Transkripsiyon Nedir? DNA'dan mRNA Nasıl Üretilir?
Art of The Cell
Hem prokaryotlarda hem de ökaryotlarda, DNA'nın ikinci işlevi (birincisi replikasyondur), hücrenin tüm fonksiyonlarını yerine getirebilmesi için ihtiyaç olan proteinleri oluşturmak adına gerekli bilgiyi sağlamaktır.
Bunu yapmak için, DNA "okunur" ya da bir mRNA molekülüne transkribe olur. mRNA daha sonrasında translasyon adı verilen süreç sayesinde protein oluşturmak için gereken kodu sağlar. Transkripsiyon ve translasyon süreçleri boyunca, kalıp DNA’dan kodlanmış olan spesifik bir amino asit dizisi ile bir protein oluşmuş olur.
Santral (Merkezi) Dogma: DNA, RNA’yı Kodlar; RNA, Proteini Kodlar
DNA’dan, mRNA’ya ve oradan da proteine giden hücrelerdeki genetik bilgi akışı; santral dogma ile açıklanır.
Transkripsiyon: DNA’dan mRNA’ya
Hem ökaryotlar hem de prokaryotlar, önemli bir fark olan ökaryotların zarlı çekirdeği dışında, temelde aynı transkripsiyon sürecini geçirirler. Çekirdeğe bağlı genler ile hücrenin çekirdeğinde transkripsiyon gerçekleşir ve mRNA transkripti sitoplazmaya taşınır. Bakteri ve arkeleri de içine alan prokaryotlar, zara bağlı çekirdek ve diğer organellere sahip değildirler; aslında bu yüzden de transkripsiyon, hücrenin sitoplazmasında gerçekleşir. Hem ökaryotlarda hem de prokaryotlarda transkripsiyon üç ana aşamada gerçekleşir:
- Başlama,
- uzama,
- sonlanma.
Başlama Aşaması
Transkripsiyonun başlaması için DNA'nın çift sarmalının mRNA sentezi yapılacak olan bölgesinde kısmen gevşetilmelidir. Bu gevşetilmiş bölgeye transkripsiyon balonu denir. Transkripsiyonda yer alan proteinlerin ve enzimlerin, işlemi başlatmak için bağlandığı DNA dizisine ise promotör dizi denir. Promotör diziyi de içine alan ve başlama noktasından önceki diziler "upstream", sonraki diziler "downstream" olarak adlandırılır. Genel olarak, promotörler, düzenledikleri genlerin yukarı kısmında (upstream) bulunur. Bir promotörün spesifik dizisi çok önemlidir çünkü karşılık gelen genin ne sıklıkla kopyalanacağını veya neredeyse hiç kopyalanıp kopyalanmayacağını belirlemektedir.
Uzama Aşaması
Transkripsiyon, her zaman kalıp iplik denilen iki DNA ipliğinin birinden devam eder. mRNA ürünü, kalıp (karşı anlamlı) ipliğin tamamlayıcısıdır ve kalıp olmayan (kodlayıcı, anlamlı) olarak adlandırılan diğer iplik ile hemen hemen aynıdır. Tek farkı, RNA’nın DNA’da bulunan timin (T) yerine bir urasil (U) içermesidir.
Uzama sırasında RNA polimeraz enzimi, DNA replikasyonuna benzer şekilde ancak kalıp DNA ipliğine bağlı kalmayan bir RNA dizisi sentezlenmesi farkıyla baz eşleşmesi yaparak nükleotit ekler ve kalıp DNA boyunca ilerler. Uzama devam ettikçe, DNA sürekli çekirdek (kor) enzimin önünde çözülür ve onun arkasına geri sarılır.
Sonlanma Aşaması
Bir gen transkribe edildikten sonra, prokaryotik polimeraz enzimine kalıp DNA'dan ayrılması ve yeni sentezlenmiş olan mRNA'yı serbest bırakması için talimat verilmesi gerekir. Transkribe edilen gene bağlı olarak iki tür sonlanma sinyali vardır ancak her ikisi de kalıp DNA ipliğinde RNA polimerazın durmasına, kalıp DNA ipliğinden ayrılmasına ve Mrna transkriptinin serbest kalmasını sağlayan tekrarlı nükleotid dizilerini içerir.
Sonlama aşamasında, transkripsiyon süreci tamamlanmış olur.
Bir prokaryot hücrede, sonlanma gerçekleştiğinde, transkript (transkripsiyon ürünü) zaten kodlanmış proteinin çok sayıda kopyasını kısmen sentezlemek için kullanmış olur çünkü bu süreçler, aynı anda birden fazla ribozom (poliribozomlar) kullanılarak aynı anda gerçekleşebilir. Buna karşılık, ökaryotik hücrelerde çekirdeğin olması eş zamanlı transkripsiyon ve translasyonu engeller.
Ökaryotik RNA'nın İşlenmesi
Yepyeni transkribe edilmiş ökaryotik mRNA'lar, çekirdekten sitoplazmaya transfer edilmeden ve protein haline translasyonu yapılmadan çeşitli süreçlerden geçmelidirler. Ökaryotik mRNA olgunlaşmasında yer alan ek adımlar, prokaryotik bir mRNA’ya kıyasla çok daha kararlı bir molekül oluştururlar.
Aslında maddi destek istememizin nedeni çok basit: Çünkü Evrim Ağacı, bizim tek mesleğimiz, tek gelir kaynağımız. Birçoklarının aksine bizler, sosyal medyada gördüğünüz makale ve videolarımızı hobi olarak, mesleğimizden arta kalan zamanlarda yapmıyoruz. Dolayısıyla bu işi sürdürebilmek için gelir elde etmemiz gerekiyor.
Bunda elbette ki hiçbir sakınca yok; kimin, ne şartlar altında yayın yapmayı seçtiği büyük oranda bir tercih meselesi. Ne var ki biz, eğer ana mesleklerimizi icra edecek olursak (yani kendi mesleğimiz doğrultusunda bir iş sahibi olursak) Evrim Ağacı'na zaman ayıramayacağımızı, ayakta tutamayacağımızı biliyoruz. Çünkü az sonra detaylarını vereceğimiz üzere, Evrim Ağacı sosyal medyada denk geldiğiniz makale ve videolardan çok daha büyük, kapsamlı ve aşırı zaman alan bir bilim platformu projesi. Bu nedenle bizler, meslek olarak Evrim Ağacı'nı seçtik.
Eğer hem Evrim Ağacı'ndan hayatımızı idame ettirecek, mesleklerimizi bırakmayı en azından kısmen meşrulaştıracak ve mantıklı kılacak kadar bir gelir kaynağı elde edemezsek, mecburen Evrim Ağacı'nı bırakıp, kendi mesleklerimize döneceğiz. Ama bunu istemiyoruz ve bu nedenle didiniyoruz.
mRNA transkripti, işlenirken ve çekirdekten sitoplazmaya gönderilirken bozunmasını önlemek için önce RNA'yı stabilize edici histon proteinleriyle kaplanır. Bu adım, büyüyen transkriptin 5' ucuna özel bir nükleotid olan “şapka” eklenerek pre-mRNA sentezlenirken meydana gelir. Bozunmayı önlemenin yanı sıra protein sentezinde yer alan faktörler, ribozomlar tarafından translasyonu başlatmaya yardımcı olmak için şapkayı tanır.
Uzama aşaması tamamlandıktan sonra, bir enzim daha sonrasında poli-A kuyruğu adı verilen ve 3' ucuna yaklaşık olarak 200 adenin kalıntısı içeren bir dizi ekler. Bu modifikasyon ek olarak pre-mRNA’yı bozunmalardan korur ve hücresel faktörlere, transkriptin sitoplazmaya gönderilmesi gerektiğini bildirir.
Ökaryotik genler, ekzon denen protein kodlayan dizilerden oluşur ve intron adı verilen araya giren dizilerden oluşur. İntronlar süreç sırasında pre-mRNA'dan çıkarılır. mRNA'daki intron dizileri fonksiyonel protein kodlamazlar.
Ekzonların doğru amino asitleri kodlamak üzere bir araya gelmesi için protein sentezinden önce bir pre-mRNA’nın tüm intronlarının tamamen çıkarılması zorunlu ve çok önemlidir. Eğer işlemde tek bir nükleotid hatası bile olursa yeniden birleşen ekzonların dizisi kaydırılır ve ortaya çıkan protein işlevsiz hale gelmiş olur. İntronların çıkarılması ve ekzonların yeniden bağlanması işlemlerine uçbirleştirme (İng: "splicing") denir. İntronlar pre-mRNA hala çekirdekteyken çıkarılır ve bozulur.
Özet
Prokaryotlarda, mRNA sentezi, DNA şablonundaki bir promotör sekansında başlatılır. Uzama, yeni mRNA'yı sentezler. Sonlandırma, mRNA'yı serbest bırakır ve RNA polimerazı durduran ve DNA şablonundan düşmesine neden olan mekanizmalarla gerçekleşir. Yeni kopyalanan ökaryotik mRNA'lar, bir başlık ve bir poli-A kuyruğu ile modifiye edilir. Bu yapılar, olgun mRNA'yı bozulmaya karşı korur ve çekirdekten dışarı atılmasına yardımcı olur. Ökaryotik mRNA'lar ayrıca, intronların çıkarıldığı ve ekzonların tek nükleotit doğruluğu ile yeniden bağlandığı birleştirme işlemine tabi tutulur. Sadece bitmiş mRNA'lar çekirdekten sitoplazmaya geçirilir.
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-
17
-
16
-
7
-
4
-
3
-
2
-
0
-
0
-
0
-
0
-
0
-
0
- S. Fowler, R. Roush, J. Wise, et al. 9.3: Transcription. (11 Ağustos 2021). Alındığı Tarih: 21 Aralık 2022. Alındığı Yer: Biology LibreTexts | Arşiv Bağlantısı
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 21/12/2024 19:55:24 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/13662
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.
