İçeriğe atla

Cis Natural RNA

Doğal antisens transkriptler (NAT) hücrede kodlanan, diğer RNA transkriptlerine tamamlayıcı RNA grubudur.[1] Bunlar insanlarda, farelerde ve mayalarda dahil olmak üzere birçok ökaryot hücrede tespit edilmiştir.[2] Bu grup hem protein kodlayan, hem de kodlamayan RNA'ları içerir.[3] Mevcut kanıtlar NAT'ların; RNA interferaz (RNAi), alternatif bölünme, genomik baskı ve X-kromozomu inaktivasyonu gibi çeşitli rolleri olduğunu ortaya koyar.[4] Nat'lar cis ve trans hareketlerine göre iki kategoriye ayrılırlar.[5] Trans-NAT'lar hedeflerinden farklı bir konumda yazılır ve genellikle bazı uyumsuzluklara rağmen birçok transkripte karşı tamamlayıcıdır.[6] MikroRNAlar daha az hata ile birden fazla transkripti hedef alan Trans-NAT'lara örnektir.[6] Cis-natural antisense transkriptler (cis-NAT'lar) hedefleri ile aynı genomik bölgede yazılırlar. Karşı DNA ipliğinden çıkarlar ve kusursuz çiftleri oluştururlar.[7]

Yönlendirme (Oryantasyon)

Cis-NAT'lar çeşitli yönlere ve çiftler arasında çakışan farklı uzunluklara sahiptirler.[7] Bugüne kadar cis-NAT'ların beş farklı şekilde yönelim gösterdiği bulunmuştur.[8] En yaygın yönlendirme her iki transkriptin 5' uçlarından uçtan uca hizalandığı oryantasyondur.[3] Transkripsiyonel çarpışma transkripsiyon inhibasyonuna neden oluyorsa, bu yönlendirme gen ekspresyonunun durdurulmasına neden olur.[1] NAT çiftlerinin yaygın olarak kuyruk kuyruğa oryantasyon yaptığına yönelik çalışmalar vardır.[1] Kuyruk kuyruğa oryantasyonun yanında kafa kafaya, örtüşen ve yakın kuyruk kuyruğa oryantasyon daha az görülür.[1] Tamamen örtüşen NAT'lar antisens genlerin diğer genin üzerine tamamen örtüştüğünde devreye girer.[3] Kafa kafaya ve kuyruk kuyruğa yönelimlerde genler arasında fiziksel temas olmazken, çok küçük bir boşluk bulunur.[1] Günümüzde bazı genlerdeki NAT'ların katalitik aktivitelerde görev yaptığı kabul edilmiştir.[3]

Sınıflandırma

Bütün genomdaki NAT'ların tanımlanması çoklu organizmalardan elde edilen genetik verinin toplanıp, analiz edilmesi sonucu mümkün olur. Kullanılan siliko metodunda verinin kaynağına bağlı olarak çeşitli hatalar meydana gelebilir.[7] Hangi oryantasyona sahip olduğu bilinen mRNA'ların kullanıldığı çalışmalarda vardır ancak kullanılabilen mRNA bilgisi çok azdır.[3] Bir diğer kaynak geniş ifade edilen sentezlenmiş dizi etiketi(EST) kütüphaneleridir, ancak bu küçük dizilere önce yararlı bilgiler kendilerinden çıkarılmadan önce bir yön verilmelidir.[3] Bazı çalışmalarda, poli (A) sinyali, poli(A) kuyruğu ve ekleme alanları gibi EST'lerde hem EST'leri filtrelemek hem de doğru transkripsiyon yönünü vermek için özel dizi bilgisi kullanıldı.[1] Farklı sıra kaynaklarının kombinasyonları, kapsama alanını en üst düzeye çıkarmanın yanı sıra verilerin bütünlüğünü korumaya çalışır. NAT çiftleri örtüşen kümeler oluşturduğunda sınıflandırılır. Farklı çalışmalarda kullanılan kesme değerlerinde değişkenlik vardır, ancak genellikle ~ 20 nükleotid dizilim örtüşmesi, transkriptlerin dikkate alınması ve örtüşen küme için minimum olduğu düşünülür.[1] Ayrıca, transkriptlerin NAT çifti olarak kabul edilmesi için yalnızca bir başka mRNA molekülü ile eşleştirilmesi gerekir.[1][7] Şu anda, antisens çiftleri aramak için kullanılabilecek çeşitli web ve yazılım kaynakları bulunmaktadır. NATsdb 24 Aralık 2016 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi. veya Natural Antisence Transkript 23 Aralık 2016 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi. veritabanı, çoklu organizmalardan antisens çiftleri aramak için zengin bir araçtır.

Mekanizma

Cis-NAT'ların düzenleyici rolünün arkasındaki moleküler mekanizmalar şu anda iyi anlaşılmamıştır.[3] Cis-Nat'ların gen ekspresyonu üzerindeki düzenleyici etkilerini açıklayan üç model önerilmiştir. Birinci model cis-NAT ile tamamlayıcı transkript arasındaki baz eşleşmesinin mRNA ekspresyonunu çökerttiğini ortaya koyar.[9] Çift sarmallı RNA oluşumu için cis-NAT ile aralarında en az altı baz çiftinin hassas hizalanması bu modelin varsayımıdır.[1] DNA metilasyonu ve çekirdek histonlarının post transkripsiyonel modifikasyonu gibi epigenetik modifikasyonlar, ikinci modelin temelini oluşturur.[1] Günümüzde cis-NAT'ların hangi özelliklerinin regülasyonun epigenetik modeli için çok önemli olduğu bilinmemektedir.[1] Son model ise deneysel olarak kanıtlanmış transkripsiyonel çarpışma modelidir. Transkripsiyon kompleksleri, cis-NAT'ların transkripsiyon işlemi sırasında genin promotör bölgelerinde bir araya gelir. Daha sonra RNA polimeraz enzimi 5'ten 3'üne doğru nükleotidleri bağlar.[6] Cis-NAT'lar arasındaki örtüşme alanlarında RNA polimerazlar çarpışır ve çarpışma alanında durur.[1] Transkripsiyon inhibe edilir. Çünkü RNA polimerazlar erken durur ve eksik kopyalar bozulur.[10]

Kaynakça

  1. ^ a b c d e f g h i j k l Osato N, Suzuki Y, Ikeo K, Gojobori T (2007). "Transcriptional Interferences in cis Natural Antisense Transcripts of Humans and Mice". Genetics. 176 (12). ss. 1299-306. doi:10.1534/genetics.106.069484. PMC 1894591 $2. PMID 17409075. 
  2. ^ Vanhée-Brossollet C, Vaquero C (1998). "Do natural antisense transcripts make sense in eukaryotes?". Gene. 211 (1). ss. 1-9. doi:10.1016/S0378-1119(98)00093-6. PMID 9573333. 
  3. ^ a b c d e f g Lavorgna G, Dahary D, Lehner B, Sorek R, Sanderson CM, Casari G (2004). "In search of antisense". Trends Biochem Sci. 29 (2). ss. 88-94. doi:10.1016/j.tibs.2003.12.002. PMID 15102435. 
  4. ^ Zhang Y, Liu XS, Liu QR, Wei L (2006). "Genome-wide in silico identification and analysis of cis natural antisense transcripts (cis-NATs) in ten species". Nucleic Acids Research. 34 (12). ss. 3465-75. doi:10.1093/nar/gkl473. PMC 1524920 $2. PMID 16849434. 
  5. ^ Chen J, Sun M, Kent WJ, Huang X, Xie H, Wang W, Zhou G, Shi RZ, Rowley JD (2004). "Over 20% of human transcripts might form sense–antisense pairs". Nucleic Acids Res. 32 (16). ss. 4812-20. doi:10.1093/nar/gkh818. PMC 519112 $2. PMID 15356298. 
  6. ^ a b c Carmichael GG (2003). "Antisense starts making more sense". Nat Biotechnol. 21 (4). ss. 371-2. doi:10.1038/nbt0403-371. PMID 12665819. 
  7. ^ a b c d Wang XJ, Gaasterland T, Chua NH (2005). "Genome-wide prediction and identification of cis-natural antisense transcripts in Arabidopsis thaliana". Genome Biology. 6 (4). ss. R30. doi:10.1186/gb-2005-6-4-r30. PMC 1088958 $2. PMID 15833117. 
  8. ^ Fahey,M.E.; Moore,T.F. Higgins,D.G. (2002). "Overlapping Antisense Transcription in the Human Genome". Compar. Funct. Genom. 3 (3). ss. 244-253. doi:10.1002/cfg.173. PMC 2447278 $2. PMID 18628857. 
  9. ^ Borsani O, Zhu J, Verslues PE, Sunkar R, Zhu JK (2005). "Endogenous siRNAs Derived from a Pair of Natural cis-Antisense Transcripts Regulate Salt Tolerance in Arabidopsis". Cell. 123 (7). ss. 1279-91. doi:10.1016/j.cell.2005.11.035. PMC 3137516 $2. PMID 16377568. 
  10. ^ Røsok O, Sioud M (2005). "Systematic search for natural antisense transcripts in eukaryotes (review)". Int J Mol Med. 15 (2). ss. 197-203. doi:10.3892/ijmm.15.2.197. PMID 15647831. 

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">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.

RNA polimerazlar, bir DNA veya RNA molekülündeki bilgiyi RNA molekülü olarak kopyalayan bir enzimler ailesidir. Bir gende yer alan bilginin RNA molekülü olarak kopyalanma işlemi transkripsiyon olarak adlandırılır. Hücrelerde RNAP genlerin RNA zincirleri halinde okunmasını sağlar. RNA polimeraz enzimleri, tüm canlılarda ve çoğu virüste bulunur. Kimyasal bir deyişle, RNAP, bir nükleotidil transferaz enzimidir, bir RNA molekülünün üç ucunda ribonükleotitlerin polimerleşmesini sağlar.

Moleküler biyolojide bir transkripsiyon faktörü genlerin transkripsiyonunu düzenlemek için DNA üzerinde belli bir diziye bağlanabilen bir proteindir. Bunlar diziye-özgün DNA bağlanma proteini olarak da adlandırılır. Transkripsiyon faktörleri tek başına veya bir komplekste yer alan başka proteinlerle beraber, RNA polimeraz tarafından bir genin transkripsiyonunu ya kolaylaştırırlar veya engeller.

<span class="mw-page-title-main">MikroRNA</span> yaklaşık 21-23 nükleotit uzunluğunda tek iplikli RNA molekülü türü

Genetikte, mikroRNA (miRNA) yaklaşık 21-23 nükleotit uzunluğunda tek iplikli RNA molekülü türüdür, gen ifadesinin düzenlenmesinde rol oynar. miRNA'lar kodlamayan RNA'lardandır, yani DNA'dan transkripsiyonu yapılan ama proteine çevirisi yapılmayan genler tarafından kodlanırlar. Pri-miRNA olarak adlandırılan primer transkriptler işlenerek, önce pre-miRNA adlı kısa sap-ilmik yapılarına, sonra da fonksiyonel miRNA'ya dönüşürler. Olgun miRNA moleküller bir veya daha çok mesajcı RNA (mRNA) ile kısmî tamamlayıcıdır ve başlıca işlevleri gen ifadesini aşağı ayarlamaktır. 1993'te Lee ve çalışma arkadaşları tarafından Victor Ambros laboratuvarında keşfedilmişlerdir, ancak mikroRNA terimi ilk 2001'de kullanıma girimiştir.

Bir polimeraz, merkezî işlevi RNA ve DNA gibi nükleik asit polimerleri ile ilgili olan bir enzimdir. Bir polimerazın esas fonksiyonu, mevcut bir DNA veya RNA kalıbı kullanarak, ikileşme veya transkripsiyon süreci içinde, yeni bir DNA veya RNA'nın polimerizasyonudur. Bu enzimler, bir grup başka enzim veya protein eşliğinde, çözeltide bulunan nükleotitleri alırlar ve baz eşleşme etkileşimlerinden yararlanarak, bir polinükleotit iplikçiğin karşısında yeni bir polinükleotit iplikçiğinin sentezini katalizler.

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.

Psödogenler işlevsel genlerin çalışmayan evrimsel akrabalarıdır, bunlar protein kodlama yeteneklerini kaybetmiş veya bir şekilde artık hücre içinde ifade edilmemektedir. Bazılarının intron veya promotörleri yoksa da, çoğunun gen-benzeri bazı özellikleri vardır, bunlar, protein veya RNA kodlamalarına engel olan çeşitli tip mutasyonlardan dolayı işlevsizdir. Bu terim 1977'de Jacq ve çalışma arkadaşları tarafından türetilmiş, sahte anlamına gelen "psödo-" öneki ve "gen" sözcüğünden türetilmiştir.

Kodlamayan RNA, proteine çevirisi yapılmayan işlevsel bir RNA molekülüdür. İngilizce literatürde non-coding RNA''nın kısaltması olan ncRNA olarak anılırlar, daha az sıklıkla kullanılan diğer adları non-protein-coding RNA, non-messenger RNA, small non-messenger RNA, functional RNA. Küçük RNA terimi bakterilerde kullanılır. Kodlamayan RNA'nın yazıldığı DNA dizileri RNA geni veya kodlamayan RNA geni olarak adlandırılır.

<span class="mw-page-title-main">T7 RNA polimeraz</span>

T7 RNA Polymeraz T7 bakteriyofaja ait bir RNA polimerazdır. Bu enzim, faj genlerindeki genetik bilginin mesajcı RNA molekülü şeklinde transkripsiyonunu katalizler.

<span class="mw-page-title-main">Katabolit Aktivatör Protein</span>

Katabolit aktivatör protein, ,N-terminalde bir ligand bağlama alanı bulunduran her bir alt ünitesi ile çözelti içerisinde homodimer olarak bulunan bir transkripsiyonel aktivatördür, ayrıca proteinlerin dimerizasyonundan ve C-terminaldeki DNA bağlama alanından da sorumludur. 2 cAMP molekülü, proteinin DNA'ya affinitesini artıran allosterik efektörler gibi negatif işbirliği ve fonksiyonu ile dimerik CAP proteinine bağlanır. Hücre içerisine taşınan glukoz miktarı düşük olduğunda sitozolik cAMP seviyesi yükselir.

Genetik materyali RNA olan virüslere RNA virüsü denir. Nükleik asitleri genellikle tek iplikçikli RNA (tiRNA) yapısındadır ancak çift iplikçikli olanlar da mevcuttur (çiRNA). Önemli insan hastalıklarına neden olan RNA virüslerine örnekler: ebola virüsü, SARS, nezle, grip, hepatit C, batı nil virüsü, çocuk felci ve kızamık.

Antisens RNA (asRNA), bir hücrede mRNA dizgisini tamamlayan tek sarmallı RNA.

Ökaryotik transkripsiyon, ökaryotik hücrelerin DNA'da depolanan genetik bilgiyi RNA replika birimlerine kopyalamak için kullandıkları ayrıntılı bir işlemdir. Gen transkripsiyonu hem ökaryotik hem de prokaryotik hücrelerde görülür. Tüm farklı RNA tiplerinin transkripsiyonunu başlatan prokaryotik RNA polimerazının aksine, ökaryotlardaki RNA polimerazlar, her biri farklı bir gen tipini kodlayan üç varyasyona sahiptir. Bir ökaryotik hücre, transkripsiyon ve translasyon işlemlerini ayıran bir çekirdeğe sahiptir. Ökaryotik transkripsiyon, DNA'nın nükleozomlara ve daha yüksek dereceli kromatin yapılarına paketlendiği çekirdeğin içinde meydana gelir. Ökaryotik genomun karmaşık oluşu, kompleks ve çok çeşitli bir gen anlatım kontrol mekanizmasının varlığını gerektirir.

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.

<span class="mw-page-title-main">Santral dogma (moleküler biyoloji)</span> Biyolojik bir sistem içindeki genetik bilgi akışının açıklanması

Moleküler biyolojinin santral (merkezi) dogması, biyolojik bir sistem içindeki genetik bilgi akışının bir açıklamasıdır. Orijinal anlamı bu olmasa da, genellikle "DNA RNA'yı, RNA proteini yapar" şeklinde ifade edilir İlk olarak 1957'de Francis Crick tarafından ifade edilmiş, 1958'de ise yayınlanmıştır.

Bir sigma faktörü, bakterilerde transkripsiyonun başlatılması için gerekli olan bir proteindir. RNA polimerazın (RNAP) gen promotörlerine spesifik bağlanmasını sağlayan bir bakteriyel transkripsiyon başlatma faktörüdür. Archaeal transkripsiyon faktörü B ve ökaryotik faktör TFIIB ile homologdur. Belirli bir genin transkripsiyonunu başlatmak için kullanılan spesifik sigma faktörü, gene ve o genin transkripsiyonunu başlatmak için gereken çevresel sinyallere bağlı olarak değişecektir. RNA polimeraz tarafından promotörlerin seçimi, onunla ilişkili sigma faktörüne bağlıdır. Ayrıca bitki kloroplastlarında bakteri benzeri plastid kodlu polimerazın (PEP) bir parçası olarak bulunurlar.

<span class="mw-page-title-main">Gerçek zamanlı polimeraz zincir reaksiyonu</span>

Gerçek zamanlı polimeraz zincir reaksiyonu, polimeraz zincir reaksiyonuna (PCR) dayanan bir moleküler biyoloji laboratuvar tekniğidir. Hedeflenen bir DNA molekülünün amplifikasyonunu geleneksel PCR'da olduğu gibi sonunda değil, PCR sırasında izler. Real-time PCR, kantitatif ve yarı-kantitatif olarak kullanılabilir.


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.