Download
1 / 32
350 likes | 1.16k Views
FFMBG-103 MOLEKÜLER BİYOLOJİ VE GENETİK 1. ÖKARYOTLARDA TRANSKRİPSİYON. Prokaryotlarda transkripsiyonun sonlanması. Rho – sonlanma faktörü proteini rho ; ATPye bağımlı helikaz RNA transkripti boyunca ilerler, “bubble” ı bulur, açar ve RNA zincirini salar
E N D
FFMBG-103 MOLEKÜLER BİYOLOJİ VE GENETİK 1 ÖKARYOTLARDA TRANSKRİPSİYON
Prokaryotlarda transkripsiyonun sonlanması • Rho – sonlanma faktörü proteini • rho ; ATPye bağımlı helikaz • RNA transkripti boyunca ilerler, “bubble” ı bulur, açar ve RNA zincirini salar • Spesifik diziler: DNA da ki sonlanma dizileri • GC bakımından zengin ters tekrarlar RNA transkriptinde bir stem-loop oluşturur • Transkriptte U yu kodlayan 6-8 adet A bulunur
Prokaryotlarda transkripsiyon ve translasyon mRNA aynı anda translasyona uğrar
Ökaryotlarda transkripsiyon • Prokaryotlardaki transkripsiyondan çeşitli farklılıkları sözkonusudur: • Transkripsiyonun başlangıcı: Prokaryotlarda transkripsiyon devam ederken aynı anda uzayan zincir üzerinde translasyon gerçekleşir. Ökaryotlarda transkripsiyon üç farklı RNA polimerazın kontrolünde ve çekirdek içerisinde gerçekleşir. Translasyon sitoplazmada olur. • Kromatin remodelling: Kompakt kromatin fiberlerinin gevşeyip DNA sarmalının açılması, RNA polimeraz ve diğer düzenleyici proteinlerin bağlanabilmeleri için uygun ortamın olması gerekmektedir. • Promotorlar dışında farklı düzenleyici kontrol birimlerinin olması: Ör. enhancer • Heterojen Nüklear RNA ve onun işlem görmesi: 5’ CAP ve 3’ Kuyruk eklenmesi ile mRNA ların oluşması. RNA işlenmesi- RNA editing, split genler, splicing
Ökaryotlarda Transkripsiyonun başlaması- RNA polimerazlar RNA Polimeraz II (RNP II) ökaryotlardaki tüm mRNA ların üretilmesinden sorumlu olan enzimdir • RNA polimeraz I (Pol I) sadece tek tip RNA sentezinden (preribozomal RNA) sorumludur. Bu RNA 18 S, 5.8 S ve 28 S rRNA’lar için prekürsördür. Pol I promotorlar bir türden diğerine sekansta farklılık gösterir. • RNA polimeraz II (Pol II)’nin temel fonksiyonu mRNA ve bazı spesifik RNA’ların sentezidir.Bu enzim binlerce farklı RNA bölgesini tanıyabilir • RNA polimeraz III (Pol III) tRNA, 5 S rRNA ve bazı küçük özel RNA’ları sentezler. Pol III’ün promotorları iyi karakterize edilmiştir.
RNA polimeraz II tarafından transkripsiyonun başlatılmasını düzenleyen DNA bölgeleri • En az üç farklı tiptedirler: • Core-promotor bölgesi: RNA polimeraz II’nin DNA üzerinde nereye bağlanacağını ve transkripsiyonun nereden başlayacağını belirler. • Promotor bölgesi: Transkripsiyonun hızını ve verimliliğini etkiler. • Enhancer bölgesi: Promotor bölgesi ile aynı işleve sahiptir.
Promotorlar.. Prokaryotlarda • Promotor – • Pribnow Kutusu (-10 bölgesi) – TATAAT • -35 bölgesi - TTGACA • Ökaryotlarda • Promoter – • Core promotor –TATA kutusu (TATAAA(A)); transkripsiyon başlangıç noktasının 50 baz çifti yukarısında bulunur ve tek hücreli ökaryotlarda bulunur. • Core promotoru ve ayrıca • Aşağı kısımdaki promotorlar • Uzak promotor bölgeleri
Prokaryotlarda promotor denilince RNA polimeraz tarafından tanınan DNA dizisi ifade edilirken ökaryotlarda promotor denildiğinde kastedilen; • RNA polimeraz II nin bağlandığı core promotor bölgesi ve • RNA polimeraz II nin aktivitesini etkileyen promotor ve enhancer bölgelerinin tamamıdır.
Core promotor bölgesi • TATA Kutusu: • Hemen hemen tüm ökaryotlarda bulunur • Transkripsiyon başlangıç noktasının 30 baz yukarısında yer alır (5’ ucu tarafına) • Konsensus dizisi: TATAAAA, beş nükleotitlik dize • Prokaryotlardaki pribnow kutusuyla aynı işlevi görür • TATA kutusu, RNA polimeraz II nin kalıp DNA’ya bağlandığı yerdir. Transkripsiyon bu diziden 25-30 nükleotit sonra başlar. • TATA kutusu transkripsiyonun kesin başlangıç noktasının belirlenmesini sağlar.
Promotor dizesi • CAAT Kutusu: • Konsensus dizisi GGCCAATCT transkripsiyonun başladığı noktadan yaklaşık 100 nükleotit daha yukarıda (genin 5’ ucu tarafında) bulunur. • Birçok gende bu dizeden bir yada daha fazla bulunur • Promotorun verimliğini etkiler
Enhancer bölgesi • Genin 5’ucunda bulunurlar ancak gene olan uzaklıkları değişkenlik gösterir • Bazen genin 3’ ucunda hatta genin içerisinde bile olabilirler • RNA polimeraz II nin core promotora bağlanmasını doğrudan etkilenmezler, ancak çok etkin bir transkripsiyon başlangıcı için gereklidir.
Transkripsiyon Faktörleri • Kalıp DNA ya RNA polimerazın bağlanmasını ve transkripsiyonun başlamasını sağlayan proteinlerdir. • Prokaryotlardaki sigma alt birimlerine eş değerdir. • Ökaryotlarda toplam iki grup transkripsiyon faktörü mevcuttur. • Genel transkripsiyon faktörleri: Tüm RNA polimeraz II aracılığı ile gerçekleşen transkripsiyon için kesinlikle gereklidirler • Spesifik transkripsiyon faktörleri: Transkripsiyonun hızını ve etkinliğini etkilerler.
Genel Transkripsiyon Faktörleri • Transkripsiyon için elzem proteinlerdir. Çünkü onlar olmaksızın RNA polimeraz II ökaryotik promotor bölgelerine doğrudan bağlanamaz ve transkripsiyonu başlatamaz. • TFIIA, TFIIB, TFIID, TFIIE, TFIIF, TFIIH • * TFIID doğrudan TATA dizisine bağlanır ve yaklaşık 10 adet polipeptit alt birimlerinden oluşur. Bu alt birimlerden biri TATA-bağlanma proteini (TBP) olarak adlandırılır.
Transkripsiyon faktörleri • 1): TFIID- TATA DNA ya bağlanır (çoğu kez TBP olarak adlandırılır) • 2): A ve B TFII ler TFIID ye bağlanır ve onu modifiye ederler • 3): RNAP II(TFIIF) TATA kutusan bağlanır • 4): TFII-E “ön-başlama kompleksi” ne bağlanır • 5) TFII-H in bağlanması DNA nın açılmasını sağlar (helikaz aktivites) ve RNA polimeraz II nin fosforilasyonu gerçekleşir (aktivasyon) • 6) Transkripsiyonun başlaması: TFIIA/D salınır ve transkripsiyon başlar * Öncesinde DNA daki histonlar ve kromatinlerin DNA sarmalının açılması ve transkripsiyon öncesi uzaklaştırılması gerekmektedir. • 7) mRNA transkripsiyonunun RNA polimeraz II tarafından sonlandırılması terminasyon faktörünün RNA daki AAUAA dizesini tanıdığında gerçekleşir • Basamaklar: #1D#2A/B#4RNAPII#5E/HA/D Release • Initiation complete and Transcription Begins!
Ökaryotlarda Transkripsiyonun Başlaması ve görev alan transkripsiyon faktörleri
Transkripsiyonun diğer basamakları: • Uzama: Bu sırada 40 baz çifti DNA ve yaklaşık 18 baz çifti büyüyen mRNA zinciri enzim kompleksinin içinde yer alır • Sonlanma- Transkripsiyon ilerledikçe sonlanma sinyalini veren DNA yla karşılaşılır, enzim kompleksi kararsız hale gelir ve hem DNA hem de büyüyen RNA zinciri enzimden ayrılır • Oluşan Öncül mRNA nın İşlenmesi
Oluşan Öncül mRNA nın İşlenmesi • 5’ CAP bağlama • İntronların çıkarılması (splicing) • 3’ kuyruğu ekleme (poliadenilasyon) • Olgun mRNA nın sitoplazmaya hareketi
5’ CAP bağlama • Transkripsiyonun hemen sonrasında gerçekleşir • Transkriptin 5’ ucu metil grupları ile kapatılır • RNA Capping enzimleri • Fosfataz • Guanil transferaz – GMP in 5’ -5’ bağlanmadaki GMP • Metiltransferaz 5´cap (baş bölgesi)’da 7-metilguanozin 5´terminal ucunda 5´5´ trifosfat bağı ile zincire eklenir.
Poliadenilasyon • HnRNA transkriptinin 3’ ucundaki AAUAAA sinyal sekansı ardından özgül endonukleazlarla kesilir • Fosforilasyonla uca A kuyruğu eklenir Poli (A), 80-250 adenilat rezidüzüdür ve 3´ ucunda bulunur. Poliadenilat polimeraz poli (A) kuyruğu
Intronlar öncül-mRNA içinde bulunurlar ve mRNA nükleustan ayrılmadan önce spliceosom adı verilen yapılarla kesilip mRNA da çıkarılmalıdırlar.Spliceosomlarkonsensus dizeleri olan OFF 5’ (GU) ve 3’ (AG). Leri tanır ve keserler.
SpliceosomlarRNA-protein kompleksleri olup öncül mRNAlarda istenmeyen intron bölgelerini kesip atarlartek bir mRNA şeklinde birleştirirler
Tavuk ovalbümin mRNAsı ile bu gene ait DNA’nın hibridizasyonu
Alternatif splicing-RNA editing • Alternatif splicing; tek bir genin birden fazla geni kodlaması durumusur • RNA editing: 1. pre-RNA’daki nükleotidlere ekleme –çıkarma yada yapıdaki bazların kimyasal degisiklige ugratılmasıyla (böylece mRNA’daki bazlar ilgili DNA sekansı ile tam komplemeterlik göstermez) 2. Amino asitlerin degisikligi, ekleme yada çıkarılmasıyla gerçeklestirilir. • RNA editing, genellikle hücre yada dokuya spesifiktir. (Örn. protozoa, slime molds, bitki organelleri, memeliler)
