Slayt Basligi Yok

1
TRANSKRIPSIYON Dr. Lülüfer TAMER GÜMÜS MEÜ
Tip Fak. Tibbi Biyokimya AD
Saglik Slaytlari
http//hastaneciyiz.blogspot.com
2
Bir organizmanin genetik yapisini DNA da bulunan
dNTP dizeleri belirler ve bu bilginin ifade
edilmesi ise (Protein sentezi) RNA lar ile
saglanir.
3
DNA nin belli bölgelerinden genetik bilgi,
kopyalanarak RNA moleküllerine aktarilir. Transkri
psiyonda DNA çift sarmalindan birisi kalip olarak
kullanilir ve bu kalibin belli bir bölgesi
kopyalanir.
Insülin Geni
Insülin
4
Transkripsiyon
Transkripsiyon, DNAda saklanan genetik
bilgilerin bir RNA molekülü (mRNA, tRNA, rRNA..)
seklinde kopyalanmasi veya yazilmasi olayidir
5
Transkripsiyonla RNAya kopyalanan, bir protein
molekülüne ait genetik bilgilerin okunmasi veya
bir protein molekülü haline çevrilmesine
translasyon adi verilir Transkripsiyon ve
translasyon olaylarinin toplami, gen ifadesi (gen
ekspresyonu) olarak tanimlanir
Trans anim 1
6
Gen ifadesinin düzenlenmesi
Gen ifadesinin düzenlenmesi çesitli asamalarda
olur 1) Primer transkriptlerin olusumu 2) Primer
mRNAdan matür (olgun) mRNA olusumu 3) mRNAnin
sitoplazmaya geçisi 4) mRNAnin yikilimi 5)
Protein sentezi 6) Proteinlerin posttranslasyonal
modifikasyonu 7) Protein yikilimi
7
Gen ifadesinin transkripsiyon düzeyinde
düzenlenmesi için operon modeli tanimlanmistir.
Kromozomlardaki genler, fonksiyonlarina göre
çesitlere ayrilabilirler 1) Yapisal genler
mRNAyi olustururlar 2) Operatör genler yapisal
genlerin fonksiyonunu denetlerler 3) Promotör
genler üzerinde RNA polimeraz baglanma bölgesi
ve cAMPreseptör protein baglanma bölgesi olmak
üzere iki bölge içerirler 4) Düzenleyici genler
operonu uzaktan kontrol ederler
8
Prokaryot hücrede gen ifadesinin düzenlenimi,
Transkripsiyon düzeyinde, indüksiyon ile
düzenlenim Represyon ile düzenlenim olmak üzere
iki sekilde olabilir
9
Ökaryotlarda ise, genellikle translasyon
düzeyinde ve daha az olarak transkripsiyon
düzeyinde olur Translasyon düzeyinde kontrol,
nicel kontroldür feedback inhibisyon
Inhibitörün birikmesi, baslama kompleksinin
olusmasini bloke eder ve protein sentezini
azaltir. mRNA üzerinde ribozomlarin yogunlugu
ile saglanir mRNA üzerinde ribozomlarin yogun
olmasi sentezlenen proteinin miktarini artirir
10
Transkripsiyonun önemli bir özelligi, olusan RNA
larin daha sonra bazi degisimlere
(posttranskripsiyonel) ugramasidir. RNA zinciri
uçlarina bazi gruplarin eklenmesi (Cap ve Pol
A) Bazlarin degistirilmesi Bazlarin
çikarilmasi RNA nin bazi yerlerden kirilmasi
(Exon çikarilmasi) Bu islemler sonucunda inaktif
primer RNA, daha islevsel bir molekül haline
dönüsür.
Inaktif Primer RNA (Het Nükleer RNA)
Islevsel RNA
11
RNA rRNA tRNA mRNA snRNA Eksonlarin
birlestirilmesini kolaylastirir ve hizlandirir.
12
rRNA (80) Ribozomlarda bulunan RNA dir.
Degisik proteinler ile birlikte rRNA lar
ribozomlari olusturur. Prokaryotlarda 23 s, 16s,
5s Ökaryotlarda 28s, 18s, 5.8s, 5s
13
tRNA (15) 3 major RNA arasinda en küçük
olanidir (4s). Proteinlerin yapisinda yer alan 20
aminoasidin herbirine özgü bir tRNA vardir. Her
tRNA kendisine özgün a.a di tasir
14
mRNA (5) Kep 5 tercüme kodlayan
bölge 3 tercüme Poli A edilmeyen
bölge edilmeyen ? ? ? ? ? 5
3 Islevsel mRNA
15
REPLIKASYON TRANSKRIPSIYON Birbirinin ayni iki
DNA DNA üzerinde belirli bir gen DNA
Polimeraz RNA polimeraz dNTP NTP DNA
Pol RNA Pol (dNMP)ndNTP?(dNMP
)n1 Ppi (NMP)nNTP?(NMP)n1 Ppi A-T G-C
A-U G-C Primer gerektirir Gerektirmez Temlat
DNA Temlat DNA
16
Bir RNA molekülü, DNAyi kalip olarak kullanarak
ribonükleotidlerin ( ATP, GTP, CTP ve UTP- )
pirofosfatlar ayrilmasi suretiyle)
polimerizasyonu sonucunda, 5? ? 3? yönünde
sentezlenir
17
Nükleotid dizelerinde bazi sinyaller bulunur ve
bu sinyaller RNA polimerazin nerede ve ne
siklikla transkripsiyona baslayacagini ve
transkripsiyonun nerede sonlanacagini gösterir.
Internet DNA rep 4
18
ÖKARYATIK RNA POLIMERAZ ENZIMI Genin baslangiç
noktasina yapisir ( promotor bölge)
Prokaryotlarda Pribnow kutusu TATAATG
Ökaryotlarda Hognes kutusu TATAAAG
19
RNA polimeraz enzimi, DNA nin transkripsiyona
ugrayacak gen kisminin basinda bulunan nükleotid
dizesini (promotor bölge) tanir. Sonra DNA yi bir
kalip olarak kullanir ve buna komplementer bir
RNA olusturur.
Complementer RNA
20
Sonra genin son kisminda bulunan DNA dizelerini
(sonlandirma bölgesi) tanir ve transkripsiyonu
sonlandirir. Bitis noktasi ise T bakimindan
zengindir.
21


Transkripsiyonu saglayan RNA polimeraz enzimi çok
alt birimli bir enzimdir. RNA Polimeraz I 28S,
18S, 5.8S rRNA RNA Polimeraz II m-RNA RNA
Polimeraz III t-RNA RNA PolimerazIV Mitokondride

Bakterilerde ise bir cins RNA polimeraz enzimi
bulunur. Bu enzim DNA replikasyonu için gerekli
RNA primerleri disinda bütün RNA lari sentezler.
RNA primerleri ise primaz ile sentezlenir.
22


RNA polimeraz, sigma faktörü ile birlikte
holoenzim olusturur. Sigma (?) faktörü, DNA
üzerinde bulunan promotör bölgeyi taniyarak RNA
polimerazin DNAya baglanmasina yardim eder
23
m-RNA kalip (templat) DNA zincirine antiparalel
5-3 sentezlenir. GC AU ile eslesir.
24
Promotordan sonlanma bölgesine kadar uzanan DNA
kisma transkripsiyon birimi denir. RNA polimeraz
tarafindan sentezlenen ürüne de primer transkript
adi verilir.
Transkripsiyon birimi
Primer transkript
25

• m-RNA SENTEZI BASAMAKLARI
• DNA templatina RNA Polimerazin baglanmasi
• Sentezin baslamasi
• Zincir uzamasi
• Sentezin tamamlanmasi
• ve enzimin DNA dan
• ayrilmasi (sonlanma)

26
Hem prokaryotlarda hem ökaryotlarda RNA
molekülünde ilk ribonükleotid, bir pürin
ribonükleotididir. RNA polimeraz DNA molekülü
boyunca ilerlerken uygun bazli ribonükleotid
trifosfatlarin kalip kolun nükleotidlerine
ulasmasini saglamak için DNA heliksi 17 baz çifti
kadar açilir
27
Sentezin baslamasi DNA transkripsiyonu
yapilacak genin genellikle basinda bulunan ve o
genin özel bir bölgesine (Promotor) RNA
polimerazin baglanmasi ile transkripsiyon baslar.

28
Uzama Holoenzim bir kez promotor bölgeyi taniyip
oturduktan sonra transkripsiyona baslar ve sigma
alt birimi enzimden ayrilir. RNA polimeraz DNA
polimeraz gibi bir primere gereksinim göstermez.
Ayrica RNA polimerazin endo ve ekzonükleaz
aktivitesi yoktur. Bu nedenle DNA polimeraz gibi
hatalari onarmaz.
29
RNA polimeraz ribinükleotidtrifosfatlari
kullanarak uzayan zincire her bir nükleotid
ilavesinde bir pirofasfat açiga çikar. RNA
polimeraz çift heliksin sarmallari arasinda
ilerlerken, sarmallari bir miktar iter.
30
Sonlanma Uzama islemi sonlanma sinyaline kadar
devam eder.
31
Sonlanma iki sekilde olabilir. Rho ile Rho dan
bagimsiz sonlanma Saç tokasi sekli (
palindromlar)
32
RNAnin Posttranskripsiyonel Modifikasyonu Transk
ripsiyon sonunda olusan RNAlar primer RNAlar
diye adlandirilirlar ve genellikle hemen
kullanilmazlar RNA processing diye tanimlanan
bazi islemlerden geçtikten sonra islev
görebilecek olgun RNAlar haline gelirler
Ribonükleazlar (ribozom yapisinda bazi
proteinler, ribozimler) nükleotitleri kopararak
bu degisimleri gerçeklestirir.
33
Ribozomal RNA Prokaryot ve ökaryotlarda
ribozomal RNA preribozomal (45S) RNA halinde
sentezlenirler. Preribozomal RNA, RNAazlar ile
kirilarak 28S, 18S ve 5.8Slik ribozomal RNA
kisimlari olusur.
34
Primer tRNAnin islenmesi, prokaryotlarda ve
ökaryotlarda birbirine benzer
35
Transfer RNA Uzun molekül halinde sentezlenir
ve kisaltildiktan sonra Nükleotidiltransferaz
enzimi araciligi ile 3 ucuna CCA dizini eklenir
36
m RNA Primer mRNA transkriptine heterojen nükleer
RNA (hn mRNA) denir. Hn mRNAnin ugradigi
modifikasyonlar ise Poly A kuyrugu Baslik (7
metil guanozin) Exonlarin uzaklastirilip,
intronlarin birlestirilmesi
Inaktif Primer RNA (Het Nükleer RNA)
Islevsel RNA
37
5 ucunda sapka olusumu 7-metil guanozin
mRNAnin 5 ucuna guaniltransferaz enziminin
katalizledigi reaksiyon ile eklenir-metil grubu
vericisi S-adenozil metionindir (SAM) Sapka
olusumu protein sentezinin baslamasina yardimci
olur. Translasyonu hizlandirir. Sapkasi olmayan
ökaryatik m-RNA larin translasyonu verimli olmaz.

38

• 3 Ucuna Poli A Eklenmesi
• 3 ucuna Poli A polimeraz ile 40-200 adenin
  nükleotidi eklenir.
• mRNA dayanikliligini ve çekirdekten çikis hizini
  arttirir. Sitoplazmada zamanla kisalir.

39
Intron Uzaklastirilmasi intron protein
kodlamayan exon protein kodlayan
dizinlerdir. Intronlar uzaklastirilarak exonlar
birlestirilir ve olgun mRNA olusur. Küçük
nükleer ribonükleoprotein yapisindaki proteinler
(snRNA) exon birlesmesini kolaylastirir ve
hizlandirir.
40
(No Transcript)
41
m-RNA sitoplazmaya geçer ve protein sentezini
gerçeklestirir.
(Leninger movie 1001-Transkripsiyon) 158701 mRNA
42
Çogu kanser tedavisinde kullanilan bazi
antibiyotikler transkripsiyonu inhibe
etmektedirler Actinomycin D, prokaryotlarda ve
ökaryotlarda, guanin baglanmasi üzerine
etkilidir. Daudonomycin ve distamycin A,
prokaryotlarda ve ökaryotlarda, DNA üzerine
etkilidirler Rifampicin, prokaryotlarda RNA
polimeraz inhibitörüdür ? amanitin, ökaryotlarda
RNA polimeraz inhibitörüdür
43
BAZI RNA TIPLERI
Tip Kisalltma Islev Dagilim
Mesajci RNA mRNA Protein Kod. Tüm Canlilar
Ribozomal RNA rRNA Protein Sentezi Tüm Canlilar
Tasiyici RNA tRNA Protein Sentezi Tüm Canlilar
Ters Anlamli RNA aRNA Gen Düzen. Tüm Canlilar
Küçük enterfarnsci RNA siRNA Gen Düzen. Çogu Ökaryot
Mikro RNA miRNA Gen Düzen. Çogu Ökaryot
Küçük nükleer RNA snRNA Çesitli Ökaryot
Küçük nükleolar RNA snoRNA RNA'nin çekirdekte mod Ökaryot
Ribonükleaz P RNaz P tRNA erginlesmesi Tüm Canlilar
Ribonükleaz MRP RNaz MRP rRNA erginlesmesi, DNA rep Ökaryotlar
Sinyal Tanima Tanacigi RNasi SRP RNA Protein ihraci Tüm canlilar
44
MikroRNA (miRNA)

• 1993, Ilk miRNA Lee ve ark tarafindan bitkilerde
  tanimlandi
• 2001, mi RNA terimi ilk olarak kullanima girdi
• miRNA'larin varligi çesitli bitki ve hayvanlarda
  teyid edilmistir
• MicroRNA lar türler arasinda oldukça benzerlik
  gösterir

45
Genel Özellikler-1

• miRNA yaklasik 21-23 nükleotid uzunlugunda
• Insan genomu 1000 miRNA kodlamaktadir
• Bir çok hücre tipinde bulunurlar ve farkli
  hücrelerden farkli miRNA lar expresse edilir
• Anormal miRNA üretimi çesitli hastaliklar ile
  bulunmus olup miRNA tedavileri arastirma
  asamasindadir

46
Genel Özellikler-2

• Gen ifadesini transkripsiyon sonrasi düzenlerler
• miRNAlar hedef mRNAya tam ya da kismi sekilde
  baglanarak mRNAlarin parçalanmasina ya da
  protein üretiminin baskilanmasina yol açarlar.

47
Genel Özellikler-3

• Kodlamayan RNAlardandir (DNAdan transkripsiyonu
  yapilan ama proteine çevrisi yapilmayan genler
  tarafindan kodlanir.)
• Haberci messenger RNAlardan farkli olarak
  protein sentezine neden olmazlar.
• miRNA'lar kendilerini tamamlayan bir grup
  proteinle (mikroribonükleoproteinler miRNP)
  birlikte islev görürler

48
Genel Özellikler-4

• Pri-miRNA olarak adlandirilan primer
  transkriptler islenerek, önce pre-miRNA
  (prekürsör) adli kisa sap-ilmik yapilarina, sonra
  da fonksiyonel miRNA'ya dönüsürler.

49
(RNA Pol II)
1
(Baslik)
(Primer Transkript)
2
(Poli A)
(Prekürsör miRNa, 70 nükleotid, sap ilmik)
3
(Exportin-5)
4
5
6
miRNA sentez Asamalari
50
Bir miRNA bir veya daha çok mRNA'yi
tamamlayicidir (komplemanterdir)

• miRNA hedef mRNAdaki komplementerligine göre
• ya translasyonel represyona (protein çevirisini
  engeller)
• ya da hedef mRNAnin yikilmasina (RNA interferansa
  benzer bir süreçle) yol açar.

51
1. miRNA Transkripsiyonu ve pri-miRNA Olusumu

• miRNa lar hem kendi genleri hemde intronlar
  tarafindan üretilirler
• Transkripsiyon genellikle RNA Pol II tarafindan
  gerçeklestirilir (Bazi miRNAlar RNA Pol III)
• Transkripsiyon sonrasi olusan ürün pri-miRNA
  (Primer transkript) olarak isimlendirilir

52
2. Pre-miRNA Olusumu

• Mikroislemci protein kompleksi ("Microprocessor"
  complex )
• Drosha adli nükleaz (Klass 2 RNase III enzim) ve
  Pasha adli çift iplikli RNA baglayici protein
  (insan DGCR8- DiGeorge Syndrome Critical Region
  8)
• Drosha kompleksi, RNA molekülünü uç ilmikten
  yaklasik 22 nükleotit uzaktan keser
• Olusan ürün pre-miRNA (Prekürsör miRNA), 70
  nükleotid
• Bir pri-miRNAdan 1-6 miRNA olusur

53
3. Nükleer Transport

• Nucleocytoplasmic shuttle Exportin-5
• Karyopherin ailesinden (importer, exporter)
• Enerji bagimli olup, GTP (RanGTP) kullanir

54
5. miRNA olusumu

• Sitoplazmaya transfer edilen miRNA Dicer ve
  partner protein ile (Drosophila R2D2, insan TRBP)
  saç tokasi yapisini keser ve iki ipligi açar

55
6. miRISC (RNA Induced Silencing Complex) Olusumu

• miRNARISC olusumu
• RISC, microRNA ribonucleoprotein complex (miRNP)
• Nukleaz aktiviteli bir RNA-multiprotein
  kompleksidir
• 500 kDa
• Yapisinda endonukleaz, eksonukleaz ve helikaz
  bulunur

56

• RISC argonaute proteinleri
• Mi/siRNAya homoloji gösteren mRNAyi parçalar.
• mRNAnin translasyonunu inhibe ederek geni
  susturur

57
miRNA Fonksiyonlari

• Gene ekspresyonun post-transkripsiyonal
  regülasyon,
• Metabolik regülasyon (miR-375 insulin
  sekresyonu),
• Akçiger, kaslarin, uzuvlarin morfogenezinde
• Tümör olusumu,
• Konakçi-patojen etkilesimi (immünogenetik
  islevi),
• Hücresel gelisim, Differansasyon, Proliferasyon,
• Apoptozis

58
miRNA Belirleme Yöntemleri

• real time RT-PCR Analiz
• Northern blot Analiz
• miRNA Mikroarray

59
miRNA ve Hastaliklar

• miRNA hücrelerin normal bir çok islevinde görevli
  bir molekül oldugu için
• miRNAlardaki kusurlar sonucu görevini yerine
  getirememesi çesitli hastaliklara neden
  olabilmektedir.

• MiRNA larin rol oynadigi gösterilen hastaliklar
• Kanser
• Kardiyovasküler bozukluklar
• Inflamatuvar hastaliklar
• Infeksiyonlar
• Gelisimsel bozukluklar
• Musküler bozukluklar
• Nörodejeneratif hastaliklar

60
miRNA ve KANSER

• Mir-103 ve 107 primer pankreatik tümörlerde
  artmis ekspresyonu
• Mir-21, panreatik Ca (80) benign tümörlere (20)
  daha fazla eksprese oldugu
• miR-143 ve miR-145 seviyeleri Kolon Ca ile
  baglantili
• miR-17-92 Akciger kanseri
• Mir-13 ve miR-17 Lösemi
• Mir-1 ve 133 kardiyak hücre gelisimi, ve
  olgunlasmasini kontrol ettigi belirlendi
• miRNAlarin (mir-122 ve 92) geleneksel karaciger
  serum markeri olan ALTden daha spesifik oldugu

61
KANSERIN ERKEN TANISINDA MOLEKÜLER ALTYAPI
LABORATUVARININ OLUSTURULMASI (Bu proje
Çukurova Kalkinma Ajansi ve MEÜ BAP Tarafindan
Desteklenmektedir) Bu projede Mersin ve Adana
da yasayan kanser riski tasiyan gruplarda
kanserin erken tanisiIçin kullanilabilecek bir
kanser belirteci olan mikroRNA düzeylerinin
incelenmesi hedeflenmektedir.   
62
KORONER ARTER HASTALIKLARINDA miRNA larin
TANIDA ÖNEMI (Bu proje MEÜ Tip Fakültesi ve
Boston Üniversitesi Tarafindan Ortaklasa
Gerçeklestirilmektedir) 
Saglik Slaytlari
http//hastaneciyiz.blogspot.com