DNA Şablonu Üzerinde RNA Transkripsiyonu veya Sentezi

DNA Şablonu Üzerinde RNA Transkripsiyonu veya Sentezi!

Ökaryotlarda, transkripsiyon çekirdeğin içindeki hücre döngüsünün G1 ve G2 fazlarında meydana gelir ve transkripsiyon ürünleri çeviri için sitoplazmaya taşınır. Prokaryotlarda, transkripsiyon, DNA sitoplazmada yer aldığından, sitoplazma ile temas halinde gerçekleşir.

Transkripsiyon DNA bağımlı bir enzim RNA polimeraz gerektirir. DNA'nın transkripsiyon segmentinde promotör ve terminatör bölgeler bulunur. Bir promotörün yanı sıra, ökaryotlar da bir geliştirici gerektirebilir.

Transkripsiyonun sonlandırılması için DNA'da bulunan Rho (p) faktörü adlı bir sonlandırma faktörü gerekir. DNA dupleksinin çözülmesi, çözülmemiş DNA zincirinin stabilizasyonu, baz eşleşmesi, kopyalanan RNA'nın ayrılması ve işlenmesi için bir takım başka faktörler de gereklidir.

1. Ribonucleotides aktivasyonu:

Ribonükleotitler, deoksiriboz şeker yerine riboz şekeri olan deoksiribonükleotitlerden farklılık gösterir. Timidin monofosfat, ididin monofosfat ile değiştirilir. Dört tip ribonükleotit, adenozin monofosfat (AMP), guanosin monofosfat (GMP), ididin monosfosfat (UMP) ve sitidin monofosfattır (CMP).

Nükleoplazmada serbestçe oluşurlar. Transkripsiyondan önce nükleotitler, fosforilasyon yoluyla aktive edilir. Enzim fosforilazı enerji ile birlikte gereklidir. Aktif veya fosforlanmış ribonükleotitler, adenozin trifosfat (ATP), guanosin trifosfat (GTP), ididin trifosfat (UTP) ve sitidin trifosfattır (CTP).

2. DNA Şablonu:

Özel sinyallerde, bir veya daha fazla sistrona karşılık gelen DNA segmentleri azaltılmış ve kopyalanmaya hazır hale gelmiştir. Bu tür her DNA transkripsiyon segmenti bir promotör bölgesi başlatma bölgesi, kodlama bölgesi ve bir sonlandırıcı bölgesi içerir. Transkripsiyon başlangıçta başlar ve sonlandırıcı bölgede biter.

Bir destekleyici bölge, RNA polimeraz tanıma bölgesine ve RNA polimeraz bağlama bölgesine sahiptir. Zincir açma, çoğu prokaryotta TATAAG nükleotitleri tarafından işgal edilen bölgede meydana gelir. Zincir ayrılması için gerekli olan enzimler, şarapsızlıklar ve tek iplikli bağlayıcı proteinlerdir. Terminatör bölgesi, poli A baz sekansına veya pallindromik sekansa sahiptir (iki DNA zincirinde zıt yönlerde çalışan aynı baz sekansı).

RNA polimeraz (prokaryotlarda yaygın ve ökaryotlarda spesifik), promotör bölgesine kendisini bağlar. DNA'nın iki teli, polimeraz bağlanma bölgesinden aşamalı olarak çözülemez. İki DNA dizisinden biri, RNA'nın transkripsiyonu için bir şablon olarak işlev görür. Buna ana veya duyu ipliği denir. Transkripsiyon 5 ′ -> 3 ′ yönünde gerçekleşir.

3. Baz Eşleştirme:

Çevreleyen ortamda mevcut olan ribonükleosit trifosfatlar, DNA şablonunun (sense iplik) azot bazlarının karşısında durmaktadır. Tamamlayıcı çiftler, A karşısında A, A karşısında T, C karşısında G ve G karşısında C oluştururlar. Pirofosfataz yardımıyla, ribonükleosit trifosfatlar (ribonükleotit difosfatlar) üzerinde bulunan iki ekstra fosfat ayrıdır. İşlemde enerji serbest bırakılır.

4. Zincir Oluşumu:

RNA polimeraz yardımı ile DNA şablonu üzerinde tutulan bitişik ribonükleotitler prokaryotlarda RNA zinciri oluşturmak için birleşir. Transkripsiyon faktörleri, ökaryotlarda zaten RNA polimerazından farklıdır. RNA zinciri oluşumu başladığında, RNA polimerazının sigma (σ) faktörü ayrılır. RNA polimerazı (çekirdek enzim), DNA zincirinde ilerleyerek RNA zincirinin saniyede yaklaşık 30 nükleotit oranında uzamasına neden olur. RNA sentezi, polimeraz sonlandırıcı bölgeye ulaşır ulaşmaz durur. Bunun için Rho faktörü (p) gereklidir. Sonlandırıcı bölgenin bir durdurma sinyali vardır. Aynı zamanda 4-8 A-nükleotitlere sahiptir.

5. RNA Ayrımı:

Fesih veya rho faktörü ATP-ase aktivitesine sahiptir (Roberts, 1976). Tamamlanmış RNA zincirinin salgılanmasına yardımcı olur. Serbest kalan RNA, birincil transkript olarak adlandırılır. İşlevsel RNA'lar oluşturmak için işlenir. Birçok prokaryotta, ilgili fonksiyonların yapısal genleri genel olarak operonlarda gruplanır. Bir operon, tek bir birim olarak kopyalanır. Böyle bir transkripsiyon ünitesi, polististronik mRNA'dır. Ökaryotlarda, transkripsiyon ünitesi bir monosistronik mRNA'dır.

6. Dubleks Oluşumu:

Birincil transkriptin serbest bırakılmasından sonra, iki DNA zinciri tamamlayıcı baz çiftleri arasında bağlantılar kurar. Gyras, unwindases ve SSB proteinleri serbest bırakılır. Sonuç olarak, DNA'nın çift sarmal formu devam ettirilir.

7. Transkripsiyon Sonrası İşlem:

Birincil transkript, genellikle fonksiyonel RNA'lardan daha büyüktür. Özellikle mRNA durumunda, heterojen veya hnRNA olarak adlandırılır. Transkripsiyon sonrası işleme, birincil transkripti işlevsel RNA'lara dönüştürmek için gereklidir. Dört çeşittir:

(i) Bölünme:

Daha büyük RNA öncüleri daha küçük RNA'lar oluşturmak için ayrılır. RRNA'nın birincil transkripti, ökaryotlarda 45S'dir. Aşağıdakileri oluşturmak için ayrılır:

Birincil transkript ribonükleaz-P (bir RNA enzimi) ile ayrılır. Birincil transkript 5-7 tRNA öncüleri oluşturabilir.

(ii) Ekleme:

Ökaryotik transkriptler ekstra bölümlere sahiptir (intronlar veya araya giren diziler). İşlevsel kodlama dizilerine eksonlar denir. Ekleme, fonksiyonel RNA'lar oluşturmak için intronların çıkarılması ve ekzonların füzyonudur. Her bir intron dinükleotit GU ile başlar ve dinükleotit AG ile sona erer (GU-AG kuralı). Sn-RNP'lerin (snurps olarak telaffuz edilir) veya küçük nükleer ribonükleoproteinlerin (yani Ul, U2, U4, U5 ve U6) eklenme aparatlarının bileşenleri tarafından tanınırlar.

Spliceosome adı verilen bir kompleks intronun 5 ′ ucu (GU) ve 3 ′ ucu (AG) arasında oluşur. ATP'den enerji elde edilir. İntronu kaldırır. Bitişik ekzonlar bir araya getirilir. Uçlar RNA ligazı ile kapatılmıştır (Şekil 3.13).

İntronlar son gelişme değildir. RNA merkezli genetik makineler yerinde olduğunda ortaya çıktılar. Bu nedenle, bölünmüş genler ve bölünmüş transkriptler genetik sistemin eski özellikleridir. Ekleme, RNA aracılı katalitik fonksiyon olmaya devam eder. Bu tür RNA bağımlı süreçlerin birçoğu gün ışığına çıkıyor.

(iii) Terminal Eklemeleri (Kapaklama ve Tailing):

Spesifik fonksiyonlar için RNA'ların uçlarına ilave nükleotitler, örneğin, tRNA'daki CCA segmenti, mRNA'nın 5 5 ucundaki cap nükleotitleri veya mRNA'nın 3-ucundaki poli-A segmentleri (200-300 artıklar) eklenir. Kapak, GTP'nin 7-metil guanozin veya 7mG'ye modifikasyonu ile oluşturulur.

(iv) Nükleotid Değişiklikleri:

Bunlar en çok tRNA-metilasyon (örn., Metil sitozin, metil guanosin), deaminasyon (örneğin, adeninden inosin), dihidrourasil, psödorasil, vb.

Parkaryotlarda mRNA aktif hale gelmek için ayrıntılı işlem gerektirmez. Ayrıca, transkripsiyon ve çeviri aynı bölgede meydana gelir. MRNA tamamen oluşmadan önce bile çeviri başlangıcı ile sonuçlanır.

RNA'nın in vitro sentezi ilk önce Ochoa (1967) tarafından yapılmıştır.