Ribozomal RNA ve Ribozom Biyogenezi
Ribozomal RNA, haberci RNA'yı proteine çeviren makine olan ribozomun yapısal ve katalitik çekirdeğini oluşturmaktadır. Pasif bir iskeleden çok öte, rRNA amino asitleri birleştiren katalitik merkezi oluşturarak ribozomu bir ribozim haline getirmektedir. Bir ribozomun inşası —ribozom biyogenezi— rRNA'nın transkripsiyonunu, işlenmesini, modifikasyonunu ve katlanmasını, ayrıca onlarca proteinle birleştirilmesini gerektirmektedir.
Tanım
Ribozomal RNA, ribozomun hem yapısal çerçevesini hem de peptidil-transferaz katalitik aktivitesini sağlayan RNA bileşenidir; ribozom biyogenezi ise rRNA'nın ribozomal proteinlerle koordineli transkripsiyonu, işlenmesi, modifikasyonu ve işlevsel alt birimler oluşturmak üzere bir araya getirilmesidir.
Kapsam
Bu konu, rRNA'nın ribozomun çekirdeği olarak rolünü, sağladığı katalitik (peptidil-transferaz) aktiviteyi ve ribozom biyogenezi yolunu kapsamaktadır: rRNA transkripsiyonu, işlenmesi ve modifikasyonu ile küçük ve büyük alt birimlerin bir araya getirilmesi, ki bunların çoğu çekirdekçikte (nükleolus) organize edilmektedir. Bu bir referans-eğitim içeriğidir ve klinik rehberlik sağlamamaktadır.
Temel sorular
- Ribozom neden bir protein enzimi yerine ribozim olarak kabul edilmektedir?
- Ribozomal RNA nasıl transkribe edilmekte, işlenmekte ve modifiye edilmektedir?
- Küçük ve büyük ribozomal alt birimler rRNA ve proteinlerden nasıl birleştirilmektedir?
- Ribozom üretimi hücresel büyüme ile nasıl koordine edilmektedir?
Anahtar kavramlar
- Katalitik çekirdek olarak ribozomal RNA
- Peptidil-transferaz merkezi
- Küçük ve büyük ribozomal alt birimler
- rRNA transkripsiyonu ve işlenmesi
- rRNA kimyasal modifikasyonu
- Montaj alanı olarak çekirdekçik (nükleolus)
- Ribozom biyogenezi ve hücre büyümesi
Temel kuramlar
- Ribozom bir ribozimdir
- Büyük ribozomal alt birimin yüksek çözünürlüklü yapıları, peptidil-transferaz merkezinin RNA'dan oluştuğunu ve katalitik bölgede protein bulunmadığını göstermiş, böylece rRNA'nın kendisinin peptit bağı oluşumunu katalizlediğini ortaya koymuştur.
Mekanizmalar
Ribozomal RNA'nın çoğu, uzun bir öncü molekül olarak transkribe edilmekte, birçok konumda kesilmekte, kırpılmakta ve kimyasal olarak modifiye edilmekte, ardından katlanarak ribozomal proteinlerle küçük ve büyük alt birimler halinde birleştirilmektedir. Bu süreç büyük ölçüde çekirdekçik (nükleolus) içinde organize edilmekte ve çok sayıda yardımcı faktör ve küçük çekirdekçik RNA'ları tarafından desteklenmektedir. Büyük alt birimin atomik yapıları, peptit bağlarının oluştuğu aktif bölgenin proteinden değil, rRNA'dan inşa edildiğini ortaya koymuştur; bu nedenle ribozom bir ribozimdir ve katalitik çekirdeği RNA'nın kendisidir. İki alt birim daha sonra translasyon sırasında birlikte hareket etmekte, rRNA tRNA'nın konumlandırılmasını ve katalizi koordine etmektedir. rRNA öncüllerinin kendi kendini eklemeli intronlar içerebilmesi, RNA'nın kendi işleme kimyasını gerçekleştirebileceğine dair erken kanıtlar sunmuştur.
Klinik önem
Ribozom biyogenezindeki kusurlar, bir grup bozukluğun (ribozomopatiler) temelini oluşturmaktadır; çekirdekçik (nükleolus) ve rRNA sentezi, hücre proliferasyonu ve kanserle ilişkili olarak incelenmektedir ve rRNA, antibiyotiklerin önemli bir hedefidir. Bu madde, söz konusu biyolojiyi eğitimsel bir arka plan olarak sunmakta olup, bireysel tanı veya tedavi için bir temel teşkil etmemektedir.
Tarihçe
Uzun süre protein veya RNA tarafından katalizlenen bir makine olarak tartışılan ribozomun mekanizması, büyük alt birimin atomik çözünürlüklü yapılarının peptidil-transferaz merkezine yalnızca RNA'yı yerleştirmesiyle netleşmiş ve rRNA'nın katalizör olduğunu doğrulamıştır. Bu durum, katalitik RNA'nın daha önceki tanınmasına dayanmış ve ribozom biyogenezini büyük bir RNA tabanlı enzimin inşası olarak yeniden çerçevelemiştir.
Öne çıkan isimler
- Thomas Steitz
- Ada Yonath
- Venkatraman Ramakrishnan
- Harry Noller
İlgili konular
Temel eserler
- ban-2000
- nissen-2000
- kruger-1982
Sıkça sorulan sorular
- Ribozom neden ribozim olarak adlandırılmaktadır?
- Çünkü peptit bağlarının oluştuğu katalitik merkezi, proteinden ziyade ribozomal RNA'dan yapılmıştır, bu nedenle reaksiyonu RNA'nın kendisi katalizlemektedir.
- Ribozomlar hücrede nerede birleştirilmektedir?
- Ribozom biyogenezinin büyük bir kısmı —rRNA transkripsiyonu, işlenmesi ve proteinlerle erken birleşimi— alt birimler sitoplazmaya ihraç edilmeden önce çekirdekçikte (nükleolus) gerçekleşmektedir.