ffmbg-103 molekÜler bİyolojİ ve genetİk 1

FFMBG-103 MOLEKÜLER BİYOLOJİ VE GENETİK 1

ÖKARYOTLARDA TRANSKRİPSİYONCumartesi 22.Nisan.2023

1

Cumartesi 22.Nisan.2023

2

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


4

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


5

Ökaryotlarda Transkripsiyonun başlaması- RNA polimerazlarRNA polimeraz formları

Sentezlediği ürün Bulunduğu yer

RNA polimeraz I rRNA Çekirdekçik

RNA polimeraz II

mRNA, snRNA Nükleoplazma

RNA polimeraz III

5S rRNA, tRNA Nükleoplazma


6

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.


7

Promotorlar..


8

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.


9

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.


10

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


11


12

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.


13

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.


14

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.


15

Transkripsiyon faktörleri


16

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 TranskripsiyonunBaşlaması ve görev alan transkripsiyon faktörleri


17

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


18

Oluşan Öncül mRNA nın İşlenmesi 5’ CAP bağlama İntronların

çıkarılması (splicing)

3’ kuyruğu ekleme (poliadenilasyon)

Olgun mRNA nın sitoplazmaya hareketi


19

5’ CAP bağlama

Transkripsiyonun hemen sonrasında gerçekleşir

Transkriptin 5’ ucu metil grupları ile kapatılır


20

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


21

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. Spliceosomlar konsensus dizeleri olan OFF 5’ (GU) ve 3’ (AG). Leri tanır ve keserler.

Spliceosomlar RNA-protein kompleksleri olup öncül mRNAlarda istenmeyen intron bölgelerini kesip atarlartek bir mRNA şeklinde birleştirirler

RNA Splicing

Ökaryotlarda Parçalı Genler-Ekson ve İntronlar-

Ökaryotik mRNA oluşumuna genel bakış

Tavuk ovalbümin mRNAsı ile bu gene ait DNA’nın hibridizasyonu

Ökaryotlarda RNA’nın transkripsiyon sonrası işlenmesi

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)


30

Alternatif splicing e örnek..


31

RNA editing e örnekler


32

ffmbg-103 molekÜler bİyolojİ ve genetİk 1

Documents