Paylaşım Yap
Tüm Reklamları Kapat

Gen İfadesi Ne Demek? Genler Nasıl Düzenlenir?

Gen İfadesi Ne Demek? Genler Nasıl Düzenlenir? Pixabay
DNA sarmalı
6 dakika
4,284
Tüm Reklamları Kapat

Bir hücrenin düzgün çalışabilmesi için gerekli proteinlerin doğru zamanda sentezlenmesi gerekmektedir. Tüm organizmalar ve hücreler, DNA'larının proteine transkripsiyonunu ve translasyonunu kontrol eder veya düzenler. RNA ve protein üretmek için bir geni "açma" işlemine gen ifadesi denmektedir. İster basit bir tek hücreli organizmada ister karmaşık çok hücreli bir organizmada olsun, her hücre, genlerinin ne zaman ve nasıl ifade edildiğini kontrol eder. Bunun gerçekleşmesi için, bir genin ne zaman RNA ve protein sentezlemek üzere ifade edileceğini, proteinin ne kadarının sentezlendiğinin ve artık gerekli olmadığı takdirde ilgili proteinin sentezinin durdurulma zamanının geldiğini kontrol edecek bir mekanizma olması gerekmektedir.

Çok hücreli organizmalardaki hücreler özelleşmiştir; farklı dokulardaki hücreler çok farklı görünmekte ve farklı işlevler yerine getirmektedir. Örneğin, bir kas hücresi, bir deri hücresinden çok farklı olan bir karaciğer hücresinden çok farklıdır. Bu farklılıklar, bu hücrelerin her birinde farklı gen setlerinin ifadesinin bir sonucu olarak karşımıza çıkmaktadır.

Tüm hücrelerin, şeker moleküllerindeki enerjiyi ATP'deki enerjiye dönüştürmek gibi kendileri için yerine getirmeleri gereken bazı temel işlevleri vardır. Bunun yanı sıra, her hücrenin ifade edilmeyen birçok geni olduğu gibi diğer hücreler tarafından ifade edilmeyen pek çok geni ifade ederler ve böylece özelleşmiş işlevlerini yerine getirebilirler.

Tüm Reklamları Kapat

Ayrıca hücreler, ortamdaki değişikliklere tepki olarak farklı durumlarda veya organizmanın gelişimi sırasında farklı zamanlarda belirli genleri açıp kapatır. Hem ökaryotik hem de prokaryotik tek hücreli organizmalar, özel koşullara yanıt verebilmeleri için çevrelerinin taleplerine yanıt olarak genleri açıp kapatırlar.

Gen ifadesinin kontrolü son derece karmaşıktır. Bu süreçteki aksaklıklar hücreye zarar vermekte ve kanser dahil birçok hastalığın gelişmesine yol açabilmektedir.

Prokaryotik ve Ökaryotik Gen İfadesi

Gen ifadesinin nasıl düzenlendiğini anlamak için öncelikle bir genin hücrede nasıl işlevsel bir protein haline geldiğini anlamamız gerekir. Süreç hem prokaryotik hem de ökaryotik hücrelerde, sadece biraz farklı şekillerde gerçekleşir.

Prokaryotik organizmalarda hücre çekirdeği bulunmadığından, transkripsiyon ve translasyon süreçleri neredeyse aynı anda gerçekleşir. Proteine artık ihtiyaç kalmadığında, transkripsiyon durur. Sonuç olarak, bir prokaryotik hücrede hangi tür ve ne kadar proteinin ifade edildiğini kontrol etmenin birincil yolu, DNA’nın RNA'ya transkripsiyonunun regülasyonudur. Sonraki tüm adımlar otomatik olarak gerçekleşir. Daha fazla protein gerektiğinde, daha fazla transkripsiyon gerçekleşir. Bu nedenle, prokaryotik hücrelerde gen ekspresyonunun kontrolü neredeyse tamamen transkripsiyon seviyesindedir.

Tüm Reklamları Kapat

Bu tür kontrolün ilk örneği, 1950'lerde ve 1960'larda Fransız araştırmacılar tarafından E. coli kullanılarak keşfedilmiş ve lak operonu olarak adlandırılmıştır. Lak operonu, E. coli için bir besin kaynağı olan laktozun emilimine ve metabolizmasına katılan proteinleri kodlayan üç bitişik gene sahip bir DNA dizisidir. Bakteri ortamında laktoz bulunmadığında, lak genleri düşük miktarlarda transkipte edilir. Laktoz mevcut olduğunda, genler kopyalanır ve bakteri laktozu bir besin kaynağı olarak kullanabilir. Operon ayrıca, transkripsiyonu başlatmak için RNA polimerazın bağlandığı bir promotör sekansı içerir; promotör ile üç gen arasında operatör adı verilen bir bölge vardır. Laktoz bulunmadığı takdirde, represör olarak bilinen bir protein operatöre bağlanır ve nadir durumlar dışında RNA polimerazın promotöre bağlanmasını engeller. Böylece üç genin protein ürünleri düşük miktarda sentezlenir. Ortamda laktoz mevcut olduğunda, laktoz metabolizmasının son ürünü represör proteine bağlanarak operatöre bağlanmasını engeller. Bu durum, RNA polimerazın promotöre bağlanmasına ve üç geni serbestçe kopyalamasına izin vererek organizmanın laktozu metabolize etmesine izin verir.

Ökaryotik hücreler ise prokaryotların aksine hücre içi organellere sahiptir ve çok daha karmaşıktır. Ökaryotik hücrelerde DNA'nın hücre çekirdeğinde bulunduğunu ve burada mRNA'ya kopyalandığını hatırlayınız. Yeni sentezlenen mRNA, ribozomlar tarafından proteine çevrilmek üzere çekirdekten sitoplazmaya taşınır. Transkripsiyon ve translasyon süreçleri, nükleer membran tarafından fiziksel olarak ayrılır; transkripsiyon yalnızca çekirdek içinde gerçekleşirken translasyon yalnızca çekirdeğin dışında, sitoplazmada gerçekleşir. Gen ifadesinin düzenlenmesi, sentez sürecinin herhangi bir aşamasında gerçekleşebilir. Düzenleme işlemi, DNA sarmalı çözüldüğünde ve transkripsiyon faktörlerinin bağlaması için nükleozomlardan gevşetildiğinde (epigenetik seviye), RNA transkribe edildiğinde (transkripsiyonel seviye), RNA işlendiğinde ve transkripsiyondan sonra sitoplazmaya taşındığında (transkripsiyon sonrası seviye), RNA proteine çevrildiğinde (translasyonel seviye) veya protein sentezlendikten sonra (post-translasyonel seviye) meydana gelebilir.

Ökaryotik gen ifadesinin düzenlenmesi, çekirdekte gerçekleşen transkripsiyon ve RNA işleme sırasında ve sitoplazmada gerçekleşen protein translasyonu sırasında gerçekleşebilir. Daha ileri düzenlemeler, proteinlerin post- translasyonel modifikasyonları yoluyla meydana gelebilir.
Ökaryotik gen ifadesinin düzenlenmesi, çekirdekte gerçekleşen transkripsiyon ve RNA işleme sırasında ve sitoplazmada gerçekleşen protein translasyonu sırasında gerçekleşebilir. Daha ileri düzenlemeler, proteinlerin post- translasyonel modifikasyonları yoluyla meydana gelebilir.
Libre Texts

Alternatif RNA Uç Birleştirme ("Alternative Splicing")

İlk defa alternatif uç birleştirme sergileyen genler 1970'lerde gözlemlenmiştir. Alternatif uç birleştirme, transkriptten farklı intron (ve bazen ekzon) kombinasyonları çıkarıldığında bir genden farklı protein ürünlerinin üretilmesine izin veren bir mekanizmadır. Alternatif uç birleştirme, genellikle kontrol edilmesine karşın bazen gelişigüzel de olabilmekte ve farklı hücrelerde ya da farklı gelişim aşamalarında farklı protein ürünlerinin üretimini kontrol etmenin bir yolu olarak hücre tarafından kontrol edilen farklı ekleme alternatiflerinin sıklığı ile bir gen düzenleme mekanizması olarak hareket etmektedir. Günümüzde, alternatif uç birleştirmenin ökaryotlarda ortak bir gen düzenleme mekanizması olarak görev aldığı bilinmektedir ve bir tahmine göre, insanlardaki genlerin %70'i alternatif uç birleştirme yoluyla pek çok farklı protein olarak ifade edilmektedir.

Beş temel alternatif uç birleştirme modu vardır. Ekzonları mavi, kırmızı, turuncu ve pembe olarak gösterilen pre-mRNA segmentleri, çeşitli yeni olgun mRNA segmentleri üretmek için uç birleştirilebilmektedir.
Beş temel alternatif uç birleştirme modu vardır. Ekzonları mavi, kırmızı, turuncu ve pembe olarak gösterilen pre-mRNA segmentleri, çeşitli yeni olgun mRNA segmentleri üretmek için uç birleştirilebilmektedir.
Libre Texts

Peki, alternatif birleştirme nasıl gerçekleşir? İntronların bir başlangıç ve bitiş tanıma dizisi vardır ve birleştirme mekanizmasının bir intronun sonunu ve bir sonraki intronun sonunu belirleyerek iki intronu ve araya giren ekzonu ortadan kaldırmadaki başarısızlığını hayal etmek kolaydır. Aslında, bu tür ekzon atlamalarını önlemek için halihazırda var olan mekanizmalar vardır, ancak mutasyonların bu mekanizmaların başarısızlığına yol açması muhtemeldir. Bu tür "hatalar" büyük olasılıkla işlevsel olmayan bir proteinin üretilmesine yol açacaktır. Gerçekten de birçok genetik hastalığın nedeni, bir dizideki mutasyonlardan ziyade alternatif birleştirmedeki hatalardır. Bununla birlikte, alternatif birleştirme, orijinal proteini kaybetmeden yeni bir protein varyantı oluşmasına yol açarak yeni fonksiyonlara uyum sağlayabilen yeni varyantların oluşma olasılığına ihtimal tanımaktadır. Gen duplikasyonu, orijinal fonksiyonel proteini ortadan kaldırmadan evrimleşebilen genler sağlayarak benzer şekilde yeni fonksiyonların evriminde önemli bir rol oynamıştır.

Evrim Ağacı'ndan Mesaj

RNA İnterferans (RNAi)

Son yıllarda RNA’ların gen ifadesinin düzenlenmesinde sandığımızdan daha fazla rolü olduğunu anlaşılmıştır. İlk olarak C. elegans’ta çift sarmallı RNA’ya karşı bir yanıt olarak keşfedilen RNAi mekanizması, ökaryotlarda hangi genlerin aktif olacağını ve nasıl aktif olacağını kontrol etmektedir.[1] dsRNA üreten virüslere karşı doğal bağışıklık tepkisi olarak keşfedilmiş olsa da transpozonların baskılanması veya gen ekspresyonunun kontrolüyle genom bütünlüğünün korunması gibi rollerde de görev alabilmektedir.[2] RNAi, temelde siRNA ve miRNA gibi küçük RNA molekülleri aracılığıyla mRNA'nın translasyonunu engelleyerek protein sentezinin baskılanması işlemidir. Bu gen susturma işleminde, dsRNA bir ribonükleaz olan DICER enzimi tarafından yaklaşık 22 nükleotidlik küçük parçalara kesilerek siRNA moleküllerini oluşturur. RISC (RNA indüklenmiş susturma kompleksi) adı verilen büyük bir nükleaz komplesi siRNA iplikçiklerini birbirlerinden ayırarak tek sarmallı hale getirir ve bu tek sarmallı RNA molekülleri RISC kompleksine tutunarak mRNA üzerindeki homolog dizilere bağlanır. Bu sayede, mRNA'nın ribozomlardaki translasyonu engellenerek ve mRNA'nın enzimatik bozulmasına yol açarak hedeflenen mRNA’nın spesifik olarak susturulması sağlanmış olur. Gen ifadesinin düzenlenmesinde görev alan miRNA (mikro RNA) molekülleri de tıpkı siRNA’lar gibi RISC kompleksine tutunarak mRNA'ların ribozom bağlanma bölgelerinin yakınlarına bağlanır ve mRNA'ların ribozoma bağlanmasına engel olurlar.[3]

Bu Makaleyi Alıntıla
Okundu Olarak İşaretle
88
0
  • Paylaş
  • Alıntıla
  • Alıntıları Göster
Paylaş
Sonra Oku
Notlarım
Yazdır / PDF Olarak Kaydet
Bize Ulaş
Yukarı Zıpla

İçeriklerimizin bilimsel gerçekleri doğru bir şekilde yansıtması için en üst düzey çabayı gösteriyoruz. Gözünüze doğru gelmeyen bir şey varsa, mümkünse güvenilir kaynaklarınızla birlikte bize ulaşın!

Bu içeriğimizle ilgili bir sorunuz mu var? Buraya tıklayarak sorabilirsiniz.

Soru & Cevap Platformuna Git
Bu İçerik Size Ne Hissettirdi?
  • Tebrikler! 17
  • Mmm... Çok sapyoseksüel! 7
  • İnanılmaz 5
  • Merak Uyandırıcı! 4
  • Bilim Budur! 2
  • Umut Verici! 2
  • Muhteşem! 1
  • Korkutucu! 1
  • Güldürdü 0
  • Üzücü! 0
  • Grrr... *@$# 0
  • İğrenç! 0
Kaynaklar ve İleri Okuma
  1. Türev İçerik Kaynağı: Libre Texts | Arşiv Bağlantısı
Tüm Reklamları Kapat

Evrim Ağacı'na her ay sadece 1 kahve ısmarlayarak destek olmak ister misiniz?

Şu iki siteden birini kullanarak şimdi destek olabilirsiniz:

kreosus.com/evrimagaci | patreon.com/evrimagaci

Çıktı Bilgisi: Bu sayfa, Evrim Ağacı yazdırma aracı kullanılarak 22/06/2024 13:19:38 tarihinde oluşturulmuştur. Evrim Ağacı'ndaki içeriklerin tamamı, birden fazla editör tarafından, durmaksızın elden geçirilmekte, güncellenmekte ve geliştirilmektedir. Dolayısıyla bu çıktının alındığı tarihten sonra yapılan güncellemeleri görmek ve bu içeriğin en güncel halini okumak için lütfen şu adrese gidiniz: https://evrimagaci.org/s/13998

İçerik Kullanım İzinleri: Evrim Ağacı'ndaki yazılı içerikler orijinallerine hiçbir şekilde dokunulmadığı müddetçe izin alınmaksızın paylaşılabilir, kopyalanabilir, yapıştırılabilir, çoğaltılabilir, basılabilir, dağıtılabilir, yayılabilir, alıntılanabilir. Ancak bu içeriklerin hiçbiri izin alınmaksızın değiştirilemez ve değiştirilmiş halleri Evrim Ağacı'na aitmiş gibi sunulamaz. Benzer şekilde, içeriklerin hiçbiri, söz konusu içeriğin açıkça belirtilmiş yazarlarından ve Evrim Ağacı'ndan başkasına aitmiş gibi sunulamaz. Bu sayfa izin alınmaksızın düzenlenemez, Evrim Ağacı logosu, yazar/editör bilgileri ve içeriğin diğer kısımları izin alınmaksızın değiştirilemez veya kaldırılamaz.

Keşfet
Akış
İçerikler
Gündem
Çevre
Evrim Tarihi
Diş Hekimi
2019-Ncov
İklim
Karar
Modern
Diş Hekimliği
Nükleer
Cinsel Seçilim
Tohum
Kök Hücre
Damar
Sinirbilim
Hava
Kuantum
Gıda
Roma
Radyoaktif
Tutarlılık
Kadın Doğum
Koaservat
Antropoloji
Safsata
Mars
Aklımdan Geçen
Komünite Seç
Aklımdan Geçen
Fark Ettim ki...
Bugün Öğrendim ki...
İşe Yarar İpucu
Bilim Haberleri
Hikaye Fikri
Video Konu Önerisi
Başlık
Gündem
Bugün Türkiye'de bilime ve bilim okuryazarlığına neler katacaksın?
Bağlantı
Kurallar
Komünite Kuralları
Bu komünite, aklınızdan geçen düşünceleri Evrim Ağacı ailesiyle paylaşabilmeniz içindir. Yapacağınız paylaşımlar Evrim Ağacı'nın kurallarına tabidir. Ayrıca bu komünitenin ek kurallarına da uymanız gerekmektedir.
1
Bilim kimliğinizi önceleyin.
Evrim Ağacı bir bilim platformudur. Dolayısıyla aklınızdan geçen her şeyden ziyade, bilim veya yaşamla ilgili olabilecek düşüncelerinizle ilgileniyoruz.
2
Propaganda ve baskı amaçlı kullanmayın.
Herkesin aklından her şey geçebilir; fakat bu platformun amacı, insanların belli ideolojiler için propaganda yapmaları veya başkaları üzerinde baskı kurma amacıyla geliştirilmemiştir. Paylaştığınız fikirlerin değer kattığından emin olun.
3
Gerilim yaratmayın.
Gerilim, tersleme, tahrik, taciz, alay, dedikodu, trollük, vurdumduymazlık, duyarsızlık, ırkçılık, bağnazlık, nefret söylemi, azınlıklara saldırı, fanatizm, holiganlık, sloganlar yasaktır.
4
Değer katın; hassas konulardan ve öznel yoruma açık alanlardan uzak durun.
Bu komünitenin amacı okurlara hayatla ilgili keyifli farkındalıklar yaşatabilmektir. Din, politika, spor, aktüel konular gibi anlık tepkilere neden olabilecek konulardaki tespitlerden kaçının. Ayrıca aklınızdan geçenlerin Türkiye’deki bilim komünitesine değer katması beklenmektedir.
5
Cevap hakkı doğurmayın.
Bu platformda cevap veya yorum sistemi bulunmamaktadır. Dolayısıyla aklınızdan geçenlerin, tespit edilebilir kişilere cevap hakkı doğurmadığından emin olun.
Ekle
Soru Sor
Sosyal
Yeniler
Daha Fazla İçerik Göster
Popüler Yazılar
30 gün
90 gün
1 yıl
Evrim Ağacı'na Destek Ol

Evrim Ağacı'nın %100 okur destekli bir bilim platformu olduğunu biliyor muydunuz? Evrim Ağacı'nın maddi destekçileri arasına katılarak Türkiye'de bilimin yayılmasına güç katın.

Evrim Ağacı'nı Takip Et!
Yazı Geçmişi
Okuma Geçmişi
Notlarım
İlerleme Durumunu Güncelle
Okudum
Sonra Oku
Not Ekle
Kaldığım Yeri İşaretle
Göz Attım

Evrim Ağacı tarafından otomatik olarak takip edilen işlemleri istediğin zaman durdurabilirsin.
[Site ayalarına git...]

Filtrele
Listele
Bu yazıdaki hareketlerin
Devamını Göster
Filtrele
Listele
Tüm Okuma Geçmişin
Devamını Göster
0/10000
Bu Makaleyi Alıntıla
Evrim Ağacı Formatı
APA7
MLA9
Chicago
L. Texts, et al. Gen İfadesi Ne Demek? Genler Nasıl Düzenlenir?. (26 Şubat 2023). Alındığı Tarih: 22 Haziran 2024. Alındığı Yer: https://evrimagaci.org/s/13998
Texts, L., Duman, Z. Y., Bakırcı, Ç. M. (2023, February 26). Gen İfadesi Ne Demek? Genler Nasıl Düzenlenir?. Evrim Ağacı. Retrieved June 22, 2024. from https://evrimagaci.org/s/13998
L. Texts, et al. “Gen İfadesi Ne Demek? Genler Nasıl Düzenlenir?.” Edited by Çağrı Mert Bakırcı. Evrim Ağacı, 26 Feb. 2023, https://evrimagaci.org/s/13998.
Texts, Libre. Duman, Zeynep Yağmur. Bakırcı, Çağrı Mert. “Gen İfadesi Ne Demek? Genler Nasıl Düzenlenir?.” Edited by Çağrı Mert Bakırcı. Evrim Ağacı, February 26, 2023. https://evrimagaci.org/s/13998.
ve seni takip ediyor

Göster

Şifremi unuttum Üyelik Aktivasyonu

Göster

Şifrenizi mi unuttunuz? Lütfen e-posta adresinizi giriniz. E-posta adresinize şifrenizi sıfırlamak için bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Eğer aktivasyon kodunu almadıysanız lütfen e-posta adresinizi giriniz. Üyeliğinizi aktive etmek için e-posta adresinize bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Close