Upload
doduong
View
223
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
12/24/13
1
GENOMUN YAPISI
Gen ve Genomun tanımı
Genom Büyüklükleri
DNA Dizi Tipleri
Doç. Dr. Metin Aytekin
www.metinaytekin.com
Erciyes Üniversitesi Tıp Fakültesi Tıbbi Biyoloji Anabilim Dalı 24 Aralık 2013
Genom Nedir?
• Bir organizmanın kalıtsal molekülündeki nukleotid dizilerinin tümü (ökaryotlarda haploid kromozomlardaki ve organellerdeki DNA dizisi)
• İnsan Genom Projesi; kromozomlar üzerindeki genleri tespit etmeyi, her bir genin ince detayına girip özelliklerini ortaya koymayı amaçlar.
• Bu proje hastalıkların teşhisinden tedaviye her aşamada yol göstericidir.
12/24/13
2
İnsan Kromozomu: 46 kromozom 23 çift
1’i anneden
1’i babadan 44 Otozom + 2 Cinsiyet kromozomu
En uzun
En kısa
Kromozom: Metafazda “X” şeklinde gördüğümüz yapıdır. En net metefazda gözlenir. Kromozom incelenmesi boyayarak yapılır ve bu yöntemlerden biri GİEMSA (G bandlama) yöntemidir. Hiç bir kromozomda band dizisi birbirine benzemez. Band dizisi = koyulu açıklı çizgiler. Renk farklılıkları heterokromatin-Ökromatin bölgelerin varlığındandır.
p
q
Solenoid
Nükleozom
Kromatid
K. İplik
Kromatid - K. İplik - Solenoid - Nükleozom - DNA
İnsan Genomu
Nükleer Genom 3000 Mb
~80.000 gen
Mitokondriyal Genom
16,6 kb, 37 gen
Ekstragenik DNA (2100 Mb)
Tekrarlayan DNA
(420 Mb)
Özgün ve az kopyalayan (1680 Mb)
Kümelenmiş Tekrarlanan
Yayılan tekrarlanan
LTR
LİNE
DNA transposon
SİNE Klasik Satallite
DNA
Minisatellite Mikro satellite
DNA
Genler ve Gen ilişkili dizler
(900 Mb)
Kodlayan DNA
(90Mb)
Kodlamayan DNA
(180 Mb)
Protein kodlayan
RNA Kodlayan
Pseudogen İntron
Tek genler Gen aileleri
Gen Kümeleri Multigen aileleri
2 rRNA 22 tRNA 13Polipedtit kodlayen gen
Nükleer Genom
• % 1,5’u Sadece Kodlanır • % 45’i Transposon • % 3’ü Ciddi korunan belgeler • %6,6’sı HeterokromaFn • % 4,4’ü Diğer korunmamış bölgeler
• (Tekrar diziler çok fazla!)
İnsan Genom Projesinde en çok çalışılan konular
12/24/13
3
Gen nedir?
Gen, bir RNA ( ör; r-RNA t-RNA) veya bir polipeptide kopyalanan (ekspre) DNA bölgesidir.
Genom Organizasyonu
Gen Kromozom Genom
Gen ifadesi (gen ekspresyonu) DNA’da saklanan genetik bilgilerin bir RNA molekülü (mRNA, tRNA, rRNA) sentezi suretiyle kopyalanması veya yazılmasına transkripsiyon adı verilir
Transkripsiyonla RNA’ya kopyalanan, bir protein molekülüne ait genetik bilgilerin okunması veya bir protein molekülü haline çevrilmesine translasyon adı verilir
Transkripsiyon ve translasyon olaylarının toplamı, gen ifadesi (gen ekspresyonu) olarak tanımlanır
Yüksek Ökaryotların Gen Yapısı • İnsan genomunun sadece %1-1.5’lik kısmı protein kodlayan aktif gen
(yapısal gen) bölgesinden oluşur.
• Genomun yaklaşık %25’i intronlardan oluşur ve %60’dan fazlası çeşitli tipte
tekrarlayan ve dublike DNA dizilerinden oluşur.
• Kalan kısım ise psödogenler, gen arasındaki tekrarlanmayan aralayıcı diziler
ve mRNA’ların 5’ ve 3’ uçlarında bulunan, proteine çevrilmeyen exon
dizilerinden oluşur.
• Yüksek ökaryot genomlarının artmış uzunluğu, böylece daha fazla sayıda
gene değil, çok miktarlarda tekrarlayan dizi ve intron varlığına bağlıdır.
Sitokin-Histon genlerde intron yok!
• ÖKARYOTİP GENLERİN YAPISI • Çoğu ökaryotik genler kodlayan diziler yani EKZON lar içerirler. • Bu ekzonlar arasında İNTRONlar bulunur. • EKZON ve İNTRONların her ikisi de primer RNA elde etmek için transkrip
edilirler. • Olgunlaşmış RNA (mature RNA)’nın şekillenmesi için intronlar uzaklaştırılır.
• (The Cell: A Molecular Approach. 2nd edition. Cooper GM.)
12/24/13
4
• FARE Β-GLOBİN GENİ • Bu gen 2 intron içerir • Bu intronlar üç ekzonu birbirinden ayırır • Ekzon 1, 1’de 30’a amino asitleri kodlarken • Ekzon 2, 31’den 104’e ve Ekzon 3 de 105’den 146’ya
amino asitleri kodlarlar. • (The Cell: A Molecular Approach. 2nd ediFon. Cooper GM)
GENOME
TRANSKRİPTOM
PROTEOM
Transkripsiyon
Translasyon
Ökaryot genomlarındaki genetik bilgi Mitokondri ve kloroplast DNA’sı
Çekirdek DNA’sında bulunan birçok gen mitokondri ve kloroplast için önemli işlevleri olan proteinleri kodlarlar
Genom Büyüklüğü • Ökaryot genomları, prokaryot genomlarından
oldukça büyüktür.
• Hücre büyüklüğüne bağlı olarak genom büyüklüğü de artar.
• Ancak, genom büyüklüğü ile organizmanın karmaşıklığı orantılı değildir.
Örnek: Zambak genom > İnsan genomu • Bir genomda bulunan DNA miktarı, o genomun
büyüklüğünü ifade eder.
12/24/13
5
GENOM BÜYÜKLÜĞÜ Farklı gruplara göre genom büyüklükleri sekilde gösteriliyor. (Kaynal: The Cell)
• Şekilde İnsan Genomunun ilk çıktısı görünüyor.
• Londra’da bulunan bir seri cilt kitaptan oluşmaktadır.
• Eğer DNA zinciri düz bir çizgi şeklinde açılsa - İnsan genomunu oluşturan 46 kromozom 2 metreden daha fazla uzayabilirdi. -Eğer 100 trilyon hücreninkini açtığınızda ise bu uzunluk 182 milyar kilometreyi geçecektir.
• Bu ise dünyadan güneşe gidip gelmeye yetecek materyal sağlayacaktır.
• [Kaynak: Centre for Integrated Genomics]
Bunlar biliyor musunuz?
• Yaşadığımız 60 saniye içeresinde
• Vücudunuzun ürettiği DNAları bir birine bağlasanız 100.000 kilometreyi bulur.
İnsanın Genomundaki DNA Tipleri
Tip I DNA:
• Tek kopya halinde bulunur ve genomun %2’sini oluşturan
benzersiz DNA dizileridir.
• Bunlar yapısal genlerdir.
• Genlerin exon parçaları mRNA ve polipeptide çevrilir.
İnsanın Genomundaki DNA Tipleri
Tip II DNA:
• Genlerin intron parçasıdır.
• Bunlar transkribe olur fakat protein kodlamazlar.
• mRNA hariç diğer RNA’ların ( t-RNA, r-RNA)
transkripsiyonunu yapar.
• Özellikle rRNA’ların transkripsiyonunu yapan kısım,
tekrar bölgelerinden oluşur.
• Tip II, DNA’lar genomunun %10’unu oluştururlar.
12/24/13
6
Tip III DNA’lar:
• Transkripsiyon yapmaz, proteine çevrilmez ve kopya
halinde bulunmaz.
• Tip I DNA genlerine biFşik olarak bulunur ( promotör,
enhancer vb.).
• Düzenleyici görev yapar. • Genomun %5’ini oluşturur.
İnsanın Genomundaki DNA Tipleri Tip IV DNA’lar:
• Genoma dağılmış halde bulunur, kopyaları yoktur (tek
kopya halinde),
• İşlevleri bilinmiyor.
• Genomun %58’ini oluştururlar.
İnsanın Genomundaki DNA Tipleri
Tip V DNA’lar:
• Tekrarlayan DNA dizileridir.
• İşlevleri bilinmiyor, belli oranda tüm genoma dağılmış
(gen düzenleyici), belli oranda ardışık tekrarlar halinde
sentromerik ve telomerik bölgelere özgü bulunur.
• İnsan genomunun %25’ini oluşturur.
İnsanın Genomundaki DNA Tipleri Ökaryot genomlar
• Kodlanmayan DNA dizileri içerir
• İnsan genomunun %98.5’i kodlanmayan DNA oluşturur
Kodlanmayan genomlarin görevleri nelerdir?
• Gen ifadelerinin kontrolü Bir genin hangi hücrede, ne zaman, ne kadar etkileşeceğini (akFf olacağını) denetler.
İnsan Genomu
• 30-40 bin gen
• Bu sayı E. Coli’deki miktarın sadece 10 ka_dır.
12/24/13
7
İnsan Genomu
Nükleer Genom 3000 Mb
~80.000 gen
Mitokondriyal Genom
16,6 kb, 37 gen
Ekstragenik DNA (2100 Mb)
Tekrarlayan DNA
(420 Mb)
Özgün ve az kopyalayan (1680 Mb)
Kümelenmiş Tekrarlanan
Yayılan tekrarlanan
LTR
LİNE
DNA transposon
SİNE Klasik Satallite
DNA
Minisatellite Mikro satellite
DNA
Genler ve Gen ilişkili dizler
(900 Mb)
Kodlayan DNA
(90Mb)
Kodlamayan DNA
(180 Mb)
Protein kodlayan
RNA Kodlayan
Pseudogen İntron
Tek genler Gen aileleri
Gen Kümeleri Multigen aileleri
2 rRNA 22 tRNA 13Polipedtit kodlayen gen
Tekrarlayan DNA Dizileri
insanlarda intronlar total genomik DNA’nın %25’ini
oluştururlar.
Ancak karmaşık ökaryot genomlarının daha da büyük bir
kısmı, çok sayıda tekrarlanan ve kodlanmayan DNA
dizilerinden oluşur ve bu dizilerin değişik tipleri vardır.
Bunlardan bir kısmı genomda kümelenmiş halde bulunurken
bir kısmı DNA’ya dağılmış halde bulunurlar.
İnsan Genomu
Nükleer Genom 3000 Mb
~80.000 gen
Mitokondriyal Genom
16,6 kb, 37 gen
Ekstragenik DNA (2100 Mb)
Tekrarlayan DNA
(420 Mb)
Özgün ve az kopyalayan (1680 Mb)
Kümelenmiş Tekrarlanan
Yayılan tekrarlanan
LTR
LİNE
DNA transposon
SİNE Klasik Satallite
DNA
Minisatellite Mikro satellite
DNA
Genler ve Gen ilişkili dizler
(900 Mb)
Kodlayan DNA
(90Mb)
Kodlamayan DNA
(180 Mb)
Protein kodlayan
RNA Kodlayan
Pseudogen İntron
Tek genler Gen aileleri
Gen Kümeleri Multigen aileleri
2 rRNA 22 tRNA 13Polipedtit kodlayen gen
Kümelenmiş Tekrar Dizileri Klasik Satelit Mini Satelit Mikro Satelit
Genoma Dağılmış Tekrar Dizileri
LTR (Long terminal repeats) LİNE (long interspersed elements) DNA transposon SİNE (short interspersed elements)
Kümelenmiş Tekrar Dizileri: • Bu diziler ardışık halde çok sayıda tekrarlardan oluşan kısa DNA dizilerdir ve
genomda belli bölgelerde kümelenmiş halde bulunurlar.
• 1-‐500 nükleoFtden oluşan milyonlarca ardışık tekrarlardan oluşur ve genomun
% 10’unu oluştururlar.
• Ardışık kısa tekrar dizileri transkribe olmaz ve proteine çevrilmez (işlevsel
geneFk bilgi taşımaz). Ancak kromozomun yapısında önemli rol oynarlar.
• Kümelenmiş ardışık tekrar dizileri, ana DNA kısmından farklı bir bant
oluştururlar. Bunlara (ardışık tekrar dizilerine) uydu veya satellit DNA denir ve
kromozomların sentromer bölgelerinde bulunurlar.
İnsandaki satellit dizilerin bazıları pentanükleoFd şeklinde bulunurlar.
Böyle satellit DNA’lar, 1, 9 ve 16. kromozomun kollarında proksimal bölgede, Y
kromozomunun uzun kolunun hemen hemen tamamında bulunurlar.
Diğer satellit DNA’lar ise biraz daha uzun baz dizilerinden oluşmuştur. Örneğin; insan sentromeki DNA’sı α, β ve diğer üç satellit sınıhndan (satellit I, II ve III) oluşurlar. α satellit DNA’sı 171 baz çiii uzunluğunda ardışık tekrar dizilerinin çok sayıda kopyasından oluşurlar.
12/24/13
8
İnsan genomunda satellit DNA’nın bir alt grubu olan mini satellit DNA’lar da
bulunur.
Bunların toplam dizi uzunlukları sınırlı olup birkaç kb uzunluğundadır.
Mini satellitler az veya çok, her kromozomun uzunluğu boyunca dağılmışlardır.
Farklı bireylerin genomları arasındaki varyasyonları incelemek için önemli bir
moleküler araç olarak kullanılırlar. Bu nedenle bunlara DNA marker’ları da denir.
Adli _pta, kromozom analizinde, genomun haritalanmasında, kalıtsal kromozom
hastalıklarının tanısında kullanım açısından önemlidir.
Genoma Dağılmış Tekrar Dizileri
Bunlar satellit DNA’lardan farklı olarak genoma dağılmış halde bulunurlar.
Bu tekrar dizileri ardışık olmayan kısa veya uzun DNA tekrar dizilerinden oluşur.
Genoma dağılmış olan tekrar dizileri hareketli DNA dizileridir.
Genom içinde hareket edebilen, hareketli DNA tekrar dizilerine transpozon denir.
Tekrar dizilerinin genom içinde bir genden başka bir gen bölgesine hareket etmesine
transpozisyon denir.
Genoma Dağılmış Tekrar
Dizilerinin Özellikleri
• Bu nedenle kromozomlar üzerindeki genlerin yeri sabit değildir.
• Bu hareketli DNA parçaları gen aktivitesinden ve genlerin
düzenlenmesinden sorumludurlar.
• Bu dağılmış tekrarlayan elemanlar, genomun büyüklüğüne büyük
katkıda bulunur ve insan genom DNA’sının %45’ini oluştururlar.
Genoma dağılmış tekrar dizilerin
çeşitli tipleri vardır:
1. SİNE (serpiştirilmiş kısa tekrar dizileri): Genomun %13’ünü
oluştururlar. Genoma dağılmış halde olan kısa tekrar dizilerdir.
Bunlar, RNA’ya transkribe olabilir, fakat proteine kodlanmayan
dizilerdir, işlevleri henüz bilinmez. SİNE’lerin en önemli ailelerinden
birisi, Alu gen familyasıdır. 500 baz çiftinden daha küçük olup
genoma dağılmış halde bulunurlar.
Genoma dağılmış tekrar dizilerin
çeşitli tipleri vardır:
2. LİNE (serpiştirilmiş uzun tekrar dizileri): LİNE’ler 6-8 kb
uzunluğundadır, yaklaşık 850.000 tekrarlayan LİNE dizisi vardır ve
insan DNA’sının %21’ini oluştururlar. LİNE’ler transkribe olurlar
(RNA’ya çevrilir) ve bazıları protein kodlar ancak hücre içinde bilinen
bir işlevi yoktur. Genomda dağılmış şekilde bulunurlar. Hareketliliği
sağlayan enzimleri kodlarlar. Retrotranspozonlardandır.
3. Retrovirüs benzeri elemanlar: Yaklaşık 2-10 kb uzunluğundadır. İnsan
genomunda yaklaşık 450.000 retrovirüs benzeri eleman vardır ve insan
DNA’sının yaklaşık %8’ini oluştururlar.
4. DNA transpozonlar: İnsan genomunda yaklaşık 300.000 kopya DNA
transpozonu vardır ve bunlar 80-3000 baz çifti uzunluğunda olup insan
DNA’sının %3’ünü oluştururlar.
hareketli DNA elemanlarının genomda hareket etmeleri 2 tipte olur:
Genoma dağılmış tekrar dizilerin
çeşitli tipleri vardır:
12/24/13
9
1.Retrotranspozonlar:
• SİNE, LİNE ve retrovirüs benzeri elemanlar
retrotranspozanlar olup RNA aracılığı ile hareket ederler.
Yer değişFrmeleri ters transkripsiyon ile olur.
• Revers transkriptaz enzimi kullanılır.
• Öncelikle bu diziler RNA’ya çevrilir, RNA revers transkriptaz enzimi ile DNA’ya çevrilir ve bu DNA’lar
genomda yeni bir bölgeye yerleşirler.
2. DNA transpozonlar:
DNA aracılığıyla hareket ederler.
Bu diziler genom içinde kopyalanırlar ve tekrar DNA’da yeni bir bölgeye
yerleşirler. Böylece genomun yarısı, replike olmuş ve genom içinde DNA
veya RNA aracılığıyla hareket eden, serpişFrilmiş tekrarlayan
elemanlardan oluşur.
Bu elemanların yarısının RNA aracılığıyla hareket etmesi önemlidir ve bu
şekilde ters transkripsiyon, insan genomunun %40’ından fazlasının
oluşmasından sorumludur. Bu tekrarlayan dizilerin büyük çoğunluğunun
hücreye bir katkısı yoktur ama bazıları gen ifadesinin düzenlenmesine
katkıda bulunur.
Ayrıca gen düzenlenmesini uyararak geneFk çeşitliliğin oluşmasında
önemli evrimsel rolleri vardır.
İnsan Genomu
Nükleer Genom 3000 Mb
~80.000 gen
Mitokondriyal Genom
16,6 kb, 37 gen
Ekstragenik DNA (2100 Mb)
Tekrarlayan DNA
(420 Mb)
Özgün ve az kopyalayan (1680 Mb)
Kümelenmiş Tekrarlanan
Yayılan tekrarlanan
LTR
LİNE
DNA transposon
SİNE Klasik Satallite
DNA
Minisatellite Mikro satellite
DNA
Genler ve Gen ilişkili dizler
(900 Mb)
Kodlayan DNA
(90Mb)
Kodlamayan DNA
(180 Mb)
Protein kodlayan
RNA Kodlayan
Pseudogen İntron
Tek genler Gen aileleri
Gen Kümeleri Multigen aileleri
2 rRNA 22 tRNA 13Polipedtit kodlayen gen
Kodlayan Genler
İnsan Genomu
Nükleer Genom 3000 Mb
~80.000 gen
Mitokondriyal Genom
16,6 kb, 37 gen
Ekstragenik DNA (2100 Mb)
Tekrarlayan DNA
(420 Mb)
Özgün ve az kopyalayan (1680 Mb)
Kümelenmiş Tekrarlanan
Yayılan tekrarlanan
LTR
LİNE
DNA transposon
SİNE Klasik Satallite
DNA
Minisatellite Mikro satellite
DNA
Genler ve Gen ilişkili dizler
(900 Mb)
Kodlayan DNA
(90Mb)
Kodlamayan DNA
(180 Mb)
Protein kodlayan
RNA Kodlayan
Pseudogen İntron
Tek genler Gen aileleri
Gen Kümeleri Multigen aileleri
2 rRNA 22 tRNA 13Polipedtit kodlayen gen
12/24/13
10
Gen Aileleri Birbirinin aynı veya benzeri olan nükleotid dizilerine sahip
gen kopyalarının bir araya gelmesiyle gen aileleri oluşur.
Genellikle dublikasyonla meydana gelirler.
Birçok gen ailesinin üyeleri DNA’da bir bölgede toplanmış
bulunurken, çok az kısmı farklı kromozomlara dağılmış
olarak bulunur. Bir gen ailesinin üyeleri nükleotid dizilimi
açısından diğer gen ailelerinin üyelerine göre birbirlerine
benzerdir. Foksiyonel olarak özdeş olabilirler.
İnsan Genomu
Nükleer Genom 3000 Mb
~80.000 gen
Mitokondriyal Genom
16,6 kb, 37 gen
Ekstragenik DNA (2100 Mb)
Tekrarlayan DNA
(420 Mb)
Özgün ve az kopyalayan (1680 Mb)
Kümelenmiş Tekrarlanan
Yayılan tekrarlanan
LTR
LİNE
DNA transposon
SİNE Klasik Satallite
DNA
Minisatellite Mikro satellite
DNA
Genler ve Gen ilişkili dizler
(900 Mb)
Kodlayan DNA
(90Mb)
Kodlamayan DNA
(180 Mb)
Protein kodlayan
RNA Kodlayan
Pseudogen İntron
Tek genler Gen aileleri
Gen Kümeleri Multigen aileleri
2 rRNA 22 tRNA 13Polipedtit kodlayen gen
Bazı durumlarda bu gen gruplarının üyelerinin uğradığı
mutasyonlar, mutasyona uğrayan gen üyelerini fonksiyonlarını
yapamaz hale geFrir.
Yapısal genlere çok benzeyen ancak fonksiyon yapamayan gen
kopyalarına pseudogen denir. Bu pseudogenler herhangi bir işlev
yapmayan ancak genomun büyüklüğünü ar_ran gen kopyalarıdır.
Pseudogenler İnsan Genomu
Nükleer Genom 3000 Mb
~80.000 gen
Mitokondriyal Genom
16,6 kb, 37 gen
Ekstragenik DNA (2100 Mb)
Tekrarlayan DNA
(420 Mb)
Özgün ve az kopyalayan (1680 Mb)
Kümelenmiş Tekrarlanan
Yayılan tekrarlanan
LTR
LİNE
DNA transposon
SİNE Klasik Satallite
DNA
Minisatellite Mikro satellite
DNA
Genler ve Gen ilişkili dizler
(900 Mb)
Kodlayan DNA
(90Mb)
Kodlamayan DNA
(180 Mb)
Protein kodlayan
RNA Kodlayan
Pseudogen İntron
Tek genler Gen aileleri
Gen Kümeleri Multigen aileleri
2 rRNA 22 tRNA 13Polipedtit kodlayen gen
İntronlar ve Eksonlar nedir?
Bir genin kodlanan DNA dizilerine ekson, bir gen içinde kodlanmayan DNA dizilerine de intron denir.
12/24/13
11
İntronların işlevi? • Tam olarak aydınlatılamamıştır
• DNA dizileri ekzonlardan uzundur
• İnsan genomunun %90’dan fazlası intronlardan oluşur • Bir genin eksonlarının farklı kombinasyonlarda birleşmesini yani genin farklı şekilde düzenlenmesini sağlar • Farklı genlerin kombinasyonuna yol açar. Farklı genler arasında oluşan
bu rekombinasyon ekson karma olarak adlandırılır.
• İntronların asıl görevi gen ifadelerinin kontrol edilmesinde rol almaktadır.
Her gende intron var mıdır? • Hayır, intronlar evrensel değildir. Örneğin histon protein
sentezleyen genler intron içermezler. Bu da genlerin işlevsel olabilmesi için intronların şart olmadığını gösterir
• Maya gibi basit ökaryot hücrelerin genlerinde intronlar bulunmaz.
• ProkaryoFk hücrelerde de bazı nadir genlerde intron bulunur.
• Bir genin eksonlarının farklı kombinasyonlarda birleşmesini yani genin farklı şekilde düzenlenmesini sağlar
Exon 1 2 Exon 3 4intron
Exon 1 2 Exon 3 4
Exon 1 Exon 3 4
2 Exon 3 4
Ökaryotik Kromozom Yapısı
Telomerler (heterokromatin)
Sentromer (heterokromatin)
Genler, tekrarlı diziler, Replikasyon originleri (çoğunlukla ökromatin)
Telomerler:
• Ökaryot kromozomların uç bölgelerine telomer denir.
• Telomer bölge, kromozom uç bölgelerinin korunmasında
önemli rol oynarlar.
• Doğrusal DNA moleküllerinin replikasyonu için telomer bölgeler şarnr.
• Ökaryotların hemen hemen hepsinde telomer DNA dizileri benzerdir ve çok sayıda
ardışık olarak tekrarlanan DNA bölgeleridir.
• Bu telomer DNA dizisi G’ce zengin olup 6 nükleoFdten oluşur. Ör; insanlarda telomer
dizisi AGGGTT’dir. Bu diziler yüzlerce veya binlerce kez tekrarlanır birkaç kb uzunluğa
erişip tek iplik halinde kromozomun uç bölgesini oluşturur. Dolayısıyla kromozomun
telomer bölge tek iplikcikli bir uç (çıkın_) şeklindedir ve G’ce zengin olduğu için G
çıkın_sı (ucu) olarak adlandırılır.
• Telomer DNA’nın bu tekrar dizilerinin oluşturduğu çıkın_ bir ilmek şeklindedir
Telomerlerin en önemli görevi doğrusal DNA’nın uç bölgelerinin replikasyonunu
sağlamak_r.
Kromozomların telomer bölgelerinde DNA pol. pirimer uç olmadığı için sentez
yapamaz ve dolayısıyla her hücre bölünmesinde kromozom boyları pirimer uç
kadar kısalır.
Ancak bu problem, kromozomların telomer bölgelerinin sentezinden sorumlu
olan telomeraz enzimi tarahndan çözümlenmişFr.
Telomeraz enzim yapısında bir RNA ve reverstranskriptaz enzimi bulunur. Bu
enzim RNA’yı kalıp olarak kullanarak reverstranskriptaz enzim aracılığı ile
telomerlerin sentezini yapar.
Telomerlerin korunması, hücre yaşam süresi ve üreme kapasitesinin
belirlenmesinde rol oynar.
Telomerlerin Görevleri
12/24/13
12
Telomeraz:
• Telomerlerdeki tekrar dizilerini kromozomların uçlarına ekleyen enzimdir.
• Bir RNA kalıbına sahip Revers Transkriptaz (Ribonukleoprotein Kompleksi)
• Telomerler kısalırsa genetik bilgi kaybolabilir ve hücre ölüme gidebilir (senesens)
Ökaryotlarda Telomerik Tekrar Dizileri
• Grup Organizma Telomerik Tekrar
• Vertebrates İnsan, fare, Xenopus TTAGGG • Filamentli Mantarlar Neurospora TTAGGG Physarum, Didymium Dictyostelium TTAGGG
Yüksek Bitkiler Arabidopsis TTTAGGG • Böcekler Bombyx mori TTAGG • Nematodlar Ascaris lumbricoides TTAGGC • Algler Chlamydomonas TTTTAGG
Telomer Replikasyonu
Ucu katlanmaz
Telomeraz dGTP dTTP
Tekrar katlanma: sıradışı G-G baz eşleşmesi
Polimeraz boşlukları Doldurur
Kanser ve Telomerler
• Somatik Hücreler sadece birkaç kez bölünmek için programlanmıştır
• Somatik hücreler normal olarak yaşlanır, bu arada
telomerler kısalır, telomeraz aktivitesi düşer,
• İnsan tümörlerinde, telomeraz aktivitesi normalin çok üstündedir ve hücre bölünmesi ve proliferasyona yol açar.
Normal ve Anormal Telomer Fonksiyonu Normal ya da Kanser Hücresinde:
12/24/13
13
Hücreler Nasıl Ölümsüz Olurlar?
• Telomeraz sayesinde
• Tümör Hücrelerinde Telomeraz aktivitesi durdurulursa hücreler ölür
• Telomerazı kodlayan gen normal hücrelerde de vardır fakat anlatımı azdır.
GTTAGGGTTA
5'3'
TEP1hTERT
TEMPLATE
INACTIVE ACTIVE
shortened telomeres
cell senescence
stable telomeres
cell survival
AGING CANCER
TELOMERASETelomeraz
Aktif İnaktif
Kısalmış telomerler stabil telomerler
Hücre ölümü hücre yaşar
Yaşlanma Kanser
Konuşma Saatime gelmeden önce
Lütfen gelme sebebinizle birlikte Ad, soyad, dönem içeren bir email gönderiniz
Notları web sayfamdan indirebilirsiniz www.metinaytekin.com/turkce
Teşekkürler