Selenosistein, protein sentezi sırasında standart genetik kodun dışına çıkılarak polipepti… — TUS - Tıpta Uzmanlık Sınavı

Selenosistein, protein sentezi sırasında standart genetik kodun dışına çıkılarak polipeptid zincirine dahil edilen ve '21. amino asit' olarak bilinen özel bir yapı taşıdır. Ökaryotik hücrelerde bir proteinin yapısına selenosistein eklenebilmesi için $mRNA$ üzerinde gerçekleşmesi gereken yapısal ve işlevsel olaylar değerlendirildiğinde, aşağıdakilerden hangisinin gerçekleşmesi zorunludur?

$mRNA$ ’nın 3' transle edilmeyen bölgesinde (3'-UTR) bulunan SECIS (Selenocysteine Insertion Sequence) elementinin özgül proteinler tarafından tanınmasıCevap
B
$UAA$ (ochre) durdurucu kodonunun, sitoplazmada doğrudan selenosistein ile yüklenmiş olan özgül bir $tRNA$ tarafından tanınması
C
Sentezlenen polipeptid zincirindeki serin kalıntılarının, translasyon tamamlandıktan sonra post-translasyonel bir modifikasyonla selenosisteine dönüştürülmesi
D
$mRNA$ ’nın 5' kep (cap) yapısına yakın bölgede bulunan özgül bir dizinin, ribozomun küçük alt birimi tarafından taranması (scanning) sırasında selenosistein sinyali olarak algılanması

Cevap

Selenosistein inkorporasyonu için mRNA'nın 3'-UTR bölgesindeki SECIS elementinin varlığı ve bu bölgeye bağlanan proteinlerin eEFSec faktörü aracılığıyla selenosistein-tRNA'yı ribozoma getirmesi zorunludur.

Selenosistein protein sentezine dahil edilirken, mRNA üzerinde normalde bir 'dur' sinyali olan UGA kodonu kullanılır. Bu kodonun durdurma yerine selenosistein eklenmesi için okunması (recoding), mRNA'nın 3' transle edilmeyen bölgesinde (3'-UTR) bulunan SECIS (Selenocysteine Insertion Sequence) adı verilen özel bir ilmek yapısı sayesinde gerçekleşir. Bu yapıya bağlanan SBP2 proteini ve selenosisteine özgü uzama faktörü (eEFSec), selenosistein yüklü tRNA'yı ribozoma getirir.

Adım Adım Çözüm

Kodon tayini

UGA

kodonunun belirlenmesi

Selenosistein, normalde durdurucu bir kodon olan

UGA

kodonuna karşılık protein zincirine girer.

tRNA

yükleme mekanizmasının analizi

Serin yüklü

tRNA^{[Ser]Sec}

oluşumu

Önce

tRNA

’ya serin yüklenir, ardından bu serin

tRNA

üzerinde selenosisteine dönüştürülür.

Sinyal dizisinin (SECIS) konumunun belirlenmesi

3'-UTR bölgesindeki SECIS ilmiğinin aktivasyonu

UGA

’nın durdurucu olarak değil de selenosistein olarak okunması için

mRNA

’nın 3' ucundaki SECIS yapısı ve buna bağlanan

SBP2

proteini gereklidir.

Translasyonel uzama faktörü ile etkileşim

eEFSec

faktörünün

tRNA

’yı ribozoma getirmesi

Özgül uzama faktörü

eEFSec

, SECIS yapısı ile koordine çalışarak selenosistein-

tRNA

’yı ribozomun A bölgesine taşır.

Anahtar Kavram

Selenosistein (21. amino asit) kotranslasyonel inkorporasyon mekanizması: UGA kodonu + 3'-UTR SECIS elementi + eEFSec.

İpuçları

Selenosistein inkorporasyonu için normal bir durdurucu kodonun 'yeniden programlanması' gerekir.

Bu 'yeniden programlama' sinyali mRNA'nın translasyonu sonlandıran bölgesinden sonraki (3') kısımlarda gizlidir.

Daha Fazla Pratik

Prokaryotlarda SECIS elementinin konumu ile ökaryotlardaki farkını (prokaryotlarda kodlama bölgesi içindedir) incelemek konuyu pekiştirecektir.

Tahmini Süre:2m 0s

Soru

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

İpuçları

Daha Fazla Pratik

Konular

Bu konudan daha fazla soru