2015-01-04-mitokondriyal genom.pptx

Organel Genomları
Doç. Dr. Metin Aytekin
Erciyes Üniversitesi Tıp Fakültesi Tıbbi Biyoloji Anabilim Dalı 5 Ocak 2015 Dersin Amacı
Mitokondriyal DNA’nın
özelliklerini kavramak
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 13PolipedXt kodlayen gen Ekstragenik DNA (2100 Mb) Pseudogen Tek genler 22 tRNA MulXgen aileleri Minisatellite Mikro satellite DNA LİNE SİNE Mitokondri ve yeri Mitokondri ve Kloroplast Besin ve Oksijen Enerji (ATP) Enerji kaynakları Enerji kaynakları Leigh Sendromu •  Mitokondriyal oksidaXf fosforilasyonun bozukluğudur •  6 aya kadar sağlıklı görünür •  Yüksek plazma lakXk asid, 3 yaşlarında ise genelde ölüm ile sonuçlanır. Mitokondri ve Kloroplast <20kb 100.000-­‐ 2 milyon baz Yapısı İnsan Mitokondri Genomu •  Elektron taşınması ve oksidaXf fosforilasyonla ilişkili 13 protein kodlar •  Organel genomunda kodlanan proteinlerin sentezi için gerekli olan 16S ve 12S rRNA’lar ile 22 tRNA kodlar Mitokondri ve Kloroplast genler • 
• 
• 
• 
• 
Ektra kromozom genler Sitoplasmik genler Mendelyan olmayan genler Organel genleri Ekstranüklear genler Replikasyonu •  Semi konservaXf •  Mitokondriye özel DNA polimeraz kullanır •  Başlangıç için RNA primer sentez edilir •  Hücre döngüsünde S evresinde sentez olur D loop Replikasyon Modeli Donor Oosit Hasta Oosit İlk mtDNA mutasyonu 1988 mtDNA’daki Mutasyonlar 1. PROTEIN SENTEZ GENLERIN deki mutasyonlar -­‐ tRNA, rRNA 2. PROTEİN-­‐KODLAYAN GENLER deki mutasyonlar -­‐ MulX spesifik (LHON, NARP/MİLS) -­‐ Doku spesifik mtDNA defektleri Tek (single) delesyonlar -­‐ Kearns-­‐Sayre syndrome (KSS) -­‐ PEO + prozimal zayıflık -­‐ Pearson sendromu (PS) tRNA genlerin nokta mutasyonları -­‐ MELAS -­‐ MERRF 2. Protein kodlayan genlerdeki defektler Leber’s hereditary opWc neuropathy (LHON) Neurpathy, ataxia, reWniWs pigmentosa (NARP) Mitokondri Hastalıkları •  Leber’in Kalı[msal OpWk NöropWsi (LHON) OpXk sinirlerin dejenerasyonu sebebiyle körlükle sonuçlanır. Görme kaybı genelde 15-­‐35 yaşlar arasında ortaya çıkar. Erkekler hiç bir zaman LHON’u çocuklarına aktarmazlar Mitokondri Hastalıkları •  Leber’in Kalı[msal OpWk NöropWsi (LHON) OpXk sinirlerin dejenerasyonu sebebiyle körlükle sonuçlanır. Görme kaybı genelde 15-­‐35 yaşlar arasında ortaya çıkar. Erkekler hiç bir zaman LHON’u çocuklarına aktarmazlar Mitokondri Hastalıkları Mitokondri Hastalıkları Mitokondri Hastalıkları •  Leber’in Kalı[msal OpWk NöropWsi (LHON) Bu hastalarin Mitokondri DNA’sında mutasyon vardır. Bu mutasyon 11778. baz çiiindedir. Elektron taşıma kompleks I’in alt birimlerinden birini etkilemekte ve arjinin yerine hisXdin girmesine sebep olmaktadır. Kloroplast Kloroplast GENOMU Mitokondriler gibi geneXk bilgilerini bakterilerden aldıkları düşünülüyor. Yine Mitokondriler gibi çembersel DNA dan oluşur. Fakat çok daha büyük ve karmaşıkkr 120 ila 160 kb arasındadır ve yaklaşık 150 gen Kloroplast Genomu •  Kloroplast genleri gen ekspresyonunda görevli RNA ve proteinleri kodladıkları gibi, fotosentezde işlev gören çeşitli proteinleri de kodlar. •  mRNA’larının çevriminde kullanılan r ve tRNA’lar organel genomu taralndan kodlanır. 4 RNA (23S, 16S, 5S ve 4.5S) ve 30 tRNA türünü kapsar.