Ders 5 - mRNA yapısı, İşlenmesi ve İşlevleri - I -
advertisement
Ders5-mRNAyapısı,İşlenmesiveİşlevleri -I- Pre-mRNA (hnRNA) AAAAAAAAAAAAA cap mRNA REPLİKASYON • DNA’nınkendinieşlemesi TRANSKİPSİYON • DNA’danRNA’yagene<k bilgininaktarımı. TRANSLASYON • mRNA’nınribozomlar taraBndanproteinlere çevrilmesi. Gen • Genler,kalıGmıntemelfizikselveişlevsel birimleridir. • Herbirgenbirkromozomunbelirlibirbölgesinde yeralanspesifikbirdiziyesahip<r. LokusNedir? • Birlokus,birgeninkromozomda bulunanbölgesinitanımlar. • Ör.:11p15.5insaninsülingeni. – 11kromozomsayısını, – pkromozomunkısakolunugösterir. – 15.5birkromozomunbelirlibir bölgesineatanannumaradır. • Kromozomlarkoyuçizgilerhalinde görünürveherbant numaralandırılmışGr. • Artansayı,sentromereuzakolan bantsayısınıgösterir. mRNANedir? • MesajcıRNAproteinlerikodlayanDNAile ilgilibilgitaşıyansitoplazmikRNA molekülüdür. • pre-mRNAçekirdekteişlenipolgunmRNA sitoplazmayataşınır. • NCBIdizisi(NM,natural;XM,insilico) mRNA’nınKeşfi • VolkinveAstrachan,bakterilerinT2Bakteriyofaj taraBndanenfekteedilmesindensonrasentezlenen yenibirRNAtürükeşfe]ler(Volkin1956) – YenisentezlenmişRNA,T2DNAdizisininkomplementer dizisinesahip<. • Brenner,JacobveMeselson,enfeksiyondansonra ribozomlarındeğilsadeceyeniRNA'nın sentezlendiğinikeşfe](1961) – HaberciRNAterimiortayaçıkG 1970-MesajcıRNAGörüntülendi Milleretal. • Kalıpiplik:ÇigsarmallıDNA’danRNAsentezi içinkullanılanDNAipliği. • Kodlayandizi:DNAkalıpipliğinetamamlayıcı olandizi. • RNApolimeraz:DNA’yıkalıpolarakkullanarak RNAsentezleyenenzim. • DNA’nınsadecebiripliğitranskripsiyoniçin kalıpolarakkullanılır. • Farklıgenlerfarklıipliğikalıpolarakkullanırlar. Genekspresyonu,birdenfazlatürdeçeşit RNAkaOlımınıgerekQrir: • HaberciRNA(mRNA)proteinlerikodlayanDNAileilgili bilgitaşır. • RibozomalRNA(rRNA)ribozomunyapısalbir bileşenidir. • TransferRNA(tRNA)translasyoniçinribozomaamino asitleritaşır. • KüçüknükleerRNA(snRNA)pre-mRNAişlenmesine dahilolur. • KüçüknükleolarRNA(snoRNA)rRNA’nınişlenmesine dahilolur. • mikro-RNA(miRNA)Kodlamayapmayan,küçük(nt 20-22)RNA’lardır.Genifadelerinindüzenlenmesinde görevalırlar. • Gene<kkodundeşifresi4 nükleo<d(A,T,C,G)ve 20'denfazlaaminoasit çeşidininvarlığının belirlenmesiilemümkün olmuştur. • FrancisCrickveSidney BrennerDNA’da,herbir aminoasitiçin3’erli nükleo<dlerinsetler halindeokunduğunu tespitetmiş<r. RNAkodon tablosu • Kodon: 3 nükleo<len oluşan diziler belirli birer amino asi<belir<r. • Okuma Çerçevesi: 3'lü setler halinde okunan nükleo<d dizisi(kodon) ü Aminoasitler64kodontaraBndankodlanmaktadır. • Stop Kodon: 3 kodon (UUA, UGA, UAG) translasyonu sonlandırmakiçinkullanılangene<kkoddur. • StartKodon:Translasyonu(AUG)başlatankodondur. GenYapısı • • • • • Ekzon İntron Promotör Terminatör SpliceSite (BağlanG Bölgeleri) Ekzonveİntron • Ökaryo<kgenlerintronveekzonasahip<r. – Ekzonlarproteinlerinaminoasitdizisineçevrilennükleo<dleri içerir. – Ekzonlar,introndiyeadlandırılankodlamayanDNA’larile birbirindenayrılır. – İntronlarproteinkodlamazlar. • Ökaryo<kmRNAişlenirkenintronikbölgelerkaldırılır. Ekzonlarintronlarkaldırıldıktansonratekrarbiraraya eklenerekmRNA’nınbölümlerinioluşturur. • İntroniçermeyenmRNA’larproteinoluşturmakiçinbir şablonolarakkullanılır. İntronların ilk tanımlanması • Başlangıçta Adenovirüs'de ve daha sonra tavuk ovalbümin geninde tanımlanmıştır – İzole edilen ovalbümin geni denatüre edildi ve bir tavuk yumurtasından alınan mRNA ile rehidrize edildi. – Hibritler, elektron mikroskopisi ile görüntülendi. – Olgun mesajda bulunmayan genomik DNA'nın tek zincirli bölgelerini temsil eden D döngüleri oluşur. EkzonlarveKodlama • Ekzonvekodlamadizisiarasındakifarknedir? • Ekzonlar protein kodlayan kısa segmentler olarak tanımlanmaktadır. • Ekzonlar pre-mRNA’ndan çıkarılan intronlardan sonra geriyekalankısımdır. • Kodlamadizisi,ekzoniçerir,ancakbazıekzonlarkodlama dizisiiçermez. • Ekzon’un bir kısmı hala tüm ekzondaki diziler amino asite çevrilmeyebilir. Bu çevrilmemiş bölgeler, UTR (untranslatedregion)denenproteinkodlayandizininalt veyaüstbölümündekonumlanmışGr. mRNA İşlenme Basamakları • mRNA’nın5’ucunaşapka(CAP)yapısıtakılır. • mRNA’nın3’ucunapoli-Akuyruğueklenir. • ÖncülmRNAyapısındakiproteine dönüşmeyecekbölgeler(intronlar)çıkarGlarak proteinedönüşecekbölgeler(eksonlar) birleş<rilir.Buişlemesplicingdenir. • OlgunmRNAnınsitoplazmayataşınması mRNA İşlenme Basamakları 5’modifikasyonu • Transkripsiyonunhemensonrasındagerçekleşir • mRNAzincirinin5’ucunda7-me<lguanozintakılarak CAP(şapka)yapısıoluşturulur. • CAP’intemel3görevivardır – RNA’yıparçalanmadankorur. – Translasyonunbaşlamasıiçingereklidir. – mRNA’nınçekirdekdışınataşınmasıveriminiarGrır. 5’modifikasyonu • RNACapping enzimleri – Fosfataz – Guaniltransferaz – Metiltransferaz or“RNAtriphosphatase” Capping: Reaksiyonların gerçekleşme sırası ve enzimler AdoMet=S-adenosylmethionine, themethyldonor Capping: Reaksiyonların gerçekleşme sırası ve enzimler Poliadenilasyon • Pre-mRNA transkrip<nin 3’ucundakiAAUAAA sinyalsekansı ardındanözgül endonukleazlarla kesilir. • FosforilasyonlaucaA kuyruğueklenir. 3’ ucunun işlenmesi • ProteinkodlayangenlerinAAUAAAdizisine poliadenilasyonsinyaliadıverilir. • RNAuzamasıpoliadenilasyonsinyalinegelinceye kadardevameder,budizidenyaklaşık20ntsonrabir enzimRNA’yıkeser • BukesilenucaPoliadenilatpolimeraztaraBndan 150-200adeninnükleo<dieklenir.Bunapoly-A kuyruğudenir. 3’ ucunun işlenmesi cap Inprecise termina<on 0 0 AAAAAAAAAAAAA cap Preciseendager cleavageandpolyadenyla<on RNASplicing • Ökaryotgenlerininçoğuintroniçerirvebudiziler proteinkodlamazlartRNAverRNAgenlerindede bulunurlar. • İntronlarRNAsentezisürerkenveCAPyapısı eklendiktensonraçıkarılırlar. • İntronlarınuzaklaşGrılmasıveekzonlarınbirleş<rilmesi olayınaSplicingadıverilir(birteypyadasinema bandındabazıbölümleriçıkarıpatmakdüzeltmekgibi).
