Genetik kod • mrna
Yüklə 58,54 Kb. Pdf görüntüsü
|
|
•
mRNA, ribonükleotitlerin doğrusal diziliminden oluşur ve her üç ribonükleotit, bir kodon oluşturur. •
Her bir kodon bir aminoasit belirler. 3 nükleotid=1 kodon= 1 aminoasit Dört nükleotidden kaç tanesinin bir araya gelmesi durumunda elde edilebilen max. a.a (kodon) sayısı 1 n = 4 , 2 n = 16, 3 n = 64 şeklinde hesaplanır. Buna göre 20 a.a için gerekli min 20 kodonu 3 n verir ŞİFRENİN ÇÖZÜLMESİ S. Ochoa (1959 Nobel) - polinükleotid fosforilaz YAPAY mRNA yapabilir. Np-Np-Np-Np < ---- > Np-Np-Np + Np Marshall Nirenberg (1968 Nobel) – yapay mRNA’lar 5'- UUU -3' = phe U + C --> UUU, UUC, UCC, CCC UCU, CUC, CCU, CUU •
Hücresiz sistemde polipeptit sentezi •
Homopolimer şifreler •
Karışık kopolimerler •
Üçlü (triplet) bağlama deneyleri •
Tekrarlanan kopolimerler kullanılarak . . Üçlü bağlama deneyine bir örnek. UUU üçlüsü kodon gibi davranarak antikodonu AAA olan tRNAphe ‘yi bağlar –
Di-, tri ve tetranükleotitlerin tekrarlayan kopolimerlere dönüşümü. Her tekrar durumunda oluşan üçlü kodonlar görülmektedir Genetik şifre özgündür. Genetik şifre dejeneredir . (1 aa için 1den çok kodon) Şifrede “Başla” ve “Dur” kodonları vardır. Şifrede duraksama yoktur. Şifre üst üste çakışmaz. Şifre hemen hemen evrenseldir. Genetik şifrede, 61 kodon, aminoasitleri belirler. Geri kalan 3 kodon hiçbir aminoasit belirlemez Başlama kodonu: AUG Dur kodonları: UAG, UGA, UAA Sadece Triptofan ve Metionin bir kodonla belirlenir. Geri kalan tüm aminoasitlerin birden fazla kodonu vardır. Aynı aminoasiti belirleyen kodonların ilk iki bazı aynıdır. 3. bazın değişkenliği, Wobble hipotezi ile açıklanır. Wobble sayesinde tRNA’daki bir antikodon,mRNA’da birden fazla kodonla eşleşebilir Dejenere Şifre ve Wobble hipotezi Kodon ve antikodon eşleşmesi t RNA’da bulunan inosinat (I), U, C ve A ile hidrojen bağı yapabilir. Antikodon: tRNA’da mRNA’ya karşılık gelen kodon. Bir mRNA kodonundaki ilk iki baz, tRNA’daki antikodon ile her zaman güçlü Watson-Crick baz eşleşmesi yapar Wobble Hipotezi Antikodondaki ilk baz (5′ 3′ yönünde okunur) ve kodondaki 3. baz wobble bazıdır. Wobble bazı tRNA’ların birden fazla kodonu tanımalarını sağlar. 61 kodonun translasyonu için minumum 32 tRNA gereklidir RİBOZOMLARIN YAPISI tRNA MOLEKÜLÜNÜN YAPISI Birçok tRNA’nın 5′ ucunda guanilat (PG) rezidüsü ve 3′ ucunda, CCA (3′) sekansı vardır. Aminoasit kolu spesifik bir amino asidi taşır Antikodon kolu, antikodon içerir. TψC kolu, ribotimidin (T), pseudouridin (ψ) içerir. D ve TψC kolları tRNA’nın katlanması için önemlidir. 1. Amino asidlerin aktivasyonu tRNA’ya spesifik bir amino asidin eklenmesi --- > aa- tRNA
- AKTİVASYON * tRNA’ya doğru aminoasitin tanınıp, bağlanması için her bir amino asite özgül amnioaçil-tRNA sentetaz enzimi görev yapar. Ayrıca, bu süreç enerji gereksinen bir sentez sürecidir. Bu nedenle, her hücrede her bir aminoasite özgü aminoaçil tRNA sentetaz enzimleri bulunur. Bu enzimin hata düzeltme görevi de vardır. BAŞLANGIÇ KOMPLEKSİNİN OLUŞMASI-I Sentezin başlaması için: GTP, IF1, IF2, IF3 gereklidir. İlk olarak, 16S rRNA’nın küçük al birimi özgül DNA dizilerini bulur: Shine-Dalgarno sequence (AGGAGG) PROTEİN SENTEZİNİN BASAMAKLARI 1. Amino asidlerin aktivasyonu 2. Başlangıç kompleksinin oluşması 3. Zincir uzaması-sentez 4. Terminasyon ve salınım 5. Katlanma ve posttranslasyonel işlemler
Bakteriyel ribozomda amino açil tRNA’ların bağlandığı üç bölge vardır: Amino açil veya A bölgesi, P bölgesi, E (çıkış) bölgesi mRNA başlama faktörleri ile birlikte (IF1, 2, 3) küçük alt birime bağlanır. Başlatıcı fMet-tRNA P bölgesindeki mRNA kodonuna bağlanır; IF3 ayrılır ve büyük alt birim komplekse bağlanır; IF1 ve IF2 ayrılır; EF-Tu, tRNA’ya bağlanarak, A bölgesine girişi kolaylaştırır. Zincir uzaması: İlk basamak (ikinci amino açil tRNA’nın bağlanması”) A bölgesinde Dipeptit bağı oluşur (Peptidil transferaz aktivitesi); Yüksüz tRNA, E bölgesine hareket eder ve ribozomu terk eder. Yeni oluşan dipeptit P bölgesine hareket eder. mRNA 3 baz kayar translokasyon EF-G translokasyon basamağını kolaylaştırır. 4. Sentezin durması - SONLANMA* Basamak 1- DUR kodonlarına gelindiğinde, GTP bağımlı salınma faktörlerine “harekete geçme” sinyali verilir ve polipeptit zinciri ile tRNA arasındaki bağı kırarak zincirin translasyon kompleksinden ayrılmasını sağlar. Basamak 2- Bu kırılmadan sonra tRNA ribozomdan salınır ve ribozom alt birimlerine ayrılır. Bakterilerde transkripsiyon stoplazmada gerçekleştiğinden, transkripsiyon ve translasyonun eş-zamanlı olarak devam eder. Hem ökaryotik,hem de prokaryotik hücrelerde protein sentezinde 10 ile 100 ribozom aynı anda aktiftir. Bunlara polizom denir. ÖKARYOTLARDA TRANSLASYON İŞLEMİ •
Daha komplekstir •
mRNA stoplazmaya taşınır. (Transkripsiyon-translasyon eş –zamanlı olmaz!!) •
mRNA 1-2 saatte yıkılır •
Kozak sequence 5’-ACCAUGG….. •
AUG Met kodlar. (Başlangıç kodonu) •
Daha fazla sayıda ribozom görev alır Translasyon Sonrası Modifikasyonlar •
N-ucu ve C-ucundaki a.a ler çoğunlukla uzaklaştırılır yada değişime uğrar. •
Bazen tek bir a.a değişime uğrayabilir. •
Bazen karbohidrat yan zincirleri takılabilir •
Polipeptit zincirlerinde kırpılma yapılabilir. •
Sinyal dizileri proteinden uzaklaştırılır. •
Polipeptit zincirleri çoğu kez metallerle kompleks yapar Bazı amino asitlerin modifikasyonu : Ser, Thr ve Tyr rezidülerinin hidroksil gruplarının enzimatik olarak ATP ile fosforillenmesi. Böylece diğer moleküllerle iyonik bağ yapabilen eksi yüklü a.a ler oluşur. Bazı proteinlerde Glu rezidüsüne ekstra karbonil grubu eklenmesi (Örn.protrombin’de K vitamininin rolü) Karbohidrat yan zincirinin eklenmesi: Polipeptid zincirinin sentezi sırasında veya sonra glikoproteinin karbohidrat yan zinciri eklenir. Bazı glikoproteinlerde karbohidrat yan zinciri enzimatik olarak Asn rezidülerine bağlanır (N-linked oligosakkaridler), diğerlerinde Ser ve Thr residülerine bağlanır (O-linked oligosakkaridler). Sinyal sekansının kaybı: Amino terminal uçtaki 15-30 rezidülük kısım proteinin hücre içi hedeflere yönlendirilmesinde önemli rol oynar. Daha sonra bu kısım çıkartılır Polipeptitlerin metallerle kompleks oluşturması : Proteinlerin tersiyer ve kuaterner yapılarında metal atomları vardır ve bu yapıları kazanmaları çoğu bu kez metallere bağlıdır. Prostetik grupların eklenmesi: Birçok protein aktiviteleri için kovalant bağlı prostetik gruplara gereksinim duyarlar. Örn. Asetil-CoA karboksilaz’ın biyotin molekülü ve sitokrom c’nin hem grubu Proteolitik işlemler: Birçok protein sentez sonrası kısaltılır. Örn. İnsulin Disülfid çapraz bağlarının oluşumu: İki sistein rezidüsü arasında çapraz bağ oluşur. Bu proteini hücre içinde ve dışında etkilerden korur.
Protein Sentezinin İnhibisyonu Promisin, Peptid bağ oluşumunu bloke eder. Tetrasiklin, bakterilerde protein sentezini ribozomun A bölgesini bloke ederek sağlar. Sikloheksimid, 80 S ökaryotik ribozomlarda peptidil transferaz aktivitesini bloke eder Streptomisin, basit bir trisakkaridtir. Düşük konsantrasyonlarda genetik kodun hatalı okunması, yüksek dozda ise Başlama bsamağının inhibisyonuna sebep olur. Difteri toksinin, ökaryotik elongasyon faktörü üzerine etkisi vardır. Risin, ökaryotik ribozomlarda 60 S alt üniteyi inaktive eder.
Protein kodlamayan DNA: İnsan genomundaki protein kodlamayan DNA dizileri;
2 tip: 1. transpozon vardır .
DNA aracılığıyla hareket eden genetik elementlerdir .
retro-transposon (RNA aracısı) - retrotransposon DNA’nın bir transkripti yolu ile hareket eder.
insanlarda transposable genlerin bir grubu da Alu elementleridir. İnsan genomunun ≈ 10%’u Alu elementinden oluşur. Genoma rastgele tekrar girmiş bir genomik parazit gibidir. her 100-200 doğumda bir 1 yeni insert İnsanların birbiri ardına eklenen genlerinin %5’i Alu parçalarına sahiptir. Alu ’nun orijini ? --> hareket eden intron parçası -- mutasyon --> yeni 5' veya 3' yönde eklenen bir bölge yaratıldı??? mRNA’ya ekzon eklenmesi sonucu Alu parçaları RNA’da transkribe olur ancak fonksiyonu bilinmiyor. insan genomunun diğer büyük kısmı Repetitif DNA’dır... insan genomunun 15%’i Repetitif DNA’dır. ⅓ ‘ü genellikle 1 kromozom lokasyonundan kopyalanmış büyük parça tekrarları dır. 3%’ü kısa dizi tekrarlarıdır -- GTTAC -- tekrar dizileri 5-500 nt uzunluğunda birimlerin çok sayıda tekrarı ile oluşur. En çok telomer ve sentromer bölgelerinde insan genomunun kodlayıcı olmayan diğer büyük kısmı ise Intronic DNA... İnsan genomunun ≈ 1.5% ekzonik DNA (yaklaşık 25,000 gende yer alan) Yüklə 58,54 Kb. Dostları ilə paylaş:
|