FFMBG-103 MOLEKÜLER BİYOLOJİ VE GENETİK 1

... konulu sunumlar: "FFMBG-103 MOLEKÜLER BİYOLOJİ VE GENETİK 1"— Sunum transkripti:

1 FFMBG-103 MOLEKÜLER BİYOLOJİ VE GENETİK 1
02 Nisan 2017 Pazar02 Nisan 2017 Pazar ÖKARYOTLARDA TRANSKRİPSİYON

2 02 Nisan 2017 Pazar

3 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

4 Prokaryotlarda transkripsiyon ve translasyon
mRNA aynı anda translasyona uğrar 02 Nisan 2017 Pazar

5 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 02 Nisan 2017 Pazar

6 Ökaryotlarda Transkripsiyonun başlaması- RNA polimerazlar
RNA polimeraz formları Sentezlediği ürün Bulunduğu yer RNA polimeraz I rRNA Çekirdekçik RNA polimeraz II mRNA, snRNA Nükleoplazma RNA polimeraz III 5S rRNA, tRNA 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. 02 Nisan 2017 Pazar

7 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. 02 Nisan 2017 Pazar

8 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 02 Nisan 2017 Pazar

9 RNA polimeraz II nin bağlandığı core promotor bölgesi ve
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. 02 Nisan 2017 Pazar

10 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 nükleotit sonra başlar. TATA kutusu transkripsiyonun kesin başlangıç noktasının belirlenmesini sağlar. 02 Nisan 2017 Pazar

11 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 02 Nisan 2017 Pazar

12 02 Nisan 2017 Pazar

13 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. 02 Nisan 2017 Pazar

14 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. 02 Nisan 2017 Pazar

15 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. 02 Nisan 2017 Pazar

16 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/HA/D Release Initiation complete and Transcription Begins! 02 Nisan 2017 Pazar

17 Başlaması ve görev alan transkripsiyon faktörleri
Ökaryotlarda Transkripsiyonun Başlaması ve görev alan transkripsiyon faktörleri 02 Nisan 2017 Pazar

18 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 02 Nisan 2017 Pazar

19 Oluşan Öncül mRNA nın İşlenmesi
5’ CAP bağlama İntronların çıkarılması (splicing) 3’ kuyruğu ekleme (poliadenilasyon) Olgun mRNA nın sitoplazmaya hareketi 02 Nisan 2017 Pazar

20 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. 02 Nisan 2017 Pazar

21 Poliadenilasyon HnRNA transkriptinin 3’ ucundaki AAUAAA sinyal sekansı ardından özgül endonukleazlarla kesilir Fosforilasyonla uca A kuyruğu eklenir Poli (A), adenilat rezidüzüdür ve 3´ ucunda bulunur. Poliadenilat polimeraz poli (A) kuyruğu 02 Nisan 2017 Pazar

22 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.

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

24 RNA Splicing

25 Ökaryotlarda Parçalı Genler -Ekson ve İntronlar-

26 Ökaryotik mRNA oluşumuna genel bakış

27

28 Tavuk ovalbümin mRNAsı ile bu gene ait DNA’nın hibridizasyonu

29 Ökaryotlarda RNA’nın transkripsiyon sonrası işlenmesi

30 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) 02 Nisan 2017 Pazar

31 Alternatif splicing e örnek..
02 Nisan 2017 Pazar

32 RNA editing e örnekler 02 Nisan 2017 Pazar