1 / 176

Transkripsiyon

Transkripsiyon. Prof. Dr. Selma Yılmazer İ.Ü Cerrahpaşa Tıp Fakültesi Tıbbi Biyoloji A.D. Gen ekspresyonu (gen anlatımı). DNA molekülünün taşıdığı bilginin protein moleküllerine çevrilmesine Gen ekspresyonu denir. Gen ekspresyonu 2 aşamada gerçekleşir: Transkripsiyon (Yazılım):

tiva
Télécharger la présentation

Transkripsiyon

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript


  1. Transkripsiyon Prof. Dr. Selma Yılmazer İ.Ü Cerrahpaşa Tıp Fakültesi Tıbbi Biyoloji A.D

  2. Gen ekspresyonu (gen anlatımı) • DNA molekülünün taşıdığı bilginin protein moleküllerine çevrilmesine Gen ekspresyonu denir. • Gen ekspresyonu 2 aşamada gerçekleşir: • Transkripsiyon (Yazılım): DNA nın taşıdığı bilgi, RNA Moleküllerine aktarılır. • Translasyon (Çeviri): Kalıtsal bilgi, mRNA aracılığı ile proteine çevrilir. DNA, • protein sentezi için doğrudan kalıp görevi yapmaz. • Aracı moleküllere yani mRNA lara ihtiyaç vardır.

  3. Gen ekspresyonu (gen anlatımı) Gen ekspresyonunun (gen anlatımı) • ilk basamağıRNA sentezidir.(Transkripsiyon) Ökaryot hücrelerde Transkripsiyon; • RNA sentezlenmesi (ilk transkriptin oluşması), • Sentezlenen RNA nın işlevsel formayani olgun mRNA ya dönüştürülmesi;RNA işlenmesi ilegerçekleşir. (Örn. İntronların kesilip çıkartılması,uç modifikasyonları)

  4. Transkripsiyon Transkripsiyon; • DNA nın gen adı verilen bölgelerinin • mRNA, rRNA ve tRNA vermek üzere kopyalanmasıdır. • Transkripsiyonu gerçekleştiren enzim RNA polimerazdır. • 1960’ da J. Hurwitz ve S. Weissman tarafından bulunmuştur • mRNA, DNA nın dizisine komplementer (tamamlayıcı) bir baz dizisi içerir.

  5. RNA Çeşitleri • Haberci RNA’ lar (mRNA lar): Protein Sentezi için kalıp görevi yapar. • Ribozomal RNA’ lar (rRNA lar) ve • Taşıyıcı RNA’ lar (tRNA lar) mRNA nın proteine çevrilmesinde görev yapar. • Küçük RNA’ lar • mRNA kırpılması • rRNA işlenmesi v.b. • Gen ekspresyonu düzenlenmesi

  6. Transkripsiyon • Transkripsiyon için • DNA Kalıbına • RNA polimeraza • Ribonükleotid trifosfatlara (ATP, GTP, CTP, UTP) • Magnezyum İyonuna ihtiyaç vardır.

  7. RNA Sentezinin Aşamaları • RNA Polimerazın DNA Kalıbına bağlanması. • Sentezin başlaması • Zincirin uzaması • Sentezin sonlanması

  8. Prokaryotlarda Transkripsiyon • E. Coli, • Transkripsiyon çalışmalarında bir model. • mRNA, E. Coli’ de bulundu. • RNA Polimeraz, E. Coli’ den saflaştırıldı. • Gen ekspresyonu regülasyonunu sağlayan mekanizmalar E. Coli’ de keşfedildi.

  9. RNA Polimeraz ve Transkripsiyon • RNA sentezinden sorumlu olan enzim; RNA Polimerazdır. • DNA’ yı kalıp olarak kullanarak • Ona komplementer olan bazları bir araya getirir. • Ribonukleozid 5’-trifosfatların (NTP ler) polimerleşmesini katalizler.

  10. RNA Polimeraz • RNA zincirinin uzamasını daima 5’->3’ Yönünde katalizler. (DNA Polimeraz gibi) • Primerlere ihtiyaç duymaz (DNA Polimerazdan farklı olarak) • Sentezlenen RNA zinciri ile kalıp DNA ipliği birbirine antiparaleldir. • Prokaryotlarda tek bir RNA Polimeraz, mRNA, tRNA ve rRNA sentezini gerçekleştirir.

  11. RNA Polimeraz • RNA Polimeraz; Çok sayıda polipeptidden oluşmuş kompleks bir enzimdir. • Bakteri RNA Polimerazı, α, β, β’ ω ve σ alt birimlerinden oluşur. • σ(sigma) alt birimi, komplekse daha zayıf bağlanır. • Yeni sentezlenen RNA birkaç nükleotid uzunluğa eriştiğinde σ, diğer alt birimlerden ayrılır.

  12. RNA Polimeraz • İki α, bir β, bir β’ ve bir ω (omega) alt biriminden oluşan çekirdek RNA polimeraz, RNA nın uzama aşamasını gerçekleştirir. • Çekirdek RNA Polimeraz NTP lerin RNA ya polimerleşmesini katalizler. • Bu işlem için σ gerekmez.

  13. RNA Polimeraz • σ, kompleksin transkripsiyonun başlangıç yeri olan DNA dizisine bağlanması için gereklidir. • İş görebilen bir RNAnın oluşması için sentez, gendeki başlangıç noktasından başlamak zorundadır. • RNA Polimerazın bağlandığı bu özgün DNA dizisine, Promotör denir. • Transkripsiyon, genlerin başlangıcındaki bu özgün yerlerde başlar.

  14. Promotör Dizisi • E. Coli’ de keşfedildi. • Değişik genlerde transkripsiyon başlangıç noktasının yukarı yönünde birbirine benzeyen 2 farklı dizi bulundu. • Bu ortak diziler6 nukleotid içerir. • Transkripsiyon başlangıç yerinin (+1) • -10 ve • -35 baz çifti öncesinde bulunur.

  15. E.coli’nin Promotör Dizileri • -10 ve -35 elemanları olarak adlandırılırlar. • Bu diziler, farklı genlerde birbirlerine benzer. • Transkripsiyon başlangıç yeri, +1 olarak tanımlanır. • -10 ve -35 ortak dizilerdeki mutasyonlar, promotör işlevi üzerinde güçlü etki yaratır. • σ alt birimi, -35 ve -10 promotör bölgelerinin ikisine de bağlanır.

  16. E.coli’nin promotör dizileri

  17. DNA ayak izi yöntemi ile RNA polimerazın Promotöre bağlandığı yerler tanımlanmıştır

  18. Transkripsiyonun başlaması • RNA polimerazın bağlanması,(Kapalı promotör kompleksi) DNA sarmalının lokal olarak 14 bazı açarak (-12den +2 ye kadar) çözülmesine neden olur. Böylece tek iplikli DNA oluşur. (Açık promotör kompleksi) • RNA polimerazın Transkripsiyonu başlatması DNA kalıbını kullanarak bunatamamlayıcı olanilk iki serbest NTP yi fosfodiester bağı ilebirleştirerek başlatır. • RNA polimeraz senteze devam eder. • Sentezlenen zincir, 10 nükleotid uzunluğa erişince, σ ayrılır. .

  19. E.Coli RNA polimerazı ile transkripsiyon

  20. Zincirin Uzaması • RNA polimeraz ileri doğru hareket eder, sentez devam eder. • RNA zinciri uzar • Uzama sırasında polimeraz, kalıp DNA ile birleşik kalır. • Uzama sırasında polimeraz, (mRNA sentezinde) • Transkripsiyon bölgesinde ~15 bazlık açık bölge kalacak şekilde öndeki DNA yı açar, arkadaki DNA yı geri sarar. • β ve β’ alt birimler arasındaki kanal, 20 bç lik DNA barındırır ve polimerazın aktif bölgesini oluşturur.

  21. Sonlanma: • RNA sentezi RNA polimeraz, sonlandırma sinyali ile karşılaşana kadar devam eder. • Burada transkripsiyon durur. • Sentezlenen RNA, polimerazdan ayrılır. • Polimeraz da DNA dan ayrılır. • E. Coli’ de en basit bir sonlandırma sinyali vardır. • GC zengin ters tekrarlar, baz eşleşmesi ile sap-ilmik yapısı oluşturur. • Bu yapı, RNA nın DNA ile ilişkisini bozar. • Transkripsiyon sonlanır.

  22. Transkripsiyonun sonlanması 4 adenin nukleotidi tarafından izlenen GC den zengin ters tekrarlar ile belirlenir.Ters tekrarlar RNA da kararlı bir sap-ilmik yapısı oluşturur. Sonuçta RNA Kalıp DNA dan ayrılır.

  23. Ökaryotlarda Transkripsiyon • Prokaryot ve Ökaryot Hücreler Arasındaki Farklar: 1- Bakteride tek bir RNA polimeraz (tüm genlerin transkripsiyonundan sorumlu) • Ökaryotik hücrelerde, birden fazla RNA polimerazlar bulunur. 2- Ökaryotik RNA polimerazlar promotör diziye, ek proteinler ile bağlanır.

  24. Ökaryotik RNA Polimerazları • 3 farklı Nükleer RNA Polimeraz bulunur • RNA Polimeraz I • RNA Polimeraz II • RNA Polimeraz III 1-mRNA’ lar ; RNA Polimeraz II ile 2-rRNA’ lar ve tRNA’ lar ; RNA Polimeraz I ve III ile (Pol I 28s, 18s, 5.8s rRNA ların; Pol III 5s rRNA ların sentezi) 3-Küçük RNA lar; snRNA (küçük nükleer RNA ;kesip ekleme ) , scRNA [küçük sitoplazmik RNA; protein taşınması) RNA Pol III ve RNA Pol II tarafından sentezlenir.

  25. Ökaryotik RNA Polimerazlar • Kloroplast ve mitokondrilerde farklı RNA polimerazlar vardır. • Nükleer RNA Polimerazların üçü de • 12-17 alt birimden oluşan kompleks enzimlerdir. • Üçü de 9 adet benzer alt birim içerir. • Bunların 5 tanesi bakteri RNA polimerazın α, β, β’ ve ω alt birimlerine benzer.

  26. Ökaryotlarda Transkripsiyon • Prokaryotlarda olduğu gibi, 4 aşamada gerçekleşir • RNA Polimerazın DNA ya bağlanması • RNA sentezinin başlaması • RNA nın uzaması • RNA sentezinin sonlanması

  27. Ökaryotlarda promotör bölge • Ökaryotlarda promotör bölge; başlangıç noktasının (+1) önünde • -80 konumunda CAAT dizisi, • -30 konumunda TATA dizisi • Bazı genlerde GC elemanı • Ökaryotik RNA polimerazların transkripsiyonu başlatmak için transkripsiyon faktörleri denen özel proteinlere ihtiyacı vardır.

  28. Ökaryotik Promotör diziler • TATA kutusunun önünde verimli transkripsiyon için gerekli olan üç dizi elemanı içerir;bir CCAAT kutusu ve iki GC kutusu (konsensus dizisi GGGCGG)

  29. (mutasyonu hemoglobinopatilere neden olur) ( ( (mutasyonuHemofili A ya neden olur) Dokuya özgün genler Hypoxanthine phosphoribosyltransferase (House keeping gen) Tipik bir insan geni yapısı

  30. Transkripsiyon faktörleri • Transkripsiyon faktörleri, 2 gruba ayrılır: • 1- Genel Transkripsiyon Faktörleri • 2- Gene Özgü transkripsiyon faktörleri, Özel genlerin ekspresyonunu denetler. • Genomdaki genlerin %5’ i, transkripsiyon faktörü kodlar.

  31. Transkripsiyon faktörleri • Promotör Diziler RNA polimeraz ve Transkripsiyon faktörleri tarafından tanınır • Bu faktörler, birlikte çalıştığı RNA polimeraz enzimine göre adlandırılırlar. • TF-I (RNA Polimeraz I) • TF-II (RNA Polimeraz II) • TF-III (RNA Polimeraz III)

  32. mRNA sentezi • Ökaryotik genler; • Düzenleyici bölge • Promotör Bölge • Başlangıç Sinyali • Eksonlar • İntronlar • Sonlanma Sinyalleri’ nden Oluşur.

  33. Transkripsiyonun başlaması • RNA Polimeraz II ve transkripsiyon faktörleri tarafından promotör bölgelerin tanınması ile başlar. • 5 genel transkripsiyon faktörüne ihtiyaç vardır. • TF II A, • TF II B, • TF II D, • TF II E, • TF II F, • TF II H

  34. Transkripsiyonun başlaması 1- Önce TF II D (genel transkripsiyon faktörü); TATA dizisine bağlanır.(TF II D ;TBP(TATA ya bağlanan protein) ve TAFlardan (TBP e bağlanan faktörler) oluşan 10 polipeptid içeren bir kompleksdir.) 2- Sonra, TF IIB, TBP ye bağlanır. 3- TF IIF ile birlikte polimeraz bağlanır 4- En son olarak TF IIE ve TF IIH komplekse eklenir.

  35. Transkripsiyonun başlaması • TFII H, çok alt birimli bir faktördür. • TFII H nin 2 alt birimi, başlama yeri yakınında DNA yı çözen helikazlardır. • TFII H nin diğer alt birimi, Polimeraz II nin C ucu (CTD) bölgesindeki tekrarlayan dizileri fosforilleyen bir protein kinazdır.

  36. RNA Polimerazın karboksi ucu (CTD) • CTD; 7 Aminoasit tekrarından oluşur. (52 tekrar) • CTD fosfatlanması, polimerazı başlama kompleksinden ayırır. • Böylece Polimerazın transkripsiyonu başlatmasını sağlayan diğer proteinler bağlanabilir. • Fosforile olmuş CTD mRNA sentezi ve işlenmesine katılan enzim kompleksleri,uzama ve işleme faktörleri için bağlanma bölgesi oluşturur.

  37. Transkripsiyonun başlaması • TF IIH nin Helikaz etkinliği ile DNA 2 ipliği birbirinden ayrılır. TF IIH ın protein kinaz etkinliği ile • RNA Polimerazın karboksi ucu (CTD) fosforillenince,transkripsiyon başlar. • Sentez başlayınca tüm faktörler RNA pol II den ayrılır • Sentez tamamlanınca hem ekson hem de intronları içeren öncül mRNA (pre-mRNA) oluşur.

  38. mRNA işlenmesi • Sonraki Aşamalar: • Primer transkriptin 5’ ucuna CAP grubunun eklenmesi • 3’ ucuna Poli-A yapısının eklenmesi • Kırpılma (Splicing) İntronların kesilip çıkartılması, eksonların bir araya getirilmesi. • Kimyasal değişiklikler (metillenme) • mRNA transkriptin 5’ ucunda metile olmuş CAP yapısı 3’ ucunda Poli-A dizisi bulunur.

  39. Ökaryot mRNA ların 5’ ucunda, kapsül (CAP) bölgesi • mRNA nın 5’ ve 3’ terminal kısmında translasyonu yapılmayan diziler bulunur (3’-UTR ve 5’-UTR) • Ökaryot mRNA ların 5’ ucunda, kapsül veya başlık denilen bir bölge vardır. • Bu yapının protein sentezinin başlangıç aşamasında Ribozomun bağlanma bölgesinin (AUG başlangıç kodonu) belirlenmesinde iş gördüğü • mRNA yı ekzonukleaz yıkımından koruduğu düşünülmekte.

More Related