RNA İşleme ve Eklemleme
Ham birincil transkriptin nasıl şapkalanarak, eklenerek ve kuyruklanarak olgun bir haberci RNA'ya dönüştüğü — ve alternatif eklemlemenin bir genomun protein çıktısını nasıl genişlettiği.
Tanım
RNA işleme, birincil transkripti olgunlaştıran modifikasyonlar bütünüdür; başlıca 5' şapka eklenmesi, eklemleme (splicing) yoluyla intronların çıkarılması ve 3' ucun kesilmesi ile poliadenilasyondur. Eklemleme ise, splaysom (spliceosome) tarafından gerçekleştirilen intronların hassas bir şekilde kesilip çıkarılması ve eksonların birleştirilmesidir.
Kapsam
Bu konu, ökaryotik birincil transkripti işlevsel bir mRNA'ya dönüştüren transkripsiyon sonrası ve eş zamanlı modifikasyonları kapsamaktadır: 5' şapka eklenmesi, intronların çıkarılması ve eksonların splaysom (spliceosome) tarafından birleştirilmesi ile 3' ucun kesilmesi ve poliadenilasyon. Ayrıca, protein çeşitliliğinin bir kaynağı olarak alternatif eklemlemeyi de ele almaktadır. Kodlamayan RNA'ların işlenmesi belirtilmekle birlikte, RNA biyolojisi alanında daha ayrıntılı olarak incelenmektedir.
Temel sorular
- Ökaryotik genler neden intronlarla kesintiye uğrar ve bunlar nasıl çıkarılır?
- Bir mRNA'nın uçlarını hangi modifikasyonlar korur ve tanımlar?
- Splaysom, ekson-intron sınırlarını doğru bir şekilde nasıl tanır?
- Alternatif eklemleme, tek bir genin birden fazla proteini kodlamasına nasıl olanak tanır?
Temel kuramlar
- Parçalı Gen Organizasyonu
- Ökaryotik protein kodlayan diziler, transkribe edilen ancak olgun mRNA'dan çıkarılan intronlar tarafından kesintiye uğrar; bu keşif, genlerin ve nihai transkriptlerinin koliner olmadığını ortaya koymuştur.
- Çeşitlilik Üreticisi Olarak Alternatif Eklemleme
- Aynı birincil transkriptten farklı ekson kombinasyonlarını birleştirerek, alternatif eklemleme tek bir genin birden fazla farklı proteini belirlemesine olanak tanır ve proteom karmaşıklığını büyük ölçüde genişletir.
Mekanizmalar
Transkripsiyon ilerledikçe, yeni sentezlenen transkript, onu koruyan ve sonraki adımlara yardımcı olan modifiye bir 5' şapka alır. İntronlar, splaysom (spliceosome) tarafından çıkarılır; bu, ekleme bölgesi dizilerini tanıyan, intron uçlarını bir araya getiren ve intronu bir kement (lariat) olarak kesip çıkaran ve bitişik eksonları birleştiren iki transesterifikasyon reaksiyonunu katalize eden küçük nükleer ribonükleoproteinlerden oluşan bir komplekstir. 3' ucu, bir poliadenilasyon sinyalinde kesilme ve ardından bir poli(A) kuyruğunun eklenmesiyle oluşturulur. Alternatif ekleme bölgelerinin düzenlenmiş kullanımı, tek bir transkriptten farklı olgun mRNA'lar üretir.
Klinik önem
Ekleme bölgelerini veya ekleme faktörlerini bozan mutasyonlar, çok sayıda genetik hastalığa neden olmaktadır ve bazıları için eklemeye yönelik tedaviler geliştirilmiştir; bu bilgiler klinik rehberlikten ziyade, konunun önemi bağlamında sunulmaktadır.
Tarihçe
Sharp ve Roberts'ın grupları tarafından 1977'de parçalı genlerin keşfi, koliner genler ve mRNA'lar varsayımını altüst etmiş ve eklemleme çalışmalarını başlatmıştır; splaysom ve alternatif eklemleme daha sonra karakterize edilmiş, bu çalışma 1993 Nobel Fizyoloji veya Tıp Ödülü ile tanınmıştır.
Öne çıkan isimler
- Phillip Sharp
- Richard Roberts
İlgili konular
Temel eserler
- berget1977
- lodish2016
Sıkça sorulan sorular
- İntron ile ekson arasındaki fark nedir?
- İntronlar, eklemleme sırasında birincil transkriptten çıkarılan araya giren dizilerdir; eksonlar ise olgun mRNA'da korunan ve bir araya getirilen segmentlerdir.
- 5' şapka neden önemlidir?
- mRNA'yı bozulmadan korur ve mesajı dışarı aktaran ve daha sonra çeviren mekanizma tarafından tanınır.