Back to chapter

14.5:

RNA Kararlılığı

JoVE Core
Biology
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Biology
RNA Stability

Languages

Share

– [Eğitmen] RNA, DNA ile kıyaslandığında hareketli, daha kısa ömürlü ve yapısal ve kimyasal açıdan daha az stabil bir moleküldür. RNA’da bulunan beş karbonlu şeker ribozu ikinci karbonda hidroksil grubu içerir. Deoksiribozda ise tek hidrojen bulunur. Hidroksil grubundaki hidrojen basit solüsyonlara çözülmeye karşı duyarlıdır. Bu tür durumlarda geride kalan negatif yüklü oksijen fosfat şeker bağını koparabilir. Buna ek olarak RNA genellikle tek dizilidir bu da onu çift sarmallı DNA ile kıyaslandığında yapısal açıdan daha az stabil yapar. RNA molekülleri DNA moleküllerinden çok daha kısa olduğundan uçları bozulmaya daha meyillidir. Dış faktörler RNA’nın stabil olup olmayışını etkileyebilir. Örneğin, sitoplazmada nükleik asitleri kesen RNase enzimleri aktif olarak aktarılmayan RNA’ları parçalar. RNA birleştirici proteinler olarak bilinen diğer proteinler belli RNA nükleotit sekanslarını tanıyıp onlara bağlanarak stabil olma durumunda belirleyici rol oynar. Mesajcı RNA, AU-zengin elemanlardan türer, genellikle AUUUA kopyalarından oluşur ve bunların üç ana çevrilmemiş bölgesinde yani UTR’sinde türeyerek farklı sınıflardan ve karşıt işlevleri olan RNA bağlayıcı proteinleri toplar. Bu proteinlerin bazıları mRNA’nın stabil oluşunu destekler ve üç ana UTR’ye bağlıyken protein dönüşümünü arttırır. Diğer proteinler ise dönüşümün dengesini bozarak daha hızlı bir şekilde çözülmesine sebep olur. Bu yüzden RNA moleküllerinin dönüşüme hazır olma süresi birçok faktöre bağlı olarak değişiklik gösterebilir.

14.5:

RNA Kararlılığı

Bozulmamış DNA zincirleri fosillerde bulunabilirken, bilim adamları bazen RNA'yı laboratuvar koşullarında sağlam tutmak için mücadele ederler. RNA ve DNA arasındaki yapısal farklılıklar, kararlılık ve uzun ömürlülüklerindeki farklılıkların temelini oluşturur. DNA çift sarmallı olduğu için, doğası gereği daha kararlıdır. RNA'nın tek sarmallı yapısı daha az kararlıdır ancak aynı zamanda daha esnektir ve zayıf iç bağlar oluşturabilir. Ek olarak, hücredeki çoğu RNA nispeten kısadır, DNA 250 milyon nükleotid uzunluğunda olabilir. RNA, riboz şekerinin ikinci karbonunda bir hidroksil grubuna sahiptir ve bu da şeker-fosfat omurgasının kırılma olasılığını artırır.

Hücre, hem uzun ömürlülüğünü hem de kullanılabilirliğini düzenleyerek, RNA'nın kararsızlığından yararlanabilir. Daha stabil mRNA'lar, daha az stabil mRNA transkriptlerine göre daha uzun bir süre boyunca translasyon için mevcut olacaktır. Hücrelerdeki RNA bağlayıcı proteinler (RBP'ler), RNA stabilitesinin düzenlenmesinde anahtar rol oynar. RBP'ler mRNA'ların 3’ çevrilmemiş bölgesinde (UTR) belirli bir diziye (AUUUA) bağlanabilir. İlginç bir şekilde, AUUUA tekrarlarının sayısı, RBP'leri belirli bir şekilde görevlendiriyor gibi görünmektedir: daha az tekrar, stabilize edici RBP'leri görevlendirir. Birkaç, üst üste binen tekrarlar, dengesizleşen RBP'lerin bağlanmasıyla sonuçlanır. Tüm hücrelerde, RNA'ları parçalayan RNaz adı verilen enzimler bulunur. Tipik olarak, 5 ’ başlık ve poliA kuyruğu, hücrenin artık transkripte ihtiyacı kalmayana kadar ökaryotik mRNA'yı bozulmadan korur.

Epitranscriptomiklerle ilgili ortaya çıkan araştırma, düzenleyici mRNA değişikliklerini tanımlamayı amaçlamaktadır. Son zamanlarda, bilim adamları mRNA stabilitesinde metilasyon için önemli bir rol keşfettiler. Adenosin rezidülerinin metilasyonunun (m 6 A) mRNA translasyonunu ve degradasyonunu arttırdığı görülmektedir. m 6 A ayrıca stres yanıtlarında, nükleer ihraçta ve mRNA olgunlaşmasında da rollere sahiptir. Modifiye edilmiş bir urasil rezidüsünün, psödouridin varlığının da RNA regülasyonunda önemli bir rol oynadığı görülmektedir.

Suggested Reading

Zhao, Boxuan Simen, Ian A. Roundtree, and Chuan He. “Post-Transcriptional Gene Regulation by MRNA Modifications.” Nature Reviews. Molecular Cell Biology 18, no. 1 (January 2017): 31–42. [Source]

Agris, Paul F. “The Importance of Being Modified: An Unrealized Code to RNA Structure and Function.” RNA 21, no. 4 (April 2015): 552–54. [Source]