Prof. Dr. Orhan Canbolat; Md ; PhD NÜKLEİK ASİTLERİN YAPI VE FONKSİYONLARI Prof. Dr. Orhan Canbolat; Md ; PhD

Nükleik asit – DNA (Deoksi Ribonükleik Asit) RNA (Ribonükleik asit) Polinükleotit 

NÜKLEİK ASİTLERİN YAPI VE FONKSİYONU TIBBİ ÖNEMİ Merkezi Dogma Genetik bilgi Heredite Kalıtımsal hastalıklar Teşhis Tedavi Mühendislik

DNA DNA Çift sarmal Antiparalel hidrojen bağı A - T iki hidrojen bağı G - C üç hidrojen bağı

Beta-N-glycosidik bağ ; B-Ş Enzimatik Fosfodiester bağı ; Ş – Ş Hidrojen bağ ; B-B Beta-N-glycosidik bağ ; B-Ş Enzimatik Fosfodiester bağı ; Ş – Ş DNA’daki fosfodiester bağları;ardışık şekerlerin 5′ ve 3′ karbon atomları arasında oluşur.

Sindirim Deoxyribonükleaz Ribonükleaz Endonükleaz Exonüklez Nücleotidaz

Double-stranded DNA

DNA Formları

DNA Denaturasyon- Renaturasyon Yüksek ısı Tuz konsatrasyonun düşüşü Ph oranın değişimi G - C oranı yüksek ise ısıya daha dayanıklıdır PCR; Spesifik bir DNA parçasının kopyalarının primerler tarafından yönlendirilerek in vitro olarak sentezlenmesi Denatürasyon Annealing (Hibridizasyon) Extension (Polimerizasyon)

DNA - HİSTON PROTEİNLERİ -Epigenetik H1, H2A, H2B, H3 ve H4 olarak tanımlanmıştır. // arjinin ve lisin // Baziktirler ve pozitif yüke sahiptirler. // Histonlar, pozitif yükleri sayesinde DNA’nın negatif yüklü fosfodiester iskeletine kolayca bağlanır. H2A, H2B, H3, H4 X 2 = Oktomer // 1.75 dönüş// 146 Baz çifti Gene expression is regulated by acetylation of core histones through the action of coactivators. Gene repression is mediated via histone deacetylases (HDACs) and other corepressors. In asthma, there is an increase in HAT activity and some reduction in HDAC activity, // Steroidler //orticosteroids switch off inflammatory genes in asthma through the inhibition of HAT activity

DNA- Epigenetik Araştırma Alanları •       Kanser •       Nörolojik hastalıklar •       Kardiovascular Bozukluklar •       Infertility •       Yaşlanma •       Embriyoloji •       Hücre farklılaşması Kanser hücrelerinde Tümör supressor genlerinin ( TSG) promotor bölgesinin CpG metillenmesi neticesinde yüzlerce TSG susar ve kontrolsüz hücre bölünmesi engellenemez, hücre kanserogeneze girer. Asetilasyon ile histonların amino ucunda bulunan lizin aminoasitlerine asetil grubu takılmakta ve elektrostatik yükü değişen histonun DNA'ya ilgisi azalmaktadır. Transkripsiyonu aktive ettiği bilinmektedir. Tedavi HDAC inhibitörleri başta kanser olmak üzere, spinal musküler atrofi, Alzheimer hastalığı, diyabet, psikiyatrik hastalıklar  Histon Deasetilaz (HDAC) Inhibitörleri DNA Metiltransferase (DNMT) Inhibitörleri

RNA

RNA Transcription is the process by which RNA copies of the genes are synthesized as the first step leading to gene expression. Messenger RNAs (mRNAs) carry copies of the genes that can be translated into proteins Other specialized RNAs, ribosomal RNA (rRNA), transfer RNAs (tRNAs), and small RNA molecules are not translated into protein but have central roles in gene expression and protein synthesis. In eukaryotes, mRNAs are initially transcribed as heterogeneous nuclear RNA( hnmRNA) , which still contains intervening sequences of the gene and must undergo processing to attain the final mRNA structure. small nuclear RNA (snRNA) are not directly involved in protein synthesis but play pivotal roles in RNA processing.

RNA a. Şeker = Riboz b. T- U değişimi ? c. Tek zincir d. İşleme tabi tutulma e. Farklı fansiyonlar

RNA HIV virüsleri retrovirüsler ( Human Immunodeficiency Virus ) olarak bilinen virüs sınıfına dahildir. RNA’larını DNA’ya dönüştürmek için kendilerine özgü olan revers transkriptaz diye bilinen bir enzimi kullanırlar. Enfeksiyonun tipik seyri boyunca, en belirgin olarak CD4 pozitif (CD4+) T hücreleri olarak bilinen hayati öneme sahip bağışıklık hücreleri harap olur ve etkisiz hale gelir.

Messenger RNA DNA bilgisini taşır Baz Bilgisi değişir Ciddi modifikasyona uğrar

hn mRNA / Pre mRNA

Messenger RNA 7- methylguanosine triphosphate Tanıma Stabilite 5’ Eksonüklezlardan korunma Posttranskipsiyonel mekanizma

Messenger RNA 3'-hydroksil terminali adenylate residüleri -20–250 nucleotid Stabilite = 3'-exonükleaza karşı Posttranskripsiyonel mekanizma

Transfer RNA (tRNA) 74-95 nucleotid Amino asit taşıyıcı En az 20 çeşit tRNA Post transkripsiyonel modifikasyonlar

Ribosomal RNA Nukleoprotein Protein biyosentezi İki alt üniteden oluşur Prokaryot ; 30 S subunit //16S rRNA 50 S subünit // 23S and 5S rRNA Eukaryot 40S //18S rRNA 60 S // 28S, 5.8S, and 5S Ribosomal RNA

Small RNA Küçük kodlanmayan RNA’lara örnek olarak Micro RNA ; Küçük RNA’lar (sRNAs); çift sarmal RNA’lardan (dsRNA) oluşan 19-28 nükleotid (nt) uzunluğunda, kodlama yapmayan ve henüz bütün işlevleri aydınlanmamış RNA’lardır Bazılarının, mRNA’ların bir parçası ya da genomun intergenik alanlarından oluştuğu düşünülmektedir. Gen susturulmasında – gen regülasyonu - Küçük kodlanmayan RNA’lara örnek olarak miRNA, siRNA ve piRNA verilebilir   miRNA ; mRNA ların ribozom bağlanma bölgelerinin civarına bağlanarak mRNA'nın üreteceği proteinin sentezlenmesini engellerler siRNA Transkripsiyon sonrası genlerin susturulması sorumludur piRNA; memelilerin eşey hücrelerinde Transpozon baskılanmasından sorumludur miRNA’ların İşlevi  Gelişim – Farklılaşma  Hücre ölümü Hastalıklar Kanser Kolesterol biyosentezi c) DNA metilasyonu ve kromatin modifikasyonu Micro RNA ; İlaç gelişiminde ana hedeflerden olacaklardır.