Transkripsiyon
This presentation is the property of its rightful owner.
Sponsored Links
1 / 176

Transkripsiyon PowerPoint PPT Presentation


  • 352 Views
  • Uploaded on
  • Presentation posted in: General

Transkripsiyon. Prof. Dr. Selma Yılmazer İ.Ü Cerrahpaşa Tıp Fakültesi Tıbbi Biyoloji A.D. Gen ekspresyonu (gen anlatımı). DNA molekülünün taşıdığı bilginin protein moleküllerine çevrilmesine Gen ekspresyonu denir. Gen ekspresyonu 2 aşamada gerçekleşir: Transkripsiyon (Yazılım):

Download Presentation

Transkripsiyon

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Presentation Transcript


Transkripsiyon

Transkripsiyon

Prof. Dr. Selma Yılmazer

İ.Ü Cerrahpaşa Tıp Fakültesi

Tıbbi Biyoloji A.D


Gen ekspresyonu gen anlat m

Gen ekspresyonu (gen anlatımı)

  • DNA molekülünün taşıdığı bilginin protein moleküllerine çevrilmesine Gen ekspresyonu denir.

  • Gen ekspresyonu 2 aşamada gerçekleşir:

    • Transkripsiyon (Yazılım):

      DNA nın taşıdığı bilgi, RNA Moleküllerine aktarılır.

    • Translasyon (Çeviri):

      Kalıtsal bilgi, mRNA aracılığı ile proteine çevrilir.

      DNA,

    • protein sentezi için doğrudan kalıp görevi yapmaz.

    • Aracı moleküllere yani mRNA lara ihtiyaç vardır.


Gen ekspresyonu gen anlat m1

Gen ekspresyonu (gen anlatımı)

Gen ekspresyonunun (gen anlatımı)

  • ilk basamağıRNA sentezidir.(Transkripsiyon)

    Ökaryot hücrelerde Transkripsiyon;

  • RNA sentezlenmesi (ilk transkriptin oluşması),

  • Sentezlenen RNA nın işlevsel formayani

    olgun mRNA ya dönüştürülmesi;RNA işlenmesi ilegerçekleşir.

    (Örn. İntronların kesilip çıkartılması,uç modifikasyonları)


Transkripsiyon1

Transkripsiyon

Transkripsiyon;

  • DNA nın gen adı verilen bölgelerinin

  • mRNA, rRNA ve tRNA vermek üzere kopyalanmasıdır.

  • Transkripsiyonu gerçekleştiren enzim

    RNA polimerazdır.

  • 1960’ da J. Hurwitz ve S. Weissman tarafından bulunmuştur

  • mRNA, DNA nın dizisine komplementer (tamamlayıcı) bir baz dizisi içerir.


Rna e itleri

RNA Çeşitleri

  • Haberci RNA’ lar (mRNA lar): Protein Sentezi için kalıp görevi yapar.

  • Ribozomal RNA’ lar (rRNA lar) ve

  • Taşıyıcı RNA’ lar (tRNA lar)

    mRNA nın proteine çevrilmesinde görev yapar.

  • Küçük RNA’ lar

    • mRNA kırpılması

    • rRNA işlenmesi v.b.

    • Gen ekspresyonu düzenlenmesi


Transkripsiyon2

Transkripsiyon

  • Transkripsiyon için

    • DNA Kalıbına

    • RNA polimeraza

    • Ribonükleotid trifosfatlara (ATP, GTP, CTP, UTP)

    • Magnezyum İyonuna

      ihtiyaç vardır.


Rna sentezinin a amalar

RNA Sentezinin Aşamaları

  • RNA Polimerazın DNA Kalıbına bağlanması.

  • Sentezin başlaması

  • Zincirin uzaması

  • Sentezin sonlanması


Prokaryotlarda transkripsiyon

Prokaryotlarda Transkripsiyon

  • E. Coli,

    • Transkripsiyon çalışmalarında bir model.

    • mRNA, E. Coli’ de bulundu.

    • RNA Polimeraz, E. Coli’ den saflaştırıldı.

    • Gen ekspresyonu regülasyonunu sağlayan mekanizmalar E. Coli’ de keşfedildi.


Rna polimeraz ve transkripsiyon

RNA Polimeraz ve Transkripsiyon

  • RNA sentezinden sorumlu olan enzim;

    RNA Polimerazdır.

  • DNA’ yı kalıp olarak kullanarak

  • Ona komplementer olan bazları bir araya getirir.

  • Ribonukleozid 5’-trifosfatların (NTP ler) polimerleşmesini katalizler.


Rna polimeraz

RNA Polimeraz

  • RNA zincirinin uzamasını daima 5’->3’ Yönünde katalizler. (DNA Polimeraz gibi)

  • Primerlere ihtiyaç duymaz (DNA Polimerazdan farklı olarak)

  • Sentezlenen RNA zinciri ile kalıp DNA ipliği birbirine antiparaleldir.

  • Prokaryotlarda tek bir RNA Polimeraz, mRNA, tRNA ve rRNA sentezini gerçekleştirir.


Rna polimeraz1

RNA Polimeraz

  • RNA Polimeraz; Çok sayıda polipeptidden oluşmuş kompleks bir enzimdir.

  • Bakteri RNA Polimerazı, α, β, β’ ω ve σ alt birimlerinden oluşur.

  • σ(sigma) alt birimi, komplekse daha zayıf bağlanır.

  • Yeni sentezlenen RNA birkaç nükleotid uzunluğa eriştiğinde σ, diğer alt birimlerden ayrılır.


Rna polimeraz2

RNA Polimeraz

  • İki α, bir β, bir β’ ve bir ω (omega) alt biriminden oluşan

    çekirdek RNA polimeraz, RNA nın uzama aşamasını

    gerçekleştirir.

  • Çekirdek RNA Polimeraz NTP lerin RNA ya

    polimerleşmesini katalizler.

  • Bu işlem için σ gerekmez.


Rna polimeraz3

RNA Polimeraz

  • σ, kompleksin transkripsiyonun başlangıç yeri olan DNA dizisine bağlanması için gereklidir.

  • İş görebilen bir RNAnın oluşması için sentez, gendeki başlangıç noktasından başlamak zorundadır.

  • RNA Polimerazın bağlandığı bu özgün DNA dizisine, Promotör denir.

  • Transkripsiyon, genlerin başlangıcındaki bu özgün yerlerde başlar.


Promot r dizisi

Promotör Dizisi

  • E. Coli’ de keşfedildi.

  • Değişik genlerde transkripsiyon başlangıç noktasının yukarı yönünde birbirine benzeyen 2 farklı dizi bulundu.

  • Bu ortak diziler6 nukleotid içerir.

  • Transkripsiyon başlangıç yerinin (+1)

  • -10 ve

  • -35 baz çifti öncesinde bulunur.


E coli nin promot r dizileri

E.coli’nin Promotör Dizileri

  • -10 ve -35 elemanları olarak adlandırılırlar.

  • Bu diziler, farklı genlerde birbirlerine benzer.

  • Transkripsiyon başlangıç yeri, +1 olarak tanımlanır.

  • -10 ve -35 ortak dizilerdeki mutasyonlar, promotör işlevi üzerinde güçlü etki yaratır.

  • σ alt birimi, -35 ve -10 promotör bölgelerinin ikisine de bağlanır.


E coli nin promot r dizileri1

E.coli’nin promotör dizileri


Transkripsiyon

  • DNA ayak izi yöntemi

    ile RNA polimerazın

    Promotöre bağlandığı

    yerler tanımlanmıştır


Transkripsiyonun ba lamas

Transkripsiyonun başlaması

  • RNA polimerazın bağlanması,(Kapalı promotör kompleksi)

    DNA sarmalının lokal olarak 14 bazı açarak

    (-12den +2 ye kadar) çözülmesine neden olur.

    Böylece tek iplikli DNA oluşur. (Açık promotör kompleksi)

  • RNA polimerazın Transkripsiyonu başlatması

    DNA kalıbını kullanarak bunatamamlayıcı olanilk iki serbest NTP yi fosfodiester bağı ilebirleştirerek başlatır.

  • RNA polimeraz senteze devam eder.

  • Sentezlenen zincir, 10 nükleotid uzunluğa erişince,

    σ ayrılır.

    .


Transkripsiyon

E.Coli RNA polimerazı

ile transkripsiyon


Zincirin uzamas

Zincirin Uzaması

  • RNA polimeraz ileri doğru hareket eder, sentez devam eder.

  • RNA zinciri uzar

  • Uzama sırasında polimeraz, kalıp DNA ile birleşik kalır.

  • Uzama sırasında polimeraz, (mRNA sentezinde)

    • Transkripsiyon bölgesinde ~15 bazlık açık bölge kalacak şekilde öndeki DNA yı açar, arkadaki DNA yı geri sarar.

    • β ve β’ alt birimler arasındaki kanal, 20 bç lik DNA barındırır ve polimerazın aktif bölgesini oluşturur.


Sonlanma

Sonlanma:

  • RNA sentezi RNA polimeraz, sonlandırma sinyali ile karşılaşana kadar devam eder.

  • Burada transkripsiyon durur.

  • Sentezlenen RNA, polimerazdan ayrılır.

  • Polimeraz da DNA dan ayrılır.

  • E. Coli’ de en basit bir sonlandırma sinyali vardır.

  • GC zengin ters tekrarlar, baz eşleşmesi ile sap-ilmik yapısı oluşturur.

  • Bu yapı, RNA nın DNA ile ilişkisini bozar.

  • Transkripsiyon sonlanır.


Transkripsiyon

Transkripsiyonun sonlanması

4 adenin nukleotidi tarafından izlenen GC den zengin ters tekrarlar ile belirlenir.Ters tekrarlar RNA da kararlı bir sap-ilmik yapısı oluşturur. Sonuçta RNA Kalıp DNA dan ayrılır.


Karyotlarda transkripsiyon

Ökaryotlarda Transkripsiyon

  • Prokaryot ve Ökaryot Hücreler Arasındaki Farklar:

    1- Bakteride tek bir RNA polimeraz (tüm genlerin

    transkripsiyonundan sorumlu)

    • Ökaryotik hücrelerde, birden fazla RNA polimerazlar bulunur.

      2- Ökaryotik RNA polimerazlar promotör diziye,

      ek proteinler ile bağlanır.


Karyotik rna polimerazlar

Ökaryotik RNA Polimerazları

  • 3 farklı Nükleer RNA Polimeraz bulunur

  • RNA Polimeraz I

  • RNA Polimeraz II

  • RNA Polimeraz III

    1-mRNA’ lar ;

    RNA Polimeraz II ile

    2-rRNA’ lar ve tRNA’ lar ;

    RNA Polimeraz I ve III ile

    (Pol I 28s, 18s, 5.8s rRNA ların; Pol III 5s rRNA ların sentezi)

    3-Küçük RNA lar;

    snRNA (küçük nükleer RNA ;kesip ekleme ) ,

    scRNA [küçük sitoplazmik RNA; protein taşınması)

    RNA Pol III ve RNA Pol II tarafından sentezlenir.


Karyotik rna polimerazlar1

Ökaryotik RNA Polimerazlar

  • Kloroplast ve mitokondrilerde farklı RNA polimerazlar vardır.

  • Nükleer RNA Polimerazların üçü de

  • 12-17 alt birimden oluşan kompleks enzimlerdir.

  • Üçü de 9 adet benzer alt birim içerir.

  • Bunların 5 tanesi bakteri RNA polimerazın α, β, β’ ve ω alt birimlerine benzer.


Karyotlarda transkripsiyon1

Ökaryotlarda Transkripsiyon

  • Prokaryotlarda olduğu gibi, 4 aşamada gerçekleşir

    • RNA Polimerazın DNA ya bağlanması

    • RNA sentezinin başlaması

    • RNA nın uzaması

    • RNA sentezinin sonlanması


Karyotlarda promot r b lge

Ökaryotlarda promotör bölge

  • Ökaryotlarda promotör bölge; başlangıç noktasının (+1) önünde

  • -80 konumunda CAAT dizisi,

  • -30 konumunda TATA dizisi

  • Bazı genlerde GC elemanı

  • Ökaryotik RNA polimerazların transkripsiyonu başlatmak için transkripsiyon faktörleri denen özel proteinlere ihtiyacı vardır.


Karyotik promot r diziler

Ökaryotik Promotör diziler

  • TATA kutusunun önünde verimli transkripsiyon için gerekli olan üç dizi elemanı içerir;bir CCAAT kutusu ve iki GC kutusu (konsensus dizisi GGGCGG)


Transkripsiyon

(mutasyonu hemoglobinopatilere neden olur)

(

(

(mutasyonuHemofili A ya neden olur)

Dokuya özgün genler

Hypoxanthine phosphoribosyltransferase (House keeping gen)

Tipik bir insan geni yapısı


Transkripsiyon fakt rleri

Transkripsiyon faktörleri

  • Transkripsiyon faktörleri, 2 gruba ayrılır:

  • 1- Genel Transkripsiyon Faktörleri

  • 2- Gene Özgü transkripsiyon faktörleri, Özel genlerin ekspresyonunu denetler.

  • Genomdaki genlerin %5’ i, transkripsiyon faktörü kodlar.


Transkripsiyon fakt rleri1

Transkripsiyon faktörleri

  • Promotör Diziler RNA polimeraz ve Transkripsiyon faktörleri tarafından tanınır

  • Bu faktörler, birlikte çalıştığı RNA polimeraz enzimine göre adlandırılırlar.

  • TF-I (RNA Polimeraz I)

  • TF-II (RNA Polimeraz II)

  • TF-III (RNA Polimeraz III)


Mrna sentezi

mRNA sentezi

  • Ökaryotik genler;

    • Düzenleyici bölge

    • Promotör Bölge

    • Başlangıç Sinyali

    • Eksonlar

    • İntronlar

    • Sonlanma Sinyalleri’ nden Oluşur.


Transkripsiyonun ba lamas1

Transkripsiyonun başlaması

  • RNA Polimeraz II ve transkripsiyon faktörleri tarafından promotör bölgelerin tanınması ile başlar.

  • 5 genel transkripsiyon faktörüne ihtiyaç vardır.

    • TF II A,

    • TF II B,

    • TF II D,

    • TF II E,

    • TF II F,

    • TF II H


Transkripsiyonun ba lamas2

Transkripsiyonun başlaması

1- Önce TF II D (genel transkripsiyon faktörü); TATA dizisine bağlanır.(TF II D ;TBP(TATA ya bağlanan protein) ve TAFlardan (TBP e bağlanan faktörler) oluşan 10 polipeptid içeren bir kompleksdir.)

2- Sonra, TF IIB, TBP ye bağlanır.

3- TF IIF ile birlikte polimeraz bağlanır

4- En son olarak TF IIE ve TF IIH komplekse eklenir.


Transkripsiyon

Transkripsiyonun başlaması

  • TFII H, çok alt birimli bir faktördür.

  • TFII H nin 2 alt birimi, başlama yeri yakınında DNA yı çözen helikazlardır.

  • TFII H nin diğer alt birimi, Polimeraz II nin C ucu (CTD) bölgesindeki tekrarlayan dizileri fosforilleyen bir protein kinazdır.


Rna polimeraz n karboksi ucu ctd

RNA Polimerazın karboksi ucu (CTD)

  • CTD; 7 Aminoasit tekrarından oluşur. (52 tekrar)

  • CTD fosfatlanması, polimerazı başlama kompleksinden ayırır.

  • Böylece Polimerazın transkripsiyonu başlatmasını sağlayan diğer proteinler bağlanabilir.

  • Fosforile olmuş CTD mRNA sentezi ve işlenmesine katılan enzim kompleksleri,uzama ve işleme faktörleri için bağlanma bölgesi oluşturur.


Transkripsiyonun ba lamas3

Transkripsiyonun başlaması

  • TF IIH nin Helikaz etkinliği ile DNA 2 ipliği birbirinden ayrılır. TF IIH ın protein kinaz etkinliği ile

  • RNA Polimerazın karboksi ucu (CTD) fosforillenince,transkripsiyon başlar.

  • Sentez başlayınca tüm faktörler RNA pol II den ayrılır

  • Sentez tamamlanınca hem ekson hem de intronları içeren öncül mRNA (pre-mRNA) oluşur.


Mrna i lenmesi

mRNA işlenmesi

  • Sonraki Aşamalar:

    • Primer transkriptin 5’ ucuna CAP grubunun eklenmesi

    • 3’ ucuna Poli-A yapısının eklenmesi

    • Kırpılma (Splicing) İntronların kesilip çıkartılması, eksonların bir araya getirilmesi.

    • Kimyasal değişiklikler (metillenme)

    • mRNA transkriptin 5’ ucunda metile olmuş CAP yapısı 3’ ucunda Poli-A dizisi bulunur.


Karyot mrna lar n 5 ucunda kaps l cap b lgesi

Ökaryot mRNA ların 5’ ucunda, kapsül (CAP) bölgesi

  • mRNA nın 5’ ve 3’ terminal kısmında translasyonu yapılmayan diziler bulunur (3’-UTR ve 5’-UTR)

  • Ökaryot mRNA ların 5’ ucunda, kapsül veya başlık denilen bir bölge vardır.

  • Bu yapının protein sentezinin başlangıç aşamasında Ribozomun bağlanma bölgesinin (AUG başlangıç kodonu) belirlenmesinde iş gördüğü

  • mRNA yı ekzonukleaz yıkımından koruduğu düşünülmekte.


Karyot mrna lar n 5 ucuna ba l k cap b lgesinin eklenmesi

Ökaryot mRNA ların 5’ ucuna, başlık (CAP) bölgesinin eklenmesi

İşlenmede ilk basamak;

Transkriptin 5’ ucuna 7 metilguanozin başlık denen yapının eklenmesidir (m7G)

İlk 20 – 30 nükleotidin transkripsiyonundan sonra başlık eklenir.

5’ başlık

mRNA nın 5’ ucuna ters yönde bir GTP eklenmesi ile bir 5’-5’ bağlantı oluşturulur.

Eklenen guanosin daha sonra N7 konumunda metillenir ve

mRNA daki ilk bir veya iki nukleotidin ribozlarına metil grupları eklenir.


Transkripsiyon

Ökaryot mRNAlarının işlenmesi

5’ ucunun 7-metil guanosin (m7G) başlık ile

ve 3’ ucunun poliadenillenme ile değiştirilmesini,ayrıca

İntronların kesilip çıkarılmasını kapsar.5’ başlık

mRNA nın 5’ ucuna ters yönde bir GTP eklenmesi ile

Bir 5’-5’ bağlantı oluşturulur. Eklenen guanosin daha

sonra N7 konumunda metillenir ve mRNA daki ilk bir

veya iki nukleotidin ribozlarına metil grupları eklenir.


Karyot mrna lar n 3 ucunda poli a kuyru u vard r

Ökaryot mRNA ların 3’ ucunda Poli-A kuyruğu vardır

  • 3’ ucunda çok sayıda Adeninden oluşan Poli-A kuyruğu vardır.

  • Poli-A polimeraz tarafından mRNA ya eklenir.

  • Poli-A dizisine, Poli-A bağlayan proteinlerin bağlanması ile mRNA 3’ ekzonukleaz yıkımından

    korunur.

  • mRNA kararlılığını sağlar,

  • mRNA ların sitoplazmaya taşınmasında görev yapar.


Poli a kuyru unun eklenmesi

Poli–A Kuyruğunun Eklenmesi

3’ ucu primer transkriptin kesilmesi ve Poli-A kuyruğunun eklenmesi

Poliadenillenme sinyalleri;

Aşağıda G U dan zengin bir dizi

Yukarda korunmuş bir heksanükleotid (memelide AAUAAA)

Onun yukarısında U dan zengin bir dizi

RNA yı kesen bir endonükleaz ve

~200 nükleotidlik bir Poli-A kuyruğu ekleyen bir

Poli-A polimeraz bu dizileri tanır.


Transkripsiyon

Ökaryot mRNAlarının 3’ uçlarının oluşumu:Memeli hücrelerinde poliadenilasyon sinyalleri yukarı ve aşağı GU dan zengin diziler ve AAUAAA heksanukleotid dizisinden oluşur.Bir endonukleaz pre-mRNA yı AAUAAA nın 10-30 nukleotid aşağısından bir CA dizisinden keser.Sonra poli-A polimeraz ~200 A içeren poli-A kuyruğunu RNA nın 3’ ucuna ekler


Karyot mrna lar n 3 ucuna poli a kuyru u nun eklenmesi

Ökaryot mRNA ların 3’ ucuna Poli-A kuyruğunun eklenmesi


Mrna n n nukleustan sitoplazmaya ta nmas

mRNA nın nukleustan sitoplazmaya taşınması


Mrna n n nukleustan sitoplazmaya ta nmas1

mRNA nın nukleustan sitoplazmaya taşınması


Poli a kuyruk uzunlu u mrna evrimini denetler

Poli -A kuyruk uzunluğu mRNA çevrimini denetler

Erken gelişimde Poli -A kuyruk uzunluğu mRNA çevrimini denetler

Düzenleyici rol oynar

Döllenmemiş yumurtada kısa Poli -A kuyruklu çok sayıda mRNA (30 – 50 nükleotid uzunlukta) proteine çevrilmeden saklanır

Döllenme depolanan mRNA Poli -A kuyruklarının uzamasını uyarır

Protein sentezini aktive eder


Intronlar n kesilip kar lmas k rp lma splicing

Intronların KesilipÇıkarılması;Kırpılma (Splicing)


Transkripsiyon

İn vitro kesip ekleme

İntron içeren bir gen bir bakteriyofaj

RNA polimerazı tarafından tanınan promotörün aşağı bölgesinde klonlanır.Plazmid, eklenen genin 3’ ucundan kesim yapan bir restriksiyon enzimi ile kesilerek, doğrusal bir DNA

Molekülü oluşturulur.Daha sonra bu DNA, bakteriyofaj polimerazı ile in vitro olarak kopyalanarak

pre-mRNA üretilir.Bu pre-mRNA memeli hücrelerinin nuklear ekstraktlarına eklenerek kırpılma(kesip ekleme)

Reaksiyonları in vitro olarak çalışılabilir


Intronlar n kesilip kar lmas k rp lma splicing1

Intronların Kesilip Çıkarılması; Kırpılma (Splicing)

Pre-mRNA kırpılması 2 aşamada gerçekleşir;

1- pre-mRNA nın 5’ kesim noktasından (SS) (GU) kesilmesi ve

intronun kesilen 5’ ucunun intron içindeki bir Adenin ile (dallanma noktası) birleştirilmesi

2- İntronun 3’ kesim noktasından kesilmesi (AG) ve

eş zamanlı olarak eksonların birleştirilmesi

intronun ilmek benzeri bir yapı şeklinde çıkarılması ve nukleusta yıkılması


Transkripsiyon

Pre-mRNA nın kırpılması :

1-pre-mRNA nın 5’kesim noktasından (SS)(GU) kesilmesi ve intronun kesilen

5’ucunun intron içindeki bir Adenin ile (dallanma noktası) birleştirilmesi2- İntronun 3’ kesim noktasından kesilmesi (AG) ve eş zamanlı olarak eksonların

birleştirilmesi intronun ilmek benzeri bir yapı şeklinde çıkarılması ve

nukleusta yıkılması


Pre mrna lar n k rp lma i lemi i in gerekli olan 3 nemli dizi

Pre-mRNA ların kırpılma işlemi için gerekli olan 3 önemli dizi

  • 5’ kesim noktası (SS) dizileri (GU)

  • 3’ kesim noktası dizileri (AG)

  • İntron içinde dallanma noktasındaki diziler (adenin) kement benzeri yapıyı oluşturmak üzere intronun 5’ ucunun bağlandığı nokta


K r p lma i lemi

Kırpılma işlemi

Kırpılma işlemi;

Splisozom denilen RNA+protein kompleksi ile yapılır.

RNA bileşenleri U1 , U2, U4, U5, U6 denen

5 adet küçük nüklear RNA lardır (snRNA)

50 – 200 nükleotidlik snRNA lar

6 – 10 protein molekülü ile kompleks yaparak= küçük nüklear ribonukleoprotein taneciklerini (snRNP) oluşturur.


Splisozomun olu umu ve k rp lma

Splisozomun Oluşumu ve Kırpılma

U1 snRNP ler pre-mRNA nın 5’ kesim bölgesine (GU) bağlanır.

U2 snRNP ler intronun dallanma noktası dizisine bağlanır

U4/U6 ve U5 snRNP kompleksi splisozoma katılır

U5; 5’ kesim noktasının öncesindeki dizilere bağlanır

U6, U4 den ayrılır ve 5’ kesim bölgesindeki U1 in yerine bağlanır,

U1 ayrılır

U5; 3’ kesim bölgesine de bağlanır


Transkripsiyon

Splisozomun yapılanması

  • İlk basamak U1 snRNP lerin

    pre-mRNA nın 5’ kesim

    bölgesine (GU) bağlanması.

  • Sonra U2 snRNP lerin intronun dallanma noktasına bağlanması.

  • U4/U6 ve U5 snRNP leri içeren kompleksin splisozoma katılması.

  • U5, 5’ kesim noktasının yukarısındaki dizilere bağlanır ve U6/ U4 kement benzeri yapı oluşmadan önce U1 ile yer değiştirir U1 ayrılır.

  • Daha sonra U5 ,3’ kesim bölgesine bağlanır

  • İntronun çıkartılması ve eksonların birleştirilmesi


Splisozomun olu umu ve k rp lma1

Splisozomun Oluşumu ve Kırpılma

Kement benzeri bir yapı oluşur

Intron kesilip çıkarılır

Eksonlar birleştirilir

snRNA lar;

1- pre mRNA ların kesim bölgelerini ve dallanma noktalarındaki ortak dizileri tanır

2- Kesilip ekleme reaksiyonunu katalizlerler


Transkripsiyon

U1 sn RNA nın 5’ kesim

bölgesine bağlanması

U1 sn RNA nın 5’ ucu, komplementer baz eşleşmesi ile 5’ kesim noktasındaki ortak

Dizilere bağlanır.


Pre mrna dan ntronlar n kesilip kar lmas eksonlar n biraraya getirilmesi

pre-mRNA dan, İntronların Kesilip Çıkarılması, Eksonların Biraraya Getirilmesi

Kırpılmaya katılan diziler;

İntronların 5’ ve 3’ terminalinde dinukleotid dizileri GU ve AG

Bunlarda mutasyon mRNA kırpılmasında hatalara neden olur


Gen ekspresyonunun kontrol

Gen ekspresyonunun kontrolü


Gen ekspresyonunun kontrol1

Gen ekspresyonunun kontrolü

  • mRNA nın transkripsiyonu (yazılımı) aşamasında

  • mRNA nın işlenmesi sırasında

  • mRNA nın taşınması sırasında

  • mRNA nın yıkım aşamasında

  • Protein etkinliğinin kontrolü


Repres rler ve transkripsiyonun negatif kontrol

Represörler vetranskripsiyonun negatif kontrolü:

  • 1950 lerde Jacob ve Monod ilk çalışmalar

  • E.coli’de

  • Laktoz (yıkılarak glukoz ve galaktoza çevrilir) metabolizmasına katılan enzimlerin ekspresyonunu incelediler

  • Laktozun yıkılması;

  • Yıkımı katalizleyen β- galaktozidaz enzimi ve diğer iki enzim (laktoz permeaz ve transasetilaz) ortamda laktoz varsa ifade edilir.

  • Laktoz kendi metabolizmasında yer alan enzimlerin ekspresyonunu uyarır.

  • E.coli’de Mutantları tanımladılar. O ve i geni mutantları;sürekli ekspresyon yapan veya uyarılamayan


E colide transkripsiyonun negatif kontrol

E.Colide transkripsiyonun negatif kontrolü:

  • Lacoperonu negatif kontrolü

  • Lacoperonu denen üç genden oluşan tek bir birim;(z;betaGalaktozidaz, y;permeaz,

    a; transasetilaz)

  • İ geni ; transkripsiyonu engelleyen bir represörükodlar ,laktozrepresöre bağlanırve represörün operatöre bağlanmasını önler.


E colide transkripsiyonun negatif kontrol1

E.Colide transkripsiyonun negatif kontrolü:

  • represör laktoz yokluğunda operatöre bağlanır ve polimerazın bu üç genin transkripsiyonunu yapmak üzere promotöre bağlanmasını önler.

  • ortamda Laktoz varsa laktoz represöre bağlanırve represörün operatöre bağlanmasını önler.

  • Böylece operonun transkripsiyonu uyarılır.


Transkripsiyon

E.Colide transkripsiyonun

negatif kontrolü:

Lac operonu negatif kontrolü

Lac operonu denen üç genden

oluşan tek bir

birim;(z;betaGalaktozidaz,y;permeaz,

a; transasetilaz)

İ geni laktoz yokluğunda

operatöre bağlanan ve

polimerazın bu üç genin

transkripsiyonunu yapmak üzere promotöre bağlanmasını önleyen bir represörü kodlar.Laktoz ortamda mevcut ise represöre bağlanır ve represörün operatöre bağlanmasını önler.Böylece operonun transkripsiyonu uyarılır.

!960 larda protein izole edildi operator DNA ya bağlandığı gösterildi.


Lac operonu al malar

Lac operonu çalışmaları

  • Sonuç:

  • Transkripsiyonun

  • DNA dizileri ile

  • regülatör proteinlerin etkileşmesi yoluyla denetlendiğinin gösterilmesi


E coli de transkripsiyonun pozitif kontrol

E.coli’de transkripsiyonun Pozitif kontrolü:

  • Glukoz, diğer şekerlerin yıkılmasında görevli enzimleri kodlayan genlerin ekspresyonunu kontrol eder

  • Glukoz varsa glukoz kullanılır diğer sekerlerin yıkım yollarındaki enzimler sentezlenmez.

    Örn. Ortamda hem Glukoz hem de laktoz varsa lacoperonu uyarılmaz.(laktoz varlığında bile)

  • bakteri glukoz kullanır

  • Glukozlacoperonunu baskılar.


E coli de transkripsiyonun pozitif kontrol1

E.coli’de transkripsiyonun Pozitif kontrolü:

  • Glukoz lac operonunu baskılar.

  • Bu baskılama cAMP düzeyine bağlı pozitif kontrol

  • Düşük glukoz düzeyi adenil siklaz enzimini aktifler

  • .cAMP sentezi artar

  • cAMP katabolit aktivatör protein (CAP) denen transkripsiyon düzenleyici proteine bağlanır.

  • cAMP+CAP kompleksi Lac operonu içindeki hedef DNA dizisine bağlanır.


E coli de transkripsiyonun pozitif kontrol2

E.coli’de transkripsiyonun Pozitif kontrolü:

  • cAMP+CAP kompleksi Lac operonu içindeki hedef DNA dizisine bağlanır.

  • Bu dizi transkripsiyon başlama yerinin 60 baz yukarısındadır.

  • CAP, RNA polimerazın alfa altbirimi ile etkileşime girer.

  • Polimeraz promotöre bağlanır

  • Transkripsiyon aktive olur


Transkripsiyon

E.coli’de transkripsiyonun

Pozitif kontrolü:

Düşük glukoz düzeyi adenil siklaz

enzimini aktifler.cAMP sentezi artar

  • cAMP katabolit aktivatör protein (CAP)

    denen transkripsiyon düzenleyici

    proteine bağlanır.

  • cAMP+CAP kompleksi Lac operonu içindeki hedef DNA dizisine bağlanır.Bu dizi transkripsiyon başlama yerinin 60 baz yukarısındadır.

  • CAP, RNA polimerazın alfa altbirimi ile

    Etkileşime girer.Polimeraz promotöre

    Bağlanır.Transkripsiyon aktive olur


Karyot gen ekspresyonunun kontrol

Ökaryot Gen Ekspresyonunun Kontrolü

  • Transkripsiyonun başlangıç aşamasında kontrol;

  • Bakterilerdeki gibi düzenleyici dizilere bağlanan ve RNA polimerazın etkinliğini düzenleyen proteinler tarafından kontrol edilir

  • Prokaryotlardan farklı olarak Ökaryotlarda kromatin yapısı değişiklikleri Transkripsiyon kontrolünde anahtar rol oynar.

  • Başlangıç dizisinin ön tarafında bulunan çok sayıdaki regülatör diziler transkripsiyonun kontrolündensorumludur.


Karyotlarda transkripsiyon2

Ökaryotlarda Transkripsiyon

  • Prokaryot ve Ökaryot Hücreler Arasındaki Farklar:

    1- Bakteride tek bir RNA polimeraz (tüm genlerin

    transkripsiyonundan sorumlu)

    • Ökaryotik hücrelerde, birden fazla farklı RNA polimerazlar bulunur.

      2- Ökaryotik RNA polimerazlar promotör diziye,

      ek proteinler ile bağlanır.

      Transkripsiyon daha karmaşık

      Daha gelişmiş gen ekspresyonu regülasyonu gerekli


Karyotik rna polimerazlar2

Ökaryotik RNA Polimerazları

3 farklı Nükleer RNA Polimeraz bulunur

RNA Polimeraz I

RNA Polimeraz II

RNA Polimeraz III

1-mRNA’ lar ;

RNA Polimeraz II ile

2-rRNA’ lar ve tRNA’ lar ;

RNA Polimeraz I ve III ile

(Pol I 28s, 18s, 5.8s rRNA ların; Pol III 5s rRNA ların sentezi)

3-Küçük RNA lar;

snRNA (küçük nükleer RNA ;kesip ekleme ) ,

scRNA [küçük sitoplazmik RNA; protein taşınması)

RNA Pol III ve RNA Pol II tarafından sentezlenir.


Karyotlarda promot r b lge1

Ökaryotlarda promotör bölge

Ökaryotlarda promotör bölge; başlangıç noktasının (+1) önünde

-30 konumunda TATA dizisi (genel transkripsiyon faktörleri için bağlanma bölgeleri)

-80 konumunda CAAT dizisi,

Bazı genlerde GC elemanı

Ökaryotik RNA polimerazların transkripsiyonu başlatmak için transkripsiyon faktörleridenen özel proteinlere ihtiyacı vardır.


Karyotik promot r diziler1

Ökaryotik Promotör diziler

Herpeks simpleks timidin kinaz geni promotörü TATA kutusunun önünde verimli transkripsiyon için gerekli olan üç dizi elemanı içerir;bir CCAAT kutusu ve iki GC kutusu (konsensus dizisi GGGCGG)


Transkripsiyonun ba lamas4

Transkripsiyonun başlaması

  • RNA Polimeraz II ve transkripsiyon faktörleri tarafından promotör bölgelerin tanınması ile başlar.

  • 5 genel transkripsiyon faktörüne ihtiyaç vardır.

    • TF II A,

    • TF II B,

    • TF II D,

    • TF II E,

    • TF II F,

    • TF II H


Transkripsiyon

Ökaryot regülatör dizilerin

belirlenmesi

Klonlanan regülatör dizi kolay belirlenen bir raportör gene bağlanır

  • Bu plazmid kültürdeki hücrelere transfeksiyonla verilir.

  • regülatör dizi raportör genin transkripsiyonunu ilerletir ve enzim varlığı hücrede belirlenir


Reg lat r diziler

Regülatör diziler

  • Promotörler ve

  • Güçlendiriciler

  • RNA Polimeraz II ile transkripsiyonu yapılan genlerin genel transkripsiyon faktörleri için bağlanma bölgesi oluşturan

  • TATA kutusunu kapsayan esas promotör elemanları vardır.

  • TATA kutusunun yukarı bölgesinde diğer regülatör diziler yerleşmiştir.Örn. CCAAT ve GGGCGG (GC kutusu) konsensus dizileri (TATA kutusunun 100 bç yukarısında) (özel genlerin ekspresyonunu kontrol eden)


Karyotik bir promot r

Ökaryotik bir Promotör

  • H. Simpleks timidin kinaz geni promotörü.TATA kutusunun önünde verimli transkripsiyon için gerekli olan üç dizi elemanı içerir;bir CCAAT kutusu ve iki GC kutusu (konsensus dizisi GGGCGG)


Memeli h crelerindeki pek ok gen

Memeli hücrelerindeki pek çok gen

  • Transkripsiyon başlangıç yerine daha uzak olarak yerleşmiş (bazen 10 kb den fazla) regülatör diziler tarafından kontrol edilir.

  • Bunlar güçlendirici (enhancer) olarak adlandırılır

  • İlk olarak SV 40 promotöründe tanımlanmıştır

  • Transkripsiyonun verimliliği için TATA kutusu ve altı adet GC kutusuna ek olarak daha yukarıda yerleşmiş iki adet 72 bç lik tekrar gereklidir.

  • Etkinliği ne uzaklığı ile ne de yönü ile ilişkili değil

  • Promotörün hem yukarı hem de aşağı yönde yerleştiğinde uyarabilirler


Transkripsiyon

SV 40 güçlendiricisi: SV 40 ın erken gen ekspresyonu için kullandığı promotörü, TATA kutusu ve üç grup halinde tekrarlanan altı GC kutusu içerir.Buna ek olarak verimli transkripsiyon için yukarı yönde yerleşmiş iki adet 72 baz çiftlik tekrardan oluşmuş güçlendirici gereklidir.


G lendiriciler

Güçlendiriciler,

  • Bu diziler promotörün hem yukarı hemde aşağı yönünde yerleştiklerinde transkripsiyonu uyarabilirler.

  • Başlama yerinden uzakta bulunduklarında dahi iş görürler

  • Güçlendiriciler de promotörler gibi transkripsiyon faktörlerinin bağlanması ile iş görürler

  • Uzaktaki Güçlendiriciye bağlanan TF ler promotör bölgede RNA polimeraza bağlanan proteinlerle DNA ilmiklenmesi sayesinde etkileşirler.


Transkripsiyon

Güçlendiricilerin çalışma şekli

(A). Güçlendirici etkisinde olmayan

gen düşük seviyede transkripsiyon

Yapar. Bir güçlendirici (E) eklenmesi (örn. SV 40 ın 72 baz çifti tekrarları) transkripsiyonu uyarır. Güçlendirici, sadece promotörün tam yukarı yönünde yerleştiğinde (B) değil, transkripsiyon başlama yerinin birkaç kilobaz yukarısı veya aşağısına eklendiğinde de (Cve D)

Aktivite gösterir.


Transkripsiyon

DNA nın ilmiklenmesi

DNA nın ilmik oluşturabilmesi

sayesinde uzak güçlendiricilere bağlı transkripsiyon faktörleri,

RNA polimeraz II/ aracı kompleksi veya promotördeki genel transkripsiyon faktörleriyle

etkileşebilirler.Bu yüzden

transkripsiyon faktörlerinin DNA ya, promotörün tam yukarısında bağlanmaları ile uzak bir güçlendiriciye bağlanmaları arasında işlevsellik açısından farklılık yoktur


Transkripsiyon

  • Özel Transkripsiyon düzenleyici proteinlerin güçlendiricilere bağlanması

  • Gelişim ve farklılaşma süreclerinde

  • Hormon ve GF lere yanıtlarda

  • Gen ifadesi kontrolünden sorumlu

  • B lenfositlerinde Ig genlerinin transkripsiyonunu

    kontrol eden güçlendiriciler diğer hücrelerde aktif değil

  • Farklılaşmış hücrelerde Ig genlerinin dokuya özgü ekspresyondan sorumlu


Reg lat r diziler1

Regülatör diziler

  • Güçlendiriciler,

  • farklı dokuda, farklı genlerin promotör etkinliğini arttırabilir.

  • Genin ekspresyonunun yapılıp yapılmayacağını da belirler.

  • Dokuya özgü proteinlerle etkileşirler.


Transkripsiyon

  • Güçlendiriciler

  • Farklı düzenleyici proteinlerin bağlandığı çok sayıda dizi elemanı içerir.

  • Bu proteinler beraberce gen ekspresyonu düzenlenmesini sağlar

  • Ig ağır zincir güçlendiricisi 200 bç dir ve 9 işlevsel dizi elemanı içerir


Mm noglobulin g lendiricisi

İmmünoglobulin güçlendiricisi

  • En çok çalışılan memeli güçlendiricisi

  • B lenfositlerde immünoglobulin genlerinintranskripsiyonunu kontrol eden güçlendiricidir

  • Bu güçlendirici lenfositlerden başka hücrelerde aktif değil

  • Dokuya özgü ekspresyondan sorumlu

  • Güçlendiriciler genellikleFarklı düzenleyici proteinlerin bağlandığı çok sayıda dizi elemanı içerirler.

  • Bunlardan herhangi birindeki mutasyon güçlendirici etkinliğini düşürür.Fakat durdurmaz.


Transkripsiyon

İmmünoglobulin güçlendiricisi İmmünoglobulin ağır zincir güçlendiricisi, yaklaşık 200 baz uzunluktadır ve B lenfositlerinde,birlikte transkripsiyonu uyaran 9 işlevsel dizi elemanı içerir


Reg lat r diziler2

Regülatör diziler

  • transkripsiyon başlangıç yerine uzaktır.

  • Transkripsiyonu başlatmaz

  • Transkripsiyon miktarını kontrol eder.

  • Etkileri hücre tipine bağlıdır

  • Promotörlerin çoğunun etkinliği, ayrı bir düzenleyici dizi tarafından düzenlenir


Transkripsiyon kontrol eden proteinler

Transkripsiyon kontrol eden proteinler

  • Regülatör dizilere bağlanan ve RNA Polimeraz II etkinliğini düzenleyen proteinler tarafından yapılır.

  • Bunlardan

  • transkripsiyon aktivatörleri :

    • Transkripsiyon faktörleri ile etkileşerek (TFIIB ve TFIID) RNA polimerazın aktifleşmesini sağlayarak

    • Kromatin yapısını değiştirerek

    • Transkripsiyonu uyaran ko-aktivatörlerle etkileşerek etkilerini gösterirler.

    • transkripsiyon aktivatörleri

    • Promotöre veya güçlendirici dizilere bağlanır


Transkripsiyon d zenleyici proteinler

Transkripsiyon düzenleyici proteinler

  • Promotör dizilerden;

  • CAAT ve GGGCGG [GC Kutusu] dizilerine bağlanan ve

  • transkripsiyonu uyaran proteinler vardır.Örn.

  • SP-1 faktörü (spesifisite-1 faktörü) GC kutusuna bağlanır. GC yoksa uyaramaz.

  • İlk bulunan transkripsiyon aktivatörüdür

  • SP-1, iki altbirimden oluşur.

  • Biri DNA’ ya,

  • diğeri transkripsiyon faktörlerine bağlanır.

    .


Transkripsiyon

Transkripsiyon aktivatörlerinin belirlenmesi için denatüre etmeyen jelde

elektroforez yöntemi kullanılması


Transkripsiyon repres rleri

Transkripsiyon represörleri

  • Regülatör dizilere bağlanarak, transkripsiyonu baskılar.

    Promotöre

  • transkripsiyon faktörlerinin ya da

  • RNA polimerazın bağlanmasını engelleyerek etkilerini gerçekleştirirler

  • Bazı represörler regülatör diziye bağlanmak için aktivatörler ile yarışır.


Transkripsiyon

Ökaryot represörlerinin

işleyiş şekli .

A)Bazı represörler aktivatörlerin regülatör dizilere bağlanmasını engeller

B)Diğerleri aracı proteinlerle etkileşerek (veya genel transkripsiyon faktörleri ile ve kromatin yapılanmasını değiştiren ko-represörlerle etkileşerek transkripsiyonu engeller


Kromat n yapisi le transkr ps yon l k s

KROMATİN YAPISI İLE TRANSKRİPSİYON İLİŞKİSİ

Aktivatör ve represörler

Hem Transkripsiyon sisteminin diğer bileşenleri ile etkileşerek

Hem de kromatin yapısındaki değişiklikler ile düzenler.

Ökaryotlarda;

  • DNA histonlarla sıkıca bağlı

  • Nükleozom

  • H2A, H2B, H3,H4 histonların her birinden (2 şer adet)

  • 146bç DNA

  • Aktif genler 30nm.lik İplik yapısında

  • Az yoğun kromatin


Az yo un kromatin de g r len zellikler

Az yoğun kromatin de görülen özellikler

  • Histon modifikasyonu

  • Nükleozom yeniden düzenlenmesi

  • HMGN proteinlerinin (non-histon protein ) aktif transkripsiyonu yapılan genlerin nükleozomlarına bağlanması

    HMGN proteinleri nukleozom üzerinde ;

  • H1’in bağlanma yerine bağlanıyor.

  • H1’in nükleozom ile etkileşimini bozarak yoğun olmayan kromatin yapısının devamlılığını sağlar.

  • Transkripsiyonu uyarır.


Histon modifikasyonlar

Histon modifikasyonları

HİSTON ASETİLLENMESİ

  • Aktif kromatinde görülür.

  • Kor Histonların N ucu (kuyruk) nükleozomdan dışa uzanır, lizinden zengin

    LİZİNLERİN ASETİLLENMESİ ile modifiye edilir

  • Histonların pozitif yükünü azaltır

  • onların DNAya bağlanma ve diğer proteinlerle bağlanmasını zayıflatabilir.

  • Nükleozomal DNA ya transkripsiyon faktörlerinin bağlanmasını kolaylaştırır.

  • Proteinlerin kromatine ulaşılabilirliğini de arttırır


Transkripsiyon

AKTİVATÖRLERİN Histonasetiltransferaz(HAT) REPRESÖRLERİN Histondeasetilaz (HDAC)

ile birleştikleri 1996 da gösterildi.

Histonasetilasyonu ile transkripsiyon ilişkisi ortaya kondu.

Tetrahymenanın HAT geni klonlandı.

Transkripsiyon kofaktörü (mayanın) Gcn5p ile dizisi çok benzer çıktı .

Gcn5p Transkripsiyon aktivatörleri ile birleşerek transkripsiyonu uyarır.Gcn5p HAT etkinliği gösterir

HAT ın birçok memeli transkripsiyon faktörü ile ve TFIID ile benzer olduğu gösterildi.

  • Memeli ve mayalarda Represörler HDAC işlevi görür.


Transkripsiyon

  • Ayrıca Histonlar

  • Serin kalıntılarında fosfatlanarak

  • Lizin ve argininden metillenerek

  • Lizinlerin ubikutinlenmesi ile

  • modifiye edilirler (histon kuyruklarından)

  • Bunların hepsi birlikte

  • Bazı düzenleyici proteinleri kromatine getiren ve gen ifadesini düzenleyen birhiston koduoluşturur


Transkripsiyon

Aktif kromatin

H3 ün lizin4 de metillenme

Serin 10 da fosfatlanma

Lizin 9 ve lizin 14 asetillenmesini kapsayan özgün modifikasyonlar içerir.

İnaktif kromatin ise

Lizin 9 metillenmesi ile ilişkili Kromatin yoğunlaşması ile ilgili

histonları değiştiren enzimler ile kromatin yapısının düzenlenmesi


Nukleozom yeniden bi imlendirme fakt rleri

Nukleozom yeniden biçimlendirme faktörleri

  • Nukleozomların yapısını

  • Histonları modifiye etmeden değiştiren protein kompleksleridir

  • Etki mekanizmalarından biri

  • Histon oktamerlerinin DNA üzerinde kaymasını katalizleyerek nukleozomların yerleşimini değiştirmek

  • Transkripsiyon faktörlerinin spesifik DNA dizilerine ulaşmasını sağlamak


Nukleozom yeniden bi imlendirme fakt rleri1

Nukleozom yeniden biçimlendirme faktörleri

  • Bu faktörler nukleozom şeklinin değişimine neden olarak da transkripsiyon düzenleyen proteinlerin spesifik DNA dizileri ile etkileşmesini sağlayabilir.

  • Histon modifiye eden enzimler ve

  • Nukleozom yeniden biçimlendirme faktörlerinin

  • Transkripsiyon aktivatörleri ile birlikte bağlanması

  • Güçlendirici ve promotör bölgelerde kromatin yapısını değiştirerek transkripsiyonun başlamasını sağlar


Dna metillenmesi

DNA metillenmesi

  • Omurgalılarda transkripsiyon kontrolünde kromatin yapısı ile ilişkili genel bir mekanizmadır.

  • DNA daki Sitozin birimleri 5-pozisyonundaki karbona metil grupları takılarak modifiye edilir.

  • CpG adacıklarında metillenme bunları içeren genlerin transkripsiyon etkinliğinin azaltılması ile ilişkilidir

  • Transkripsiyon aktivatörlerinin bağlanmasını engelleyerek veya

  • Metillenmiş DNA ya bağlanan represörlerin katılımını sağlayarak

  • Gelişim sürecinde gen inaktivasyonunun sürekliliğinde ve korunmasında katkı sağlar


Gen fades n n kontrol

GEN İFADESİNİN KONTROLÜ

Gen ifadesini gerçekleştiren her basamakta düzenlenebilir.

  • En çok kullanılan transkripsiyon un başlangıcının kontrolü

  • Daha sonra devreye giren denetimler ürün miktarını değiştirebilir

  • Posttranskripsiyonel kontroller birçok gen için çok önemlidir


Transkripsiyon

Transkripsiyonun zayıflatılması

  • Bakterilerde bazı genlerin ifadesi transkripsiyonun erken sonlandırılması ile önlenir.

  • Sentezlenen RNA zinciri RNA polimerazın trankripsiyonu sonlandırmasına neden olan bir yapı kazanır.

  • Ürüne ihtiyaç olduğunda düzenleyici proteinler,

    oluşan RNA zincirine bağlanır ve

  • sonlandırmaya neden olan durum ortadan kaldırılır.

  • RNA’nın transkripsiyonu gerçekleşir.


Karyotlarda transkripsiyonun zay flat lmas farkl mekanizmalarla olur

Ökaryotlarda transkripsiyonun zayıflatılması farklı mekanizmalarla olur.

HIV virüsü iyi incelenmiş bir örnek

  • Virüs konak genomuna girdikten sonra

  • hücrenin RNA pol II si viral DNA’nın transkripsiyonunu sağlar

  • Konak polimeraz birkaç yüz nükleotid sentezledikten sonra transkripsiyonu sonlandırır.

  • Viral DNA’nın tümünün trankripsiyonu gerçekleşmez.

  • Uygun şartlar olduğunda virüs tarafından kodlanan Tat proteini erken sonlanmayı önler.

  • Tat proteini uzayan RNA da özgün bir sap ilmek yapısına bağlanır.(bu yapıya Tar denir.)


Transkripsiyon

  • Tat

  • RNA polimerazın transkripsiyona devamını sağlayan proteinleri buraya toplar

  • (bunların bir kısmı erken sonlanmayı önleyen proteinlerdir.)

  • Böylece HIV tek bir viral proteinin etkisiyle ve

  • normal hücresel mekanizmalardan faydalanarak kendi genomunun transkripsiyonunu sağlar.


Alternatif k rp lma ile gen ifadesinin kontrolu

Alternatif kırpılma ile gen ifadesinin kontrolu


Transkripsiyon

Drozofila’da cinsiyetin belirlenmesi bir dizi RNA kırpılma olayına bağlıdır.

  • RNA kırpılmasının düzenlenmesi en iyi bilinen örnek Drozofilanın erkek veya dişi olacağının X kromozomu/ otozom oranı ile belirlenmesi

  • 2X + 2 otozom = dişi

  • X + 2 otozom = erkek (0,5)


D zenleyici reg lat r rna lar

Düzenleyici (Regülatör) RNA lar

  • Jacob ve Monod, 50 yıl önce gen regülasyonu çalışmaları ile represörleri buldular.

  • Ancak; bunların protein mi RNA mı olduğunu söyleyemediler.

  • Çoğu durumda düzenleyiciler DNA ya bağlanan proteinler

  • RNA molekülleri olabileceğine işaret ettiler

  • Protein düzenleyiciler bulundukça bu düşünce unutuldu


Transkripsiyon

  • Son yıllarda

  • RNA düzenleyicilerin araştırılmasında patlama yaşandı (Transkripsiyon seviyesinde ve translasyon seviyesinde iş görüyordu)

  • Bu yeni alan 2 kaynaktan çıktı

  • 1- MikroRNA ların keşfi (1990 ların başı)

  • 2-RNA interferans olgusunun keşfi ( geç 1990 lar)


K k rna lar

Küçük RNA lar

  • Küçük RNA lar bakterilerde tanımlandı

  • Bazısı plazmid replikasyonuna

  • Diğerleri gen ifadesinin düzenlenmesine katılıyordu


Transkripsiyon

mikroRNA (miRNA)

  • yaklaşık 21-23 nükleotid uzunluğunda kodlayıcı olmayan RNA lardandır

  • Tek iplikli RNA molekülleridir

  • gen ifadesinin düzenlenmesinde rol oynar.

  • miRNA'lar,. Pri-miRNAolarak adlandırılan primer transkriptler işlenerek

  • önce pre-miRNA adlı kısa sap- ilmek yapılarına,

  • sonra da fonksiyonel miRNA'ya dönüşürler.

  • Olgun miRNA molekülleri bir veya daha çok (mRNA) ile kısmen tamamlayıcıdır ve

  • başlıca işlevleri gen ifadesini azaltmaktır

  • 1993'te Lee ve çalışma arkadaşları tarafından keşfedilmişlerdir

    mikroRNA terimi ilk 2001'de kullanıma girimiştir


Rna interferens

RNA interferens

  • RNA interferens, ökaryotlarda temel bir düzenleyici mekanizmadır.

  • Bazı ökaryotik, genlerin transkriptlerinde düzenleyici RNA elemanları vardır.

  • Bunlar, regülatör proteinlere bağlanarak (ör. HIVTAT protein) iş görür.

  • Bugün RNA ların gen regülasyonunda çok daha yaygın bir rol oynadığı açığa çıkmıştır

  • Çeşitli Çok kısa RNA lar, kendileriyle homoloji bölgeleri içeren bazı genlerin ekspresyonunu baskılar veya susturur.Buna RNA interferans adı verilir


Rna interferens rnai

RNA interferens (RNAi)

  • Bu susturmaya RNA interferens (RNAi) denir.

  • Çeşitli şekillerde görülür;

    • mRNA translasyonunu inhibe ederek

    • mRNA nın yıkılmasını sağlayarak

    • mRNA nın ekspresyonunu yöneten promotörün transkripsiyonel susturulması ile


K sa rna lar

Kısa RNA lar

  • Bu kısa RNA lar, çeşitli daha uzun çift iplikli RNA lardan özel enzimler ile oluşturulur.


Transkripsiyon

  • Bu RNA ların işlevlerinin;

    • Gelişim sırasındaki regülasyondan

    • Organizmayı viral enfeksiyonlara karşı koruyan mekanizmalara

    • kadar geniş bir alanda olduğu kesindir.

    • Ayrıca RNAi; güçlü bir deneysel yöntem olarak özel bir genin ekspresyonunun kapatılması (durdurulması) için kolay bir yol oluşturmaktadır.


K k rna lar orijinlerine g re farkl isim al rlar

Küçük RNA larOrijinlerine göre farklı isim alırlar

Mikro RNA lar, (miRNA)

  • hücrede genlerde şifrelenen prekürsör RNA lardan oluşur ve özgün regülatör işlevleri vardır

  • Diğer bir düzenleyici RNA grubu.

  • Yapay olarak yapılan ya da

  • in vivo olarak dsRNA öncüllerinden yapılanlar,

  • küçük interfering RNA adını alır (siRNA)


Transkripsiyon

Olgun miRNA’lar

  • Tek iplikli ve 21 nukleotidlik RNA molekülleridir.

  • miRNA genlerinin genellikle RNA polimeraz II ile transkripsiyonu yapılır.

  • Primer transkript (yüzlerce nt uzunlukta olabilir)pri-miRNA

  • pri-miRNA Nukleusta Drosha enzimi (RNAz III) ile işlenir pre-miRNA oluşur.

  • (pre-miRNA)lar 70-100 nukleotidlik saç tokası şeklindeki öncül miRNAlardır

  • Sitoplazmaya taşınır (exportin-5 ile)


Mirna olu umu

miRNA oluşumu

  • Sitoplazmada Dicer enzimi (RNAz III) ile tekrar işlenir.

  • si-RNA benzeri bir dupleks oluşur.

  • 5’ ucundan zayıf baz eşleşmesi ile RISC = (RNA ile indüklenen susturma kompleksi) içine girer

  • miRNA nın hedefine bağlanması RISC içinde olur.


Transkripsiyon

  • miRNA’nın 5’ ucu ile hedef mRNA’nın 3’ UTR bölgesi arasındaki komplementerlik bağlanma için esastır.

  • Susturulma için Argonaute ailesinden (AGO) proteinler gerekli.


Transkripsiyon

RISC miRNA veya siRNA ya ek olarak Argonaute ailesinden proteinler de içerir Argonaute katalitik alt birimdir mRNA nın ilk kesilmesini gerçekleştirir (Slicer da denir)

Eğer dizi çok iyi komplementer ise hedef yıkılır

Eğer eşleşme iyi değil ise ( birkaç bç eşleşmemişse)

translasyon inhibisyonu olur

RNAİ susturması çok verimlidir

Çok az miktarda ds RNA hedek genlerin ekspresyonunun nerdeyse tamamen durdurulmasını indüklemek için yeterlidir


Transkripsiyon

MicroRNA (miRNA) prekursör mikroRNA (pre-miRNA)'dan meydana gelir, o da bir mikroRNA primer transkriptinden (pri-miRNA'dan) meydana gelir

MicroRNA (miRNA) prekursör mikroRNA (pre-miRNA)'dan meydana gelir, o da bir mikroRNA primer transkriptinden (pri-miRNA'dan) meydana gelir

MicroRNA (miRNA) prekursör mikroRNA (pre-miRNA)'dan meydana gelir, o da bir mikroRNA primer transkriptinden (pri-miRNA'dan) meydana gelir.


Transkripsiyon

303 × 253 - 

RNAi silencing is initiated when double-stranded RNA (dsRNA) is

vet.uga.edu

RNAi.gif


Transkripsiyon

- miRNAs encode a novel class of small, ncRNAs that regulate

fig1_blurb‑3.jpg

mcb.berkeley.edu


Transkripsiyon

vitro studies of RNA-induced gene silencing, or RNA

This model is based on the results of in vitro studies of RNA-induced gene silencing, or RNA interference (RNAi), in animal extracts (reviewed in Ref. 23). RNAi is believed to operate in a similar manner in plants because small interfering RNAs (siRNAs) are found in silenced plants, and plants have homologues of the animal gene Dicer. Double-stranded RNA (dsRNA) from replicating viral RNA, viral-vector-derived (VIGS, or virus-induced gene silencing) RNA or hairpin RNA (hpRNA) transcribed from a transgene, is processed by a Dicer-containing complex to generate siRNAs. An endonuclease-containing complex (called the RNAi silencing complex, RISC), is guided by the antisense strand of the siRNA to cleave specific mRNAs, so promoting their degradation.


Sirna ve mirna

siRNA ve miRNA

  • Her ikisi de Dicer adlı bir enzimle daha uzun RNA lardan oluşturulur.

  • Bu RNAse III e benzer bir enzimdir.

  • Uzun dsRNA veya miRNA öncüllerinin oluşturduğu sap-ilmik yapılarını tanır.

  • siRNA ve miRNA 21-23 nükleotid uzunluktadır. Bunlar, homolog hedef genlerin ekspresyonunu 3 şekilde baskılar.


Transkripsiyon

  • mRNA nın yıkılmasını tetikler

  • mRNA translasyonunu inhibe eder veya

  • Gen içindeki Kromatin modifikasyonlarını indükleyerek transkripsiyonu susturur.

  • Hangi yol kullanılırsa kullanılsın RISC gereklidir


Transkripsiyon

RNA susturulması

Bir gene homoloji bölgesi

içeren bir çift iplikli RNA molekülü

hücreye girdiğinde veya hücrede

Yapıldığında genin ekspresyonu

Durdurulur. Bu etki çift iplikli RNA nın

siRNA veya miRNA oluşturmak

üzere Dicer denilen enzimle

İşlenmesini içerir.MiRNA

oluşumuna ise Drosha adlı bir

diğer enzim daha katılır. siRNA ve

miRNA genleri 3 yoldan susturmak

üzere RISC adlı komplekse gider

1-SiRNA ile homoloji taşıyan

mRNA ya saldırır ve sindirir

2- mRNA nın translasyonunu

önler veya 3- Kromatin modifiye

eden enzimleri mRNA nın

Ekspresyonunu yöneten

promotöre

yönlendirir


Transkripsiyon

  • RISC miRNA veya siRNA ya ek olarak Argonaute ailesinden proteinler de içerir Argonaute katalitik alt birimdir mRNA nın ilk kesilmesini gerçekleştirir (Slicer da denir)

  • Eğer dizi çok iyi komplementer ise hedef yıkılır

  • Eğer eşleşme iyi değil ise ( birkaç bç eşleşmemişse)

  • translasyon inhibisyonu olur

  • RNAİ susturması çok verimlidir

  • Çok az miktarda ds RNA hedek genlerin ekspresyonunun nerdeyse tamamen durdurulmasını indüklemek için yeterlidir


Sinir sistemi ve mirna lar

Sinir Sistemi ve miRNA’lar

Posttranskripsiyonel düzenleme

  • Nöron gelişimi ve

  • MSS işlevlerine katılan bir mekanizmadır

  • Bu yolağın karmaşıklığı miRNA’ların keşfi ile daha iyi anlaşıldı.

    Bunlar kodlayıcı olmayan bir küçük RNA sınıfıdır.

  • Hedef mRNA’nın translasyonunu baskılar veya

  • Yıkılmasını indükler

    (mRNA’nın 3’ UTR bölgesine baz eşleşmesi tam ise)


Susturma mekanizmalar

Susturma mekanizmaları

  • Translasyonun başlamasını önlemek

  • miRNA aracılı deadenilasyon ve yıkılma

  • İşlenme cisimleri (processing) P-cisimcikleri

  • mRNA depolanma ve yıkılma yerleri

  • MSS, miRNA’larca çok zengin ve beyine özgü

  • Tek miRNA birkaç 100 farklı mRNA’yı hedefleyebilir.

  • MSS gelişimi ve işlevlerinde çok sayıda rolü var.


Sinir sisteminde mirna ekspresyonu

Sinir Sisteminde miRNA ekspresyonu

Beyinden ve nöral hücre hatlarından

  • Çok sayıda benzeri olmayan miRNA izole edildi.

  • Çoğu poliribozomlarla ilişkili

  • miRNA’ların translasyonun düzenlenmesine katıldığını gösterir

  • Mikrodizin teknolojisi ile miRNA ekspresyonunun sinir sisteminde dokuya özgü şekilde dinamik olarak düzenlendiği gösterildi

    MSS’de

  • mir-138

  • mir-124 çok fazla ifade edilir.


Transkripsiyon

  • Bazısı bölgeye veya hücreye özgü;

    mir-222 sadece telensefalonda (zebra balığında)

    mir-29 astrositlerde

  • Bazısı gelişim sırasunda düzenlenir.

    mir-92b nöronal progenitör hücrelerde yüksek

    Düzeyde iken farklılaşmış nöronlarda yok

    ,veya tam tersi.

    Örneğin; mir-124


Transkripsiyon

600 × 738 - .

.. vitro studies of RNA-induced gene silencing, or RNA

600 × 738

600 × 738


Transkripsiyon

bir pre-microRNA'nın sap-ilmik yapısı.


Transkripsiyon

miRNA'yı kodlayan genler işlenmiş olgun miRNA molekülünden çok daha uzundur. miRNA'lar önce birincil (primer) transkript, veya pri-miRNA olarak yazılırlar, bu transkriptlerin birer başlığı ve poli-A kuyruğu vardır. Bunlar işlem görüp hücre çekirdeğinde pre-miRNA olarak bilinen kısa, 70 nükleotit uzunlukta, sap-ilmik şekilli, öncül (prekürsör) yapılara dönüşür. Bu işlenme hayvanlarda Mikroişlemci kompleks (İng.Microprocessor complex) adlı bir protein kompleksi tarafından gerçekleştirilir. Mikroişlemci kompleks'te Drosha adlı bir nükleaz, ve Pasha adlı çift iplikli RNA bağlayıcı protein bulunur.[3]

Pre-miRNA'lar sonra sitoplazmada Dicer adlı endonükleaz ile etkileşerek olgun miRNA'ya dönüşürler. Dicer aynı zamanda RNA-indüklenmiş susturma kompleksi (İng. RNA-induced silencing complex; RISC) oluşumunun başlatır.[4] Bu kompleks miRNA ifadesi ve RNA interferanstan kaynaklanan gen susturmasından sorumludur.


Transkripsiyon

275_wide.Par.6336.Image.360.356.1.gif.miRNA_Processing_and_Activity_.gif

invitrogen.com

360 × 356 - ...

transcripts occurs through a multi-step process that is


Transkripsiyon

421 × 463 -

RNAi pathway


  • Login