GENİN TEMEL FONKSİYONLARI: 2. TRANSKRİPSİYON

DNA’da saklanan genetik bilgilerin bir RNA molekülü (mRNA, tRNA, rRNA) sentezi suretiyle kopyalanması veya yazılmasına transkripsiyon adı verilir Transkripsiyonla RNA’ya kopyalanan, bir protein molekülüne ait genetik bilgilerin okunması veya bir protein molekülü haline çevrilmesine translasyon adı verilir Transkripsiyon ve translasyon olaylarının toplamı, gen ifadesi (gen ekspresyonu) olarak tanımlanır

Herhangi bir organizmanın genomundaki DNA dizisi şifrelenmiştir ve bu şifre bu organizmanın belirli bir özelliğinin bilgisini taşır. Bu diziler sadece bilgi taşımakla kalmaz aynı zamanda ne zaman, nerede ve ne kadar bu üründen yapılacağını da belirler. Bu bilgiyi kullanabilmek için belirli bir genin kopyası olan ara bir ürün yapılır ve rehber olarak DNA kullanılır. Bu ara molekül RNA’dır ve onun sentezlenme süreci transkripsiyon olarak adlandırılır.

Prokaryot ve ökaryotlarda bilginin ürüne dönüşmesi çeşitli evrelerde gerçekleşir. İlk evre bilginin RNA biçiminde kopyalanmasıdır (transkripsiyon) Prokaryotlarda bu bilgi hemen ürüne dönüştürülür (amino asit zinciri)-translasyon Ökaryotlarda bu iki süreç ayrılmıştır transkripsiyon çekirdekte translasyon ise sitoplazmada yer alır. Ayrıca RNA çekirdekten sitoplazmaya transfer edilmeden önce işlenir-intronlar uzaklaştırılır, 5’ ucuna cap yapısı eklenir ve 3’ ucuna polyA kuyruğu takılır. Bazı genler için son ürün RNA’dır ve bu RNA’lar proteine dönüşmezler -UTR

RNA Sınıflandırması İki genel sınıfa ayrılır. Bu sınıflardan biri DNA’daki bilginin çözülmesine aracılık eder ve bu bilgi taşıyıcılarına messenger RNA denir çünkü postacı gibi bilgiyi DNAdan proteine geçişini sağlar Geride kalan diğer genler ise son ürün olarak RNA kodlar bunlara fonksiyonel RNA (tRNA, rRNA) denir.

rRNA: (%80) Ribozomlarda bulunan RNA dır rRNA: (%80) Ribozomlarda bulunan RNA dır. Değişik proteinler ile birlikte rRNA lar ribozomları oluşturur. amino asit zincirlerinin sentezinin gerçekleştiriler

Ribozomlar hem prokaryot hem de ökaryotlarda iki altbirimden oluşur. Bu altbirimler santrifüjleme sırasında hangi hızda sedimente oldukları ile ilişkili olarak adlandırılır. S harfi Svdeberg birimine karşılık gelir. Sedimantasyon hızı sadece kütle değil, taneciğin şekline de bağlıdır. Ökaryotların ribozomal küçük altbirimi 33 protein ve büyük altbirimi ise 49 protein içermektedir.

tRNA: (%15) 3 major RNA arasında en küçük olanıdır (4S) tRNA: (%15) 3 major RNA arasında en küçük olanıdır (4S). Proteinlerin yapısında yer alan 20 aminoasidin herbirine özgü bir tRNA vardır. Her tRNA kendisine özgün amino asidi taşır Translasyon sırasında doğru amino asiti mRNA’ya getirmekten sorumludur.

RNA’nın özellikleri RNA genellikle tek zincirlidir, daha esnek bir yapıya sahiptir RNA nükleotit lerinde riboz şekeri taşır. Adından da anlaşılaşacağı gibi iki şeker arasındaki tek fark 2. C atomuna bağlı oksijenin olup olmamasıdıır.

Tek bir DNA zinciri gibi RNA zinciri de şeker-P omurgasından oluşur ve bazlar kovalent olarak ribozun 1’ C atomuna bağlıdır. DNA’da olduğu gibi şekerin 3’-5’ fosfodiester bağıyla nt eklenir. RNA molekülerinin nt leri A,G,C ve U dir. U, T gibi A ile bağ oluşturur ve eşleşir. RNA DNA’dan farklı ama proteinlere benzer biçimde önemli biyolojik reaksiyonları katalizler Enzim gibi çalışan bu RNA moleküllerine ribozim adı verilir.

RNA sentezi için RNA polimeraza, başlama ve sonlanma sinyallerine gereksinim vardır

Kromozomlardaki genler, fonksiyonlarına göre çeşitlere ayrılabilirler: 1) Yapısal genler; mRNA’yı oluştururlar 2) Operatör genler; yapısal genlerin fonksiyonunu denetlerler 3) Promotör genler; üzerinde RNA polimeraz bağlanma bölgesi ve cAMP+reseptör protein bağlanma bölgesi olmak üzere iki bölge içerirler 4) Düzenleyici genler; operonu uzaktan kontrol ederler

m-RNA SENTEZİ BASAMAKLARI *DNA template RNA Polimerazın bağlanması *Sentezin başlaması *Zincir uzaması Sentezin tamamlanması ve enzimin DNA dan ayrılması (sonlanma)

RNA polimeraz enzimi, DNA nın transkripsiyona uğrayacak gen kısmının başında bulunan nükleotid dizesini (promotor bölge) tanır. Sonra DNA yı bir kalıp olarak kullanır ve buna komplementer bir RNA oluşturur.

Şapka oluşumu protein sentezinin başlamasına yardımcı olur Şapka oluşumu protein sentezinin başlamasına yardımcı olur. Translasyonu hızlandırır. Şapkası olmayan ökaryatik m-RNA ların translasyonu verimli olmaz. Bu yapı mRNA nın ribozomlara bağlanması için esastır.

3’ ucuna Poli A polimeraz ile 40-200 adenin nükleotidi eklenir 3’ ucuna Poli A polimeraz ile 40-200 adenin nükleotidi eklenir. mRNA dayanıklılığını ve çekirdekten çıkış hızını arttırır. Transkiripsiyonun sonlamasında etkindir. Sitoplazmada zamanla kısalır.

İntronların Çıkarılması Splicing mRNA,rRNA,tRNA Çekirdekten çıkmadan gerçekleşir. GU-AG kuralı. Tüm intronlar 5’-GT(U) dizisi ile başlar ve AG-3’ dizisi ile biter.

m-RNA sitoplazmaya geçer ve protein sentezini gerçekleştirir.

REPLİKASYON TRANSKRİPSİYON *Birbirinin aynı iki DNA *DNA üzerinde belirli bir gen *DNA Polimeraz *RNA polimeraz *dNTP *NTP DNA Pol RNA Pol (dNMP)n+dNTP(dNMP)n+1 Ppi (NMP)n+NTP(NMP)n+1 Ppi *A-T G-C *A-U G-C *Primer gerektirir *Gerektirmez *Template DNA *Template DNA

Genler farklı etkinlikte transkribe ve transle olabilirler. Buda bir hücrede A geninden elde edilen proteinin B geninden elde edilen proteinden daha fazla olmasına olanak verir. Dolayısıyla genlerin ekspresyonu rastgele ve tekdüze değil hücrenin gereksinimlerine göre düzenlenir.

Housekeeping genler Bir genin değişmeyen ekspresyonuna “constitutive” gen ekspresyonu denir. Housekeeping genler: Bir tür veya organizmanın her hücresi için her zaman sabit düzeylerde eksprese olan genlerdir.