genomun yapısı - Metin Aytekin

11/11/14 GENOMUN YAPISI
Gen ve Genomun tanımı
Genom Büyüklükleri
DNA Dizi Tipleri
Doç. Dr. Metin Aytekin
www.metinaytekin.com Erciyes Üniversitesi Tıp Fakültesi
Tıbbi Biyoloji Anabilim Dalı
11 Kasım 2014
Genom
Nedir?
• Bir organizmanın kalıtsal molekülündeki nukleotid dizilerinin tümü
(ökaryotlarda haploid kromozomlardaki ve organellerdeki DNA dizisi)
•  İnsan Genom Projesi; kromozomlar üzerindeki genleri tespit etmeyi, her
bir genin ince detayına girip özelliklerini ortaya koymayı amaçlar.
•  Bu proje hastalıkların teşhisinden tedaviye her aşamada yol
göstericidir.
1 11/11/14 p
En uzun
q
Kromozom: Metafazda “X” şeklinde gördüğümüz yapıdır.
En net metefazda gözlenir.
Kromozom incelenmesi boyayarak yapılır ve
bu yöntemlerden biri GİEMSA (G bandlama) yöntemidir.
Hiç bir kromozomda band dizisi birbirine benzemez.
Band dizisi = koyulu açıklı çizgiler.
En kısa
1’i anneden
İnsan Kromozomu: 46 kromozom
44 Otozom + 2 Cinsiyet kromozomu
23 çift
Renk farklılıkları
heterokromatin-Ökromatin bölgelerin varlığındandır.
1’i babadan
Nükleozom
Kromatid -
K. İplik -
Solenoid - Nükleozom -
DNA
K. İplik
Solenoid
Kromatid
İnsan Genomu
Bir ökaryot
kromozomundaki DNA
kromozomun
kendisinden defalarca
daha büyüktür.
İnsandaki bir
kromozomdaki DNA
kromozomun
kendisinden 10,000
kat uzundur?
Nükleer Genom
3000 Mb
~80.000 gen
Mitokondriyal
Genom
16,6 kb, 37 gen
2 rRNA
Genler ve Gen ilişkili
dizler
(900 Mb)
Kodlayan
DNA
(90Mb)
Protein
kodlayan
Kodlamayan
DNA
(180 Mb)
Tekrarlayan
DNA
(420 Mb)
RNA
Kodlayan
İntron
Özgün ve az
kopyalayan
(1680 Mb)
Yayılan
tekrarlanan
Kümelenmiş
Tekrarlanan
DNA
transposon
LTR
Gen aileleri
Klasik Satallite
DNA
Gen Kümeleri
13Polipedtit
kodlayen gen
Ekstragenik DNA
(2100 Mb)
Pseudogen
Tek genler
22 tRNA
Multigen aileleri
LİNE
SİNE
Minisatellite
Mikro satellite
DNA
2 11/11/14 Nükleer Genom • 
• 
• 
• 
• 
% 1,5’u
% 50’si
% 3’ü
%6,6’sı
% 4,4’ü
Gen
nedir?
Sadece Kodlanır Transpozon Ciddi korunan belgeler HeterokromaHn Diğer korunmamış bölgeler Gen, bir RNA ( ör; r-RNA t-RNA) veya bir
polipeptide kopyalanan (ekspre) DNA
bölgesidir.
•  (Tekrar diziler çok fazla!) İnsan Genom Projesinde en çok çalışılan konular
Gen ifadesi (gen ekspresyonu)
Genom Organizasyonu Gen
Kromozom
DNA’da saklanan genetik bilgilerin bir RNA molekülü
(mRNA, tRNA, rRNA) sentezi suretiyle kopyalanması veya
yazılmasına transkripsiyon adı verilir
Genom
Transkripsiyonla RNA’ya kopyalanan, bir protein molekülüne
ait genetik bilgilerin okunması veya bir protein molekülü
haline çevrilmesine translasyon adı verilir
Transkripsiyon ve translasyon olaylarının toplamı, gen
ifadesi (gen ekspresyonu) olarak tanımlanır
Yüksek Ökaryotların Gen Yapısı
•  İnsan genomunun sadece %1-1.5’lik kısmı protein kodlayan aktif gen
(yapısal gen) bölgesinden oluşur.
•  Genomun yaklaşık %25’i intronlardan oluşur ve %50’dan fazlası çeşitli tipte
tekrarlayan ve dublike DNA dizilerinden oluşur.
•  Kalan kısım ise psödogenler, gen arasındaki tekrarlanmayan aralayıcı diziler
ve mRNA’ların 5’ ve 3’ uçlarında bulunan, proteine çevrilmeyen exon
dizilerinden oluşur.
•  Yüksek ökaryot genomlarının artmış uzunluğu, böylece daha fazla
Sitokin-Histon genlerde intron yok!
sayıda gene değil, çok miktarlarda tekrarlayan dizi ve intron varlığına
bağlıdır.
3 11/11/14 • 
• 
• 
• 
• 
ÖKARYOTİP GENLERİN YAPISI
Çoğu ökaryotik genler kodlayan diziler yani EKZON lar içerirler.
Bu ekzonlar arasında İNTRONlar bulunur.
EKZON ve İNTRONların her ikisi de primer RNA elde etmek için transkrip
edilirler.
Olgunlaşmış RNA (mature RNA)’nın şekillenmesi için intronlar uzaklaştırılır.
• 
(The Cell: A Molecular Approach. 2nd edition. Cooper GM.)
• 
• 
• 
• 
• 
FARE Β-GLOBİN GENİ
Bu gen 2 intron içerir
Bu intronlar üç ekzonu birbirinden ayırır
Ekzon 1, 1’de 30’a amino asitleri kodlarken
Ekzon 2, 31’den 104’e ve Ekzon 3 de 105’den 146’ya
amino asitleri kodlarlar.
•  (The Cell: A Molecular Approach. 2nd ediHon. Cooper GM) Ökaryot genomlarındaki
genetik bilgi GENOME
Transkripsiyon
TRANSKRİPTOM
Translasyon
PROTEOM
Mitokondri ve kloroplast DNA’sı Genom Büyüklüğü
•  Ökaryot genomları, prokaryot genomlarından
oldukça büyüktür.
•  Hücre büyüklüğüne bağlı olarak genom
büyüklüğü de artar.
•  Ancak, genom büyüklüğü ile organizmanın
karmaşıklığı orantılı değildir.
Örnek: Zambak genom > İnsan genomu
Çekirdek DNA’sında bulunan birçok gen
mitokondri ve kloroplast için önemli işlevleri olan
proteinleri kodlarlar
•  Bir genomda bulunan DNA miktarı, o genomun
büyüklüğünü ifade eder.
4 11/11/14 GENOM BÜYÜKLÜĞÜ Farklı gruplara göre genom büyüklükleri sekilde gösteriliyor. (Kaynal: The Cell) •  Şekilde İnsan
Genomunun ilk
çıktısı görünüyor.
•  Londra’da
bulunan bir seri
cilt kitaptan
oluşmaktadır.
•  Eğer DNA zinciri düz bir çizgi şeklinde
açılsa
- İnsan genomunu oluşturan 46 kromozom
2 metreden daha fazla uzayabilirdi.
-Eğer 100 trilyon hücreninkini açtığınızda
ise bu uzunluk 182 milyar kilometreyi
geçecektir.
•  Bu ise dünyadan güneşe gidip gelmeye
yetecek materyal sağlayacaktır.
•  [Kaynak: Centre for Integrated Genomics]
İnsanın Genomundaki DNA Tipleri
İnsanın Genomundaki DNA Tipleri
Tip I DNA:
Tip II DNA:
•  Tek kopya halinde bulunur ve genomun %2’sini oluşturan
•  Genlerin intron parçasıdır.
benzersiz DNA dizileridir.
•  Bunlar transkribe olur fakat protein kodlamazlar.
•  mRNA hariç diğer RNA’ların (t-RNA, r-RNA)
•  Bunlar yapısal genlerdir.
transkripsiyonunu yapar.
•  Özellikle rRNA’ların transkripsiyonunu yapan kısım,
•  Genlerin exon parçaları mRNA ve polipeptide çevrilir.
tekrar bölgelerinden oluşur.
•  Tip II, DNA’lar genomunun %10’unu oluştururlar.
5 11/11/14 İnsanın Genomundaki DNA Tipleri
İnsanın Genomundaki DNA Tipleri
Tip IV DNA’lar: Tip III DNA’lar: •  Genoma dağılmış halde bulunur, kopyaları yoktur (tek •  Transkripsiyon yapmaz, proteine çevrilmez ve kopya kopya halinde), halinde bulunmaz. •  Tip I DNA genlerine biHşik olarak bulunur ( promotör, •  İşlevleri bilinmiyor. enhancer vb.). •  Düzenleyici görev yapar. •  Genomun %50’sin den fazlasını oluştururlar. •  Genomun %5’ini oluşturur. Ökaryot genomlar
İnsanın Genomundaki DNA Tipleri
Tip V DNA’lar: •  Kodlanmayan DNA dizileri içerir
•  Tekrarlayan DNA dizileridir. •  İşlevleri bilinmiyor, belli oranda tüm genoma dağılmış (gen düzenleyici), belli oranda ardışık tekrarlar halinde sentromerik ve telomerik bölgelere özgü bulunur. •  İnsan genomunun %98.5’i kodlanmayan
DNA oluşturur
•  İnsan genomunun %25’ini oluşturur. Kodlanmayan genomların
görevleri nelerdir?
•  Gen ifadelerinin kontrolü
Bir genin hangi hücrede, ne zaman, ne kadar etkileşeceğini (akHf olacağını) denetler. İnsan Genomu
•  Yaklaşık 20,000 gen vardır
•  Bu sayı E. Coli’deki miktarın sadece 10 ka^dır.
6 11/11/14 İnsan Genomu
Nükleer Genom
3000 Mb
~80.000 gen
Mitokondriyal
Genom
16,6 kb, 37 gen
2 rRNA
Genler ve Gen ilişkili
dizler
(900 Mb)
Kodlayan
DNA
(90Mb)
Tekrarlayan DNA Dizileri
22 tRNA
13Polipedtit
kodlayen gen
İnsan genomunun
Ekstragenik DNA
(2100 Mb)
Kodlamayan
DNA
(180 Mb)
yaklaşık %50’si tekrarlayan dizilerden
oluşur.
Tekrarlayan
DNA
(420 Mb)
Özgün ve az
kopyalayan
(1680 Mb)
Ancak karmaşık ökaryot genomlarının daha da büyük bir
kısmı, çok sayıda tekrarlanan ve kodlanmayan DNA
Protein
kodlayan
RNA
Kodlayan
Pseudogen
Tek genler
İntron
DNA
transposon
LTR
Gen aileleri
Klasik Satallite
DNA
Gen Kümeleri
Multigen aileleri
dizilerinden oluşur ve bu dizilerin değişik tipleri vardır.
Yayılan
tekrarlanan
Kümelenmiş
Tekrarlanan
LİNE
Bunlardan bir kısmı genomda kümelenmiş halde bulunurken
SİNE
bir kısmı DNA’ya dağılmış halde bulunurlar.
Minisatellite
Mikro satellite
DNA
İnsan Genomu
Nükleer Genom
3000 Mb
~80.000 gen
2 rRNA
Genler ve Gen ilişkili
dizler
(900 Mb)
Kodlayan
DNA
(90Mb)
Protein
kodlayan
22 tRNA
Kodlamayan
DNA
(180 Mb)
Tekrarlayan
DNA
(420 Mb)
RNA
Kodlayan
İntron
Yayılan
tekrarlanan
DNA
transposon
LTR
Klasik Satallite
DNA
Multigen aileleri
LİNE
SİNE
Minisatellite
Mikro satellite
DNA
Kümelenmiş Tekrar Dizileri: •  Bu diziler ardışık halde çok sayıda tekrarlardan oluşan kısa DNA dizilerdir ve genomda belli bölgelerde kümelenmiş halde bulunurlar. •  1-­‐500 nükleoHtden oluşan milyonlarca ardışık tekrarlardan oluşur ve genomun % 10’unu oluştururlar. •  Ardışık kısa tekrar dizileri transkribe olmaz ve proteine çevrilmez (işlevsel geneHk bilgi taşımaz). Ancak kromozomun yapısında önemli rol oynarlar. Klasik Satelit Mini Satelit Mikro Satelit Genoma Dağılmış Tekrar Dizileri Özgün ve az
kopyalayan
(1680 Mb)
Kümelenmiş
Tekrarlanan
Gen aileleri
Gen Kümeleri
13Polipedtit
kodlayen gen
Ekstragenik DNA
(2100 Mb)
Pseudogen
Tek genler
Kümelenmiş Tekrar Dizileri Mitokondriyal
Genom
16,6 kb, 37 gen
LTR (Long terminal repeats) LİNE (long interspersed elements) DNA transposon SİNE (short interspersed elements) İnsandaki satellit dizilerin bazıları pentanükleoHd şeklinde bulunurlar. Böyle satellit DNA’lar, 1, 9 ve 16. kromozomun kollarında proksimal bölgede, Y kromozomunun uzun kolunun hemen hemen tamamında bulunurlar. Diğer satellit DNA’lar ise biraz daha uzun baz dizilerinden oluşmuştur. Örneğin; insan sentromeki DNA’sı α, β ve diğer üç satellit sınıgndan (satellit I, II ve III) oluşurlar. α satellit DNA’sı 171 baz çihi uzunluğunda ardışık tekrar dizilerinin çok sayıda kopyasından oluşurlar. •  Kümelenmiş ardışık tekrar dizileri, ana DNA kısmından farklı bir bant oluştururlar. Bunlara (ardışık tekrar dizilerine) uydu veya satellit DNA denir ve kromozomların sentromer bölgelerinde bulunurlar. 7 11/11/14 İnsan genomunda satellit DNA’nın bir alt grubu olan mini satellit DNA’lar da bulunur. Genoma Dağılmış Tekrar Dizileri
Bunların toplam dizi uzunlukları sınırlı olup birkaç kb (kilo baz çihi) •  Bunlar satellit DNA’lardan farklı olarak genoma dağılmış
halde bulunurlar.
uzunluğundadır. •  Bu tekrar dizileri ardışık olmayan kısa veya uzun DNA tekrar
Mini satellitler az veya çok, her kromozomun uzunluğu boyunca dizilerinden oluşur.
dağılmışlardır. •  Genoma dağılmış olan tekrar dizileri hareketli DNA dizileridir.
•  Genom içinde hareket edebilen, hareketli DNA tekrar
Farklı bireylerin genomları arasındaki varyasyonları incelemek için önemli bir moleküler araç olarak kullanılırlar. Bu nedenle bunlara DNA marker’ları da denir. Adli ^pta, kromozom analizinde, genomun haritalanmasında, dizilerine transpozon denir.
•  Tekrar dizilerinin genom içinde bir genden başka bir gen
bölgesine hareket etmesine transpozisyon denir.
kalıtsal kromozom hastalıklarının tanısında kullanım açısından önemlidir. Genoma Dağılmış Tekrar Dizilerinin
Genoma dağılmış tekrar dizilerin
Özellikleri
çeşitli tipleri vardır:
•  Bu nedenle kromozomlar üzerindeki genlerin yeri sabit değildir.
•  Bu hareketli DNA parçaları gen aktivitesinden ve genlerin
düzenlenmesinden sorumludurlar.
•  Bu dağılmış tekrarlayan elemanlar, genomun büyüklüğüne
büyük katkıda bulunur ve insan genom DNA’sının %50sini
oluştururlar.
1.  SİNE (serpiştirilmiş kısa tekrar dizileri):
•  Genomun %13’ünü oluştururlar.
•  Genoma dağılmış halde olan kısa tekrar dizilerdir.
•  Bunlar, RNA’ya transkribe olabilir, fakat proteine kodlanmayan
dizilerdir.
•  İşlevleri henüz bilinmiyor.
•  SİNE’lerin en önemli ailelerinden birisi, Alu gen familyasıdır.
500 baz çiftinden daha küçük olup genoma dağılmış halde
bulunurlar.
Genoma dağılmış tekrar dizilerin çeşitli
RNA Retrovirüsler ökaryot hücreleri
infekte ederler.
tipleri vardır:
2. LİNE (serpiştirilmiş uzun tekrar dizileri):
•  LİNE’ler 6-8 kb uzunluğundadır, yaklaşık 850.000 tekrarlayan
LİNE dizisi vardır.
Retro= RNA’dan DNA’ya
genetik bilginin ters
akışıdır.
•  İnsan DNA’sının %21’ini oluştururlar.
•  LİNE’ler transkribe olurlar (RNA’ya çevrilir) ve bazıları protein
kodlar ancak hücre içinde bilinen bir işlevi yoktur.
Reverse transkriptaz =
bir RNA veya DNA
template i kullanan
•  Genomda dağılmış şekilde bulunurlar.
DNA
•  Hareketliliği sağlayan enzimleri kodlarlar.
enzimidir.
polimeraz
•  Retrotranspozonlardandır.
8 11/11/14 Transpozon = Hareket edebilen
Genoma dağılmış tekrar dizilerin
element = TEs
çeşitli tipleri vardır:
•  Hareket ederler ve genom içerisindeki sayılarını arttırılar
3. Retrovirüs benzeri elemanlar: Yaklaşık 2-10 kb uzunluğundadır. İnsan
•  Sıçrayan genler? Junk DNA (Çöp DNA)? veya genomun
genomunda yaklaşık 450.000 retrovirüs benzeri eleman vardır ve insan
(kara tarafafı) bilinmeyen tarafı?
DNA’sının yaklaşık %8’ini oluştururlar.
•  Sadece Ökaryortlarda değil bakterilerde de bulunur.
4. DNA transpozonlar: İnsan genomunda yaklaşık 300.000 kopya DNA
transpozonu vardır ve bunlar 80-3000 baz çifti uzunluğunda olup insan
İki temel sınıfa ayrılırlar
DNA’sının %3’ünü oluştururlar.
-  Retrotranspozonlar
hareketli DNA elemanlarının genomda hareket etmeleri 2 tipte olur:
-  DNA transpozonlar
1.  Retrotranspozonlar: 1. Retrotranspozonlar: Eklenen retrovirüs genomu
Proteaz
RT
Kapsid
•  SİNE, LİNE ve retrovirüs benzeri elemanlar retrotranspozanlar olup RNA aracılığı ile hareket ederler. Kapsid gende Mutasyon (delesyon)
Yer değişHrmeleri ters (Revers) transkripsiyon ile olur. Retrotranspozon
•  Revers transkriptaz enzimi kullanılır. Proteaz
•  Öncelikle bu diziler RNA’ya çevrilir, RNA revers transkriptaz RT
enzimi ile DNA’ya çevrilir ve bu DNA’lar genomda yeni bir •  Retrotranspozon virüs yapamaz çünkü kapsid proteini üretemez
•  Retrotranspozon kendisinden bir çok kopya üretebilir
•  RT = reverse transkriptaz
bölgeye yerleşirler. 2. DNA transpozonlar: . Transpozon
mRNA
Aktif enzim yok
(renksiz)
2. DNA transpozonlar: •  DNA aracılığıyla hareket ederler. mRNA
Aktif enzim
(mor)
Barbara McClintock
•  Bu diziler genom içinde kopyalanırlar ve tekrar DNA’da yeni bir bölgeye yerleşirler. Böylece genomun yarısı, replike olmuş ve genom içinde DNA veya RNA aracılığıyla hareket eden, serpişHrilmiş tekrarlayan elemanlardan oluşur. 9 11/11/14 2. DNA transpozonlar: •  Bu elemanların yarısının RNA aracılığıyla hareket etmesi önemlidir ve bu şekilde ters transkripsiyon, insan genomunun %40’ından fazlasının oluşmasından sorumludur. •  Bu tekrarlayan dizilerin büyük çoğunluğunun hücreye bir katkısı yoktur ama bazıları gen ifadesinin düzenlenmesine katkıda bulunur. •  Ayrıca gen düzenlenmesini uyararak geneHk çeşitliliğin oluşmasında önemli evrimsel rolleri vardır. İnsan Genomu
Nükleer Genom
3000 Mb
~80.000 gen
2 rRNA
Genler ve Gen ilişkili
dizler
(900 Mb)
Kodlayan
DNA
(90Mb)
Protein
kodlayan
22 tRNA
Kodlamayan
DNA
(180 Mb)
Tekrarlayan
DNA
(420 Mb)
RNA
Kodlayan
İntron
Özgün ve az
kopyalayan
(1680 Mb)
Yayılan
tekrarlanan
Kümelenmiş
Tekrarlanan
DNA
transposon
LTR
Gen aileleri
Klasik Satallite
DNA
Gen Kümeleri
13Polipedtit
kodlayen gen
Ekstragenik DNA
(2100 Mb)
Pseudogen
Tek genler
Kodlayan Genler
Mitokondriyal
Genom
16,6 kb, 37 gen
Multigen aileleri
LİNE
SİNE
Minisatellite
Mikro satellite
DNA
İnsan Genomu
Nükleer Genom
3000 Mb
~80.000 gen
Mitokondriyal
Genom
16,6 kb, 37 gen
2 rRNA
Genler ve Gen ilişkili
dizler
(900 Mb)
Kodlayan
DNA
(90Mb)
Protein
kodlayan
Kodlamayan
DNA
(180 Mb)
Tekrarlayan
DNA
(420 Mb)
RNA
Kodlayan
İntron
Özgün ve az
kopyalayan
(1680 Mb)
Yayılan
tekrarlanan
Kümelenmiş
Tekrarlanan
DNA
transposon
LTR
Gen aileleri
Klasik Satallite
DNA
Gen Kümeleri
13Polipedtit
kodlayen gen
Ekstragenik DNA
(2100 Mb)
Pseudogen
Tek genler
22 tRNA
Multigen aileleri
LİNE
SİNE
Minisatellite
Mikro satellite
DNA
10 11/11/14 İnsan Genomu
Gen Aileleri
Nükleer Genom
3000 Mb
~80.000 gen
Mitokondriyal
Genom
16,6 kb, 37 gen
2 rRNA
Birbirinin aynı veya benzeri olan nükleotid dizilerine sahip
Genler ve Gen ilişkili
dizler
(900 Mb)
gen kopyalarının bir araya gelmesiyle gen aileleri oluşur.
Genellikle dublikasyonla meydana gelirler.
Birçok gen ailesinin üyeleri DNA’da bir bölgede toplanmış
bulunurken, çok az kısmı farklı kromozomlara dağılmış
olarak bulunur. Bir gen ailesinin üyeleri nükleotid dizilimi
Kodlayan
DNA
(90Mb)
Protein
kodlayan
Kodlamayan
DNA
(180 Mb)
Tekrarlayan
DNA
(420 Mb)
RNA
Kodlayan
Pseudogen
Tek genler
22 tRNA
İntron
Özgün ve az
kopyalayan
(1680 Mb)
Yayılan
tekrarlanan
Kümelenmiş
Tekrarlanan
DNA
transposon
LTR
Gen aileleri
Klasik Satallite
DNA
açısından diğer gen ailelerinin üyelerine göre birbirlerine
Gen Kümeleri
benzerdir. Foksiyonel olarak özdeş olabilirler.
13Polipedtit
kodlayen gen
Ekstragenik DNA
(2100 Mb)
Multigen aileleri
LİNE
SİNE
Minisatellite
Mikro satellite
DNA
İnsan Genomu
Psödogenler
Nükleer Genom
3000 Mb
~80.000 gen
Mitokondriyal
Genom
16,6 kb, 37 gen
2 rRNA
Bazı durumlarda bu gen gruplarının üyelerinin uğradığı Genler ve Gen ilişkili
dizler
(900 Mb)
mutasyonlar, mutasyona uğrayan gen üyelerini fonksiyonlarını yapamaz hale geHrir. Yapısal genlere çok benzeyen ancak fonksiyon yapamayan gen Kodlayan
DNA
(90Mb)
Protein
kodlayan
yapmayan ancak genomun büyüklüğünü ar^ran gen kopyalarıdır. Tekrarlayan
DNA
(420 Mb)
RNA
Kodlayan
Pseudogen
Tek genler
İntron
Özgün ve az
kopyalayan
(1680 Mb)
Yayılan
tekrarlanan
Kümelenmiş
Tekrarlanan
DNA
transposon
LTR
Gen aileleri
Klasik Satallite
DNA
Gen Kümeleri
13Polipedtit
kodlayen gen
Ekstragenik DNA
(2100 Mb)
Kodlamayan
DNA
(180 Mb)
kopyalarına psödogen denir. Bu psödogenler herhangi bir işlev 22 tRNA
Multigen aileleri
LİNE
SİNE
Minisatellite
Mikro satellite
DNA
İntronlar ve Eksonlar nedir?
Bir genin kodlanan DNA dizilerine ekson,
bir gen içinde kodlanmayan DNA dizilerine de
intron denir.
11 11/11/14 İntronların işlevi?
• 
Tam olarak aydınlatılamamıştır
• 
DNA dizileri ekzonlardan uzundur
Her gende intron var mıdır?
•  Hayır, intronlar evrensel değildir. Örneğin histon protein
sentezleyen genler intron içermezler. Bu da genlerin işlevsel olabilmesi için intronların şart olmadığını gösterir
• 
İnsan genomunun %90’dan fazlası
intronlardan oluşur
•  Bir genin eksonlarının farklı kombinasyonlarda birleşmesini yani genin farklı şekilde düzenlenmesini sağlar •  Farklı genlerin kombinasyonuna yol açar. Farklı genler arasında oluşan bu rekombinasyon ekson karma olarak adlandırılır. •  İntronların asıl görevi gen ifadelerinin kontrol edilmesinde rol almaktadır. intron
Exon 1 2 Exon 1 Exon 3 2 Exon 1 2 •  Maya gibi basit ökaryot hücrelerin genlerinde intronlar bulunmaz. •  ProkaryoHk hücrelerde de bazı nadir genlerde intron bulunur. •  Bir genin eksonlarının farklı kombinasyonlarda birleşmesini yani genin farklı şekilde düzenlenmesini sağlar Ökaryotik Kromozom Yapısı
4
Exon 3 4
Exon 3 4
Exon 3 4
Genler, tekrarlı diziler,
Replikasyon originleri
(çoğunlukla ökromatin)
Sentromer
(heterokromatin)
Telomerler
(heterokromatin)
Telomerler:
•  Ökaryot kromozomların uç bölgelerine telomer denir. •  Telomer bölge, kromozom uç bölgelerinin •  Korunmasında önemli rol oynarlar. •  Doğrusal DNA moleküllerinin replikasyonu için telomer bölgeler şarnr. •  Ökaryotların hemen hemen hepsinde telomer DNA dizileri benzerdir ve çok sayıda ardışık olarak tekrarlanan DNA bölgeleridir. Telomerler:
•  Bu telomer DNA dizisi G’ce zengin olup 6 nükleoHdten oluşur. Ör; insanlarda telomer dizisi AGGGTT’dir. •  Bu diziler yüzlerce veya binlerce kez tekrarlanır birkaç kb uzunluğa erişip tek iplik halinde kromozomun uç bölgesini oluşturur. Dolayısıyla kromozomun telomer bölge tek iplikcikli bir uç (çıkın^) şeklindedir ve G’ce zengin olduğu için G çıkın^sı (ucu) olarak adlandırılır. •  Telomer DNA’nın bu tekrar dizilerinin oluşturduğu çıkın^ bir ilmek şeklindedir 12 11/11/14 Telomerlerin Görevleri
•  Telomerlerin en önemli görevi doğrusal DNA’nın uç bölgelerinin replikasyonunu sağlamak^r. Telomerlerin Görevleri
Ancak bu problem, kromozomların telomer bölgelerinin sentezinden sorumlu olan telomeraz enzimi taragndan çözümlenmişHr. •  Kromozomların telomer bölgelerinde DNA pol. pirimer uç olmadığı için sentez yapamaz Telomeraz enzim yapısında bir RNA ve reverstranskriptaz enzimi bulunur. Bu enzim RNA’yı kalıp olarak kullanarak reverstranskriptaz enzim aracılığı ile telomerlerin sentezini ve dolayısıyla her hücre bölünmesinde yapar. kromozom boyları pirimer uç kadar kısalır. Telomerlerin korunması, hücre yaşam süresi ve üreme Telomeraz:
•  Telomerlerdeki tekrar dizilerini kromozomların
uçlarına ekleyen enzimdir.
•  Bir RNA kalıbına sahip Revers Transkriptaz
(Ribonukleoprotein Kompleksi)
kapasitesinin belirlenmesinde rol oynar. Ökaryotlarda Telomerik Tekrar
Dizileri
•  Grup
Organizma
•  Vertebrates İnsan, fare, Xenopus
•  Filamentli Mantarlar
Neurospora
Physarum, Didymium Dictyostelium
Yüksek Bitkiler
Arabidopsis
•  Böcekler
Bombyx mori
•  Nematodlar
Ascaris lumbricoides
•  Algler
Chlamydomonas
Telomerik Tekrar
TTAGGG
TTAGGG
TTAGGG
TTTAGGG
TTAGG
TTAGGC
TTTTAGG
•  Telomerler kısalırsa genetik bilgi kaybolabilir ve
hücre ölüme gidebilir (senesens)
Telomer Replikasyonu
Ucu katlanmaz
Telomeraz dGTP dTTP
Tekrar katlanma: sıradışı
G-G baz eşleşmesi
Polimeraz boşlukları
Doldurur
13 11/11/14 Kanser ve Telomerler
Normal ve Anormal Telomer Fonksiyonu
Normal ya da Kanser Hücresinde:
•  Somatik Hücreler sadece birkaç kez bölünmek
için programlanmıştır
•  Somatik hücreler normal olarak yaşlanır, bu
arada telomerler kısalır, telomeraz aktivitesi
düşer
•  İnsan tümörlerinde, telomeraz aktivitesi
normalin çok üstündedir ve hücre bölünmesi ve
proliferasyona yol açar.
Hücreler Nasıl Ölümsüz
Olurlar?
•  Telomeraz sayesinde
3'
TELOMERASE
Telomeraz
5'
TEP1
hTERT
TEMPLATE
GTTAGGGTTA
•  Tümör Hücrelerinde Telomeraz aktivitesi
durdurulursa hücreler ölür
İnaktif
INACTIVE
•  Telomerazı kodlayan gen normal
hücrelerde de vardır fakat anlatımı azdır.
Aktif
ACTIVE
Kısalmış
telomerler
shortened
telomeres
stabil
telomerler
stable
telomeres
Hücre
cellölümü
senescence
hücre
cell survival
Yaşlanma
AGING
yaşar
Kanser
CANCER
14