Kodlamayan Rna Çevrimdeki Ncrna'lar

Çevrimdeki ncRNA'lar


Moleküler biyolojinin merkez dogması (DNA -> RNA -> protein), ncRNA'ların yer aldıkları süreçlerle beraber gösterimi RNPler kırmızı, ncRNA'lar mavi gösterilmiştir



Korunmuş, gerekli ve yaygın ncRNA'ların çoğu çevrim süreci ile ilişkilidirler Ribozom olarak adlandırılan ribonükleoprotein (RNP) tanecikler hücrede çevrimin gerçekleştiği 'fabrika'lardır Ribozom'un %60'ı ribozomal RNA'dan oluşur, bunlar prokaryotlarda 3 ncRNA, ökaryotlarda 4 ncRNA'dan oluşur Ribozomal RNA'lar nükleotit dizilerin proteine çevrimini katalizler Bir diğer ncRNA türü taşıyıcı RNA'dır, bunlar mRNA ile inşa edilen proteinler arasında 'adaptör molekül' oluştururlar H/ACA kutusu ve c/D kutusu snoRNA'lar, arke ve ökaryotlarda bulunur, RNaz MRP ise ökaryotlarla sınırlıdır, bu ncRNA'ların her ikisi de rRNA'nın olgunlaşmasında rol oynarlar snoRNA'lar rRNA, tRNA ve snRNA'ların kovalent değişimine kılavuzluk ederler, RNAz MRP, beraber transkripsiyonu yapılan 18S ve 58S rRNA'lar arasındaki aralığı keser RNaz P, RNaz MRP'nin evrimsel akrabasıdır RNaz P, öncül tRNA'ların 5' lider bölgelerindeki dizi elemanlarını keserek olgun tRNA'ların oluşmasını sağlar SRP olarak adlandırılan bir diğer yaygın RNP, yeni oluşmuş belli proteinleri tanıyıp bunları, ökaryotlar durumunda endoplazmik retikuluma, prokaryotlar durumunda ise plazma zarına taşır Bakterilerde Taşıyıcı-mesajcı RNA (tmRNA) tökezlemiş ribozomları kurtarılmasıyla ilşkili bir RNP'dir, eksik sentezlenmiş polipeptitleri etiketler ve bozuk RNA'nın yıkımına önayak olur

RNA uçbirleştirmesinde ncRNA'lar

Ökaryotlarda splisozom, intron dizilerinin çıkartılması için gerekli olan uçbirleştirme reaksiyonlarını meydana getirir, bu süreç olgun mRNA'nın oluşması için zorunludur Splisozom, snRNP veya tri-snRNP olarak da adlandırılan bir diğer RNP'dir Splisozomun iki biçimi vardır, bunlar majör ve minör biçimler olarak adlandırılır Majör splisozomun ncRNA bileşenleri U1, U2, U4 ve U5'tir Minör splisozomun ncRNA bileşenleri U11, U12, U5, U4atac ve U6atac'dir

Bazı intronlar öncül transkriptten çıkarılmalarını kendileri katalizler, bunlara öz-uçbirleştirici RNA denir Öz-uçbirleştirici RNA'ların iki ana grubu vardır, bunlar grup I katalitik intron ve grup II katalitik intronlardır Bu ncRNA'lar, çoğu organızmada mRNA, tRNA ve rRNA prekürsörlerinden kendi kendilerinin çıkartılmalarını katalizler

Memelilerde snoRNA'ların mRNA'nın alternatif uçbirleştirmesini düzenlediği bulunmuştur Örneğin HBII-52 adlı snoRNA, serotonin reseptör 2C'nin uçbirleştirmesini düzenler

Nematodlarda SmY adlı ncRNA, mRNA trans-uçbirleştirmesinde rol oynar

Gen regülayonunda ncRNA'lar

Binlerce genin ifadesi ncRNA'lar tarafından düzenlenir Bu düzenleme trans veya cis etkili olabilir

trans-etkiyen ncRNA'lar

Yüksek ökaryotlarda mikroRNA'lar (miRNA'lar) gen ifadesini düzenler Tek bir miRNA yüzlerce genin ifade düzeyini azaltabilir Olgun miRNA moleküllerin etki mekanizması mRNA molekülleri ile kısm komplemantarite yoluyla, genelde 3' UTR bölgesinde olur miRNA'ların ana işlevi gen ifadesini aşağı düzenlemektir

RNaz P de gen ifadesine etki eden bir ncRNA'dır İnsan hücrelerinin çekirdeğinde RNaz polimeraz III tarafından yazılan çeşitli ncRNA'ların normal ve verimli transkripsiyonu için RNaz P gereklidir Bunların arasında tRNA, 5S rRNA, Sinyal tanıma taneciği RNA'sı ve U6 snRNA genleri bulunur RNaz P, Pol III ve aktif tRNA ve 5S rRNA genlerinin kromatini ile birleşerek transkripsiyon üzerindeki etkisini gösterir[10]

7SK RNA adlı bir metazoan ncRNA türü, RNA polimeraz II uzama faktörü P-TEFb'nin bir negatif düzenleyicisi olarak etki ettiği ve bu etkinliğin stres tepki yolağı (stress response pathway) tarafından etkilendiği gösterilmiştir

Bakteriyel bir ncRNA olan 6S RNA, sigma70 spesifisite faktörünü içeren RNA polimeraz holoenzimi ile birleşir Bu etkileşim sonucu, bakteriyel büyümenin duraklama evresinde (stationary phase) sigma70-bağımlısı promotörlerden gen ifadesini bastırır

Bir diğer bakteriyel ncRNA, OxyS RNA, Shine-Dalgarno dizilerine bağlanarak ribozomun bağlanmasına engel olur ve çevrimi inhibe eder

B2 RNA, RNA polimeraz III tarafından üretilen küçük bir transkripttir, ısı şokuna tepki olarak fare hücrelerinde mRNA transkripsiyonunu bastırır B2 RNA, çekirdek (core) Pol II'ye bağlanarak promotörde bir başlama-öncesi kompleksi oluşturur ve RNA sentezini bloke eder [11]

ncRNA dizilerinin transkripsiyonunun gen ekspresiyonuna etki ettiği gösterilmiştir Schizosaccharomyces pombe mayasında RNA polimeraz II tarafından ncRNA'ların transkripsiyonu kromatinin yeniden şekillenmesi için gereklidir ncRNA türlerinin transkripsiyonu yapıldıkça kromatin daha "açık" bir biçim alır[12]

cis-etkiyen ncRNA'lar



Bazı Protein kodlayan genlerin 5' UTR bölgelerinde ncRNA'lar bulunur, bunlar çeşitli yollardan ifadeye etki eder Örneğin, bir ribo-anahtar, bir küçük hedef moleküle doğrudan bağlanıp genin etkinliğini değiştirebilir

Amino asit biyosentetik operonlarının ilk geninin ön tarafında (akış yukarısında) RNA lider dizileri bulunur Bu RNA dizi elemanları, iki farklı yapı oluşturabilir, ayrıca ribozom tarafından çevrilince operonun son ürünü olan amino asitten çok sayıda bulunduran kısa peptit diziler kodlar Düzenleyici amino asitten bol miktarda bulunduğu ve ribozomun hareketi engellenmediği zamanlarda, RNA'nın bu bölgesinde bir RNA polimerazı durduran bir sonlandırıcı yapı oluşur Buna karşın, düzenleyici amino asiti taşıyan yüklü tRNA'dan yeterli miktarda yoksa, lider peptit çevrimini yapmakta olan ribozom "tökezler" ve bir anti-sonlandırıcı yapı oluşur Bu yeni oluşan yapı RNA polimerazın operonun transkripsiyonunu yapmasına izin verir Bu şekilde çalıştığı bilinen RNA liderli operonlar, histidin, treonin ve triptofan operon liderleridir

Demir tepki elemanları, (İngilizce Iron response element veya IRE) demir tepki proteinleri (iron response proteins veya IRP) tarafından bağlanır Bu IRE dizi elemanları, demir metabolizmasıyla ilgili proteinleri kodlayan çeşitli mRNA'ların UTR'lerinde (çevrilmeyen bölgelerinde) bulunur Demir konsantrasyonu düşük olunca IRP, ferritin mRNA IRE'sine bağlanarak çevrim baskılamasına yol açar

Dahil ribozom giriş konumları (İngilizce Internal ribosome entry site veya IRE), bir mRNA dizisinin ortasında çevrimin başlamasını sağlayan RNA yapılarıdır

ncRNA'lar ve Genom savunması

Memeli testis ve somatik hücrelerinde ifade edilen Piwi-etkileşimli RNA'lar (piRNA'lar), Piwi proteinleri ile RNA-protein kompleksleri oluşturur Bu piRNA kompleksleri (piRNA complexes veya piRC) retrotranspozonların ve spermatogenez ile ilgili genetik elemanların transkripsiyonel gen susturması ile ilişkilendirilmişlerdir

Kümelenmiş Düzenli Aralıklı Kısa Palindromik Tekrarlar (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats veya CRISPR), çoğu bakteri ve arke'nin DNA'sında görülen tekrar dizileridir Bu tekrarlar benzer uzunluklu aralıklarla birbirlerinden ayrılmıştır Bu aralıkların fajlardan elde edildiği ve hücreyi enfeksiyondan koruduğu gösterilmiştir

ncRNA'lar ve kromozom yapısı

Telomeraz, kromozomlarin telomer bölgelerine spesifik olan DNA dizi tekrarları (örneğin omurgalılarda "TTAGGG") ekleyen bir RNP enzimidir Telomerler ökaryot kromozomlarının uçlarında bulunan özelleşmiş bölgelerdir, DNA'larının yoğunlaşmış durumda olması kromozoma stabilite sağlar Telomerler her hücre bölünmesinde kısalır ve sonra telomeraz tarafından normal uzunluğuna geri getirilir Telomeraz bir ters transkriptazdır, içerdiği telomeraz RNA, telomerlerin uzatılmasında bir kalıp olarak kullanılır

Xist (X-inactive-specific transcript) plasentalı memelilerin X kromozomunda bulunan uzun bir ncRNA'dır, Barr cisimleri oluşturan X kromozom inaktivasyonunda rol oynayan önemli bir unsurdur Tsix adlı antianlam RNA Xist'in bir negatif düzenleyicisidir Tsix ifadesi olmayan (ve dolayısıyla yüksek Xist transkripsiyon düzeyleri olan) X kromozomları, normal kromozomlardan daha sık inaktive olur XY cinsiyet belirleme sistemi kullanan Drosophila'da da, roX (RNA on the X teriminden) RNA'ları dozaj telafisinde rol oynar[13] Xist ve roX, epigenetik transkripsiyon düzenlemesi yoluyla çalışırlar, bu süreçte histon modifiye edici enzimler seferber edilir

Çift işlevli RNA

Çift işlevli RNA'lar iki farklı işleve sahip RNA'lardır[14][15] Bilinen çift işlevli RNA'ların çoğunluğu hem prtoein kodlayan mRNA hem de ncRNA'dırlar Artan sayıda ncRNA'nın iki farklı ncRNA kategorisine (örneğin H/ACA box snoRNA ve miRNA[16][17]) girdiği keşfedilmektedir

Çift işlevli RNA'ların iyi bilinen iki örneği SgrS RNA ve RNAIII'tür Başka çift örnekli RNA'ların da varlığı bilinmektedir, örneğin, SRA (Steroid Receptor Activator, Steroid Reseptör Etkinleştiricisi)[18], VegT RNA [19][20], Oskar RNA [21] ve enod40 [22]


Kaynak : Wikipedia