Examkin

Moleküler Biyoloji

173 soru

Soru 161Soru →

Genetik kodun dejenere olması (degeneracydegeneracy), bazı amino asitlerin birden fazla kodon tarafından şifrelenmesine olanak tanır. Bu durumun moleküler temellerinden biri olan 'Wobble' (Salınım) hipotezine göre, tRNAtRNA antikodonunun 5′5' ucundaki ilk baz ile mRNAmRNA kodonunun 3′3' ucundaki üçüncü baz arasındaki eşleşme kuralları standart Watson-Crick eşleşmelerinden daha esnektir. Buna göre, antikodonunun 5′5' ucunda **Guanin (GG)** bazı bulunan bir tRNAtRNA, mRNAmRNA üzerindeki kodonların 3′3' ucunda yer alan hangi bazlarla baz eşleşmesi yapabilir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Sitozin ve Urasil

Cevap

Antikodonun 5′5' ucundaki Guanin (GG) bazı, kodonun 3′3' ucundaki Sitozin (CC) ve Urasil (UU) bazları ile eşleşebilir.
Wobble hipotezine göre, antikodonun birinci (5′5') bazının uzaysal konumu, standart olmayan hidrojen bağlarının kurulmasına izin verir. Antikodonun 5′5' ucundaki Guanin (GG), kodonun 3′3' ucunda yer alan Sitozin (CC) ile 3 hidrojen bağı (standart), Urasil (UU) ile ise 2 hidrojen bağı (standart olmayan) kurarak eşleşebilir. Bu sayede aynı tRNAtRNA farklı kodonları tanıyabilir.

Adım Adım Çözüm

1
Wobble (Salınım) pozisyonunun belirlenmesi
Wobble etkileşimi tRNAtRNA antikodonunun 5′5' ucu (1. baz) ile mRNAmRNA kodonunun 3′3' ucu (3. baz) arasında gerçekleşir.
Hipotezin temeli, kodonun üçüncü bazındaki esnekliktir.
2
Guanin (GG) bazının eşleşme kurallarının hatırlanması
GG (antikodon) →\rightarrow CC (kodon, standart) ve GG (antikodon) →\rightarrow UU (kodon, Wobble) eşleşmeleri mümkündür.
Guanin, Wobble pozisyonunda bir pürin olarak pirimidinlerle (CC ve UU) etkileşime girebilir.
3
Seçeneklerle karşılaştırma
Sitozin ve Urasil'i birlikte içeren seçenek doğrudur.
Wobble kuralları GG için bu iki pirimidine izin verir.

Anahtar Kavram

Wobble (Salınım) Hipotezi: Bir tRNAtRNA'nın birden fazla kodonu tanıyabilmesini sağlayan esnek baz eşleşmesi kuralıdır.

İpuçları

1
Wobble eşleşmesi mRNAmRNA kodonunun kaçıncı bazında gerçekleşir?
2
Antikodonun 5′5' ucunda Guanin varken, bu bazın hangi pirimidinlerle eşleşebileceğini düşünün.
3
Guanin hem normal eşleşme ortağıyla hem de hidrojen bağı yapabildiği diğer pirimidin olan Urasil ile eşleşebilir.

Daha Fazla Pratik

İnozin (II) bazının antikodonun 5′5' ucunda olması durumunda kaç farklı bazla eşleşebileceğini tekrar edin.
Tahmini Süre:50s
Soru 162Soru →

Hücrede gerçekleşen transkripsiyon sürecinde görev alan RNA polimeraz enzimini, DNA replikasyonunda görev alan DNA polimeraz enziminden ayıran temel özellik hangisidir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Sentezi başlatmak için bir primere (başlatıcıya) ihtiyaç duymaması

Cevap

RNA polimerazın sentezi başlatmak için bir primere ihtiyaç duymaması
Doğru yanıt olan seçenek, RNA polimerazın en karakteristik özelliklerinden birini belirtmektedir. DNA polimerazlar sentezi başlatabilmek için bir RNA primeri tarafından sağlanan serbest 3′−OH3'-OH ucuna ihtiyaç duyarken, RNA polimerazlar promotör bölgeye bağlandıklarında herhangi bir başlatıcı uca ihtiyaç duymadan nükleotitleri uç uca ekleyerek sentezi (de novo) başlatabilirler.

Adım Adım Çözüm

1
Transkripsiyon ve replikasyon enzimlerinin sentez başlatma gereksinimlerini karşılaştır.
DNA polimerazın sentezi başlatabilmesi için serbest bir 3′−OH3'-OH ucuna (primere) ihtiyacı varken, RNA polimerazın böyle bir ihtiyacı yoktur.
RNA polimeraz, uygun promotör bölgesine bağlandıktan sonra iki ribonükleotit arasında ilk fosfodiester bağını kurarak sentezi doğrudan başlatabilir.
2
Sentez yönü ve kalıp okuma yönü gibi ortak özellikleri kontrol et.
Her iki enzim de sentezi 5′→3′5' \rightarrow 3' yönünde yapar ve kalıbı 3′→5′3' \rightarrow 5' yönünde okur.
Nükleik asit sentezinin temel kimyasal kuralı, yeni nükleotidin büyüyen zincirin 3′−OH3'-OH ucuna eklenmesidir.

Anahtar Kavram

RNA polimerazın de novo RNA sentezi yapabilme yeteneği

İpuçları

1
DNA replikasyonunun başlayabilmesi için primaz enziminin ne oluşturduğunu hatırla.
2
DNA polimerazın neden bir 'başlatıcı' uca ihtiyaç duyduğunu, RNA polimerazın ise neden duymadığını düşün.

Daha Fazla Pratik

Ökaryotik RNA polimerazların (I,II,IIII, II, III) hangi RNA türlerini sentezlediğini ve α\alpha-amanitine duyarlılıklarını gözden geçir.
Tahmini Süre:45s
Soru 163Soru →

Ökaryotik hücrelerde protein sentezinin başlama (inisiasyon) aşamasında görev alan eIF4FeIF4F (kap bağlayıcı kompleks) bileşenleri ve mRNA'nın organizasyonu ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: eIF4GeIF4G proteini; eIF4EeIF4E ve poli-A bağlayıcı protein (PABPPABP) ile etkileşime girerek mRNA'nın halkasallaşmasını (circularization) sağlar.

Cevap

eIF4G proteini; eIF4E ve poli-A bağlayıcı protein (PABP) ile etkileşime girerek mRNA'nın halkasallaşmasını (circularization) sağlar.
Doğru ifade, ökaryotik translasyonun verimliliğini artıran 'halkasallaşma' (circularization) modelini açıklar. Bu modelde eIF4G proteini bir köprü görevi görerek mRNA'nın 5' ucundaki kap yapısını (eIF4E aracılığıyla) ve 3' ucundaki poli-A kuyruğunu (PABP aracılığıyla) bir araya getirir. Bu yapı, ribozomların mRNA üzerinden ayrıldıktan sonra tekrar başlangıç noktasına dönmesini kolaylaştırır.

Adım Adım Çözüm

1
eIF4F kompleksinin bileşenlerini ve temel görevlerini belirle.
eIF4F; eIF4E (cap bağlama), eIF4A (helikaz) ve eIF4G (iskele protein) birimlerinden oluşur.
Ökaryotik translasyon başlangıcında mRNA'nın ribozoma tanıtılması bu kompleks üzerinden gerçekleşir.
2
eIF4G proteininin iskele (scaffold) rolünü analiz et.
eIF4G, 5' uçtaki eIF4E ile etkileşirken aynı zamanda 3' uçtaki poli-A kuyruğuna bağlı olan PABP ile de etkileşir.
Bu çift taraflı etkileşim mRNA molekülünün fiziksel olarak halkalaşmasını sağlar.
3
Halkasallaşmanın biyolojik önemini değerlendir.
mRNA circularization, ribozomların geri dönüşümünü (recycling) hızlandırır ve translasyon verimliliğini artırır.
TUS düzeyinde bu organizasyon, ökaryotik ve prokaryotik translasyon arasındaki temel farklardan biridir.

Anahtar Kavram

Ökaryotik translasyon başlangıcında eIF4F kompleksi ve mRNA halkasallaşma mekanizması.
Tahmini Süre:1m 40s
Soru 164Soru →

DNA replikasyonu sırasında proofreading (okuma denetimi) mekanizmasından kaçan yanlış eşleşmiş bazların (mismatch) onarılması, genomik stabilitenin korunması için kritiktir. Ökaryotik hücrelerde bu süreçte görev alan proteinlerdeki defektler, mikrosatellit instabilitesi ve kalıtsal non-polipozis kolorektal kanser (Lynch Sendromu) ile sonuçlanmaktadır. Buna göre, ökaryotik Yanlış Eşleşme Tamiri (MMR) mekanizması ve bu mekanizma ile ilişkili proteinlerin özellikleri hakkında aşağıdakilerden hangisi doğrudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Ökaryotlarda yeni sentezlenen (hatalı) zincirin tanınması, prokaryotlardaki gibi DNA metilasyonu üzerinden değil; replikasyon sırasında oluşan nickler (kesikler) ve PCNA etkileşimi üzerinden gerçekleşir.

Cevap

Ökaryotlarda yeni sentezlenen zincirin tanınması nickler ve PCNA etkileşimi üzerinden gerçekleşir.
Ökaryotik hücrelerde replikasyon sırasındaki hata onarımı (MMR) için yeni zincirin ayırt edilmesi, replikasyon çatalındaki fiziksel ipuçları (özellikle kesintili zincirdeki nickler) ve replikasyon faktörü PCNA'nın asimetrik yerleşimi sayesinde gerçekleşir. Bu, prokaryotlardaki Dam metilaz bağımlı sistemden en temel farkıdır.

Adım Adım Çözüm

1
Yanlış eşleşmenin tanınması
MSH2-MSH6 (MutSα) kompleksi yanlış eşleşmiş bazı tespit eder.
Onarımın başlayabilmesi için hatanın lokalize edilmesi gerekir.
2
Zincir ayrımı (Strand discrimination)
Ökaryotik hücrelerde yeni sentezlenen zincirdeki nickler (kesikler) ve PCNA yardımıyla yeni zincir eski (kalıp) zincirden ayırt edilir.
Hangi zincirin 'yanlış' olduğunu belirlemek için prokaryotlardaki metilasyon yerine bu mekanizma kullanılır.
3
Uzaklaştırma ve Sentez
Ekzonükleaz 1 (EXO1) hatalı segmenti sindirir, boşluk DNA polimeraz delta/epsilon ile doldurulur ve ligaz ile kapatılır.
Hatanın giderilip genomun orijinal haline döndürülmesi sağlanır.

Anahtar Kavram

Ökaryotik MMR Mekanizması ve Yeni Zincir Tanınması

İpuçları

1
Prokaryotlarda MMR, yeni sentezlenen zincirin henüz metillenmemiş olmasına dayanır. Ökaryotlarda ise metilasyon farklı bir amaçla kullanılır.
2
Replisomdaki hangi yardımcı proteinin (kelepçe/clamp) MMR proteinleri ile etkileşime girdiğini hatırlayın.
3
Eukaryotik MMR'da Pol beta değil, replikasyonda görev alan ana polimerazlar (delta/epsilon) sentez basamağını üstlenir.

Daha Fazla Pratik

MMR sistemindeki defektlerin neden olduğu Mikrosatellit İnstabilitesi (MSI) testinin Lynch sendromu tanısındaki yerini gözden geçirin.
Tahmini Süre:1m 30s
Soru 165Soru →

Ökaryotik DNA replikasyonu sırasında görev alan enzimler ve gerçekleşen biyokimyasal olaylar ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: DNA polimeraz α\alpha, primaz aktivitesi göstererek önce bir RNA primeri sentezler, ardından yaklaşık 20 nükleotidlik kısa bir DNA dizisi ekleyerek replikasyonu başlatır.

Cevap

Ökaryotik DNA polimeraz α\alpha, primaz aktivitesi ile RNA primeri sentezledikten sonra iDNA adı verilen kısa bir DNA dizisi sentezleyerek replikasyonun başlamasını sağlar.
Ökaryotlarda DNA replikasyonu polimeraz α\alpha/primaz kompleksi ile başlar. Bu enzim önce yaklaşık 10 nükleotidlik bir RNA primeri sentezler, ardından buna yaklaşık 20 nükleotidlik DNA (iDNA) ekleyerek DNA polimeraz δ\delta veya ϵ\epsilon için gerekli başlangıç yapısını oluşturur.

Adım Adım Çözüm

1
Enzim ve organizma ayrımını yapın.
Soru ökaryotik replikasyon üzerinedir; bu nedenle DNA polimeraz I, II, III ve DNA Giraz gibi prokaryotik terimler elenmelidir.
Ökaryotik ve prokaryotik DNA replikasyon sistemleri farklı polimeraz isimlendirmelerine ve işleyiş özelliklerine sahiptir.
2
DNA polimeraz α\alpha fonksiyonunu değerlendirin.
DNA polimeraz α\alpha, ökaryotlarda primaz aktivitesine sahip tek polimerazdır ve sentezi başlatıcı (initiator) rolü oynar.
Replikasyonun başlaması için serbest bir 3'-OH grubuna ihtiyaç vardır, bu da RNA primeri ve ardından eklenen kısa DNA dizisi ile sağlanır.
3
Sentez ve okuma yönünü kontrol edin.
Tüm nükleik asit sentezleri 5' →\rightarrow 3' yönündedir ve kalıp zincir 3' →\rightarrow 5' yönünde okunur.
Nükleofilik saldırı, büyüyen zincirin 3'-OH grubu tarafından yeni gelen nükleotidin alfa-fosfatına yapılır.

Anahtar Kavram

Ökaryotik DNA Polimerazların Görevleri ve Replikasyon Yönü
Soru 166Soru →

Hücre döngüsünün SS fazı sırasında karşılaşılan replikasyon stresi veya UVUV radyasyonu sonucu oluşan tek zincirli DNADNA (ssDNAssDNA) bölgeleri, RPARPA (ReplicationProteinAReplication Protein A) proteinleri tarafından kaplanarak bir kontrol noktası (checkpointcheckpoint) düzeneğini aktive eder. Bu süreçte görev alan moleküler mekanizmalar ve hücresel yanıt ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: ATRATR kinazın aktivasyonu sonucunda Chk1Chk1 fosforillenir; bu durum Cdc25ACdc25A fosfatazın proteazomal yıkımına yol açarak SS fazı ilerlemesini durdurur.

Cevap

Replikasyon stresi sonucunda aktive olan ATR−Chk1ATR-Chk1 yolağı, Cdc25ACdc25A fosfatazın yıkımını sağlayarak SS fazı ilerlemesini durdurur.
Hücre döngüsü kontrol noktalarında, replikasyon stresi veya ssDNAssDNA varlığında ATRATR (Ataxia−TelangiectasiaandRad3−relatedAtaxia-Telangiectasia and Rad3-related) kinaz aktive olur. ATRATR, Chk1Chk1 kinazı fosforilleyerek aktive eder. Aktifleşen Chk1Chk1, SS fazı ilerlemesinden sorumlu olan Cdc25ACdc25A fosfatazı fosforiller ve bu fosforilasyon Cdc25ACdc25A'nın ubiquitinlenerek proteazomda yıkılmasına neden olur. Cdc25ACdc25A miktarı azaldığında, CDK2CDK2 üzerindeki inhibitör fosfatlar kaldırılamaz ve hücre döngüsü SS fazında durdurulur. Bu mekanizma genomik bütünlüğün korunmasını sağlar.

Adım Adım Çözüm

1
Tetikleyici sinyalin belirlenmesi
Replikasyon çatallarının duraksaması sonucu açığa çıkan ssDNAssDNA bölgeleri RPARPA ile kaplanır.
ATRATR kinazın aktivasyonu için ssDNA−RPAssDNA-RPA kompleksi gereklidir.
2
Sinyal iletimi
ATRATR kinaz aktive olur ve downstream hedefi olan Chk1Chk1 proteinini fosforiller.
Chk1Chk1, replikasyon stresi yanıtının ana efektör kinazıdır.
3
Efektör mekanizma
Chk1Chk1, Cdc25ACdc25A fosfatazı fosforilleyerek proteazomal yıkıma işaretler.
Cdc25ACdc25A yıkımı, SS fazı CDKCDK aktivitesini baskılamak için kritiktir.
4
Hücresel yanıt
Cdc25ACdc25A seviyelerinin düşmesiyle CDK2CDK2 üzerindeki inhibitör fosfatlar kaldırılamaz ve hücre SS fazında duraklatılır.
Hücrenin hasarlı DNADNA ile replikasyona devam etmesi engellenmiş olur.

Anahtar Kavram

ATR-Chk1 Checkpoint Yolağı
Soru 167Soru →

Ökaryotik hücrelerde gen ifadesinin epigenetik kontrolünde merkezi bir rol oynayan DNA metilasyonu mekanizması ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Sitozin bazlarının 5. karbonunun metillenmesi, genellikle promotör bölgelerindeki CpG adacıklarında meydana gelerek gen ifadesini baskılar.

Cevap

Sitozin bazlarının 5. karbonunun metillenmesi, genellikle promotör bölgelerindeki CpG adacıklarında meydana gelerek gen ifadesini baskılar.
Doğru ifadeye göre, ökaryotik DNA metilasyonu sitozin bazlarının 5. karbonuna bir metil grubunun eklenmesiyle gerçekleşir. Bu işlem özellikle genlerin promotör bölgelerinde bulunan CpG adacıklarında yoğunlaşır ve DNA'nın yapısını değiştirerek veya transkripsiyon faktörlerinin erişimini engelleyerek gen ifadesinin baskılanmasına (susturulmasına) yol açar.

Adım Adım Çözüm

1
DNA metilasyonunun hedef bazını belirle.
Ökaryotlarda modifikasyon hedefi sitozin bazıdır.
Genetik regülasyonda 5-metilsitozin (5mC) temel epigenetik işarettir.
2
Metilasyonun gerçekleştiği spesifik bölgeleri tanımla.
Sıklıkla CpG dinükleotidlerinin yoğun olduğu 'CpG adacıkları' (promotör bölgeleri).
Promotör bölgelerindeki metilasyon, transkripsiyon faktörlerinin bağlanmasını engeller.
3
Mekanizmanın gen ifadesi üzerindeki nihai etkisini analiz et.
Transkripsiyonel baskılanma (gen sessizleşmesi).
Metillenmiş DNA, HDAC enzimlerini çekerek kromatini kapalı yapıya dönüştürür.

Anahtar Kavram

DNA metilasyonu, CpG adacıklarındaki sitozinlerin metillenmesi yoluyla transkripsiyonel baskılanmaya (gen silencing) neden olan bir epigenetik mekanizmadır.

Daha Fazla Pratik

Histon modifikasyonları (asetilasyon, metilasyon) ile DNA metilasyonu arasındaki koordinasyonu inceleyebilirsiniz.
Tahmini Süre:1m 30s
Soru 168Soru →

Ökaryotik hücrelerde protein sentezinin (translasyon) basamakları, bu basamaklarda kullanılan enerji kaynakları ve süreci etkileyen inhibitör ajanlar ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Risin ve Shiga toksini, ökaryotik 60S60S ribozomal alt birimindeki 28S28S rRNA yapısından spesifik bir adenin bazını uzaklaştırarak (depürinasyon) elongasyon faktörlerinin bağlanmasını engeller.

Cevap

Risin ve Shiga toksini, ökaryotik 60S ribozomal alt birimindeki 28S rRNA yapısından spesifik bir adenin bazını uzaklaştırarak (depürinasyon) elongasyon faktörlerinin bağlanmasını engeller.
Doğru olan ifade, Risin ve Shiga toksinlerinin mekanizmasını açıklayan seçenektir. Bu toksinler, ökaryotik ribozomun büyük alt birimindeki (60S60S) 28S28S rRNA'nın kritik bir halkasındaki tek bir adenini uzaklaştırarak (N-glikozidaz aktivitesi), elongasyon faktörlerinin ribozoma bağlanma kapasitesini ortadan kaldırır ve protein sentezini kalıcı olarak durdurur.

Adım Adım Çözüm

1
Enerji gereksinimlerinin değerlendirilmesi
Aminoasit aktivasyonu için 2 yüksek enerjili bağ (ATP→AMPATP \rightarrow AMP), elongasyonun her basamağı için ise 2 GTPGTP (biri A bölgesine giriş, diğeri translokasyon için) gerekir.
Sentezin her aşamasında (başlama, uzama, sonlanma) nükleotid hidrolizi şarttır.
2
Ökaryotik elongasyon faktörlerinin analizi
eEF−1αeEF-1\alpha aminoaçil-tRNAtRNA yerleşimi, eEF−2eEF-2 ise translokasyon için GTPGTP kullanır.
Ökaryotik ve prokaryotik faktörlerin isimlendirmeleri ve enerji kaynakları farklıdır.
3
İnhibitör mekanizmalarının karşılaştırılması
Difteritoksin eEF−2eEF-2'yi ADP-riboziller; Risin/Shiga ise 28S28S rRNA'yı depürine eder.
Her iki mekanizma da sonuçta elongasyonu engeller ancak etki ettikleri moleküler hedefler farklıdır.
4
Sonlanma mekanizmasının doğrulanması
Durdurucu kodonları tanıyan moleküller tRNAtRNA değil, protein yapısındaki salınım faktörleridir (eRFeRF).
Genetik kodun evrenselliğinde durdurucu kodonların aminoasit karşılığı yoktur (istisnalar hariç).

Anahtar Kavram

Ökaryotik translasyon inhibitörleri ve enerji bütçesi
Tahmini Süre:2m 30s
Soru 169Soru →

DNA yapısında bulunan sitozin bazının kendiliğinden deaminasyonu sonucu oluşan urasilin onarımı "Baz Eksizyon Tamiri" (BER) mekanizması ile gerçekleştirilir. Bu onarım sürecinde, ilgili DNA glikozilaz enzimi tarafından bazın uzaklaştırılmasıyla meydana gelen apürinik/apirimidinik (AP) bölgesini tanıyarak şeker-fosfat omurgasını 5′5' ucundan hidrolize eden enzim aşağıdakilerden hangisidir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: AP endonükleaz

Cevap

Baz Eksizyon Tamiri (BER) sürecinde AP bölgesini tanıyan ve şeker-fosfat omurgasını 5′5' ucundan kesen enzim AP endonükleazdır.
Baz Eksizyon Tamiri (BER) mekanizmasında, hasarlı baz (örneğin urasil) bir DNA glikozilaz tarafından uzaklaştırıldıktan sonra geriye sadece şeker ve fosfat grubunun kaldığı bir bölge (AP bölgesi) kalır. AP endonükleaz, bu bölgeyi tanır ve şeker-fosfat omurgasını bu bölgenin 5′5' ucundan keserek bir serbest uç oluşturur. Bu adım, DNA polimerazın boşluğu doldurabilmesi için kritiktir.

Adım Adım Çözüm

1
Hasar tipini belirle
Sitozinin urasile deaminasyonu tek bazlık bir hasardır.
Urasil DNA'da normalde bulunmaz ve spesifik bir DNA glikozilaz tarafından tanınır.
2
Onarım yolağını seç
Tek bazlık hasarlar Baz Eksizyon Tamiri (BER) ile onarılır.
NER yolağı daha büyük, hacimli (bulky) lezyonlar için kullanılır.
3
Enzimatik sırayı analiz et
DNA Glikozilaz →\rightarrow AP Endonükleaz →\rightarrow DNA Polimeraz β\beta →\rightarrow DNA Ligaz
Baz uzaklaştırıldıktan sonra omurganın açılması için bir endonükleaz aktivitesi gereklidir.

Anahtar Kavram

Baz Eksizyon Tamiri (BER) mekanizması ve AP endonükleazın rolü

İpuçları

1
Bu mekanizma 'Baz Eksizyon Tamiri'dir ve bazın atılmasından sonraki adımı sorar.
2
Geriye kalan 'bazsız' (AP) bölgeye müdahale eden enzim ismini bu bölgeden alır.

Daha Fazla Pratik

Nükleotid Eksizyon Tamiri (NER) mekanizmasında XP proteinlerinin ve TFIIH kompleksinin rollerini gözden geçirin.
Tahmini Süre:1m 15s
Soru 170Soru →

Memeli dişi hücrelerinde dozaj kompenzasyonunu sağlamak amacıyla X kromozomlarından birinin heterokromatine dönüştürülerek susturulması (X-inaktivasyonu), gen ifadesinin epigenetik düzenlenmesinin en önemli örneklerinden biridir. Bu süreçte inaktive edilecek kromozom üzerinde yer alan XistXist lokusundan sentezlenen uzun kodlamayan RNA (lncRNAlncRNA) molekülleri, kromozomu boylu boyunca kaplayarak transkripsiyonel sessizleşmeyi başlatır.

Buna göre, XistXist RNA aracılığıyla inaktive edilecek kromozoma çekilen ve **histon H3'ün 27. lizin (K27K27)** kalıntısını tri-metilleyerek heterokromatin oluşumuna ve gen ifadesinin kalıcı olarak susturulmasına öncülük eden protein kompleksi aşağıdakilerden hangisidir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Polikomb Baskılayıcı Kompleks 2 (PRC2)

Cevap

X-inaktivasyonu sürecinde XistXist RNA tarafından kromozoma çekilen ve H3K27me3H3K27me3 modifikasyonunu yapan yapı Polikomb Baskılayıcı Kompleks 2 (PRC2)'dir.
Polikomb Baskılayıcı Kompleks 2 (PRC2), içerisinde bulunan EZH2 alt birimi aracılığıyla histon H3H3'ün 27. lizin kalıntısını tri-metilleyerek (H3K27me3H3K27me3) gen ifadesini baskılar. X-inaktivasyonu sürecinde XistXist RNA, PRC2 kompleksini kromozom boyunca yayarak bu sessizleştirici işaretin tüm kromozoma hakim olmasını sağlar.

Adım Adım Çözüm

1
X-inaktivasyonu başlangıcının belirlenmesi
XistXist lokusundan lncRNAlncRNA sentezlenir.
İnaktivasyonun başlaması için spesifik bir RNA molekülünün ilgili kromozomu kaplaması gerekir.
2
Effektör proteinlerin bölgeye çekilmesi
XistXist RNA, Polikomb Baskılayıcı Kompleks 2 (PRC2)'yi kromozoma rekrüte eder.
RNA tek başına modifikasyon yapamaz, enzimatik aktiviteye sahip kompleksleri (PRC2) taşıması gerekir.
3
Histon modifikasyonunun gerçekleştirilmesi
PRC2 bünyesindeki EZH2 enzimi histon H3H3'ün K27K27 kalıntısını tri-metiller (H3K27me3H3K27me3).
H3K27me3H3K27me3, ökaryotik hücrelerde gen susturulması için kullanılan temel epigenetik işaretlerden biridir.
4
Heterokromatin oluşumu
Kromatin yoğunlaşır ve transkripsiyonel olarak kalıcı şekilde sessizleşir.
Yoğunlaşan yapı RNA polimeraz ve transkripsiyon faktörlerinin erişimini engeller.

Anahtar Kavram

Epigenetik susturma mekanizmaları ve X-inaktivasyonunda PRC2/H3K27me3 rolü.

Daha Fazla Pratik

Histon modifikasyonlarını tanıyan motifleri (Bromodomain-asetil lizin, Chromodomain-metil lizin) incelemek bu konuyu pekiştirecektir.
Tahmini Süre:1m 30s
Soru 171Soru →

Genomik imprinting (genetik damgalama), belirli genlerin ifadesinin ebeveyn kökenine göre düzenlendiği bir epigenetik mekanizmadır. IGF2IGF2 (İnsülin benzeri büyüme faktörü 2) ve H19H19 genlerinin yer aldığı lokus, bu mekanizmanın en iyi tanımlanmış örneklerinden biridir. Bu lokusta, maternal (anneden gelen) alelde IGF2IGF2 geni susturulurken, paternal (babadan gelen) alelde aktif olarak ifade edilmektedir.

Buna göre, IGF2IGF2 geninin maternal alelde susturulmasını sağlayan temel moleküler düzenleme aşağıdakilerden hangisidir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Maternal alelde Damgalama Kontrol Bölgesi'nin (ICRICR) metillenmemiş olması sayesinde CTCFCTCF proteininin buraya bağlanarak bir 'insülatör' (yalıtkan) bariyeri oluşturması ve distal güçlendiricinin (enhancer) IGF2IGF2 promotörüne erişimini engellemesi

Cevap

Maternal alelde Damgalama Kontrol Bölgesi'nin (ICRICR) metillenmemiş kalması, CTCFCTCF proteininin buraya bağlanmasına ve distal enhancer'ın IGF2IGF2 promotörüne erişimini engelleyen bir insülatör bariyeri oluşturmasına neden olur.
Maternal alelde IGF2IGF2 ve H19H19 genleri arasında bulunan Damgalama Kontrol Bölgesi (ICRICR) metillenmemiştir. Bu durum, çinko parmak proteini olan CTCFCTCF'nin buraya bağlanmasına izin verir. Bağlı olan CTCFCTCF, bir insülatör (yalıtkan) bariyeri oluşturarak genler arasındaki kromatin organizasyonunu değiştirir. Bu bariyer, lokusun sonunda bulunan güçlendiricinin (enhancer) IGF2IGF2 promotörü ile etkileşime girmesini engeller; sonuç olarak güçlendirici sadece H19H19 genini aktive eder ve IGF2IGF2 sessiz kalır.

Adım Adım Çözüm

1
IGF2/H19IGF2/H19 lokusundaki alele özgü ifade durumunu belirle.
Maternal alelde H19H19 aktif, IGF2IGF2 sessiz; Paternal alelde H19H19 sessiz, IGF2IGF2 aktiftir.
Lokusun imprinting (damgalama) desenini anlamak için gereklidir.
2
Damgalama Kontrol Bölgesi'nin (ICRICR) metilasyon durumunu maternal alel için analiz et.
Maternal alelde ICRICR bölgesi metillenmemiştir.
Metilasyon durumu, hangi proteinlerin DNA'ya bağlanacağını belirleyen temel epigenetik sinyaldir.
3
CTCFCTCF proteininin bağlanma özelliğini hatırla.
CTCFCTCF proteini sadece metillenmemiş ICRICR dizilerine bağlanabilir.
Bu proteinin bağlanması, fiziksel bir sınır (insülatör) oluşumunu sağlar.
4
İnsülatör bariyerinin enhancer (güçlendirici) üzerindeki etkisini değerlendir.
CTCFCTCF bariyeri, aşağı akışta (downstream) bulunan güçlendiricinin yukarı akıştaki (upstream) IGF2IGF2 promotörüne erişimini engeller.
Güçlendiriciler sadece insülatör tarafından engellenmedikleri promotörleri aktive edebilirler.
5
Sonucu özetle.
Maternal alelde IGF2IGF2 susturulur, güçlendirici sadece H19H19 genini aktive edebilir.
Sürecin moleküler mantığı tamamlanmış olur.

Anahtar Kavram

İnsülatörler ve Damgalama Kontrol Bölgeleri (CTCF Mekanizması)

Daha Fazla Pratik

Angelman ve Prader-Willi sendromlarına yol açan 15. kromozomdaki damgalama mekanizmalarını inceleyebilirsiniz.
Tahmini Süre:2m 30s
Soru 172Soru →

Ökaryotik hücrelerde gerçekleşen transkripsiyon mekanizması, promotör yapıları ve spesifik inhibitörlerin etki süreçleri dikkate alındığında, aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: RNA polimeraz I nükleolusta 18S18S, 28S28S ve 5.8S5.8S rRNA'ları içeren 45S45S prekürsörünü sentezlerken; RNA polimeraz III, tRNA ve 5S5S rRNA sentezinden sorumludur.

Cevap

RNA polimeraz I'in nükleolusta 45S45S prekürsör rRNA (18S, 28S, 5.8S) sentezlemesi ve RNA polimeraz III'ün tRNA ile 5S5S rRNA sentezlemesi ifadesi doğrudur.
Ökaryotik hücrelerde transkripsiyon süreci üç farklı RNA polimeraz tarafından yönetilir. RNA polimeraz I, nükleolusta yerleşiktir ve ribozomun büyük ve küçük alt birimlerinin yapısına katılan 18S18S, 28S28S ve 5.8S5.8S rRNA'ların ortak öncülü olan 45S45S RNA'yı sentezler. RNA polimeraz III ise nükleoplazmada yer alır ve translasyonda amino asit taşıyan tRNA'lar ile ribozomun yapısına katılan ancak Pol I tarafından sentezlenmeyen 5S5S rRNA'nın sentezinden sorumludur.

Adım Adım Çözüm

1
RNA polimeraz türlerini ve ürünlerini sınıflandır.
RNA Pol I: rRNA (18S18S, 28S28S, 5.8S5.8S); RNA Pol II: mRNA, snRNA; RNA Pol III: tRNA, 5S5S rRNA.
Ökaryotik hücrelerde farklı RNA türleri özel polimerazlar tarafından sentezlenir.
2
Enzimlerin hücresel lokalizasyonunu belirle.
RNA Pol I nükleolusta, RNA Pol II ve III nükleoplazmada yerleşiktir.
rRNA sentezi nükleolusta (çekirdekçik) yoğunlaşmıştır.
3
Transkripsiyonel yönelimi kontrol et.
Kalıp okuma 3′→5′3' \rightarrow 5', yeni zincir sentezi 5′→3′5' \rightarrow 3' yönündedir.
Polimerizasyon her zaman serbest 3'-OH grubuna nükleotid eklenmesiyle ilerler.
4
İnhibitör ve promotör özelliklerini değerlendir.
Rifampisin bakteriyeldir; α\alpha-amanitin Pol II'ye çok duyarlıdır; TATA ökaryotik, Pribnow prokaryotiktir.
Prokaryotik ve ökaryotik transkripsiyon mekanizmaları belirgin farklar gösterir.

Anahtar Kavram

Ökaryotik RNA polimerazların işbölümü (Pol I: nükleolus/büyük rRNA, Pol II: mRNA, Pol III: tRNA ve 5S5S rRNA).

Alternatif Yöntem

RNA polimerazları sentezledikleri ürünlerin 'S' (Svedberg) değerlerine göre gruplandırarak (Büyük rRNA'lar Pol I, küçük RNA'lar Pol III) eleme yöntemi kullanılabilir.
Tahmini Süre:1m 30s
Soru 173Soru →

Prokaryotik hücrelerde triptofan (trptrp) operonunun düzenlenmesi, hem represyon hem de transkripsiyonel 'atenuasyon' (zayıflatma) mekanizmalarıyla kontrol edilir. Atenuasyon mekanizması, transkripsiyon ve translasyonun eş zamanlı gerçekleşmesine ve lider mRNA dizisindeki saç tokası (hairpin) yapılarının oluşumuna dayanır. Hücrede triptofan seviyesinin yüksek olduğu bir durumda, trptrp operonunun lider dizisinde meydana gelen moleküler olaylarla ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Ribozom lider diziyi hızla transle ederek 2. bölgeyi kapatır; bu durumda 3 ve 4 numaralı bölgeler eşleşerek 'rho-bağımsız terminasyon' sinyali oluşturur.

Cevap

Triptofan seviyesi yüksek olduğunda ribozomun lider mRNA üzerindeki hızlı ilerleyişi 2. bölgeyi kapatır, böylece 3 ve 4. bölgeler eşleşerek transkripsiyonu sonlandıran terminatör saç tokasını oluşturur.
Triptofan seviyesi yüksek olduğunda, ribozom lider peptitteki Trp kodonlarını hızla geçer ve 2. bölgeyi işgal eder. Bu durum 2. bölgenin 3. bölge ile antiterminasyon yapısı kurmasını engeller. Boşta kalan 3. bölge 4. bölge ile eşleşerek terminatör yapısını oluşturur ve transkripsiyon yapısal genlere ulaşmadan sonlanır.

Adım Adım Çözüm

1
Triptofan seviyesinin tRNA-Trp yüklenmesi üzerindeki etkisini değerlendir.
Yüksek triptofan, yüksek seviyede yüklü tRNA-Trp (triptofanil-tRNA) anlamına gelir.
Atenuasyon mekanizması ribozomun hızını algılayarak çalışır; ribozom hızı ise ortamdaki yüklü tRNA miktarına bağlıdır.
2
Ribozomun lider peptit üzerindeki hareketini analiz et.
Yüklü tRNA-Trp bol olduğu için ribozom lider peptitteki Trp kodonlarında duraklamaz ve 2. bölgeye kadar hızla ilerler.
Ribozomun 2. bölge üzerinde bulunması, bu bölgenin 3. bölge ile eşleşmesini fiziksel olarak engeller.
3
Meydana gelen mRNA ikincil yapılarını belirle.
2. bölge ribozom tarafından işgal edildiği için 3. bölge sadece 4. bölge ile eşleşebilir; bu da 3-4 terminatör saç tokasını oluşturur.
3-4 saç tokası yapısı, arkasından gelen poli-U dizisiyle birlikte RNA polimerazın DNA'dan ayrılmasına (terminasyon) neden olur.

Anahtar Kavram

Prokaryotik operonlarda atenuasyon, translasyon hızı aracılığıyla transkripsiyonun sonlandırılmasını kontrol eden bir mekanizmadır.

Daha Fazla Pratik

Eukaryotik hücrelerde transkripsiyon ve translasyon farklı kompartmanlarda gerçekleştiği için atenuasyon benzeri bir mekanizmanın neden mümkün olmadığını düşününüz.
Tahmini Süre:1m 30s
ÖncekiSayfa 9 / 9
Moleküler Biyoloji — TUS - Tıpta Uzmanlık Sınavı — Sayfa 9 | Examkin