RNA Sentezi (Transkripsiyon)

26 soru

Soru 1Soru

Ökaryotik hücrelerde mRNAmRNA sentezi sırasında α\alpha-amanitin'e yüksek duyarlılık gösteren RNARNA polimeraz IIII’nin karboksi-terminal domaini (CTDCTD), transkripsiyonun farklı aşamalarında dinamik fosforilasyon kalıpları sergiler. Transkripsiyonel başlangıç kompleksinin oluşumunu takiben, enzimin promotörün yaklaşık 206020-60 nükleotid ilerisinde duraksadığı (promoterpromoter proximalproximal pausingpausing) bilinmektedir. Bu duraksamayı ortadan kaldırarak transkripsiyonun üretken uzama (productiveproductive elongationelongation) aşamasına geçmesini sağlayan, CTDCTD üzerindeki serin 2 (Ser2Ser2) kalıntılarını fosforilleyen ve aynı zamanda ekleme (splicingsplicing) faktörlerinin katılımını koordine eden temel protein kompleksi aşağıdakilerden hangisidir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: PTEFbP-TEFb (Pozitif Transkripsiyonel Uzama Faktörü b)

Cevap

Transkripsiyonun duraksama aşamasından üretken uzama aşamasına geçişi sağlayan ve CTDCTD Serin 2 fosforilasyonunu gerçekleştiren temel kompleks PTEFbP-TEFb'dir.
PTEFbP-TEFb (Pozitif Transkripsiyonel Uzama Faktörü b), CDK9CDK9 ve siklin T1T1 alt birimlerinden oluşur. Transkripsiyonun başlangıcında RNARNA polimeraz IIII, NELFNELF ve DSIFDSIF faktörleri nedeniyle promotör yakınında duraksar. PTEFbP-TEFb, RNARNA polimeraz IIII’nin CTDCTD kuyruğundaki Serin 2 kalıntılarını fosforilleyerek bu duraksamayı çözer ve polimerazın üretken uzama fazına geçmesini sağlar. Ayrıca bu fosforilasyon kalıbı, splicingsplicing faktörlerinin polimeraza tutunması için gerekli olan kimyasal kodu oluşturur.

Adım Adım Çözüm

1
RNARNA polimeraz IIII’nin transkripsiyon döngüsündeki konumunu analiz et.
Polimerazın promotör yakınında duraksadığı (pausingpausing) ve Serin 5 fosforilasyonundan Serin 2 fosforilasyonuna geçiş yapması gerektiği saptanır.
Farklı fosforilasyon durumları, polimerazın hangi mRNAmRNA işleme faktörlerini (kapak takma, ekleme, poliadenilasyon) taşıyacağını belirler.
2
Duraksamayı (pausingpausing) ortadan kaldıran kinazı belirle.
CDK9CDK9 içeren PTEFbP-TEFb kompleksinin bu aşamada kritik olduğu sonucuna varılır.
PTEFbP-TEFb, hem CTDCTD Serin 2'yi hem de baskılayıcı faktörler olan NELFNELF ve DSIFDSIF'i fosforilleyerek polimerazı serbest bırakır.
3
Serin 2 fosforilasyonunun fonksiyonel sonucunu onayla.
Serin 2 fosforilasyonu, splicingsplicing (ekleme) faktörlerinin enzime bağlanmasını sağlayarak sentezlenen RNARNA'nın işlenmesini koordine eder.
Bu koordinasyon, transkripsiyon ve mRNAmRNA işlemenin eş zamanlı (cotranscriptionalco-transcriptional) yürümesini sağlar.

Anahtar Kavram

RNARNA Polimeraz IIII CTDCTD fosforilasyon döngüsü ve PTEFbP-TEFb aracılı transkripsiyonel uzama kontrolü.
Soru 2Soru

Ökaryotik hücrelerde transkripsiyon süreçleri, RNA polimeraz enzimlerinin α\alpha-amanitin toksinine karşı gösterdiği farklı duyarlılık dereceleri ile karakterize edilebilir. Laboratuvar ortamında yapılan bir analizde, mRNAmRNA sentezinin pikomolar düzeylerde (10910^{-9} M) inhibe olduğu, tRNAtRNA ve 5S5S rRNA sentezinin ise ancak mikromolar (10610^{-6} M) konsantrasyonlarda durduğu saptanmıştır. Buna karşın, nükleolusta gerçekleşen ribosomal RNA sentezinin bu toksinden etkilenmeden devam ettiği gözlenmiştir.

Buna göre, söz konusu toksine en dirençli olan RNA polimeraz tarafından sentezlenen ve sitoplazmada protein sentezi sırasında ribozomun küçük alt biriminin (40S40S) yapısına katılan molekül aşağıdakilerden hangisidir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 18S18S rRNA

Cevap

α\alpha-amanitin toksinine en dirençli olan RNA polimeraz I'dir ve bu enzim tarafından sentezlenip küçük alt birimde yer alan molekül 18S18S rRNA'dır.
Verilen deneysel verilerde nükleolusta sentezi devam eden enzim RNA polimeraz I'dir. Bu enzim α\alpha-amanitin toksinine karşı en dirençli olandır. RNA polimeraz I tarafından sentezlenen 18S18S, 28S28S ve 5.8S5.8S rRNA'lar arasında, yalnızca 18S18S rRNA ökaryotik ribozomun küçük (40S40S) alt biriminin yapısına katılır.

Adım Adım Çözüm

1
Toksin duyarlılığının analizi
RNA polimeraz II en duyarlı (mRNAmRNA sentezi durur), RNA polimeraz III orta duyarlı (tRNAtRNA ve 5S5S rRNA durur), RNA polimeraz I ise dirençlidir (nükleolar rRNA sentezi devam eder).
α\alpha-amanitin enzimlerin yapısal bölgelerine farklı afinitelerle bağlanır.
2
Dirençli enzimin ürünlerini belirleme
RNA polimeraz I; 18S18S, 28S28S ve 5.8S5.8S rRNA moleküllerini tek bir öncül (45S45S pre-rRNA) olarak sentezler.
Nükleolusta gerçekleşen ribosomal RNA sentezi RNA polimeraz I'in ana görevidir.
3
Ribozomal alt birim yerleşimini kontrol etme
18S18S rRNA küçük alt birime (40S40S); 28S28S, 5.8S5.8S ve 5S5S rRNA (Pol III ürünü) ise büyük alt birime (60S60S) katılır.
Ökaryotik ribozom yapısı moleküler biyolojinin temel organizasyonel bilgisidir.

Anahtar Kavram

RNA polimeraz tiplerinin α\alpha-amanitin duyarlılığı ve sentezledikleri RNA türlerinin hücresel yerleşimi.

Daha Fazla Pratik

RNA polimeraz II tarafından sentezlenen nükleer RNA'ların (snRNAsnRNA) işlevlerini ve mRNA olgunlaşmasındaki (splicingsplicing) rollerini gözden geçirebilirsiniz.
Tahmini Süre:2m 0s
Soru 3Soru

Hücre içerisinde genetik bilginin DNADNA'dan RNARNA'ya aktarıldığı transkripsiyon (RNA sentezi) sürecinde, RNARNA polimeraz enziminin substrat olarak kullandığı ve sentezlenen zincire eklediği temel yapı taşları aşağıdakilerden hangisidir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Ribonükleozid trifosfatlar (ATP,GTP,CTP,UTPATP, GTP, CTP, UTP)

Cevap

Ribonükleozid trifosfatlar (ATP,GTP,CTP,UTPATP, GTP, CTP, UTP)
Transkripsiyon sürecinde RNARNA polimeraz, DNADNA kalıp zincirindeki baz dizisine komplementer olacak şekilde nükleotidleri uç uca ekler. Bu nükleotidlerin şeker bileşeni ribozdur ve bazları Adenin, Guanin, Sitozin ve Urasil'dir. Kimyasal reaksiyonun (fosfodiester bağı oluşumu) gerçekleşebilmesi için nükleotidlerin yüksek enerjili trifosfat formunda (ATP,GTP,CTP,UTPATP, GTP, CTP, UTP) olması zorunludur.

Adım Adım Çözüm

1
Enzim ve süreç ilişkisini kurun.
RNARNA polimeraz enzimi transkripsiyon (RNA sentezi) yapar.
DNADNA kalıbı üzerinden RNARNA sentezlenmesi süreci transkripsiyondur.
2
Nükleik asit türüne göre şeker ve baz içeriğini belirleyin.
RNARNA sentezi için riboz şekeri ve Urasil bazı (Timin yerine) gereklidir.
RNARNA'yı DNADNA'dan ayıran temel yapısal farklar şeker türü ve pirimidin bazıdır.
3
Polimerizasyon enerjisi için gereken formu belirleyin.
Nükleotidlerin trifosfat (NTPNTP) formunda olması gerekir.
Yeni fosfodiester bağının kurulması için gereken enerji, gelen nükleotidin β\beta ve γ\gamma fosfatlarının ayrılmasıyla sağlanır.

Anahtar Kavram

Transkripsiyon Substratları

İpuçları

1
RNARNA yapısında bulunan şeker türünü ve DNADNA'dan farklı olan bazı hatırlayın.
2
Bir nükleik asit zinciri sentezlenirken, nükleotidlerin birbirine bağlanması için gerekli enerjinin nereden geldiğini düşünün.

Daha Fazla Pratik

RNARNA polimerazın DNADNA polimerazdan farklı olarak bir primere ihtiyaç duymadan senteze başlayabildiğini gözden geçirebilirsiniz.
Tahmini Süre:45s
Soru 4Soru

Hücrede gerçekleşen transkripsiyon sürecinde RNARNA polimeraz enzimi, yeni RNARNA zincirini 535' \rightarrow 3' yönünde sentezlemektedir. Bu işlemin gerçekleştirilebilmesi için enzimin kalıp (templatetemplate) olarak kullandığı DNADNA zinciri üzerindeki ilerleme (okuma) yönü aşağıdakilerden hangisidir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 353' \rightarrow 5' yönünde

Cevap

RNA polimeraz enzimi kalıp DNA zincirini 353' \rightarrow 5' yönünde okur.
Nükleik asit sentezinde temel kural, yeni zincirin her zaman 535' \rightarrow 3' yönünde kurulmasıdır. DNADNA ve RNARNA zincirleri birbirine antiparalel bağlandığı için, 535' \rightarrow 3' yönünde sentez yapan RNARNA polimeraz enzimi, kalıp zinciri mutlaka 353' \rightarrow 5' yönünde takip etmelidir.

Adım Adım Çözüm

1
Nükleik asit sentez kuralını belirleyin.
RNARNA polimeraz, RNARNA sentezini her zaman 535' \rightarrow 3' yönünde gerçekleştirir.
Polimeraz enzimleri, büyüyen zincirin sadece serbest 3OH3'-OH ucuna yeni nükleotid ekleyebilir.
2
Antiparalel bağlanma kuralını uygulayın.
Sentezlenen RNARNA zinciri ile kalıp DNADNA zinciri birbirine antiparalel olmalıdır.
Nükleik asit zincirleri arasındaki baz eşleşmesi ancak antiparalel dizilimde kararlı bir yapı oluşturur.
3
Okuma yönünü sonuçlandırın.
Kalıp zincir 353' \rightarrow 5' yönünde okunur.
535' \rightarrow 3' yönünde sentez yapan bir enzim, bu zincire zıt yönde (353' \rightarrow 5') uzanan bir kalıp üzerinden ilerlemelidir.

Anahtar Kavram

Transkripsiyon sırasında okuma yönü (353' \rightarrow 5') ve sentez yönü (535' \rightarrow 3') arasındaki antiparalel ilişki.

İpuçları

1
Nükleik asitlerin sentezlenme yönünü ve antiparalellik kuralını hatırlayın.
2
Yeni sentezlenen RNARNA 535' \rightarrow 3' ise, ona kalıplık eden DNADNA tam ters yönde olmalıdır.

Daha Fazla Pratik

DNA replikasyonundaki 'Kesintili Zincir' (LaggingLagging strandstrand) sentez yönü ve okuma yönü ilişkisini inceleyin.
Tahmini Süre:45s
Soru 5Soru

Prokaryotik hücrelerde gen ifadesinin ilk basamağı olan transkripsiyonun başlatılması süreci karmaşık konformasyonel değişiklikleri içerir. RNA polimeraz holoenziminin promoter dizilerine bağlanmasıyla başlayan ve transkripsiyonun kararlı bir şekilde devam ettiği "uzama" (elongation) fazına geçişi kapsayan süreçle ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: σ\sigma (sigma) faktörünün kompleksten ayrılması, RNA polimerazın promoter bölgesinden kurtularak (promoter klirensi) uzama fazına geçmesini sağlayan temel mekanizmadır.

Cevap

Sigma faktörünün ayrılması, RNA polimerazın promoter bölgesinden kurtulup uzama fazına geçmesini sağlayan olaydır.
Prokaryotik transkripsiyonun başlatılması sırasında, σ\sigma faktörü promoter bölgesindeki 10-10 ve 35-35 dizilerini tanıyarak enzimi doğru yere bağlar. Transkripsiyon başladıktan sonra, yaklaşık 10 nükleotitlik bir RNA zinciri sentezlendiğinde σ\sigma faktörü kompleksten ayrılır. Bu ayrılma, RNA polimerazın promoter dizilerine olan sıkı bağının gevşemesini ve enzimin DNA üzerinde kayarak 'uzama' fazına geçmesini sağlar (promoter klirensi).

Adım Adım Çözüm

1
Prokaryotik RNA polimeraz yapısını analiz et.
Holoenzim (çekirdek enzim + sigma faktörü) ve çekirdek enzim (α2ββω\alpha_2\beta\beta'\omega) ayrımını yap.
Promoter tanıma ve bağlanma için sigma faktörü şarttır.
2
Transkripsiyon başlatılma basamaklarını değerlendir.
Kapalı kompleks oluşumu, açık kompleks (DNA açılması) oluşumu ve abortif transkripsiyon evrelerini belirle.
Başlangıçta sentezlenen kısa parçalar salınır (abortif transkripsiyon).
3
Promoter klirensi ve uzama geçişini incele.
Sigma faktörünün kompleksten ayrıldığını ve çekirdek enzimin kararlı uzama fazına geçtiğini doğrula.
Sigma faktörü ayrılmadan enzim promoter dizilerinden tam olarak kopamaz ve uzama fazına geçemez.
4
İnhibitör mekanizmasını (Rifampisin) kontrol et.
Rifampisin'in sadece başlatma aşamasında etkili olduğunu, uzama fazına geçmiş enzime dokunmadığını saptan.
Rifampisin beta alt birimine bağlanarak büyüyen RNA zincirinin yolunu fiziksel olarak kapatır.

Anahtar Kavram

Sigma Faktörü ve Transkripsiyon Döngüsü

Daha Fazla Pratik

Ökaryotik RNA polimeraz II'nin karboksi-terminal ucunun (CTD) fosforillenmesi ile promoter klirensi arasındaki ilişkiyi incelemek, bu konunun ökaryotik karşılığını anlamanızı sağlar.
Tahmini Süre:1m 40s
Soru 6Soru

RNA sentezini (transkripsiyon) inhibe eden ajanlar, etki mekanizmalarına göre doğrudan enzimi hedef alabilir veya DNA kalıbı ile etkileşime girebilirler. DNA çift sarmalındaki pürin-pirimidin bazları arasına girerek (interkalasyoninterkalasyon) RNA polimerazın ilerlemesini fiziksel olarak engelleyen ve bu mekanizmayla hem prokaryotik hem de ökaryotik hücrelerde transkripsiyonu inhibe eden ajan aşağıdakilerden hangisidir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Aktinomisin D

Cevap

DNA bazları arasına interkale olarak hem prokaryotik hem de ökaryotik transkripsiyonu inhibe eden ajan Aktinomisin D'dir.
Aktinomisin D (Daktinomisin), DNA çift sarmalındaki pürin-pirimidin baz çiftleri (özellikle guanin ve sitozin arası) arasına girerek (interkalasyon) RNA polimerazın kalıp üzerinde ilerlemesini fiziksel olarak engeller. DNA kalıbına bağlandığı için hem prokaryotik hem de ökaryotik transkripsiyonu inhibe eder.

Adım Adım Çözüm

1
İnhibisyon mekanizmasını tanımla.
DNA bazları arasına girme (interkalasyon) mekanizması belirlendi.
Soruda RNA polimerazı değil, DNA kalıbını fiziksel olarak engelleyen bir mekanizma sorulmaktadır.
2
Organizasyonel seçiciliği değerlendir.
Hem prokaryot hem ökaryotlarda etkili olan ajan arandı.
Rifampisin ve alfa-amanitin gibi ajanlar spesifik polimerazlara bağlanırken, DNA hedefli ajanlar genellikle her iki hücre tipinde de etkilidir.
3
Seçenekleri eleyerek doğru ajanı doğrula.
Aktinomisin D'nin DNA'ya bağlanma özelliği saptandı.
Aktinomisin D (Daktinomisin), özellikle G-C zengin bölgelere interkale olarak transkripsiyonel uzamayı durdurur.

Anahtar Kavram

Transkripsiyon İnhibitörlerinin Etki Mekanizmaları
Tahmini Süre:1m 15s
Soru 7Soru

Klinik pratikte tüberküloz tedavisinin temel ilaçlarından biri olan Rifampisin, bakteriyel RNA sentezini (transkripsiyontranskripsiyon) aşağıdaki mekanizmalardan hangisi ile inhibe eder?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: RNA polimerazın β\beta alt birimine bağlanarak transkripsiyonun başlamasını (inisiyasyoninisiyasyon) önleyerek

Cevap

Rifampisin, bakteriyel RNA polimerazın β\beta alt birimine bağlanarak transkripsiyonun başlamasını önler.
Rifampisin, prokaryotik RNA polimerazın β\beta alt birimine yüksek affinite ile bağlanır. Bu bağlanma, RNA sentezinin başlamasını ve ilk birkaç nükleotidin eklenmesini sterik olarak bloke ederek bakteriyel büyümeyi durdurur.

Adım Adım Çözüm

1
İlacın hedef aldığı biyolojik süreci belirle.
Rifampisin transkripsiyon (RNA sentezi) inhibitörüdür.
Tüberküloz tedavisinde bakteriyel gen ifadesini durdurmak için kullanılır.
2
Enzim üzerindeki spesifik bağlanma bölgesini hatırla.
Bakteriyel RNA polimerazın β\beta alt birimi.
Bu bölge katalitik aktivite ve başlama için kritiktir.
3
Etki mekanizmasını doğrula.
Transkripsiyonun başlamasının (initiationinitiation) engellenmesi.
Rifampisin, RNA sentezinin ilk basamaklarını sterik olarak engeller.

Anahtar Kavram

Bakteriyel RNA polimeraz inhibitörleri ve Rifampisin mekanizması.

Alternatif Yöntem

Rifampisin'in 'başlama' (inisiyasyon) inhibitörü olduğunu hatırlamak için, tüberküloz tedavisinde 'başlangıç' ilacı olduğunu düşünebilirsiniz.
Tahmini Süre:45s
Soru 8Soru

Ökaryotik hücrelerde mRNAmRNA sentezinin başlatılması sürecinde; DNADNA sarmalının açılmasından (helikaz aktivitesi) ve RNARNA polimeraz IIII’nin karboksi-terminal ucunun fosforillenerek (kinaz aktivitesi) promotörden ayrılmasından sorumlu olan genel transkripsiyon faktörü aşağıdakilerden hangisidir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: TFIIH

Cevap

TFIIH faktörü, hem helikaz hem de kinaz aktiviteleriyle transkripsiyonun başlatılmasını ve promotörden ayrılmayı sağlar.
Ökaryotlarda transkripsiyonun başlaması için pre-inisiasyon kompleksine en son katılan faktör TFIIH'tır. TFIIH, ATP bağımlı helikaz aktivitesi göstererek transkripsiyonun başlayabilmesi için DNA çift sarmalını açar (açık kompleks oluşumu). Aynı zamanda sahip olduğu kinaz aktivitesi sayesinde RNA polimeraz II'nin C-terminal domain (CTD) bölgesindeki serin kalıntılarını fosforiller. Bu fosforilasyon, enzimin promotöre olan afinitesini azaltarak promotörden ayrılmasını (promoter clearance) ve uzama fazına geçmesini sağlar.

Adım Adım Çözüm

1
Ökaryotik transkripsiyon başlatma kompleksinin bileşenlerini değerlendir.
TFIID, TFIIA, TFIIB, TFIIF, TFIIE ve TFIIH'ın RNA polimeraz II ile birleşerek pre-inisiasyon kompleksini (PIC) oluşturduğu saptandı.
Transkripsiyonun başlaması için bu proteinlerin belirli bir sırada promotöre bağlanması gerekir.
2
TFIIH faktörünün spesifik enzimatik fonksiyonlarını incele.
TFIIH'ın helikaz aktivitesiyle DNA'yı açtığı ve kinaz aktivitesiyle RNA polimeraz II'nin CTD bölgesini fosforillediği belirlendi.
Helikaz aktivitesi transkripsiyon baloncuğunu oluştururken, fosforilasyon enzimin promotörden kopup uzamaya geçmesini sağlar.

Anahtar Kavram

Ökaryotik Transkripsiyon Başlatma ve TFIIH Fonksiyonu
Tahmini Süre:1m 30s
Soru 9Soru

Ökaryotik hücrelerde transkripsiyon süreci, farklı RNARNA türlerinin sentezinden sorumlu olan ve çeşitli toksinlere karşı farklı duyarlılıklar gösteren polimeraz sistemleri tarafından yürütülür. *Amanita phalloides* (köy göçüren) mantarı zehirlenmelerinde görülen şiddetli karaciğer toksisitesinden sorumlu olan α\alpha-amanitin, temel olarak RNARNA polimerazlar üzerinde inhibitör etki gösterir.

Bu toksinin moleküler etki mekanizması ve ökaryotik RNARNA polimerazlar üzerindeki seçiciliği ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Enzimin "bridge helix" (köprü heliks) bölgesine bağlanarak transkripsiyonel yer değiştirmeyi (translokasyon) engeller ve en yüksek duyarlılığı RNARNA polimeraz IIII gösterir.

Cevap

α\alpha-amanitin toksini, RNARNA polimeraz IIII'nin bridge helix (köprü heliks) bölgesine bağlanarak transkripsiyon sırasında gerçekleşmesi gereken translokasyon adımını inhibe eder ve bu enzim toksine en yüksek duyarlılığı gösteren ökaryotik polimerazdır.
Doğru ifade, toksinin köprü heliks bölgesine bağlanarak translokasyonu engellediğini ve en duyarlı enzimin RNARNA polimeraz IIII olduğunu belirten seçenektir. α\alpha-amanitin, enzimin esnekliğini bozarak yeni nükleotidlerin kalıp boyunca ilerlemesini durdurur.

Adım Adım Çözüm

1
Toksinin hedefinin belirlenmesi.
α\alpha-amanitin, ökaryotik RNARNA polimerazları hedef alan bir toksindir.
Zehirlenme tablosundaki karaciğer yetmezliği, protein sentezi için gerekli mRNAmRNA üretiminin durmasından kaynaklanır.
2
Moleküler mekanizmanın analizi.
Toksin, enzimin bridge helix bölgesine bağlanarak DNARNADNA-RNA hibrit yapısının yer değiştirmesini (translokasyon) engeller.
Bu mekanik engel, bir sonraki nükleotidin eklenmesini imkansız hale getirir.
3
Enzim duyarlılık hiyerarşisinin değerlendirilmesi.
Duyarlılık sıralaması: Pol IIPol\ II (çok yüksek) > Pol IIIPol\ III (orta/yüksek) > Pol IPol\ I (dirençli).
Pol IIPol\ II, 10910^{-9} MM gibi çok düşük konsantrasyonlarda bile inhibe olurken, Pol IPol\ I için bu etki görülmez.

Anahtar Kavram

RNA Polimeraz İnhibitörleri ve Seçiciliği
Tahmini Süre:1m 30s
Soru 10Soru

Ökaryotik hücrelerde transkripsiyon süreci, farklı RNA türlerinin sentezinden sorumlu olan birden fazla RNA polimeraz enzimi tarafından yürütülür. Buna göre, nükleoplazmada yerleşmiş olan ve transfer RNA (tRNAtRNA) ile 5S ribozomal RNA (5SrRNA5S rRNA) sentezinden sorumlu olan temel enzim aşağıdakilerden hangisidir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: RNA polimeraz III

Cevap

Ökaryotik nükleus içerisinde tRNA ve 5S rRNA sentezini gerçekleştiren temel enzim RNA polimeraz III'tür.
Ökaryotik nükleus içerisinde RNA polimeraz III, özellikle transfer RNA (tRNAtRNA), 5S ribozomal RNA (5SrRNA5S rRNA) ve bazı küçük nükleer RNA'ların (snRNAsnRNA) sentezinden sorumludur. Bu enzim α\alpha-amanitine karşı orta derecede duyarlıdır (insan hücrelerinde genellikle düşük duyarlılık gösterir).

Adım Adım Çözüm

1
Ökaryotik RNA polimeraz çeşitlerini belirle.
Ökaryotlarda temel olarak üç tip RNA polimeraz (I, II, III) bulunur.
Her enzim farklı RNA türlerinin sentezinde özelleşmiştir.
2
RNA polimeraz III'ün ürünlerini saptama.
RNA polimeraz III; tRNA, 5S rRNA ve U6 snRNA gibi küçük RNA'ları sentezler.
Enzimin aktif merkezi ve bağlandığı promoter bölgeleri bu RNA sınıflarına özgüdür.

Anahtar Kavram

Ökaryotik RNA Polimerazların Ürün Spesifikliği
Soru 11Soru

Ökaryotik hücrelerde RNARNA polimeraz IIII tarafından gerçekleştirilen transkripsiyon sürecinde, enzimin promotörden uzaklaşıp üretken uzama (productiveproductive elongationelongation) fazına geçişi sıkı bir şekilde düzenlenir. Transkripsiyonun başlatılmasından kısa bir süre sonra (206020-60 nükleotid), enzimin duraksamasına (promoterproximalpromoter-proximal pausingpausing) neden olan NELFNELF ve DSIFDSIF gibi faktörlerin inhibisyonunu kaldırarak transkripsiyonun devam etmesini sağlayan, RNARNA polimeraz IIII’nin karboksi terminal ucunu (CTDCTD) Serin2Serin-2 pozisyonundan fosforilleyen temel protein kompleksi aşağıdakilerden hangisidir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: PTEFbP-TEFb kompleksi

Cevap

Ökaryotik transkripsiyonda duraksamayı (pausingpausing) çözen ve üretken uzamayı başlatan temel kompleks PTEFbP-TEFb (PositivePositive TranscriptionTranscription ElongationElongation FactorFactor bb)'dir.
Transkripsiyonun başlatılmasından sonra RNARNA polimeraz IIII, NELFNELF ve DSIFDSIF etkisiyle duraksar. PTEFbP-TEFb kompleksi (Cdk9Cdk9 kinaz birimi aracılığıyla), bu negatif faktörleri fosforilleyerek NELFNELF'i polimerazdan uzaklaştırır ve DSIFDSIF'i pozitif bir uzama faktörüne dönüştürür. Aynı zamanda RNARNA polimerazın CTDCTD kuyruğundaki Ser2Ser-2 kalıntılarını fosforilleyerek üretken uzama fazına geçişi sağlar.

Adım Adım Çözüm

1
Transkripsiyon evresinin belirlenmesi
Soru, başlatmadan hemen sonraki (206020-60 nükleotid) duraksama (pausingpausing) evresine odaklanmaktadır.
Bu evre, transkripsiyonun en kritik düzenleme basamaklarından biridir.
2
Düzenleyici proteinlerin analizi
Duraksamaya NELFNELF (NegativeNegative ElongationElongation FactorFactor) ve DSIFDSIF (DRBDRB SensitivitySensitivity InducingInducing FactorFactor) neden olur.
Bu proteinler polimerazın ilerlemesini fiziksel olarak engeller.
3
Enzim fosforilasyon paterninin incelenmesi
RNARNA polimeraz IIII’nin CTDCTD (CarboxyTerminalCarboxy-Terminal DomainDomain) bölgesinde Serin2Serin-2 fosforilasyonu üretken uzama için şarttır.
Serin5Serin-5 başlatma için, Serin2Serin-2 ise uzama ve mRNAmRNA işlenmesi için gereklidir.
4
Kinaz kompleksinin eşleştirilmesi
Cdk9Cdk9 ve SiklinSiklin TT birimlerinden oluşan PTEFbP-TEFb kompleksi bu işlemi gerçekleştirir.
PTEFbP-TEFb hem duraksama faktörlerini etkisiz hale getirir hem de polimerazı uzama moduna sokar.

Anahtar Kavram

Ökaryotik transkripsiyonel uzamanın regülasyonu ve P-TEFb kompleksinin rolü.

İpuçları

1
Bu protein kompleksi, Cdk9Cdk9 kinaz ve SiklinSiklin TT alt birimlerinden oluşur.
2
Transkripsiyonun duraksamasını (pausingpausing) çözmek için Serin2Serin-2 fosforilasyonu gereklidir.
3
HIVHIV virüsü, kendi genlerinin transkripsiyonunu artırmak için TatTat proteini aracılığıyla bu kompleksi doğrudan kullanır.

Daha Fazla Pratik

RNARNA polimeraz IIII'nin CTDCTD bölgesindeki Ser2Ser-2 ve Ser5Ser-5 fosforilasyonlarının mRNAmRNA işlenmesi (cappingcapping, splicingsplicing) üzerindeki etkilerini inceleyebilirsiniz.
Tahmini Süre:2m 0s
Soru 12Soru

Ökaryotik hücrelerde RNARNA polimeraz IIIIII tarafından gerçekleştirilen transkripsiyon süreçleri ve bu enzimin promotör tanıma mekanizmaları ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: tRNAtRNA ve 5S5S rRNArRNA genlerinde promotör dizileri (KutuAKutu A ve KutuBKutu B gibi), tipik olarak transkripsiyon başlangıç noktasının mansabında (downstream) ve genin transkribe edilen bölgesi içinde yer alır.

Cevap

tRNA ve 5S rRNA genlerinde promotör dizilerinin gen içinde (internal) yer alması
Doğru seçenek, RNARNA polimeraz IIIIII'ün en ayırıcı özelliklerinden birini ifade etmektedir. tRNAtRNA ve 5S5S rRNArRNA gibi küçük RNARNA genlerinin promotör dizileri (KutuAKutu A, KutuBKutu B veya CC), transkripsiyon başlangıç noktasının (+1+1) öncesinde değil, sentezlenen bölgenin içinde yer alır. Bu yapıya 'İç Kontrol Bölgesi' (ICRICR) denir.

Adım Adım Çözüm

1
Eukaryotik RNA polimeraz III'ün ürünlerini ve promotör yapılarını belirle.
RNA Pol III; tRNA, 5S rRNA ve bazı küçük nükleer RNA'ları sentezler. Promotörleri genellikle genin içindedir.
Pol III, diğer polimerazlardan farklı olarak 'internal control regions' (ICR) adı verilen gen içi dizileri tanır.
2
Enzimin inhibitör duyarlılığını ve modifikasyon yeteneklerini değerlendir.
Alfa-amanitine orta duyarlıdır (Pol II > Pol III > Pol I). 5' kepleme yapmaz.
Farklı RNA polimerazların yapısal farklılıkları, toksinlere duyarlılıklarını ve post-transkripsiyonel işleme kapasitelerini belirler.
3
Genel transkripsiyon faktörlerinin (TBP gibi) gerekliliğini kontrol et.
TBP, Pol III transkripsiyonu için gerekli olan TFIIIB kompleksinin bir parçasıdır.
TBP, ökaryotlarda bazal transkripsiyon mekanizmasının evrensel bir bileşenidir.

Anahtar Kavram

RNA Polimeraz III'ün İçsel (İnternal) Promotör Mekanizması

İpuçları

1
Promotör dizilerinin her zaman genin 'önünde' (upstream) yer alıp almadığını düşünün.
2
RNA Pol III tarafından sentezlenen tRNA genlerinin yapısal kontrol bölgelerinin (Kutu A ve B) kodlanan bölge içinde olduğunu hatırlayın.
3
TBP'nin sadece Pol II'ye mi özgü yoksa tüm polimerazlar için mi gerekli olduğunu değerlendirin.

Daha Fazla Pratik

RNA polimeraz II'nin CTD (karboksi-terminal domain) fosforilasyonunun transkripsiyon ve işleme süreçlerini nasıl koordine ettiğini inceleyin.

Alternatif Yöntem

RNA polimerazların ürün-promotör-inhibitör özelliklerini içeren bir tablo yaparak seçenekleri elemek en hızlı yoldur.
Tahmini Süre:1m 30s
Soru 13Soru

Ökaryotik transkripsiyon sürecinde RNA polimeraz II, sentezlenen RNA zincirine hatalı bir nükleotid eklendiğinde duraksar ve enzim kalıp üzerinde geriye doğru kayarak (backtracking) sentez ucunu aktif bölgeden dışarı çıkarır. Bu süreçte, hatalı RNA segmentinin hidrolitik olarak kesilmesini (cleavage) uyararak transkripsiyonun doğru şekilde yeniden başlamasını sağlayan faktör aşağıdakilerden hangisidir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: TFIIS

Cevap

Hatalı RNA segmentinin hidrolitik kesimini uyararak RNA polimeraz II'nin hata düzeltme sürecini koordine eden faktör TFIIS'tir.
Doğru yanıt olan faktör, RNA polimeraz II'nin aktif bölgesiyle etkileşime girerek onun hidrolitik aktivitesini (RNA zincirini kesme yeteneği) uyarır. Bu işlem 'backtracking' sonrası dışarıda kalan hatalı RNA ucunun atılmasını ve enzimin hatasız bir şekilde senteze devam etmesini sağlar. Bu mekanizma, ökaryotik RNA sentezinin sadakatini (fidelity) artıran temel süreçlerden biridir.

Adım Adım Çözüm

1
Hatanın saptanması
RNA polimeraz II'nin duraklaması ve geriye kayması (backtracking).
Kalıp diziye uygun olmayan bir nükleotid eklenmesi baz eşleşmesini bozar ve enzimin ilerlemesini engeller.
2
Düzeltme faktörünün katılımı
TFIIS faktörünün RNA polimeraz II kompleksine bağlanması.
Duraklayan kompleksin tekrar aktif hale gelmesi için dışsal bir uyarıcıya ihtiyaç duyulur.
3
Hidrolitik aktivitenin uyarılması
Hatalı RNA ucunun RNA polimeraz II'nin içsel nükleaz aktivitesiyle kesilmesi.
TFIIS, polimerazın aktif bölgesini modifiye ederek hidrolitik bir enzim gibi davranmasını sağlar.
4
Transkripsiyonun yeniden başlatılması
Serbest kalan 3'-OH ucundan doğru sentezin devam etmesi.
Hatalı segment uzaklaştırıldıktan sonra aktif bölge tekrar kalıp diziyle uyumlu hale gelir.

Anahtar Kavram

RNA Polimeraz II Hata Düzeltme (Proofreading) ve TFIIS

İpuçları

1
Bu faktör transkripsiyonun 'elongasyon' (uzama) fazında, özellikle enzim durakladığında devreye girer.
2
RNA polimeraz II'nin kendi nükleaz aktivitesini stimüle eden bir uyarıcı protein arıyoruz.
3
İsmi 'Transcription Factor II Stimulatory' kelimelerinden türetilmiştir ve backtracking sürecinin anahtarıdır.

Daha Fazla Pratik

TFIIH'nin helikaz ve kinaz aktivitelerinin transkripsiyon ve DNA tamiri (NER) arasındaki bağlantısını inceleyiniz.
Tahmini Süre:1m 40s
Soru 14Soru

Hücresel transkripsiyon süreçleri; kullanılan polimeraz tipleri, promotör tanıma mekanizmaları ve spesifik inhibitörlere olan duyarlılıkları açısından yüksek düzeyde özelleşmiştir. Transkripsiyon inhibitörlerinin moleküler etki mekanizmaları ve seçicilikleri ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Rifampisin, prokaryotik RNA polimerazın β\beta alt ünitesine bağlanarak, yeni sentezlenen RNA zincirinin polimerazdan çıkış kanalını sterik olarak bloke eder.

Cevap

Rifampisin, prokaryotik RNA polimerazın β\beta alt ünitesine bağlanarak RNA çıkış kanalını sterik olarak bloke eder ve transkriptin uzamasını engeller.
Rifampisin, bakteriyel RNA polimerazın β\beta alt ünitesine bağlanarak RNA sentezinin başlangıcında (2-3 nükleotidlik aşamada) sterik bir engel oluşturur. Bu engel, büyüyen RNA zincirinin polimerazın içindeki çıkış kanalından geçmesini imkansız hale getirerek transkripsiyonu durdurur.

Adım Adım Çözüm

1
Prokaryotik RNA polimeraz inhibitörü olan rifampisinin bağlanma bölgesinin belirlenmesi.
Rifampisin, kor enzimin β\beta alt ünitesinde, aktif merkezin hemen yanındaki RNA çıkış kanalına bağlanır.
Bu bölge, sentezlenen RNA'nın enzimden ayrılma yoludur.
2
Rifampisinin sentez üzerindeki spesifik etkisinin analizi.
İlk fosfodiester bağlarının oluşumu engellenmez ancak RNA 2-3 nükleotide ulaştığında sterik engel nedeniyle daha fazla uzayamaz.
İlacın hacimli yapısı RNA zincirinin kanalda ilerlemesine izin vermez (sterik engel).
3
Ökaryotik inhibitörlerin (α\alpha-amanitin ve Aktinomisin D) seçiciliklerinin karşılaştırılması.
α\alpha-amanitin Pol II (yüksek duyarlılık) ve Pol III'ü (düşük duyarlılık) etkiler; Aktinomisin D düşük dozda Pol I'i etkiler.
Enzimlerin yapısal farklılıkları inhibitörlere olan afinitelerini belirler.

Anahtar Kavram

Transkripsiyon İnhibitörlerinin Mekanizmaları ve Polimeraz Özgüllüğü
Soru 15Soru

Ökaryotik hücrelerde gen ifadesinin transkripsiyonel düzeyde düzenlenmesinde rol oynayan 'güçlendirici' (enhancer) dizileri ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Etkiledikleri genden binlerce baz çifti uzaklıkta bulunabilir ve genin transkripsiyonunu oryantasyondan (yönelimden) bağımsız olarak artırabilirler.

Cevap

Güçlendirici (enhancer) dizileri, etkiledikleri genden binlerce baz çifti uzaklıkta bulunabilir ve yönelimlerinden (oryantasyon) bağımsız olarak transkripsiyon hızını artırabilirler.
Güçlendiriciler (enhancers), ökaryotik hücrelerde transkripsiyon hızını büyük ölçüde artıran DNA dizileridir. En karakteristik özellikleri 'konum ve yönelim bağımsız' olmalarıdır. Bu diziler, etkiledikleri genden binlerce baz çifti uzaklıkta (upstream, downstream veya intronlarda) bulunabilir ve yönleri (5'->3' veya 3'->5') değişse dahi transkripsiyonu uyarabilirler. Bu etki, DNA'nın katlanması (looping) ve 'Mediator' gibi protein kompleksleri aracılığıyla sağlanır.

Adım Adım Çözüm

1
Ökaryotik gen regülasyonunda görev alan 'cis-acting' elementlerin (promotör ve güçlendirici) temel farklarını analiz et.
Bazal promotörlerin genin hemen başında (-25, -75 vb.) ve belirli bir yönde olması gerektiği, güçlendiricilerin ise konum ve yön açısından daha esnek olduğu saptandı.
Ökaryotik hücrelerde transkripsiyonun kontrolü, genlerden çok uzak bölgelerin de sürece dahil olmasını gerektiren karmaşık bir yapıdadır.
2
Güçlendiricilerin (enhancers) etki mekanizmasını DNA'nın üç boyutlu yapısı üzerinden değerlendir.
DNA'nın katlanması (looping) sayesinde, çok uzaktaki bir güçlendirici dizisine bağlanan proteinlerin, promotör bölgesindeki transkripsiyon kompleksine fiziksel olarak ulaşabildiği doğrulandı.
Bu 'uzaktan etki' yeteneği, güçlendiricilerin genin her iki yanında bulunabilmesine ve ters çevrilseler dahi işlev görmelerine olanak tanır.

Anahtar Kavram

Güçlendirici (Enhancer) Elemanlar
Tahmini Süre:1m 0s
Soru 16Soru

Ökaryotik hücrelerde transkripsiyonun sonlanması, mRNAmRNA öncülünün poliadenilasyon sinyal dizisi (AAUAAAAAUAAA) sentezlendikten sonra kesilmesiyle yakından ilişkilidir. Bu süreçte öne çıkan "Torpido Modeli"ne (TorpedoTorpedo ModelModel) göre, transkripsiyonun fiziksel olarak sonlandırılmasını ve RNARNA polimeraz IIII'nin kalıptan ayrılmasını sağlayan temel olay aşağıdakilerden hangisidir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 535' \rightarrow 3' ekzonükleaz aktivitesine sahip Xrn2Xrn2 (RAT1RAT1) enziminin, kesilen RNA ucundan başlayarak polimerazı yakalayıp yerinden çıkarması

Cevap

Transkripsiyonun sonlanması, 535' \rightarrow 3' ekzonükleaz aktivitesine sahip Xrn2Xrn2 (RAT1RAT1) enziminin polimerazı kalıptan ayırmasıyla gerçekleşir.
Torpido modeline göre, ökaryotik transkripsiyonun sonlanması için mRNAmRNA kesildikten sonra polimeraza bağlı kalan RNA parçasının Xrn2Xrn2 (535' \rightarrow 3' ekzonükleaz) tarafından hızla yıkılması gerekir. Bu yıkım işlemi polimeraza ulaştığında, enzim bir torpido gibi polimerazı DNA kalıbından söker.

Adım Adım Çözüm

1
Poliadenilasyon sinyalinin sentezlenmesi
AAUAAAAAUAAA dizisi sentezlenir.
Bu dizi, transkripsiyonun sonlanması ve mRNA işlenmesi için gerekli sinyali sağlar.
2
mRNAmRNA öncülünün kesilmesi
mRNAmRNA serbest kalır, ancak RNARNA polimeraz senteze devam eder.
CPSFCPSF ve CstFCstF faktörleri RNA'yı keser; polimerazın arkasında ucu açık bir RNA parçası kalır.
3
Xrn2Xrn2 ekzonükleazının yüklenmesi
Enzim açıkta kalan 55' ucuna bağlanır.
Xrn2Xrn2, serbest kalan 55' fosfat ucunu tanır ve 535' \rightarrow 3' yönünde sindirime başlar.
4
Polimerazın DNA'dan ayrılması (Torpido etkisi)
Transkripsiyon sonlanır.
Xrn2Xrn2 polimeraza yetiştiğinde, polimerazın kalıba olan tutunmasını bozarak onu DNA'dan ayırır.

Anahtar Kavram

Torpido Modeli (Xrn2/RAT1 mekanizması)

İpuçları

1
Ökaryotlarda transkripsiyon sonlanması için mRNA'nın bir noktadan kesilmesi şarttır.
2
Kesimden sonra polimeraz durmaz, arkasındaki RNA ucu 'korumasız' (5' cap içermeyen) kalır.
3
Korumasız 5' ucundan başlayarak RNA'yı kemiren bir enzim, polimeraza yetiştiğinde onu yerinden sarsar.

Daha Fazla Pratik

Ökaryotik RNA polimeraz I ve III'ün sonlanma mekanizmalarını Pol II ile karşılaştırarak çalışın.
Tahmini Süre:3m 0s
Soru 17Soru

Prokaryotik ve ökaryotik transkripsiyon süreçleri arasındaki farklar ve ortak özellikler göz önüne alındığında, RNA sentezinin mekanizması ve inhibisyonu ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Prokaryotik promotörlerde bulunan 10-10 dizisi (Pribnow box), ökaryotik promotörlerdeki TATA kutusunun fonksiyonel bir benzeridir.

Cevap

Prokaryotik promotörlerde bulunan -10 dizisi (Pribnow box), ökaryotik promotörlerdeki TATA kutusunun fonksiyonel bir benzeridir.
Transkripsiyonun başlaması için RNA polimerazın bağlandığı özgül diziler (promotörler) evrimsel olarak korunmuştur. Prokaryotlardaki 10-10 bölgesi (Pribnow box) ile ökaryotlardaki TATA kutusu, DNA'nın kolayca açılmasını sağlayan (AT zengini) ve enzimi yönlendiren fonksiyonel analoglardır.

Adım Adım Çözüm

1
Promotör dizilerinin karşılaştırılması.
Prokaryotlarda -10 bölgesindeki Pribnow box (TATAAT) ile ökaryotlardaki TATA kutusunun (Hogness box) benzer işlev gördüğü belirlenir.
Her iki dizi de transkripsiyonun başlangıç noktasını belirleyen 'consensus' dizilerdir.
2
İnhibitör özgüllüğünün analizi.
Rifampisinin prokaryotlara özgü olduğu, Alfa-amanitinin ise ökaryotik polimerazlar arasında seçici davrandığı doğrulanır.
Klinik biyokimyada ilaçların ve toksinlerin hedef özgüllüğü ayırıcı tanıda önemlidir.
3
Sentez ve okuma yönünün kontrolü.
Sentezin 5' -> 3', okumanın ise 3' -> 5' olduğu kuralı hatırlanır.
Nükleik asit metabolizmasının temel termodinamiği bu yönelimi gerektirir.

Anahtar Kavram

Prokaryotik ve ökaryotik transkripsiyon promotörleri ve inhibitörlerinin karşılaştırmalı analizi.
Soru 18Soru

Ökaryotik hücrelerde nükleus içerisinde gerçekleşen transkripsiyon sürecinde, protein sentezi için kalıp görevi gören mesajcı RNA (mRNAmRNA) öncüllerinin (hnRNAhnRNA) sentezinden sorumlu olan ve α\alpha-amanitin toksinine karşı en yüksek duyarlılığı göstererek düşük konsantrasyonlarda (10810^{-8} M) inhibe olan enzim aşağıdakilerden hangisidir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: RNA polimeraz II

Cevap

Protein kodlayan genlerin transkripsiyonundan sorumlu olan ve düşük doz α\alpha-amanitin ile inhibe edilen enzim RNA polimeraz II'dir.
Ökaryotik hücrelerde üç ana nükleer RNA polimeraz bulunur. RNA polimeraz II, nükleoplazmada yer alır ve tüm protein kodlayan genlerin (mRNAmRNA) transkripsiyonundan sorumludur. Bu enzim, Amanita phalloides mantarında bulunan α\alpha-amanitin toksinine karşı aşırı duyarlıdır ve çok düşük konsantrasyonlarda bile aktivitesi durur. Bu özellik, laboratuvar ortamında farklı RNA polimeraz aktivitelerini ayırt etmek için kullanılır.

Adım Adım Çözüm

1
Sentezlenen ürünün tanımlanması
mRNAmRNA öncülü (hnRNAhnRNA)
Ökaryotlarda farklı RNA türleri farklı polimerazlar tarafından sentezlenir; mRNAmRNA sentezi spesifik bir polimerazın görevidir.
2
Enzim ve inhibisyon profilinin eşleştirilmesi
RNA polimeraz II
Ökaryotik RNA polimerazlar arasında α\alpha-amanitine en duyarlı olan (düşük dozda inhibe olan) enzim RNA polimeraz II'dir.

Anahtar Kavram

Ökaryotik RNA polimerazların tipleri, sentezledikleri ürünler ve α\alpha-amanitin duyarlılıkları.
Tahmini Süre:45s
Soru 19Soru

Ökaryotik hücrelerde RNA polimeraz II tarafından gerçekleştirilen transkripsiyon sürecinde, enzimin promotör bölgesinden uzaklaşarak uzama (elongasyon) fazına geçişini sağlayan ve aynı zamanda 55' şapka (capping) enzimlerinin sentezlenen RNA'ya dahil edilmesini koordine eden temel mekanizma aşağıdakilerden hangisidir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: RNA polimeraz II'nin karboksi-terminal domaini (CTD) üzerindeki serin kalıntılarının fosforillenmesi

Cevap

RNA polimeraz II'nin karboksi-terminal domaini (CTD) üzerindeki serin kalıntılarının fosforillenmesi
RNA polimeraz II'nin karboksi-terminal domaini (CTD), enzimin en büyük alt biriminin uzantısıdır ve tekrarlayan yedi amino asitlik dizilerden oluşur. TFIIH tarafından bu domaindeki serin kalıntılarının fosforillenmesi, transkripsiyonun başlatılmasından uzama (elongasyon) fazına geçişi tetikler ve kepleme enzimlerini bölgeye çekerek sentezlenen RNA'nın korunmasını sağlar.

Adım Adım Çözüm

1
RNA polimeraz II'nin promotör bölgesine bağlanma mekanizmasını analiz edin.
RNA polimeraz II, genel transkripsiyon faktörleri (TFIIA-H) ile birlikte pre-inisiasyon kompleksini (PIC) oluşturur.
Enzimin transkripsiyona başlayabilmesi için önce doğru bölgeye konumlanması gerekir.
2
Başlangıçtan uzamaya geçiş aşamasını inceleyin.
TFIIH faktörünün kinaz aktivitesi, RNA polimeraz II'nin en büyük alt biriminin kuyruk kısmı olan CTD'yi fosforiller.
Bu fosforillenme, enzimin promotördeki faktörlerden kopmasını (promoter clearance) sağlar.
3
RNA işleme faktörlerinin nasıl dahil edildiğini değerlendirin.
Fosforillenmiş CTD kuyruğu, 55' kepleme (capping) enzimi ve daha sonra splicing faktörleri için bir bağlama platformu oluşturur.
Eş zamanlı (co-transcriptional) RNA işlemesi için CTD'nin modifikasyonu zorunludur.

Anahtar Kavram

RNA Polimeraz II Karboksi-Terminal Domain (CTD) Modifikasyonu

İpuçları

1
Transkripsiyonun başlamasından hemen sonra RNA'nın 55' ucuna bir 'şapka' takılması gerektiğini hatırlayın.
2
Ökaryotik RNA polimeraz II'nin, prokaryotik olandan farklı olarak çok uzun ve modifiye edilebilir bir 'kuyruk' yapısına sahip olduğunu düşünün.
3
Karboksi-terminal domain (CTD) fosforillenmesi, transkripsiyonun farklı aşamalarında farklı işleme faktörlerinin (kepleme, splicing) işe alınmasını sağlar.

Daha Fazla Pratik

RNA polimeraz I, II ve III'ün sentezlediği ürünleri ve her birinin alfa-amanitin duyarlılığını karşılaştıran tabloyu inceleyin.
Tahmini Süre:1m 15s
Soru 20Soru

Prokaryotik hücrelerde transkripsiyonun sonlandırılması (terminasyon) sürecinde, yardımcı bir protein faktörüne (Rho gibi) ihtiyaç duymadan gerçekleşen "içsel sonlanma" (intrinsic termination) mekanizması için aşağıdakilerden hangisi karakteristiktir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Sentezlenen RNA üzerinde stabil bir GCG-C zengin saç tokası (hairpin) yapısı ve ardından gelen urasilden zengin bir dizi

Cevap

İçsel sonlanma mekanizması, sentezlenen RNA üzerinde oluşan G-C zengin bir saç tokası yapısı ve bunu takip eden urasil dizisi ile karakterize edilir.
İçsel sonlanma (intrinsic termination) mekanizmasında, sentezlenen RNA üzerinde palindromik diziler sayesinde oluşan GCG-C zengin 'saç tokası' yapısı RNA polimerazın duraklamasına neden olur. Bu yapının hemen ardından gelen urasil dizisi, DNA kalıbındaki adeninlerle zayıf AUA-U etkileşimi kurduğu için RNA zinciri kalıptan kolayca ayrılır ve süreç sonlanır.

Adım Adım Çözüm

1
Sonlanma dizisinin transkripsiyonunu inceleyin.
RNA polimeraz, DNA üzerindeki palindromik diziyi okuyarak RNA'ya aktarır.
Saç tokası yapısının oluşması için RNA üzerindeki dizilerin kendi aralarında eşleşebilmesi gerekir.
2
Saç tokası (hairpin) yapısının etkisini değerlendirin.
GCG-C baz çiftlerinden zengin bu yapı, RNA polimerazın DNA üzerindeki ilerleyişini fiziksel olarak durdurur.
GCG-C arasındaki üçlü hidrojen bağları yapıyı oldukça stabil kılar ve enzimi yavaşlatır.
3
Poli-U dizisinin rolünü analiz edin.
RNA üzerindeki urasil (U) dizisi, DNA kalıbındaki adeninlerle (A) zayıf ikili hidrojen bağları kurar.
Zayıf AUA-U bağları, RNA-DNA hibritinin kolayca çözülmesini ve RNA'nın kompleksten ayrılmasını sağlar.

Anahtar Kavram

Prokaryotik transkripsiyonda içsel sonlanma (Rho-bağımsız), RNA'nın ikincil yapısı ve baz eşleşme kuvvetindeki farklılıklara dayanır.

İpuçları

1
Bu mekanizma, RNA polimerazın hızını kesen fiziksel bir engel ve ardından gelen zayıf bir tutunma bölgesine dayanır.
2
RNA üzerindeki hangi baz eşleşmesi (G-C mi yoksa A-U mu) daha stabil bir yapı oluşturarak enzimi durdurabilir?
3
Sonlanma için RNA üzerinde bir 'saç tokası' yapısı oluşmalı ve ardından gelen bağların kopması kolay olmalıdır (poli-U dizisi gibi).

Daha Fazla Pratik

Ökaryotlardaki RNA polimeraz II sonlanma mekanizması (poliadenilasyon sinyali) ile karşılaştırma yapabilirsiniz.
Tahmini Süre:1m 15s
Sayfa 1 / 2Sonraki