RNA moleküllerinin üç genel sınıfı, bir hücrenin DNA'sında kodlanan genlerin ifadelenmesinde rol alır. Mesajcı-RNA (haberci-RNA, mRNA) molekülleri, yazımlar (transkriptler) denilen kodlanmış dizilimleri protein sentezi için getirir; ribozomal RNA (rRNA) molekülleri, hücrenin ribozomlarının (protein sentezinin yapıldığı yer) kalbini oluşturur; taşıyıcı RNA (transfer RNA, tRNA) molekülleri ise protein sentezi sırasında amino asitleri ribozoma taşır. Ökaryotik hücrelerde, her RNA sınıfının kendi polimerazı bulunurken, prokaryotik hücrelerde tek bir RNA-polimeraz, farklı RNA sınıflarını sentezler. Başka RNA tipleri de vardır ama onlar pek iyi anlaşılmamıştır; görünüşe göre, gen ifadelenmesinde düzenleyici rol oynamakta ve ayrıca işgalci virüslere karşı korumada rol almaktalardır.
En çok çeşidi olan RNA sınıfı mRNA'dır; gerçekten de herhangi bir hücrede herhangi bir anda binlerce farklı mRNA molekülü vardır. Yapısal proteinlerin yazımları (transkriptleri) gibi bazı mRNA molekülleri bol (yüzlerce ya da binlerce) bulunurken, sinyalleme proteinlerini kodlayan yazımlar gibi diğer bazıları da oldukça enderdir (bazen bir adet). Ömürleri bakımından da mRNA'lar çeşitlilik sergiler. Ökaryotlarda, yapısal proteinler için olan yazımlar on saatten uzun süre bozulmadan kalabilirken, sinyalleme proteinleri için olan yazımlar on dakikadan kısa sürede parçalanabilir.
Hücreler, içlerinde bulunan mRNA moleküllerinin izgesiyle karakterize edilebilir; bu izgeye transkriptom adı verilir. Çok-hücreli bir organizmadaki her hücre aynı DNA'ları yani genomu taşısa da, hücre tipine ve işlevine bağlı olarak transkriptomlar geniş bir çeşitlilik sergiler. Örneğin, pankreastaki insülin üreten hücreler, insülin için olan yazımlar (transkriptler) içerir ama kemik hücreleri böyle bir yazım içermez. Kemik hücrelerinin insülin için olan geni taşımasına rağmen, bu genin yazımı kemik hücrelerinde yapılmaz. O nedenle transkriptom, bir hücrede belli bir anda ifadelenmekte olan tüm genlerin bir kataloğu olarak iş görür.
Ribozomların İşlevi Nedir?
Ribozomlar, hücrede protein sentezinin gerçekleştiği yerlerdir. Hücreler çok sayıda ribozoma sahiptir ve net sayıları, hücrenin protein sentezlemede ne kadar aktif olduğuna bağlıdır. Örneğin, hızla büyüyen hücrelerin genellikle çok sayıda ribozomu olur (Figur 5).
Ribozomlar, rRNA moleküllerinden ve proteinlerden oluşan kompleksler olup, hücrelerin elektron mikrograflarında gözlemlenebilirler. Bazen ribozomlar kümelenmiş hâlde görülebilir; bu kümelere poliribozomlar denir. Ökaryotlarda ribozomlardan bazıları içsel zarlara tutunur (prokaryotlarda böyle bir şey olmaz); orada sonrasında o zarlara yerleşecek olan veya salgılanacak olan proteinleri sentezlerler (Figur 6). Her bir ribozomda sadece birkaç tane rRNA molekülü bulunmasına rağmen, bu moleküller ribozomal kütlenin yaklaşık yarısını meydana getirir. Geri kalan kütle de çok sayıda proteinden oluşur; prokaryotik hücrelerde 60'a yakın, ökaryotik hücrelerde 80'in üstünde.
Ribozomun içinde, rRNA molekülleri protein sentezinin (bir protein molekülü yapmak için amino asitlerin birbirine eklenmesi) katalitik adımlarını yönetir. Aslında bu işlevini yansıtmak için rRNA'ya bazen ribozim veya katalitik RNA denir.
Ökaryotik ve prokaryotik ribozomlar, ıraksak evrime bağlı olarak birbirlerinden farklıdır. Antibiyotikler bu farklılıklardan yararlanır; ökaryotik ribozomları etkilemeden (hasta konağın hücrelerinde etki yaratmadan), enfeksiyona neden olan bakterilerin prokaryotik ribozomlarını engellemek için tasarlanmışlardır.
İşlem Nasıl Yeni Proteinlerle Sonuçlanır?
DNA'nın mRNA'ya yazımı tamamlandıktan sonra, çevrim yani bu mRNA'ların okunarak proteinlerin üretilmesi başlar. Mesajcı-RNA molekülleri tek ipliklidir ve bazlarının sırası (A, U, C, G) hücrenin DNA'nın belirli bölümlerindeki sıralamayı bütünleyicidir. Her bir mRNA, sentezlenmekte olan protein büyürken eklenecek bir sonraki amino asiti söyler. Her amino asit, mRNA molekülündeki nükleotid üçlülerinden (kodonlardan) biriyle temsil edilir. Örneğin AGC kodonu, serin amino asiti için olan mRNA kodonudur; UAA ise durdurma kodonu da denilen, protein çevrimini durdurmayı belirten bir sinyaldir.
Amino asitlerin mRNA'daki uygun kodonlarla eşleştirilmesi, tRNA moleküllerinin sorumluluğundadır. Her bir tRNA molekülünün iki ayrı ucu vardır; bir uç belli bir amino asite bağlanırken, diğer uç ona karşılık gelen mRNA kodonuna bağlanır. Çevrim sırasında, bu tRNA'lar amino asitleri ribozoma taşır ve bütünleyici kodonlarıyla birleştirir. Ardından ribozom, içindeki rRNA'larıyla birlikte mRNA molekülü boyunca çark mandalı benzeri bir hareketle ilerler ve toplanmış amino asitler birbirlerine eklenir. Ortaya çıkan protein zincirleri, yüzlerce amino asit uzunluğunda olabilir ve bu molekülleri sentezlemek devasa miktarda kimyasal enerji gerektirir (Figur 8).
Prokaryotik hücrelerde, yazım (DNA'dan mRNA'ya) ve çevrim (mRNA'dan proteine) o kadar yakından bağlantılıdır ki, çevrim genellikle yazım tamamlanmadan başlar. Ökaryotik hücrelerde ise iki işlem hem yer hem de zaman bakımından ayrılmıştır: mRNA'lar çekirdekte sentezlenirken, proteinler daha sonra sitoplazmada yapılır.
Sonuç
Hücresel DNA, hücrenin sağ kalması için gereksinim duyduğu çeşitli proteinlerin yapım yönergelerini içerir. Bir hücrenin bu proteinleri üretmesi için, DNA'sındaki belirli genlerin öncelikle mRNA moleküllerine yazımının yapılması; sonra da bu yazımların amino asit zincirlerine çevriminin yapılmasını gerektirir; bu amino asit zincirleri sonradan eksiksiz işleyen proteinler hâline gelecek biçimde katlanma yapar. Her ne kadar çok-hücreli bir organizmanın tüm hücreleri aynı genetik bilgi kümesini içerse de, farklı hücrelerin transkriptomları hücrenin yapısına ve organizmadaki işlevine bağlı olarak değişkenlik gösterir.
[1]
Umarım yardımcı olabilmişimdir iyi günler.
Kaynaklar
- B. M. Grup. Ribozom Ve Protein Sentezi | Bilimfili.com. Alındığı Tarih: 16 Kasım 2022. Alındığı Yer: BilimFili | Arşiv Bağlantısı
