoglobin, protein zincirinde tek bir amino asidin değişmesine yol açan tek bir gen hasarı sonucunda ortaya çıkar.

Genetik olayların hücrede moleküler düzeydeki temeli genetik materyal görevini üstlenen nükleik asitlerin yapı ve özelliklerine dayanır. Nükleik asitlerin iki türü olan deoksiribonükleik asit DNA ve ribonükleik asit RNA temelde aynı yapısal özelliklere sahiptir.

Genler, DNA‘daki bazı kimyasal dizilimler olan nükleotidlerden meydana gelmiştir. Çoğunluk kromozomların içersinde bulunurlar. Ayrıca DNA molekülü prokaryotlarda (Bakteriler) kromozom dışı genetik sistem, olan plazmidlerde, Ökaryotik hücrelerde genetik materyalin kromozomlar (Nukleus) dışında temel olarak (hayvan ve bitkilerde) mitokondri ve (sadece bitkilerde ve alglerde) kloroplastlarda bulunduğu bilinmektedir.

1953 yılında Watson ve Crick DNA molekülünün kendine has özelliklere sahip bir çift sarmal yapı halinde bulunduğunu ileri sürdüler. Bu araştırıcıların önerdikleri DNA yapısı o tarihlerde başka araştırıcılar tarafından ortaya konulan DNA ya ilişkin önemli bulgulara dayanmaktadır. Bunlardan biri, Wilkins ve Franklin tarafından, izole edilmiş DNA fibrillerinin X-ray ışınlarını kırma özelliklerinin açıklanmasıdır. Elde edilen X ışını fotoğrafları, DNA nın zincirlerindeki bazların diziliş sırasına bağlı olmaksızın, çok düzenli biçimde dönümler yapan bir molekül olduğunu göstermektedir. Ayrıca TMV (tütün Mozaik Virusu) üzerinde yapılan çalışmalar da DNA ile ilgili çalışmalarda ışık tutmuştur.

Bir başka önemli bulguda Chargaff tarafından saptanmıştır. Herhangi bir türe ait DNA nın nükleotidlerine parçalandığında serbest kalan nukleotidlerde adenin miktarının timine, guanin miktarının da sitozine daima eşit olduğunun saptanmasıdır.. Yani Chargaff kuralı‘na göre doğal DNA moleküllerinde adeninin timine veya guaninin sitozine oranı daima 1’e eşittir. (A/T=1 ve G/C=1).

İşte Watson ve Crick bu bulguları değerlendirerek böyle özelliklere sahip DNA makro molekülünün sekonder yapısına ait bir model geliştirdiler. Bu modele göre, bir çok sorunun açıklanması yapılabildiğinden dolayı 1962 yılında bu iki bilim adamına Nobel Ödülü verildi.

Bu modele göre;
DNA molekülü, heliks (=sarmal) şeklinde kıvrılmış, iki kollu merdiven şeklindedir. Kollarını, yani merdivenin kenarlarını, şeker (deoksiriboz) ve fosfat molekülleri meydana getirir. Deoksiriboz ile fosfat grupları ester bağlarıyla birbirlerine bağlanmıştır. İki kolun arasındaki merdiven basamaklarında gelişigüzel bir sıralanma yoktur; her zaman Guanin (G), Sitozin’in (C ya da S); Adenin (A), Timin’in (T) karşısına gelir. Hem pürin (yani adenin ve guanin) ile pirimidin (yani sitozin ile timin) arasındaki hidrojen bağları, hemde diğer bağlar, meydana gelen heliksin düzgün olmasını sağlar. Pürin ve pirimidin bazları, yandaki şekerlere (Riboz), glikozidik bağlarla bağlanmıştır. Baz, şeker ve fosfat kombinasyonu, çekirdek asitlerinin temel birimleri olan nükleotidleri meydana getirmiştir. Dört çeşit nükleotid vardır. Bunlar taşıdıkları bazlara göre isimlendirilirler (Adenin, Guanin, Sitozin,Timin).

DNA molekülü kendini oluşturan nukleotidlerin sayısına bağlı olarak, büyüklüğü türden türe değişen, uzun zincir şeklinde bir yapı gösterir. İnsanda bu zincirin uzunluğu açıldığında 2 metreye kadar varabilir. Bütün halinde eldesi zincirin hassas ve kırılgan yapısından ötürü çok güçtür.

İki polinükleotid zincirin şeker fosfat omurgaları, ortak bir eksen çevresinde eşit çaplı ve sağ yöne doğru dönümler meydana getirir. Nükleotidlerin bazları molekülün omurgasının iç kısmında bulunur. Bazların konumları sarmalın eksenine 90 derece açı yapacak şekilde konumlanmıştır. Birbirine komşu baz çiftlerinin dönümleri arasındaki uzaklık 3,4A dür. Ayrıca her baz çifti komşusuna 36 derecelik açı yapacak şekilde yerleşmiştir. Buna göre, yaklaşık 10 baz çifti 360 derecelik tam bir dönümü tamamlayacağından, her dönümün boyu 34A dür.

İki polinükleotid zincirdeki nukleotidler karşılıklı olarak birbirlerine hidrojen bagları ile bağlanmıştır. Bu bağ fosfor bağları kadar kuvvetli olmadığı için pH değişikliği, sıcaklık basınç gibi faktörlerde kolaylıkla birbirlerinden ayrılabilmektedir. DNA nın kendi kopyasını yapması ve gen anlatımı, nukleotidler arasındaki hidrojen bağlarının ayrılması ile gerçekleşmektedir.

Nükleotidler birbirlerine fosfat bağlarıyla bağlanarak, şeker ve fosfat kısımlarının birbirlerini izlediği serilerden oluşan bir omurgaya sahip uzun ve dallanmış polinükleotid zincirlerini meydana getirmiştir. Kovalent ester bağları veya fosfodiester bağları olarak da bilinen bu bağlar son derece kuvvetlidir. Fosfodiester bağlarının varlığı DNA molekülünün tek zincirli yapı halinde iken bile dayanıklı ve stabil yapıda olmasını sağlar. Genetik mühendisliğinin hedeflerinden biri olan klonlama çalışmaları, doğal yolla gerçekleşmesi mümkün olmayan kovalent bağ kırılmalarını gerçekleştirerek yeni türler oluşturma çabalarını içerir.

Nukleotidlerin yapısı bazik olmasına karşın oımurgadaki PO4(fosforik asit) grubunun varlığı polinükleotid zincirlerin asit özellikte olmalarına yol açar ve nükleik asit terimi de bu özellikten kaynaklanır.

Hidrojen bağları daima bir pürin(A,G) ile bir pirimidin (T,C) bazı arasından meydana gelir. A-T baz çiftinde 2 hidrojen bağı, G-C baz çiftleri arasında ise 3 hidrojen bağı bulunmaktadır. Hidrojen bağlarının özelleşmesi; anahtar kilit modelinini andıran, uygun nukleotid moleküllerinin karşılıklı gelerek birbirlerine yine uygun sayıda hidrojen bağları ile bağlanmasını sağlar. Böylece zincirin bir kolunda bulunan nukleotidlerin dizilişi,karşı kolda bulunan nukleotidlerin dizilişini bir çeşit dikte ve kontrol eder. Tesadüfe bırakmayan bir titizlikle molekül yapısı oluşturulur ve kontrol edilir.

DNA molekülünün en önemli özellik iki polinükleotid zincirin birbirinin tamamlayıcısı olmasıdır. Pozitif (+) ve negatif (–) iki polinukleotid zincirlerinin tamamlayıcılık özelliği,genetik materyalin işlevlerini doğru biçimde nasıl yapabildiğinin açıklanması açısından DNA’nın en önemli temel özelliklerinin başında gelir.

DNA çift sarmalının dikkate değer ve önemli bir özelliği, molekülü oluşturan zincirlerin birbirlerinden kolaylıkla ayrılabilmesi ve yeniden birleşebilmesidir. Protein sentezi ve Dna replikasyonu (kendi kopyasını oluşturması) bu özellik sayesinde meydana gelebilir. DNA’nın iki zinciri, birbirine sadece H bağları ve hidrofobik etkileşimlerle bağlı olmaları nedeni ile, nükleotidleri arasındaki kovalent bağlardaki herhangi bir kopma olmaksızın çözülebilir (denatürasyon). Aynı şekilde çözülmüş molekülün zincirleri tamamlayıcı bazları arasında H bağlarının oluşumu ile birleşip sarmal yapıyı yeniden oluşturabilir (renatürasyon).

Nükleotidler arasındaki fosfor bağlarının kopması nedeniyle nükleotidlerin yerine başka nukleotid veya nukleotid dizisinin geçmesi mutasyonlara yol açar.Bu mutasyonların tek zincirli RNA molekülünde oluşma olasılığı çift zincirli DNA molekülüne göre daha fazladır.Mutasyonların neticeleri ölümcül olabilir. Evrimsel gelişim içinde mutasyonların menfi yada müspet etkileri gözardı edilemeyecek noktadadır. Günümüzde viral hastalıkların başında gelen AIDS’in önüne geçilememesinin en geçerli nedeni genomu tek zincirli RNA olan virusun sürekli mutasyonlar geçirerek kendini sürekli yenilemesi gösterilebilir..

RNA'lar ribonukleotitlerinbirbirlerine bağlanması ile meydana gelen tek zincirli nukleik asitlerdir. DNA molekülleri ile kıyaslandığı zaman boyları daha kısadır. Hemen hemen bütün hücrelerde bol olarak bulunmaktadırlar. Gerek prokaryotik gerek ökaryotik hücrelerde genellikle üç ana sınıf RNA'ya rastlanmaktadır. Bunlar mesencır RNA (mRNA), ribozomal RNA (rRNA) ve transfer RNA (tRNA) dır. Bütün RNA'lar tek zincirli özel bir baz dizisine, karakteristik bir molekül ağırlığına sahip ve belirli bir biyolojik fonksiyonu yerine getirmektedir.

MESENCIR RNA (mRNA)
DNA'da saklı bulunan genetik bilginin, protein yapısına aktarılmasında kalıplık görevi yapan aracı bir moleküldür. mRNA ribozomlara tutunur ve DNA'dan aldığı genetik şifreye göre sentezlenecek proteinin amino asit sırasını tayin etmektedir. Her mRNA molekülü, DNA üzerinde bulunan ve gen adı verilen belirli bir bölge ile komplementerlik göstermektedir. Tek bir ökaryotik hücre yaklaşık 10.000 farklı mRNA molekülü ihtiva etmekte ve bunların her birinden bir veya daha fazla polipeptid zinciri sentezlemektedir.

TRANSFER RNA (tRNA)
tRNA'lar da ribonukleotidlerin polimerize olması ile meydana gelmiş, çok kıvrımlar gösteren ve tek zincirli yapıya sahip bir RNA çeşididir. tRNA'lar yonca yaprağına benzeyen üç boyutlu yapılarında yer yer çift sarmallı bir durum göstermektedir. Zincirde yer alan ribonukleotid sayısı 70 ile 99 arasında, molekül ağırlığı ise 23.000 ile30.000 dalton arasında değişmektedir. Doğada yer alan 20 aminoasitin her biri için en az bir tRNA molekülü bulunmaktadır. tRNA'lar adaptörlük görevi yaparak bir uçlarına bağladıkları amino asiti, ribozoma tutunmuş mRNA'nın taşıdığı kodono göre polipeptid zincirine dizerler. tRNA'lar üç bazdan meydana gelen antikodon adı verilen uçları ile yine mRNA üzerinde bulunan ve kodon adı verilen bölgeye geçici bağlanarak amino asitlerin mRNA üzerindeki şifreye göre doğru bir şekilde dizilmelerini temin etmektedir.

RİBOZOMAL RNA (rRNA)
rRNA'lar ribozomların ana yapısal elementi olup yaklaşık olarak ribozom ağırlığının % 65'ini teşkil ederler. Prokaryotik hücrelerde 3 çeşit, ökaryotik hücrelerde ise 4 çeşit rRNA bulunmaktadır. Ribozomal RNA'lar ribozomların yapı ve fonksiyonlarında önemli rpller oynamaktadır.

Bunlara ilave olarak ökaryotik hücrelerde iki çeşit RNA daha bulunmaktadır. Bunlardan birincisi heterojen nuklear RNA (hnRNA)'lardır. Bunlar ökaryotik hücrede sentezlenen ve prosese uğramamış öncül mRNA molekülleridir. İkincisi ise küçük nuklear (snRNA)'dır ve yine öncül mRNA moleküllerinin prosese uğraması esnasında ortaya çıkmaktadırlar.