Ökaryotlarda gen anlatımın düzenlenmesi

8/3/2019 karyotlarda Gen Anlatmn Dzenlenmesi

1/71

KARYOTLARDA

GEN ANLATIMININDZENLENMES


2/71


3/71

karyotik hcrelerde gen anlat

m

n

n dzenlenmesi Transkripsiyon

(bakterilerdekine ek olarak) krplma

Translasyon

Translasyon sonras

aamalarnda meydana gelebilir.(Bakterilerde olduu gibi) transkripsiyonun balamasdzeyindeki dzenlenme en ok tercih edilen aama !!!

karyotik hcreler ve genler dzenleyici proteinlerinilevlerini karmaklatran baz ek zelliklere sahiptir.


4/71

Basit yapl karyotik organizmalar(rnein, mayalar):

Bakteri ve mayalar arasnda hcre ve genom boyutlarasndan nemli farkllk var (maya hcreleri 20-50 katbyk ve yaps daha karmak).

Fakat, tek hcreli karyotlar ortam etkisi altnda kalmaasndan bakterilere olduka benzerler

Ortamdaki deiimlere gre gen anlat

mlar

n

k

sa srelibiimde dzenlerler.


5/71

Basit yapl karyotlarda ksa sreli dzenlemesistemleri:

Bu organizmalarda eitli metabolik yollara ait enzimleriifreleyen genler genellikle balant gstermezler(bakterilerden farkllk).

Baz rneklerde, ayn metabolik yola ait birka enzimiifreleyen genlerde bazen fiziksel kme oluumu.

Bu gen kmelerinde pozitif veya negatif ve tevik

(indksiyon) veya basklama (represyon) eklindekidzenlemeler ou kez bakterilerdekine gre dahakarmak .


6/71

S. cerevisiaede GAL gen kmesi.

Galaktoz fermentasyonunda i gren enzimi ( kinaz,transferaz ve epimeraz) ifreleyen ve balant gsteren

genler : GAL1, GAL7, GAL10Dzenleyici genler:igeni rn negatif dzenleyici protein.GAL4geni rn pozitif dzenleyici protein.(GAL4 proteini GAL kmesindeki transkripsiyonu tevikeder; iproteini GAL4genini negatif biimde kontrol eder.

GAL4 ile ilikili cdizisi ibasklayc proteinin balanmayeri.


7/71

S. cerevisiaede Gal gen kmesi anlatmnn dzenlenmesi


8/71

Gelimi karyotik organizmalar

hcrelerindeki DNA miktar ok fazlave trler arasndanemli farkllklar var,

genomlarnda deiik zellikteki dizilerbulunur,

intronieren gen says fazla.

En nemli zelliklerden biri : farkllama nedeniyle,organizmadaki eitli dokulara ait hcrelerin deiikilevleri yerine getirmeleri (farkl protein rnlerioluturabilmeleri)!!!

Farkllaan hcrelerin sadece belli genlerin srekliekilde anlatm yapmalarn salayacak biimde (rneinkas, kemik ya da deri hcresi meydana getirmek zere)

programlanmalar.


9/71

Gelimi karyotlarda bir hcrede belli bir zamandagenomunancak ~%1-5lik ksm anlatm yapar!!!Anlatm yapan ksmlar deiik hcre tiplerinde, (bazlar

ayn olmakla birlikte) ounlukla farkl gen serileri.

Ek olarak, ok hcreli karyotlarda daha kstl metabolik a

var; d

etkilere kar

ok ani ve kapsaml

yan

t vermeyetenei bulunmayabilir!!!!

Buna gre,

gelimi yapl karyotlarda, ksa sreli dzenlemeninyannda, daha ok uzun sreli dzenlemenemli!!!


10/71

Isokuna Yant

Gelimi karyotlarda ksa sreli dzenlemenin iyi aratrlmrnei.

Drosophilaya yksek scaklk derecesi uygulandnda, bir

dizi hzl ve geriye dnebilen olayn meydana gelmesi: Aktifgenlerin ounun (~%70inin) transkripsiyonunun durup azsaydaki soku genlerinin transkripsiyon yapmaya balamasve zel proteinlerin (soku proteinleri) sentezi.

Larvalarn tkrk bezlerindeki dev kromozomlar (politenkromozomlar) da yksek scaklk etkisiyle (~9 kadar) yeniikinliklerin oluumu.

Gen transkripsiyonunun teviki s okuna kar birincilyanttr; sentez edilen zel proteinler hcreyi meydanagelecek zararlardan korurlar.


11/71

Drosophilada gen anlatm aktivitesinin belirtisi olanikinlikler


12/71

Gelimikaryotlarda Hormonal Dzenleme

Farkllama nedeniyle, bir organizmadaki eitli hcretiplerinin ksa sreli dzenlemeye yantlar farkldr. Belli birdrt alndnda tepki genelde sadece bir grup hcrede ve

zel biimde ortaya

kar.Ksa sreli dzenleme byk lde hormonlar araclylagerekleir.


13/71

Memelilerde Transkripsiyonun Steroid HormonlarTarafndan Uyarlmas.

Baz steroid hormonlar (strojen, progesteron, androjen,

vb) RNA sentezini tevik ederler.

Steroid hormonlar hedef hcrelere girerler ve reseptr(alc ) proteinlere

balan

rlar. Hormona balanan ve biimideien protein nukleusa tanr, kromatine balanarak

RNA sentezinin balamasn tevik eder.

Steroidler etkileyici metabolitler,Alc proteinler dzenleyici molekl(Pozitif/ ndksiyon)


14/71

Kromatinle Gen Anlatm Aktivitesilikisi

Anlatm gsteren genlerin bulunduu blgelerde kromatin

yapsnda nemli deiimler meydana gelir.

Heterokromatinve kromatinblgeler.

Heterokromatin blge RNA sentezi bakmndan aktif deil.kromatinin de ancak ~%7lik ksm aktif.


15/71

Kromatin yaptalarnn gen anlatm dzenlenmesindeki rolleri:

DNA. Gen kapsamna girmeyen ve yksek derecedetekrarlanma gsteren DNA dizileri baz aratrclara greorganizma iin anlam olmayan asalak blgelerdir. Dieraratrclar ise byle blgelerin gen anlatmnndzenlenmesinde rolleri olabilecei grndedir.

Histon proteinler. Gen anlatmn genel ekilde vetranskripsiyonu engelleyerek yaparlar.

Histon olmayan proteinler. Transkripsiyonu tevik ederler;etkilerini hcre ve gen eidine gre farkl biimde yaparlar.


16/71

Gelimikaryotlarda Gen Anlatmnn Pozitif Kontrolu

Gelimi karyotlarda da gen anlatmnn dzenlenmesinin

ounlukla transkripsiyon dzeyinde. Dier aamalardakikontrollar da nemli olmakla birlikte anahtar bir aamaolan RNA sentezindeki dzenleme daha baskn.

Genler genellikle kapal durumda; gerekli olduunda ya dazel tipine gre anlatm yapmas gerekenler iin pozitifkontrol.


17/71

Aktif Kromatin Blgelerdeki DNazI Duyarll.

Aktif kromatin blgelerde DNAzI enzimine kar yksekduyarlln varl o blgelerde kvrlmalarn az olmas veyanukleozom oluumu bozukluu.

DNAzI duyarll, potansiyel olarak aktif tm genler iin szkonusu DNAzI duyarll gen anlatm iin gerekli ama

yeterli koul deil.

DNazIe yksek duyarl blgeler enzimin DNA moleklndekesme yaptklar yerler aktif genlerin 5 ularndaki yaklak1000 b.lik nukleozomsuz DNA blgesi RNA polimeraz II

taraf

ndan yap

lan transkripsiyon iin gerekli aktifletiriciproteinlerin baland ve genlerin yukar ksmndaki kontrolsinyallerinin bulunduu blgeler!?!?!


18/71

Gen Aktivitesinin DNAdaki Metillenme Azalmas

ylalikisi.Gelimi karyotlarda DNAdaki ou kez CG dizilerindekisitozinlerin yaklak %5inin 5. pozisyonlar metillenmi

durumda.

Gen anlatmnn aktif olduu dokulardagenellikle bu dizilerinou (~%70i) metillenmemidurumda.

Metillenme kayb zellii sadece transkripsiyon yapan belligenlere zg deil; daha ok gen(ler)in henz aktif olmad

ama bu potansiyele sahip olduu dokularda meydana gelir.


19/71

Nukleozomlarn ve Nukleozom Deitiricilerin Etkisi

karyotik genomun nukleozomu oluturan histon proteinlerlesarl olmas nedeniyle dzenleyici proteinler olmadnda birok genin anlatm indirgenmidurumdadr.

Baz enzimler histonlarn dzeninde ve kimyasal yaplarndadeiikliklermeydana getirebilir. Bu etkiler, nukleozomlardadeiiklikler meydana getirerek transkripsiyon aygtnn veDNAya balanan proteinlerin balanmasn kolaylatrr.


20/71

Nukleozomlarla Gen Aktivitesininlikisi.

Aktif transkripsiyon yapan genlerde DNAnn nukleozomlaroluturmak zere yapt organizasyon deiiklie urarya datamamen bozulur.

rnein, transkripsiyon aktiviteleri ok yksek olan, rRNAgenlerinde nukleozom yapsnn hi bulunmuyor.

Histon oktomerlerinin zlmesi ya da nukleozomlar

arasndaki normal uzakln deimesi.Histonlarda baz kovalent deiimler (rn. asetillenme) Kritik rol zellikle H1 proteininde; memeli DNAlarndamClerin yaklak %80i H1 ieren nukleozomlarda bulunur. Transkripsiyon yaplan aktif blgelerdeki nukleozomlardaH1 yok, bunun yerine fazla miktarda HMG proteinlerin varl.


21/71


22/71

Dzenleyici proteinler iin fazla sayda balanma blgesibulunmas ve genlerin fazla sayda dzenleyici protein

tarafndan kontrol edilmesi

Dzenleyicilerin balanma yerlerinin says bakterilere gredaha fazladr ve bu yerler genelde transkripsiyonun balang

blgesinden daha uzaktakonumlanr.

Dzenleyici dizilerin genilemesi (bir gene ait dzenleyicilerin

baland

blgelerin say

s

ndaki art

) en arp

c

ekildeDrosophila ve memeliler gibi ok hcreli organizmalardagrlr ok geni bir sinyal btnlemesi!!!


23/71

Transkripsiyon Ykselticileri (Enhancerlar)

ok hcreli organizmalarda, dzenleyici diziler promotrdenbinlerce nkleotid uzakta (yukar veya aa ksmnda)bulunabilir ve onlarca dzenleyici balanma blgesi ierebilir.

Balanma yerleri genellikle ykseltici (enhancer)ad verilenbirimler halinde gruplanr.

Bir ykseltici, belli bir yerde ve belli bir zamanda geninaktifletirilmesinden sorumlu olan dzenleyicileri balanr.

Alternatif ykselticiler ise deiik sinyallere yant olarak farklgruptaki dzenleyicileri balayabilir ve ayn genin anlatmnfarkl zamanlarda ve farkl yerlerde kontrol edebilir.


24/71

Ykseltici blgeler zellikle RNA polimeraz IInin

transkripsiyon etkinliini kuvvetli biimde etkileyen,promotrn dndaki, aktifletirici blgeler.

Olduka byk elementlerdir(~ birka yz baz ifti)

Bazlartekrarlanan dizilere sahiptir. Yaklak birka bin baz ifti uzaktan da etkiliolabilirler.

Her iki ynde etkilerini gsterebilirler.

eitli yerlerdeki promotrleri aktif duruma geirebilirler.Bununla beraber en yakndaki promotr tercih ederler.

Belli bir ykseltici element bazen sadece baz hcretiplerinde ilevini yapar ( viruslarn konak dizisi zgllve bir organizmann deiik hcre tiplerinde veya gelimesrasnda farkl genlerin anlatm yapmas)


25/71

Baz zel proteinlerle ykselticiler arasndaki etkileim

promotre yakn bir DNA blgesini RNA polimeraz IInin yada onunla ilikili faktrlerin daha kolay balanabileceiduruma getirmektedir.


26/71

KARYOTLARDA TRANSKRPSYON

DZEYNDEK DZENLEME MEKANZMALARI

Mayalardan memelilere kadar tm karyotlarda

transkripsiyon ayg

t

, nukleozomlar ve nukleozomdeitiricileri ortak zellikler tar.

Gen dzenlenmesine ilikin bir ok temel zellik tmkaryotlarda ayndr.


27/71


28/71

karyotik aktifletiriciler bakterilerdekine benzer ekildealr.

DNAya balanma ve aktifletirme blgeleri farkldr, proteinkomplekslerinin zgn genlerde birlemesini salayaraktranskripsiyonu aktifletirirler.

Basklayclar ise etkilerini bakterilerdekinden ok farklekillerde gsterebilir.

rnein, gen sessizletirmesinde kromatinin belli

blgelerindeki modifikasyonlar sonucunda uzun DNA dizileriboyunca yer alan genlerin anlatm durur.


29/71

Aktifletiricilerin DNAya balanma ve aktifletirme ilevleri

ayrdr

karyotlarda da aktifletiricilerin DNAya balanma veaktifletirme yerleri ayrdr ve bu iki yzey ounlukla

proteinin farkl domenlerinde yer alr.


30/71

rnein, S. cerevisiaede galaktoz genlerinintranskripsiyonunu aktifletiren Gal4 proteini, GAL1 geninin

275 b yukarsnda yer alan 4 yere balanr.Galaktoz varlnda, Gal4 buraya balandnda GAL1 geninintranskripsiyonunu yaklak 1000 kat attrr.

Gal4n DNAya balanma ve aktifletirme blgeleri ayrdr.DNAya balanmay salayan domen, aktifletirmedomeninin promotrle birlemesinde i grr.


31/71

karyotik dzenleyicilerin zel DNA dizilerini tanmas

karyotlarda DNAya balanan proteinlerin zel blgeleritanmakta bakterilerdekine olduka benzer yollar kullanrlar.

Proteinler genelde dimer olarak balan

rve zel dizileri bykoluk iine girmi sarmaln kullanarak tanrlar. Ancakayrntlarda farkllklar bulunur.

Ayrca, prokaryotlardan farkl olarak birok dzenleyiciprotein DNAya heterodimerler olarak ya da monomerlereklinde de balanabilir. Heterodimerler eklinde balanmaDNAya balanma zgnlnn kapasitesini arttrr.

k k D l l DN b l d l


32/71

Sarmal-dnm-sarmal motifi inko parmak motifi

Lsin fermuar motifi Sarmal-ilmek-sarmal motifi

karyotik Dzenleyicilerin DNAya balanma domenleri

karyotik dzenleyiciler eitli DNAya balanmadomenlerini (motiflerini) kullanabilirler.


33/71

Dzenleyicilerin aktifletirme blgeleri

karyotik dzenleyicilerde, aktifletirme blgeleri balanmasrasnda uyarlr ve transkripsiyon aygt iinde hedefleriyleetkiletiklerinde sarmal yap olutururlar.

Aktifletirme blgeleri baka proteinlerin yzeyiyleetkileebilen yapkan yzeylerdir.

Ancak, DNAya balanma domenlerinin aksine, aktifletirmeblgelerinin yaplar ok iyi tanmlanmamtr.


34/71

Transkripsiyon Aktifletiricileri Tarafndan ProteinKomplekslerinin Genlerde Toplanmas

Aktifletiriciler transkripsiyon aygtnn gende toplanmasnsalar.

karyotik aktifletiriciler RNA polimerazn DNAya balanmasn dolayl olarakiki yolla salarlar:

(1) Aktifletirici transkripsiyon aygtndaki dier proteinlerle


35/71

(1) Aktifletirici transkripsiyon aygtndaki dier proteinlerleetkileime girip onlar bir araya toplayarak polimerazn

balanmas

n

salar.Aktifletiriciler transkripsiyon aygtndaki arac ve TFIIDgibi protein kompleksleriyle etkileime girerek onlarn gende

bir araya getirirler. Bu protein kompleksleri de RNApolimerazn promtre balanmasn salarlar.


36/71

(2) Aktifletirici bir genin yaknndaki kromatinin yapsndeitiren nukleozom deitiricilerini bir araya toplar ve

bylece polimeraz

n balanmas

na yard

m eder.Nukleozom deitiricilerin bir yerde toplanmas kromatineklinde paketlenmi olan genin aktiflemesinde yardmc olur.

Nukleozom deitiriciler:(1) Histonlarn kuyruklarna kimyasal gruplar ekleyenler

(rnein, histon asetil transferazlar)

(2) Nukleozomlarn biimini deitirenler.


37/71

Bu deiimlerin genin almasn aktifletirmesine ilikin

modeller:

Aktifl ti i il i kt tki i l kl l t l


38/71

Aktifletiricilerin uzaktan etkisi: lmekler ve yaltclar

zellikle gelimi karyotlardaki aktifletiricilerin ouuzaktan alrlar. rnein, ykselticiler kontrol ettiklerigenlerin onlarca hatta yzlerce kb yukarsnda (ya da

aa

s

nda) bulunabilirler.Birbirine uzak yerlere bal proteinler arasndaki balantyayardm eden mekanizmalar:

Baz proteinler ykselticilerle promotrler arasna balanpDNAda ilmekler oluturarak ykseltici ile promotrbirbirine yaklatrrlar.

Kromatindeki nukleozom yaps birbirinden ok uzakta olanykseltici ve promotrlerin yaknlamalarn salar.

Bir ykselticinin menzili iindeki dier genlerin promotrlerini


39/71

y g paktifletirmesini zel diziler (yaltc, insulatorveya snr

elementi)engeller. Yal

t

c

lar aktifletiricilerin ilevini kontrolederler.Yaltc ykseltici ile promotr arasnda bulunduunda geninaktifletirilmesini engeller fakat genin aa tarafnda bulunan

baka bir ykseltici tarafndan aktifletirilmesini engellemez;ayrca aktifletiricinin farkl bir gen zerinde almasn daengellemez.

Yaltclara balananproteinler promotr ileaktifletirici arasndaki

ilikiyi keserler.


40/71

Sinyal Btnlemesi ve Birlikte Kontrol


41/71

Sinyal Btnlemesi ve Birlikte Kontrol

ok hcreli organizmalarda baz genlerin almasnda oksayda sinyal gerekir (sinyal btnlemesi). Her sinyal genefarkl bir dzenleyici tarafndan aktarlr.

Bir geni amak iin ok say

da aktifletiricinin birliktealmas gerekir.

ok sayda aktifletirici birbirini kuvvetlendirerekalrlar.

Birbirini kuvvetlendirme:(1) ok sayda aktifletiricinin transkripsiyon aygtnn tek bir

bileeninde bir araya gelmelerinden;(2) ok sayda aktifletiriciden her birinin farkl bir bileeni

toplamasndan;(3) ok sayda aktifletiriciden her birinin dierinin kontrol

ettii genin yukar

s

ndaki yerlere balanmas

na yard

metmesinden kaynaklanabilir.


42/71

Aktifletiricilerinibirlikibalanmalar

karyotlarn karmaklnn ve eitliliinin temelinde


43/71

karyotlarn karma klnn ve eitliliinin temelindebirlikte kontrol yatar

Genel ve basit bir rnek: A ve B genlerinde bir sinyal (3) ve businyal iin araclk yapan aktifletirici ortaktr.

Karmak yapl organizmalarda birlikte kontrol ok daha fazladzenleyiciyi ve geni kapsar; aktifletiricilerin yan sra

basklayclar da ierebilir.


44/71

TRANSKRPSYON BASKILAYICILARI

karyotlarda basklayclarn bakterilerdekine benzer ekilde

al

anlar

daha enderdir.En yaygn biimde olan, basklayclarn (aktifletiricilerebenzer ekilde) nukleozom de itiricileri bir arayatoplamasdr; bir araya toplanan enzimler kromatini

sklatrrlar veya transkripsiyon aygt tarafndan tannangruplar yok ederler.rnein, histonlarn kuyruklarndaki asetil gruplarnn yokedilmesiyle transkripsiyonun basklanmas (histon deasetilazlar)Histon kuyruklarna metil gruplar eklenerek transkripsiyonunbasklanmas( sessizletirme eklindeki basklamann da temeli).


45/71

Basklamaya ait eitliyollar


46/71

SNYAL LETM ve TRANSKRPSYONDZENLEYCLERNN KONTROLU

Sinyaller genelde transkripsiyon dzenleyicileriyle sinyaliletimi yollarnda ilikiye girerler

Bkz. Hcre Biyolojisi


47/71

GEN SESSZLETRLMES

Genler zel bir evresel sinyale yant verecek bir yerdebulunmadklar zaman sessizleirler.

Sessizletirilme yerleim durumu etkisi

Sessizleme uzun DNA paralar boyunca yaylabilir,baladnda bulunduu yerden ok uzaktaki ok sayda geni

bask

lar.Gen sessizletirilmesi histonlardaya da DNAdaki deiimlerlemeydana gelir.


48/71

Sessizlemenin en yaygn biimi heterokromatinile ilikilidir.

Heterokromatin zellikle, gen tamayan, telomer vesentromerblgelerinde bulunur.Kromozomun baka yerlerindeki heterokromatin blgelerde degenelde sessizlemigenlertanr.

(Memeli hcrelerinde, genomun ~%50sinin heterokromatindurumunda )

Heterokromatik sessizletirme


49/71

Kromatinin younluunun histon kuyruklarn deitirenenzimler tarafndan deitirilmesi. Yapy sktrc etkilerDNAnn tannp balanma derecesini etkiler ve transkripsiyonuetkiler. DNA metilazlar tarafndan DNAnn metillenmesi.

Memelilerde DNA dizilerinin metillenmesi,

transkripsiyon aygtndaki proteinlerin balanmasnengelleyerek gen anlatmn engeller.

Ayrca, baz diziler zel basklayclar tarafndan ancak

metillendikleri zaman tannabilirler; bu basklayclar dahasonra bu yerlere histon deasetilazlar toplayarak yakndakigenleri sessizletirirler.


50/71

Histonlarn deasetillenmesi ve metillenmesiyle genlerinsessizletirilmesi

S. cerevisiaede telomerdeki sessizleme.Kromozomlarn ~1-5 kblk ksm telomerde kvrlm

younlam durumdadr. Telomerdeki kromatin genomun(genlerin etkin anlatm yapt) dier ksmlarndan daha az

asetillenmi durumdadr.

Telomerdeki sessizleme dzenleyicilerini ifreleyen genler:SIR2, 3ve 4; (SIR, silent information regulator).

Bu genlerin rnleri olan proteinler sessiz kromatinle ilikili birkompleks olutururlar; Sir2 bir histon deasetilazdr.

Sessizletirme kompleksi, telomerdeki tekrar dizileri tanypDNAya balanan bir protein tarafndan telomerde toplanr


51/71

DNA ya balanan bir protein tarafndan telomerde toplanr.

Histon kuyruklar

ndaki asetil gruplar

yok edilir.Asetil gruplar yok edilmi histonlar, sessizletirmekompleksi tarafndan daha kuvvetli tannr ve blgeseldeasetillenme kromatin boyunca yaylr ve younlam bir

heterokromatin blgesi yaratr.Yaylmann telomerle (ve dier heterokromatin blgeleriyle)snrlanmas nasl olur?Baka histon deiimleri (H3 histon kuyruunun metillenmesi)Sir2 proteinlerinin balanmalarn engeller ve yaylmaydurdurur.


52/71

DNAnn metillenmesiyle genlerin sessizletirilmesi

Baz memeli genleri yaknlarndaki DNA dizilerininmetillenmesiyle sessiz durumda tutulurlar.

DNA metillenmesi ayn zamanda heterokromatin blgelerdegrlr.Metillenmi dizilerin genelde DNAya balanan proteinler

tarafndan tannr; bu proteinler daha sonra kromatinideitiren histon deasetilazlar ve histon metilazlar buradatoplarlar.

DNAnn metillenmesi daha sonra heterokromatin oluacakblgeleri iaretleyebilir.

Bir genin DNA metillenmesi ve histon deiimleriyle


53/71

Bir genin DNA metillenmesi ve histon deiimleriyle

sesizletirilmesi


54/71

Damgalama (imprinting)

Temeli DNA metillenmesine dayanr.

Az say

da baz

rneklerde, diploid bir hcrede bir genin(biri babadan dieri anadan gelen) iki allelinden biri anlatmyaparken dieri sessiz kalr.

yi aratrlm bir rnek insandaki (11. kromozomdab b l k k k d b l )H19 f2 l


55/71

birbirlerine ok yakn konumda bulunan)H19ve Igf2genleri:

Bir hcrede H19 geninin (anadan gelen) kopyas anlatmyaparken (babadan gelen) dier kopyas sessiz kalr; Igf2geninde ise tersi olur.

Bu genlerin farkl anlatm yapmalarnda i gren iki dzenleyicidizi : (H19 geninin aasnda) bir ykseltici ve (H19 ve Igf2

genleri arasnda bulunan) bir yaltc.Ykseltici neden sadece anaya ait kromozomdaki H19 ve babayaait kromozomdaki Igf2genini aktifletirmektedir?

Bu zellik, yaltcnn metillenme durumundan kaynaklanr.

Ykseltici anaya ait kromozomdaki Igf2genini aktifletiremez; k b k d l t k lti id ki ktifl ti i il i


56/71

nk bu kromozomda yaltc, ykselticideki aktifletiricileri

engelleyen bir proteine (CTCF) bal durumdadr. Babaya aitkromozomda ise yaltc ve H19 promotr metillenmidurumdadr. Bu durumda, transkripsiyon aygt promotre veCTFC de yaltcya balanamaz. Sonuta, ykseltici Igf2geniniaktifletirir.


57/71


58/71

rnein, Drosophilada s okuyla aktifleen HSP70 geni ikiaktifletiricitarafndan kontrol edilir.

GAGA dizisine balanan aktifletirici balama iin

transkripsiyon aygtnn bir araya toplanmasnda i grr.Dier aktifletiricinin (HSF) yokluunda ise RNA polimerazpromotrn ~100 b aasnda duraklar.

Is okuna yant olarak, HSF promotrde zel bir diziyebalanr ve bir kinaz duraklam aygta getirir.

Kinaz RNA polimerazn byk alt biriminin C-ucu domenini

fosforiller.Duraklam olan enzim serbest kalr ve transkripsiyona devameder.

Alternatif mRNA krplmasnn dzenlenmesi


59/71

ncl mRNAda alternatif krplmalar belli bir zamanda yada belli bir hcrede hangi proteinin meydana geleceininseiminin kontrolu.Alternatif krplmann dzenlenmesinde belirleyici zellik,krplma yerinin krplmay yapacak aygta ve dzenleyici proteinlere olan ilgisinin deeridir. Kuvvetli bir krplma yerietkin ve srekli bir krplmay salar. Fakat kuvvetli krplma

yeriyle st ste gelen yerlere balanan k

rp

lma bask

lay

c

s

tarafndan krplma engellenebilir ve krplma aygt daratlr.Baz rneklerde, krplma yerlerinin yaknnda krplma

ykselticileri bulunur. Bu diziler krplma aygtn krplmayerinde toplayan dzenleyici proteinler tarafndan tannrlar.

Dzenleyici proteinlerin RNAya balanma ve krplma aygtnabalanma domenleri ayrdr.

GEN ANLATIMININ DZENLENMESNDE ROL


60/71

GEN ANLATIMININ DZENLENMESNDE ROL

OYNAYAN RNALAR

RNAlarn gen anlatmnn dzenlenmesinde genel ekilde

etkiliolan ve farkl

mekanizma yla meydana gelen rolleri devardr.

[ RNA karm, mdahalesi (interference)(RNAi) ]

Baz ksa RNAlar tarafndan ynetilen gen anlatm

durdurulmas.Bu RNAlar onlarla homoloji gsteren genlerin anlatmndorudan basklarlar


61/71

RNAide etkili olan balca RNA tipleri:

(genellikle) D kaynakl ift iplikli RNAlar (dsRNAlar)dan oluan siRNAlar kaynakl mikro RNAlar (miRNAlar)

Ortak zellikleri: 3 ularnda 2 nukleotidlik kntlar olan RNA ift

sarmalleri evirileri yaplmayan, dzenleyici RNAlar

iRNAl G S t l


62/71

iRNAlar Gen Susturulmas

(sitoplazmada)

transkripsiyon sonrasnda

mRNAlarn kesilmesi translasyon aamasnda

translasyonun engellenmesi

(nukleusta)

transkripsiyon aamasnda

transkripsiyonun engellenmesi


63/71

ift iplikli ksa RNAlar (dsRNAlar)

1998de Caenorhabditis elegansta hcrelere giren ift iplikliRNAlarn (dsRNA) onlara homolog (ya da ok benzer) olangenleri basklayabildii anlalmtr.

Craig ve Mello Nobel dl (2006)

Benzer etkiler daha sonra baka organizmalarda da

bulunmutur.


64/71

Fizyoloji veya Tp Alanlarnda 2006 yl Nobel dl

Karc zellikte ksa RNAlar (siRNAlar)


65/71

dsRNAlar Dicer olarak adlandrlan, RNAzIII benzeri birenzim tarafndan tannr ve paralanrlar.Oluan rnler ~23 nukleotid uzunluunda ksa ift iplikli

paralardr (siRNAlar).

siRNAlar homolog bir genin anlatmn yolla engellerler: (1)mRNAsnn ykmn tetiklerler; (2) mRNAsnn translasyonunu

engellerler; (3) promotrde geni sessizletirici kromatindeiimlerini tetiklerler.

Kullanlan yollarn hepsinde genelde ayn mekanizma gereklidir.

Mekanizma RISC (RNA-induced silencing complex) olarakadlandrlan bir kompleksi ierir. RISC kompleksi, siRNAlara ekolarak (RNA bileeniyle etkileime giren) baz proteinleri

kapsar.


66/71

Bir siRNA meydana geldikten ve RISC ile birlik oluturduktansonra ATPye bamlekilde denatrasyona urar.Tek iplikli RNAnn ortaya k RISC kompleksiniaktifletirir.Aktifleen kompleks siRNA ile tamamlayc zellikteki birRNAya ynelir. RNAnn ykmn yapar ya da translasyonunu engeller.

Seilen yol, ksmen, siRNA ile hedef mRNA arasndakielemenin nasl olduuna baldr: eleme ok iyi deilse yantbyk lde translasyonun engellenmesidir; tamamlayclk tam

ise sonu RNAnn ykmdr; bu ykmdan RISC iindeki birnukleaz aktivitesi sorumludur.


67/71

Ayrca,

RISC kompleksi bir siRNA tarafndan nukleus iindeki siRNAile tamamlayclk ilikisi gsteren blgelere ynlendirilir.

Kompleks o blgelerdeki genlerin promotrlerinin etrafndaki

kromatini deitirecek dier proteinleri oraya toplar.

Bu deiim o genlerde transkripsiyon yapmamasna(sessizlemesine) yol aar.


68/71

RNAi sessizletirmesinin ok nemli bir zellii:


69/71

RNAi sessizletirmesinin ok nemli bir zellii:

dsRNAlarn ok kk miktarlar hedef genlerin tamamenkapatlmas iin yeterlidir.

Bu kuvvetli bir etkinin mekanizmas

henz a

k deil.Belki, RNAya baml RNA polimeraz aktivitesietkili olabilir.

Byle bir enzimin ie karmas engelleyici sinyalinoalmasna yol aar.

Bir siRNA zel bir mRNAnn bir blgesini hedefledii zaman,genelde ayn mRNAdaki komu blgeleri hedefleyen eksiRNAlar retilir. RNAya baml RNA polimeraz orijinalsiRNA tarafndan mRNAda toplandktan sonra bu ek RNAlarnretiminde rol oynayabilir.


70/71


71/71

Ökaryotlarda gen anlatımın düzenlenmesi

Documents