Nükleus hücre içinde meydana gelen metabolizmayı ve büyümeyi kontrol eden, daima sitoplazma içinde yer alan küresel veya oval bir cisimdir. Yüksek bitkilerin kalburlu boru hücreleri hariç, diğer bütün canlı hücrelerde nükleus bulunur.

Nükleusun etrafı ince bir zarla çevrilir. Bu zarın iç kısmını, içinde nükleolus (çekirdekçik) ve kromonema denilen iplikçikler bulunan çekirdek öz suyu doldurur. Kromonema denilen iplikçikler ince uzun olduklarından birbirine sarılarak bir ip yumağı manzarasını alırlar, işte kromonema denilen bu iplikçikler kromozomların esasını teşkil eder.

Burada bahsettiğimiz nükleus bölünme fazında olmayan nükleusdur. Böyle nükleusa vejetatif nükleus denir. Her nükleus içinde çekirdekten daha yoğun bir yapıya sahip nükleolus bulunur. Bir nükleus içindeki nükleolusların sayısı türe bağlı olarak değişir. Bitkilerde bir nükleus içinde en fazla 10 tane nükleolus olduğu tespit edilmiştir.

Kromozomların yapı ve vazifeleri nedir? Şimdi mevcut bilgilerin ışığı altında bu sorunun cevabını vermeye çalışalım: Yapılan kimyasal analizler kromozomların yapısının hemen hemen tamamen protein ve nükleik asitlerden meydana geldiğini göstermiştir.

Bir proteinin C, H, O, N, ve S’den meydana geldiğini yukarda zikretmiştik. Bir protein içinde miktar bakımından en çok karbon C% 50 — 55) ve en az da S bulunur (% 2'den az). Diğer taraftan oksijen % 20 — 23, azot % 15 —19 ve H de % 6 – 7 miktarında bulunur.

Proteinlerin yapı taşları amino asitlerdir. 20 ayrı amino asit birbirine muhtelif sıralar halinde bağlanarak uzun protein moleküllerini meydana getirirler. İşte proteinlerin bünyesinde 20 ayrı amino asidin muhtelif tarzlarda birbiri ile kombinle olması, ve bir proteinin bünyesinde ortalama 500 amino asidin yer alması, protein çeşitlerinin sayısının pek fazla olmasına sebep olmuştur. Nitekim bahsedilen şartlar dikkate alınarak protein çeşitlerinin muhtemel sayısı astronomik bir rakam olarak bulunmuştur.

Şimdiye kadar bir çok bilginler tarafından yapılan incelemeler neticesi bir hücre içersinde bu proteinlerden sadece özel birkaç bininin istihsal edildiği ortaya çıkmıştır. Muhtemel sayısı milyarları aşabilecek olan protein çeşitlerinden sadece birkaç bininin bir hücre içerisinde meydana gelmesi, hücre içerisinde proteinlerin sentezinin gelişi güzel olmayıp kontrollü bir şekilde cereyan ettiğini gösterir.

Kromozomların yapısında bulunan diğer maddelerin nükleik asitler olduğunu zikretmiştik. Mevcut nükleik asitler iki grupta toplanırlar: 1. deoksiribonükleik asit (DNA), 2. ribonükleik asit (RNA).

DNA nükleus içinde kromozomların nükleoproteinlerinde bulunur, fakat az bir RNA kromozomlarla ilgilidir. RNA daha ziyade çok miktarda stoplazma içinde bulunur. Nükleik asitler bir çok nükleotidlerden meydana gelirler. Nükleotidler ise ya pirimidin — şeker — fosfat veya pürin — şeker — fosfat’tan ibarettir. Bir nükleotidde pürin çeşitleri Adenin, Guanin ve primidin çeşitleri ise Sitosin, Timin ve Urasildir.

Bir nükleotidde bu pürin veya piramidin çeşitlerinden bir tanesi bulunabileceğine göre 5 çeşit nükleotid ortaya çıkar. Bunlar 1. adenin — şeker — fosfat, 2. guanin — şeker — fosfat, 3. sitosin — şeker — fosfat, 4. timin — şeker — fosfat, 5. urasil — şeker — fosfat’tır.

Bu nükleotid tiplerindeki mevcut şekerler ya riboz veya deoksiribozdur. O halde mevcut şekerin durumuna göre iki çeşit nükleotid ortaya çıkar. Bunlar 1. riboz nükleotid, 2. deoksiriboz nükleotid’dir. Bu iki çeşit nükleotidin de sahip olduğu pürin ve pirimidinin tipine göre 4 varyetesi vardır. Bunlardan riboz nükleotidin varyeleri şunlardır: 1. adenin — riboz — fosfat, 2. guanin — riboz — fosfat, 3. sitosin — riboz — fosfat, 4. urasil — riboz— fosfat’tır.

Deoksiriboz — fosfatın varyeteleri ise 1. adenin — deoksiriboz — fosfat, 2. guanin — deoksiriboz — fosfat, 3. sitosin — deoksiriboz — fosfat, 4. timin — deoksiriboz — fosfat’tır. Bu nükleotidler dikkatli olarak incelenecek olursa adenin, guanin ve sitosin her iki çeşitte görüldüğü halde urasil yalnız ribozda ve timin ise yalnız deoksiribozda bulunur.

DNA [molekülleri (birbirine helezon şeklinde sarılmış çift zincir ve bu zincirleri birbirine belirli aralıklarla bağlayan basamaklardan ibarettir. Birbirine sarılan zincirler fosfat ve deoksiribozlardan, basamaklar ise adenin — timin ve guanin — sitosin çiftlerinden meydana gelir.

Aslında zincirin herbiri nükleotidlerin birbirine bağlanmasından meydana gelir. Bir zincirin organik bazları (adenin, timin, guanin, sitosin) diğerinin organik bazları ile adenin timinle ve guanin sitosinle karşı karşıya gelerek zayıf bir şekilde birbirine bağlanıp DNA molekülünü meydana getirirler.

RNA molekülü DNA molekülüne çok benzerdir. Bu iki nükleik asit arasındaki fark şudur: RNA’da DNA’daki deoksiriboz yerine riboz ve DNA’daki organik baz olan timin yerine, organik baz olan urasil mevcuttur. Bir kromozomun yapısında binlerce DNA molekülü mevcuttur. Her bir DNA molekülü de gene binlerce nükleotidden meydana gelir.

Biliyoruz ki bir hücre içinde binlerce gen mevcuttur. Bu genler kromozomlar üzerinde yer aldığına ve kromozomların yapılarının nükleoprotein olduğuna ve DNA zincirleri yalnız fosfat ve deoksiribozdan meydana geldiğine göre organik baz çiftlerinin DNA molekülleri üzerinde farklı şekillerde tanzim edilmeleri gerekir, işte hakikaten DNA molekülünde iki zincir arasında belirli aralıklarla belirli bir şekilde yerleşen organik baz çiftleri bir şifre meydana getirir ki, bu şifre hücrenin genetik malumatım ifade eder. Bu tıpkı bizim 29 harfi kâğıt üzerine belirli aralıklarla ve belirli tertiplerle koyarak bir fikri ifade etmemize benzer.

Acaba hücreler içinde protein sentezi nasıl olmaktadır ve bu olayın nükleus DNA’sı ile olan ilişkisi nedir? Bu konu üzerinde yapılan araştırmalar neticesi elde edilen delillere göre hücrelerde protein sentezi şöyle olmaktadır.

Yukarda bahsettiğiniz DNA içindeki mesaj ilk önce elçi RNA içine kopyalanır. Bilindiği gibi DNA’nın 4 çeşit organik bazından üçü RNA’nınki ile aynıdır. Her ikisinde de ayni olan organik bazlar adenin, guanin ve sitosindir. DNA’daki dördüncü organik baz olan timinin yerine RNA’da urasil mevcuttur.

DNA içindeki genetik mesajın kopya edilmesinde DNA içinde şifre harfleri olarak kabul ettiğimiz A (adenin), G (guanin), T (timin), ve S veya C (sitesin) sırasıyla RNA içinde U (urasil), S veya C (sitosin), A (adenin) ve G (guanin)’i meydana getirir. Çünkü yukarıda bahsettiğimiz gibi A-T ile, G – S ile ve DNA’nın A’sı RNA’nın U’su ile çift teşkil edebilir, işte bu kaideye göre DNA’nın organik baz kalıbına göre RNA inşa edilir.

Bu tıpkı birer harfleri farklı olan iki dilin birinden diğerine bir metnin tercümesine benzer. Çünkü DNA üzerindeki genetik mesajın anlamında herhangi bir husus değişmeden RNA üzerine aktarılmaktadır. Böylece inşa edilen elçi RNA sitoplazma içinde bulunan ve ancak elektron mikroskopla görülebilen ribozomlara gelir. Ribozomlar içindeki elçi RNA bir kalıp ödevi görür. Bu kalıba göre protein sentez edilir. Yalnız protein sentezinde amino asitler ribozomlara kendiliğinden gelmezler.

Aminoasitler taşıyıcı RNA (tRNA) denilen bir RNA ile taşınır. Elçi RNA’ya nazaran molekülce küçük olan tRNA’nın da özel aminoasitleri taşıyan tiplerinin olduğu sanılmaktadır, işte tRNA’lar tarafından çeşitli aminoasitler elçi RNA karşısına getirilerek, aminoasitler RNA üzerindeki kalıba göre birbirine bağlanırlar.

Elçi RNA, kromozomlara ait DNA’nın kopyası olduğundan ribozomlarda sentez edilen proteinde DNA kalıbına uygun olarak teşekkül etmiş olur. Proteinlerin çoğu enzim olduğundan bu yolla nükleus. sitoplazma içinde meydana gelen çeşitli reaksiyonları dolaylı bir şekilde kontrol eder.

alıntı