Back to chapter

9.11:

Proteinler: Genlerden Degradasyona

JoVE Core
Molecular Biology
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Molecular Biology
Proteins: From Genes to Degradation

Languages

Share

Hücreler, genlerde kodlanmış bilgilerden başlayarak doğru şekilde katlanmış bir protein sentezlemek için çok katmanlı bir süreci uygular. Bu süreçteki iki ana adım, transkripsiyon ve translasyondur. Transkripsiyon, bilgilerin DNA’dan bir haberci RNA molekülüne aktarılmasıdır.Burada RNA polimeraz II, bir genin DNA’sında kodlanmış bilgileri bir haberci veya pre-mRNA’ya kopyalar. DNA’nın nükleotid dizisi, mRNA’nın genetik kodunu tanımlar. Daha sonra pre-mRNA, olgun bir mRNA oluşturmak için çekirdekte 5’capping, 3’poliadenilasyonu ve splicing gibi bir dizi ayrıntılı işlem adımından geçer.Çekirdekte ilk kalite kontrolünden sonra, olgun mRNA, çekirdek gözenek kompleksleri aracılığıyla sitoplazmaya taşınır. Sitoplazmada ribozom, mRNA üzerinde bir kalite kontrolü gerçekleştirir ve yanlış işlenmiş mRNA’lar parçalanır. Translasyon sırasında ribozom, doğru işlenmiş mRNA’yı tRNA’lar yardımıyla bir amino asit zincirine çevirir.Bir polipeptiddeki amino asit dizisi, mRNA’daki üçlü kodonlara göre belirlenir. Yeni oluşan polipeptit zinciri daha sonra şaperonların yardımıyla bir proteine katlanır. Bu, proteinin fonksiyonel üçüncül yapısının oluşmasına yol açar.Translasyon sürecindeki bir hata, yanlış bir polipeptit zincirine ve dolayısıyla hücre için toksik olabilecek, yanlış katlanmış bir proteine neden olabilir. Bu tip yanlış katlanmış veya anormal proteinler, hızla ubikuitin molekülleri ile etiketlenir ve proteazomlarda parçalanır.

9.11:

Proteinler: Genlerden Degradasyona

Biyolojik bir sistem içinde DNA, RNA'YI kodlar ve RNA'daki nükleotid dizisi, proteindeki amino asit dizisi daha da tanımlar. Bu olay “Moleküler Biyoloji Merkezi Dogma” olarak adlandırılır. – Francis Crick tarafından icat edilen bir terimdir.  Merkezi dogma herhangi bir yaşam formu biyolojisi içinde genetik bilgi akışını tanımlayan sağlam bir ilkedir. Merkezi dogmadaki iki temel adım transkripsiyon ve çeviridir.

Transkripsiyon, RNA moleküllerinin RNA polimeraz ve diğer yardımcı proteinler tarafından şablon olarak DNA kullanılarak sentezlenmesidir. Üç aşamada gerçekleşir – başlatma, uzama ve sonlandırma ve daha fazla işlenmesi gereken erken RNA moleküllerine yol açar. Ökaryotlarda, tüm transkripsiyon işlemi tanımlanmış hücre çekirdeğinin içinde gerçekleşir; prokaryotlarda transkripsiyon sitoplazmanın kendisinde gerçekleşir. Ek olarak, prokaryotlar sadece bir tip RNA polimeraza sahipken, ökaryotik hücreler farklı RNA sınıflarını transkripsiyon etmek için üç tip RNA polimeraza – I, II ve III'e sahiptir.

Ökaryotlarda, pre-mRNA moleküllerinin olgun mRNA'ya işlenmesi genellikle transkripsiyonla birlikte gerçekleşir. Ayrıca, proteine çevrilebileceği sitoplazmaya taşınması için de gereklidir. Sitoplazmadaki ribozomlar, mRNA moleküllerini  tRNA moleküllerinin yardımıyla çözer ve bir amino asit zincirini sentezler. Ribozomlar içinde, bir polipeptide yol açan amino asitler arasında peptid bağları oluşur. Bu polipeptit daha sonra hücre içindeki işlevlerini yerine getirebilen aktif bir proteine katlanır.

Tüm bu süreçteki herhangi bir kusur hücre için zararlı olabilir. Bu nedenle, hücreler doğru proteinin sentezini sağlamak için çeşitli aşamalarda kalite kontrolleri uygular. Bu nedenle, sentezlenen herhangi bir kusurlu RNA veya protein molekülü, önceden tanımlanmış mekanizmalarla parçalanır.

Suggested Reading

  1. Clancy, S. & Brown, W. (2008) Translation: DNA to mRNA to Protein. Nature Education 1(1):101