İçeriğe atla

Anlam (moleküler biyoloji)

Moleküler biyolojide anlam, DNA ve RNA gibi nükleik asit moleküllerinde bulunan bilginin yönünün (polaritesinin) başka nükleik asitlerle karşılaştırılmasında kullanılan bir kavramdır. Hangi bağlamda kullanıldığına bağlı olarak "anlam" terimi farklı manalara gelebilir. Bir manasıyla "anlam", bir nükleik asidin protein kodlama özelliğidir. Bir diğer manasıyla "anlam", tek iplikli RNA virüslerinde, viriondan çıkan genomik RNA'nın doğrudan protein kodlayabilme özelliğidir. "Antianlamlı" nükleik asitlerden söz edilince, anlamlı bir mRNA'nın ifadesini engelleyen, komplemanter dizili bir nükleik asit kastedilir.

DNA'da anlam

Bir DNA ipliği veya dizisinin RNA biçimi proteine çevriliyorsa veya çevrilebilirse, ona anlamlı (veya pozitif anlamlı) denir, komplemanter iplik veya diziye de antianlamlı (veya negatif anlamlı) denir. Bazen bunun yerine kodlayıcı iplik terimine de rastlanır.[1]

DNA molekülünün bazı bölgeleri genleri kodlar; bu bölgelerdeki DNA dizisi genelde bir proteinin amino asit dizisini, proteini kodlayan mesajcı RNA (mRNA)'nın düzenleyici dizilerini, uçbirleştirme yerlerini ve diğer ayrıntıları belirleyen talimatları içerir. Bir hücrenin bu bilgiyi kullanabilmesi için, DNA'nın bir ipliği, ona komplemanter bir RNA zincirinin sentezlenmesi için kalıp görevi görür. Antianlamlı dizi içeren bu kalıp DNA ipliği, okunan iplik olarak adlandırılır, mRNA transkript içinse anlamlı dizi (antianlamlı dizinin komplemanı) denir. DNA çift iplikli olduğu için, anti anlamlı diziye komplemanter olan ipliğe yazılmayan iplik denir ve mRNA ile aynı anlamlı diziyi taşır (ama DNA'daki T bazları yerine RNA'da U bazları bulunur).[1]

DNA iplik 1: anlamlı iplik

DNA iplik 2: antianlamlı iplik (kopyalanır) → RNA iplik (anlamlı)

RNA'da anlam

Virolojide, bir RNA virüs genomu pozitif anlamlı ("artı iplikli" de denir) veya negatif anlamlı ("eksi iplikli" de denir) olarak tarif edilebilir. Virüsler, genomlarının anlamına göre sınıflandırılırlar.[2]

Pozitif anlam

Ayrıca bakınız: RNA virüsleri § Grup IV—pozitif yönelimli tiRNA virüsleri

Pozitif anlamlı viral RNA, bir viral RNA dizisinin doğrudan translasyon yoluyla viral proteinlere çevrilebileceği anlamına gelir. Dolayısıyla pozitif anlamlı RNA virüslerinde, viral RNA genomu viral mRNA'ya karşılık gelir ve doğrudan konak hücre tarafından çevrimi yapılır. Bu yüzden bazı pozitif anlamlı virüsler (örneğin Coronaviridae), virion içinde bir RNA polimeraz bulundurmazlar.

Negatif anlam

Ayrıca bakınız: RNA virüsleri § Grup V—negatif yönelimli tiRNA virüsleri

Negatif anlamlı viral RNA mRNA'ya komplemanterdir ve dolayısıyla bir RNA polimeraz tarafından pozitif anlamlı RNA'ya dönüştürülmesi gerekir. Negatif anlamlı RNA, DNA gibi, kodladığı mRNA'ya komplemanter bir diziye sahiptir. Bu RNA doğrudan proteine çevrilemez; önce pozitif anlamlı bir RNA olarak yazılır bu da mRNA olarak etkir. Bazı virüsler (örneğin influenza) negatif anlamlı genoma sahiptirler ve bu yüzden virionlarında bir RNA polimeraz bulundurmak zorundadırlar.

Çift anlam

Tek iplikli bir genom eğer hem pozitif anlamlı hem negatif anlamlı ise çift anlamlı denir. Bunya virüslerde tek iplikli üç RNA parçası bulunur, bunların hem pozitif anlamlı hem negatif anlamlı kısımları vardır. Arenavirüsler de çift anlamlı genomu olan tek iplikli virüslerdir, iki RNA parçası çoğunlukla negatif anlamlı olmakla berber ikisinin de 5' uçları pozitif anlamlıdır.

Antianlamlı nükleik asitler

Anti anlamlı DNA ipliğinin protein çevrimini nasıl engelleyebildiğinin şeması.

Antianlamlı mRNA, endojen mRNA'ya komplemanter bir RNA molekülüdür. Bir diğer deyişle, mRNA'nın kodlayıcı ipliğine komplemanter olan, protein kodlamayan bir RNA'dır, bu bakımdan negatif anlamlı viral RNA'ya benzer. Benzer şekilde antianlamlı DNA da, mRNA'ya komplemanter bir DNA molekülüdür. Antianlamlı moleküller tamamlayıcı (komplemanter) nükleik asit iplikleri ile etkileşerek bir genin ifadesinde değişime neden olabilirler.

Antianlamlı moleküller kullanarak gen ifadesinin etkilenmesi genel olarak iki yolla olabilir: bunlar enzim bağımlı antianlam etkisi ve sterik engelleyici antianlam etkisidir.[3]

Enzime bağımlı antianlam etkisinde, hedef mRNA ve onunla hibritleşen antianlamlı molekül, çift iplikli bir yapı oluşturmaları nedeniyle RNaz H tarafından tanınır ve sindirilir. RNaz H tarafından sindirilebilen çift iplikli nükleik asit hibritlerini oluşturan antianlamlı nükleik asit, RNA, DNA veya fosforotiyoat nükleik asit olabilir. R1 plazmid sisteminde bulunan hok/sok sisteminde, meydana gelen çift zincirli RNA'nın enzim aracılıklı sindirimi, antianlam yoluyla gen ifadesi düzenlemesinin bir örneğidir. RNAi/siRNA sisteminde çift zincirli RNA yıkımı, enzime bağımlı antianlam etkisinin bir diğer örneğidir; anlam-antianlam ipliklerinin eşleşmesi yoluyla hedef mRNA tanımlanır ve RNA-indüklenmiş susturma kompleksi (RISC) tarafından yıkıma uğrar. Bu mekanizmalar hücre tarafında gen ifadesinin denetiminde kullanılırlar. Hücreler antianlamlı mRNA'yı doğal olarak üretebilirler, bu moleküller, komplemanter mRNA molekülleri ile etkileşerek onların ifadesini engelleyebilirler. Laboratuvarda da bir hücrenin içine sunî yolla antianlamlı mRNA kodlayan bir transgen sokularak belli bir genin ifadesi engellenebilir.

Sterik engelleyici antianlam etkisi (RNaz-H'den bağımsız antianlam etkisi), mRNA'daki bir hedef diziye bağlanarak bu mRNA'nın hücresel süreçlerde normal şekilde kullanılmasını engeller. Örneğin mRNA'nın antianlamlı bir nükleik asitle hibritleşmesi, ribozomun ilerlemesine engel olarak protein biyosentezini engelleyebilir veya uçbirleştirme mekanizmasını bozabilir. Sterik engelleyici antianlam etkisi gösteren moleküller genelde sunî moleküllerdir, bunlar deneysel veya tıbbî amaçla belli bir genin ifadesini azaltmak için kullanılır. Bu amaç için kullanılan nükleik asit analogları arasında 2'-O alkil ribonükleik asit, peptit nükleik asit, kilitli nükleik asit ve Morfolino nükleik asitler sayılabilir. Bu tür nükleik asit analogları aracılığıyla antianlam tedaviler halen geliştirilmektedir; ABD'de Gıda ve İlaç İdaresi (FDA) antianlamlı bir fosforotiyoat DNAsı olan fomivirsen (vitravene) adlı ilacı insanda tedavi amaçlı kullanımını onaylamıştır.[4]

Kaynakça

  1. ^ a b Prescott, L. (1993). Microbiology. Wm. C. Brown Publishers. ISBN 0-697-01372-3. 
  2. ^ "Viral Replication and Genetics". 1 Mayıs 2013 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 1 Nisan 2005. 
  3. ^ Y Eguchi, T Itoh, J Tomizawa (1991). "Antisense RNA". Annual Review of Biochemistry. Cilt 60. ss. 631-652. doi:10.1146/annurev.bi.60.070191.003215. 16 Eylül 2019 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 11 Haziran 2009. 
  4. ^ Weiss, B. (ed.) (1997). Antisense Oligodeoxynucleotides and Antisense RNA : Novel Pharmacological and Therapeutic Agents. Boca Raton, FL: CRC Press. 

Ayrıca bakınız

İlgili Araştırma Makaleleri

<span class="mw-page-title-main">DNA</span> Canlıların genetik bilgilerini barındıran molekül

Deoksiriboz nükleik asit veya kısaca DNA, tüm organizmaların ve bazı virüslerin canlılık işlevleri ve biyolojik gelişmeleri için gerekli olan genetik talimatları taşıyan bir nükleik asittir. DNA'nın başlıca rolü bilgiyi uzun süre saklamasıdır. Protein ve RNA gibi hücrenin diğer bileşenlerinin inşası için gerekli olan bilgileri içermesinden dolayı DNA; bir kalıp, şablon veya reçeteye benzetilir. Bu genetik bilgileri içeren DNA parçaları gen olarak adlandırılır. Bazı DNA dizilerinin yapısal işlevleri vardır, diğerleri ise bu genetik bilginin ne şekilde kullanılacağının düzenlenmesine yararlar.

<span class="mw-page-title-main">RNA</span> nükleotitlerden oluşan polimer

Ribonükleik asid (RNA), bir nükleik asittir, nükleotitlerden oluşan bir polimerdir. Her nükleotit bir azotlu baz, bir riboz şeker ve bir fosfattan oluşur. RNA pek çok önemli biyolojik rol oynar, DNA'da taşınan genetik bilginin proteine çevirisi (translasyon) ile ilişkili çeşitli süreçlerde de yer alır. RNA tiplerinden olan mesajcı RNA, DNA'daki bilgiyi protein sentez yeri olan ribozomlara taşır, ribozomal RNA ribozomun en önemli kısımlarını oluşturur, taşıyıcı RNA ise protein sentezinde kullanılmak üzere kullanılacak aminoasitlerin taşınmasında gereklidir. Ayrıca çeşitli RNA tipleri genlerin ne derece aktif olduğunu düzenlemeye yarar.

<span class="mw-page-title-main">Mesajcı RNA</span> Bir protein üretmek için ribozom tarafından okunan RNA

Mesajcı RNA (mRNA), sentezlenecek bir proteinin amino asit dizisine karşılık gelen kimyasal şifreyi taşıyan bir moleküldür. mRNA, bir DNA kalıptan transkripsiyon yoluyla sentezlenir ve protein sentez yeri olan ribozomlara, protein kodlayıcı bilgiyi taşır. Burada, çevirim (translasyon) süreci sonucu, RNA polimerindeki bilgi ile bir amino asit polimeri üretilir. Nükleik asitlerin amino asit dizilerine karşılık gelen bölgelerindeki her üç baz, proteindeki bir amino asite karşılık gelir. Bu üçlülere kodon denir, her biri bir amino asit kodlar, bitiş kodonu ise protein sentezini durdurur. Bu işlem iki diğer RNA türünü daha gerektirir: taşıyıcı RNA (tRNA) kodonun tanınmasına aracılık eder ve ona karşılık gelen amino asiti getirir; ribozomal RNA (rRNA) ise ribozomdaki protein imalat mekanizmasının kataliz merkezidir.

<span class="mw-page-title-main">Nükleik asit</span> bilinen tüm yaşam için gerekli olan büyük biyomoleküller sınıfı

Nükleik asitler, bütün canlı hücrelerde ve virüslerde bulunan, nükleotid birimlerden oluşmuş polimerlerdir. En yaygın nükleik asitler deoksiribonükleik asit (DNA) ve ribonükleik asit (RNA)'dır. İnsan kromozomlarını oluşturan DNA milyonlarca nükleotitten oluşur. Nükleik asitlerin başlıca işlevi genetik bilgi aktarımını sağlamaktır.

<span class="mw-page-title-main">Virüs</span> canlı ve ya cansız arası mikroskobik enfeksiyon etkeni

Virüs, sadece canlı hücreleri enfekte edebilen ve böylece replike olabilen mikroskobik enfeksiyon etkenleri. Virüsler; hayvanlardan ve bitkilerden, bakterilerin ve arkelerin de içinde bulunduğu mikroorganizmalara kadar her türlü canlı şekillerine bulaşabilirler.

<span class="mw-page-title-main">Bakteriyofaj</span> Bakteri enfekte eden virüs

Bakteriyofaj, bakterileri enfekte eden bir virüstür. Terim genelde kısaltılmış hali olan faj olarak kullanılır.

<span class="mw-page-title-main">Transkripsiyon (genetik)</span> bir DNA parçasının RNAya kopyalanması süreci

Transkripsiyon, yazılma veya yazılım, DNA'yı oluşturan nükleotit dizisinin RNA polimeraz enzimi tarafından bir RNA dizisi olarak kopyalanması sürecidir. Başka bir deyişle, DNA'dan RNA'ya genetik bilginin aktarımıdır. Protein kodlayan DNA durumunda, transkripsiyon, DNA'da bulunan genetik bilginin bir protein veya peptit dizisine çevirisinin ilk aşamasıdır. RNA'ya yazılan bir DNA parçasına "transkripsiyon birimi" denir. Transkripsiyonda hata kontrol mekanizmaları vardır, ama bunlar DNA çoğalmasındakinden daha az sayıda ve etkindirler; dolayısıyla transkripsiyon DNA çoğalması kadar aslına sadık değildir.

<span class="mw-page-title-main">Doğrultu (moleküler biyoloji)</span>

Moleküler biyolojide doğrultu, bir nükleik asit ipliğini oluşturan nükleotitlerin uçuca eklenme yönüyle ilişkildir. Kimyasal adlandırma konvansiyonu gereği, bir nükleotit şeker halkasındaki karbon atomları 1', 2', 3', 4' ve 5' olarak adlandırılır. Nükleik asitlerin doğada sentezlenmeleri sırasında büyüyen zincirin bir ucundaki şeker grubunun serbest bir 3' hidroksil (-OH) grubu vardır, öbür ucundaki şekerin ise serbest bir 5'-OH grubu vardır. Bu iki uca, sırasıyla 3' ve 5' uçları denir. Nükleik asidin sentezi sırasında polimeraz enzimi 3'-OH grubuna bir fosfodiester bağı ile yeni bir nükleotit bağlar. Konvansiyon olarak bir iplikli DNA ve RNA dizileri yazılırken bazların kısaltmaları 5'-3' doğrultusunda yazılır.

Moleküler biyolojide bir baz çifti, birbirine ters doğrultuda iki DNA veya RNA zinciri üzerinde bulunan, biribirine hidrojen bağları ile bağlanmış iki nükleobazdır. Standart Watson-Crick baz eşleşmesinde, adenin (A), timin (T) ile, guanin de sitozin ile bir baz çifti oluşturur. RNA içinde olan baz çiftlerinde timin'in yerini urasil (U) alır. Watson-Crick tipi olmayan ve alternatif hidrojen bağlarıyla meydana gelmiş baz çiftleri de oluşabilir, özellikle RNA'da; bunlara Hoogsteen baz çiftlerinde de rastlanır.

<span class="mw-page-title-main">Bakulovirüs</span> Virüs familyası

Bakulovirüsler böcek patojeni virüsler arasında en yaygın olan ve üzerinde en çok çalışılan virüs familyasını oluşturmaktadır. Bütün bakulovirüsler aynı temel yapıya sahip olup zarflı, çubuk şekilli nükleokapsidlerin bulunduğu ve virionları içeren occlusion body'lerden meydana gelmiştir. Çubuk şekilli bu nükleokapsidlerin boyutları 40-60 x 200-400 nanometre arasında değişmektedir. Bakulovirüsler dar bir konukçu dizisine sahip olup oldukça patojenik özellik gösterirler ve sahip oldukları "occlusion Body"‘leri sayesinde diğer entomopatojen virüs familyalarına göre çevrede daha kalıcı olabilmektedirler. Bu virüslerin dairesel, çift sarmallı DNA'ya sahip olfuğu rapor edilmiştir.

<span class="mw-page-title-main">Tamamlayıcılık (moleküler biyoloji)</span>

Moleküler biyoloji ve biyokimyada tamamlayıcılık veya komplementerlik, iki molekülün birbiriyle temas ettikleri yüzeylerindeki şekillerin uyumu sayesinde birbirlerine sıkı bir şekilde bağlanarak bir bütün oluşturma özellikleridir. Tamamlayıcılık, nükleik asitler ve birbirine bağlanan protein-ligand ikilileri için kullanılır. Tamamlayıcılık ayrıca, birbirini tamamlayan nükleik asitlerin dizileri için de kullanılır.

<span class="mw-page-title-main">Retrovirüs</span> Retro genomu taşın zayıf virüslerdir.

Retrovirüsler, Retroviridae virüs ailesine ait olan bütün virüsler RNA genomu taşıyan zarflı virüslerdir ve DNA aracılığıyla ikileşme yapabilirler. Diploit olan tek RNA virüsüdür. Ters transkriptaz enzimiyle RNA'dan DNA dönüşümü yapabilen bilinen tek virüs ailesidir. 80 - 120 nm çapında, tek iplikçikli RNA'ya sahip, kompleks yapılı, zarflı virüslerdir. HIV virüsü bu ailedendir. Genetik bilgiyi değiştirebilen virüslerin genel adıdır. Bu ailede Oncovirinae, Lentivirinae ve Spumavirinae alt aileleri bulunur. Bu ailenin insan için en önemli virüsleri Human T Lenfotropik Virüs (HTLV) ve AIDS etkeni olan Human Immunodeficiency Virüs (HIV) bulunur.

<span class="mw-page-title-main">Nükleaz</span>

Nükleaz, nükleik asitleri kısmen veya tamamen parçalayan bir enzim tipidir. Bu enzimler gerek sindirim sisteminde, gerek de hücre içinde, örneğin hata tamiri, gen regülasyonu, viral savunma gibi önemli işlevlerin gerçekleşmesinde rol oynarlar. Nükleazlar, tiplerine bağlı olarak, DNA ve RNA zincirlerini çeşitli biçimlerde kesebilirler. Gen mühendisliğinde farklı nükleazlar DNA moleküllerinin arzu edilen biçime sokulmasında, ayrıca DNA ve RNA moleküllerinin yapılarının anlaşılmasında birer araç olarak kullanılır.

<span class="mw-page-title-main">Ters transkriptaz</span> RNA şablonundan DNA üreten bir enzim

Biyokimyada bir ters transkriptaz veya RNA'ya bağımlı DNA polimeraz, tek iplikli bir RNA molekülü okuyup tek iplikli DNA üreten bir DNA polimeraz enzimidir. Bu enzim, ayrıca, RNA tek iplikli cDNA şeklinde okunduktan sonra çift iplikli DNA oluşmasında da görev alır. Normal transkripsiyon DNA'dan RNA sentezidir; dolayısıyla ters transkripsiyon bu sürecin tersidir.

<span class="mw-page-title-main">Helikaz</span> Enzim

Helikazlar tüm canlılar için hayatî önem taşıyan bir enzim sınıfıdır. Nükleik asitlerin fosfodiester omurgası üzerinde hareket ederek birbirlerine hidrojen bağlarıyla bağlanmış nükleik asit ipliklerini ayrıştırır. Bunun için ATP hidrolizinden açığa çıkan enerjiyi kullanır.

Endonükleazlar bir polinükleotit zincirindeki fosfodiester bağını kesen enzimlerdir. Buna karşın eksonükleazlar polinükleotit zincirinin sadece en ucundaki fosfodiester bağını keser. Doğada endonükleazlar çeşitli hücresel işlevlere sahiptir. Bu enzimlerin bazıları moleküler biyoloji laboratuvarlarında birer araç olarak da kullanılır.

<span class="mw-page-title-main">Eksonükleaz</span>

Eksonükleaz bir nükleik asit zincirinin ucundan nükleotitleri teker teker kesen enzimdir. Bu zincirlerin 3' veya 5' uçlarındaki fosfodiester bağlarını kıran bir hidroliz tepkimesi olur, bu yüzden bu enzimler fosfoesteraz olarak tanımlanabilirler. Buna karşın, bir diğer fosfoesteraz tipi olan endonükleazlar bir polinükleotit zincirlerinin ortasındaki fosfodiester bağlarını keser.

<span class="mw-page-title-main">Baltimor sınıflandırması</span>

Baltimor sınıflandırması, David Baltimore tarafından geliştirilmiştir. Virüs ailelerini genom türlerine ve replikasyon yöntemlerine bağlı olarak gruplara bölen bir virüs sınıflandırma sistemidir.

<span class="mw-page-title-main">Virüs replikasyonu</span> Enfeksiyon süreci sırasında biyolojik virüslerin oluşumu

Viral replikasyon biyolojik virüslerin konak hücrelerde kopyalanması işlemidir. Viral replikasyon sürecinin başlaması için virüsün konak hücreye girmesi gerekmektedir. Virüs açısından viral replikasyonun amacı, kendini kopya ederek türünün üretimini ve yeni konak hücrelere girerek hayatta kalmasını sağlamaktır. Replikasyon, virüsün genom yapısına ve barındırdığı kor proteinlerine göre önemli farklılıklar gösterebilir. Birçok RNA virüsü sitoplazmada gelişirken, birçok DNA virüsü çekirdeğe bağlanır. "

Oligonükleotitler, genetik test, araştırma ve adli tıpta geniş bir uygulama alanına sahip olan kısa DNA veya RNA molekülleri, oligomerleridir. Laboratuvarda katı faz kimyasal sentezi ile yaygın olarak yapılan bu küçük nükleik asit bitleri, herhangi bir kullanıcı tanımlı diziye sahip tek sarmallı moleküller olarak üretilebilir ve bu nedenle yapay gen sentezi polimeraz zincir reaksiyonu (PCR) DNA dizileme moleküler klonlama ve moleküler problar için hayati öneme sahiptir. Doğada oligonükleotitler genellikle gen ekspresyonunun düzenlenmesinde işlev gören küçük RNA molekülleri olarak bulunur veya daha büyük nükleik asit moleküllerinin parçalanmasından türetilen bozunma ara maddeleri olarak bulunur.


Bu sayfa, bu Vikipedi makalesine dayanmaktadır.
Metin, CC BY-SA 4.0 lisansı altında mevcuttur; ek koşullar uygulanabilir.
Görseller, videolar ve sesler kendi lisansları altında mevcuttur.