Genetik kod • mrna



Yüklə 58,54 Kb.
Pdf görüntüsü
tarix10.06.2018
ölçüsü58,54 Kb.
#47816


 

 

GENETIK KOD...



 

 



 

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 


 

 

 

 

 

 

 



 

 

 



 

 

BAŞLANGIÇ KOMPLEKSİNİN OLUŞMASI-II 



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;  

      

    1. Transposable Genetik Elementler 

    2. Repetitif DNA  

    3. İntronik DNA  bölgeleridir. 

     


2 tip: 1. 

transpozon 

vardır

.



 

                             DNA aracılığıyla  hareket eden genetik elementlerdir

.

 

                   2.



 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:




Verilənlər bazası müəlliflik hüququ ilə müdafiə olunur ©genderi.org 2022
rəhbərliyinə müraciət

    Ana səhifə