ek yeri

ek yeri , olgun mRNA'nın pre-mRNA'dan ortaya çıktığı, ökaryotların hücre çekirdeğindeki transkripsiyon sırasında önemli bir süreci temsil eder. Transkripsiyondan sonra pre-mRNA'da hala bulunan intronlar çıkarılır ve kalan eksonlar, bitmiş mRNA'yı oluşturmak için birleştirilir.

Ekleme nedir

Moleküler biyolojinin temel dogması, genetik bilgi akışının bilgi taşıyıcı DNA'dan RNA yoluyla proteine ​​doğru gerçekleştiğini belirtir. Gen ekspresyonundaki ilk adım, transkripsiyon olarak bilinen şeydir. RNA, şablon olarak DNA kullanılarak sentezlenir. DNA, dört baz aden, timin, guanin ve sitozinden oluşan bir kod yardımıyla orada depolanan genetik bilginin taşıyıcısıdır. RNA polimeraz protein kompleksi, transkripsiyon sırasında DNA'nın baz dizisini okur ve karşılık gelen "haberci öncesi RNA" yı (kısaca pre-mRNA) üretir. Timin yerine urasil her zaman dahil edilir.

Genler, ekson ve intronlardan oluşur. Eksonlar, genomun aslında genetik bilgiyi kodlayan parçalarıdır. Bunun aksine, intronlar bir gen içindeki kodlamayan bölümleri temsil eder.DNA'da depolanan genler, sonraki proteindeki herhangi bir amino aside karşılık gelmeyen ve translasyona katkıda bulunmayan uzun bölümler tarafından geçilir.

Bir gen, uzunluğu 35 ila 100.000 nükleotit arasında olan 60 adede kadar introna sahip olabilir. Ortalama olarak, bu intronlar eksonlardan on kat daha uzundur. Transkripsiyonun ilk adımında üretilen pre-mRNA, sıklıkla olgunlaşmamış mRNA olarak da adlandırılır, hala hem eksonları hem de intronları içerir. Ekleme işleminin başladığı yer burasıdır.

İntronlar pre-mRNA'dan çıkarılmalı ve kalan eksonlar birbirine bağlanmalıdır. Ancak o zaman olgun mRNA hücre çekirdeğini terk edebilir ve translasyonu başlatabilir.

Ekleme çoğunlukla spliceosome (Almanca: spliceosome) yardımıyla yapılır. Bu, beş snRNP'den (küçük nükleer ribonükleoprotein parçacıkları) oluşur. Bu snRNP'lerin her biri bir snRNA ve proteinlerden oluşur. SnRNP'lerin parçası olmayan diğer bazı proteinler de spliceozomun bir parçasıdır. Spliceozomlar, majör ve minör spliceozomlara ayrılır. Ana spliceozom, tüm insan intronlarının% 95'inden fazlasını işler, minör spliceozom esas olarak ATAC intronlarını işler.

Eklemenin açıklaması için Richard John Roberts ve Phillip A. Sharp, 1993'te Nobel Tıp Ödülü'ne layık görüldü. Thomas R. Cech ve Sidney Altman, alternatif ekleme ve RNA'nın katalitik etkisi konusundaki araştırmalarından dolayı 1989'da Nobel Kimya Ödülü'nü aldı.

İşlev ve görev

Ekleme işlemi sırasında, spliceozom, tek tek parçalarından yeniden oluşturulur. Memelilerde, snRNP U1 ilk önce kendisini 5'in ekleme bölgesine bağlar ve kalan spliceozom oluşumunu başlatır. SnRNP U2, intronun dallanma noktasına bağlanır. Bunun üzerine tri-snRNP'yi de bağlar.

Spliceozom, iki ardışık transesterifikasyon aracılığıyla ekleme reaksiyonunu katalize eder. Reaksiyonun ilk bölümünde, "dallanma noktası dizisinden" (BPS) bir adenosinin 2'-OH grubundan bir oksijen atomu, 5'-ekleme bölgesinde bir fosfodiester bağının bir fosfor atomuna saldırır. Bu, 5 'eksonunu serbest bırakır ve intronu dolaştırır. 5'-eksonun artık serbest olan 3'-OH grubunun oksijen atomu şimdi 3'-bağlantı yerine bağlanır, böylece iki ekson bağlanır ve intron salınır. İntron, daha sonra parçalanan, lariat adı verilen aerodinamik bir yapıya getirilir.

Bunun aksine, spliceozomlar kendi kendine eklemede bir rol oynamaz. Burada intronlar, RNA'nın kendisinin ikincil yapısı tarafından çevirinin dışında tutulur. TRNA'nın (transfer RNA) enzimatik eklenmesi ökaryotlarda ve arkealarda meydana gelir, ancak bakterilerde görülmez.

Ekleme işlemi, ekson-intron sınırında en yüksek hassasiyetle gerçekleştirilmelidir, çünkü sadece tek bir nükleotid sapması, amino asitlerin yanlış kodlanmasına ve dolayısıyla tamamen farklı proteinlerin oluşumuna yol açacaktır.

Bir pre-mRNA'nın eklenmesi, çevresel etkiler veya doku tipi nedeniyle farklı şekilde ortaya çıkabilir. Bu, farklı proteinlerin aynı DNA dizisinden ve dolayısıyla aynı pre-mRNA'dan oluşturulabileceği anlamına gelir. Bu işlem, alternatif ekleme olarak bilinir. Bir insan hücresi yaklaşık 20.000 gen içerir, ancak alternatif birleştirme sayesinde birkaç yüz bin protein üretebilir. Tüm insan genlerinin yaklaşık% 30'unda alternatif birleştirme vardır.

Ekleme evrimde önemli bir rol oynadı. Eksonlar genellikle, birbirleriyle farklı şekillerde birleştirilebilen ayrı ayrı protein alanlarını kodlar. Bu, birkaç eksondan tamamen farklı işlevlere sahip çok çeşitli proteinlerin üretilebileceği anlamına gelir. Bu sürece ekson karıştırma denir.

Hastalıklar ve rahatsızlıklar

Bazı kalıtsal hastalıklar, eklemeyle yakından ilişkili olabilir. Kodlamayan intronlardaki mutasyonlar genellikle protein oluşumunda hatalara yol açmaz. Bununla birlikte, bir intronun bir bölümünde, eklemenin düzenlenmesi için önemli olan bir mutasyon meydana gelirse, bu, pre-mRNA'nın hatalı eklenmesine yol açabilir. Ortaya çıkan olgun mRNA daha sonra hatalı veya en kötü durumda zararlı proteinleri kodlar. Bu, örneğin kalıtsal bir anemi olan bazı beta-talasemi türlerinde söz konusudur. Bu şekilde gelişen hastalıkların diğer temsilcileri, örneğin, Ehlers-Danlos sendromu (EDS) tip II ve spinal musküler atrofidir.