En fazla nükleotid kullanılmasıyla oluşacak dna molekülündeki en az zayıf hidrojen bağı kaçtır?

Bu bileşenlerle sentezlenebilecek en yüksek nükleotid sayısına sahip çift zincirli bir DNA molekülünde kurulacak en az zayıf hidrojen bağı sayısı 1050 olur.

Laboratuvarda bir reaksiyon kurarken elinizdeki bazı reaktifler sınırsızmış gibi hissettirse de ortamın gerçek patronu her zaman en çabuk tükenen moleküldür. Standart bir nükleotidin yapısında bir azotlu organik baz, bir deoksiriboz şekeri ve bir inorganik fosfat yer alır. Ortamdaki stoklara baktığımızda toplam 1400 organik baz ve 1000 deoksiriboz bulunmasına rağmen fosfat sayısı yalnızca 900 adettir. Pipetin ucundaki çözeltide ne kadar hevesli baz serbestçe dolaşırsa dolaşsın, fosfat tükendiği anda yeni nükleotid üretimi durur. Bu nedenle sentezlenebilecek en fazla nükleotid sayısı 900 adettir.

Çift sarmallı bir DNA molekülünde nükleotidler rastgele bir araya gelemez, Watson Crick kuralına göre karşılıklı ipliklerde baz çiftleri oluşturmak zorundadır. Toplam 900 nükleotidden oluşan çift zincirli bir DNA, tam 450 baz çifti anlamına gelir. Ortamdaki bazların eşleşme potansiyeline baktığımızda 300 Adenin en fazla 300 Timin ile, 300 Sitozin ise en fazla 300 Guanin ile eşleşebilir. Artan 100 Timin ve 100 Guanin ise adeta partide partner bulamamış gibi ortamda tek başına kalır.

İşin hidrojen bağı tarafında ise moleküler bir strateji gütmemiz gerekir. Adenin ile Timin arasında 2, Guanin ile Sitozin arasında ise 3 zayıf hidrojen bağı kurulur. Bizden toplam hidrojen bağı sayısının en az olması istendiği için, daha az bağ içeren Adenin Timin çiftlerine ağırlık vermeli, üçlü bağ kuran Guanin Sitozin çiftlerini mümkün olduğunca az tutmalıyız. Elimizdeki 300 Adenin molekülünün tamamını 300 Timin ile eşleştirerek 300 adet ikili bağ taşıyan baz çifti kurarız. 450 çiftlik kotamızı doldurmak için geriye kalan 150 çifti de Guanin ve Sitozinden seçeriz.

Bu dağılımın sonucunda ortaya çıkan zayıf hidrojen bağları şu şekilde hesaplanır:

• 300 adet Adenin Timin çiftinden: 300 x 2 = 600 zayıf hidrojen bağı
• 150 adet Guanin Sitozin çiftinden: 150 x 3 = 450 zayıf hidrojen bağı

Bu iki değer toplandığında elde edilen 1050 sayısı, 900 nükleotitlik kapasiteyi eksiksiz kullanırken ulaşılabilecek en düşük zayıf hidrojen bağı miktarıdır.