[Biyoloji] MikroRNA – miRNA Nedir? | OluÅŸumu Ve Ä°ÅŸlenmesi – Gen Aktivasyonu – miRNA Ve Hastalık – miRNA Ve Kanser – miRNA Ve Kalp Hastalığı – H..

MikroRNA – miRNA

Genetikte, mikroRNA (miRNA) yaklaşık 21-23 nükleotit uzunluÄŸunda tek iplikçikli RNA molekülü türüdür, gen ifadesinin düzenlenmesinde rol oynar. miRNA’lar kodlamayan RNA’lardandır, yani DNA’dan transkripsiyonu yapılan ama proteine çevirisi yapılmayan genler tarafından kodlanırlar. Pri-miRNA olarak adlandırılan primer transkriptler iÅŸlenerek, önce pre-miRNA adlı kısa sap-ilmik yapılarına, sonra da fonksiyonel miRNA’ya dönüşürler. Olgun miRNA moleküller bir veya daha çok mesajcı RNA (mRNA) ile kısmî tamamlayıcıdır ve baÅŸlıca iÅŸlevleri gen ifadesini aÅŸağı ayarlamaktır. 1993’te Lee ve çalışma arkadaÅŸları tarafından Victor Ambros laboratuvarında keÅŸfedilmiÅŸlerdir, ancak mikroRNA terimi ilk 2001’de kullanıma girimiÅŸtir.

Brassica oleracea ‘dan bir pre-microRNA’nın sap-ilmik yapısı

OluÅŸumu ve Ä°ÅŸlenmesi

miRNA’yı kodlayan genler iÅŸlenmiÅŸ olgun miRNA molekülünden çok daha uzundur. miRNA’lar önce birincil (primer) transkript, veya pri-miRNA olarak yazılırlar, bu transkriptlerin birer baÅŸlığı ve poli-A kuyruÄŸu vardır. Bunlar iÅŸlem görüp hücre çekirdeÄŸinde pre-miRNA olarak bilinen kısa, 70 nükleotit uzunlukta, sap-ilmik ÅŸekilli, öncül (prekürsör) yapılara dönüşür. Bu iÅŸlenme hayvanlarda MikroiÅŸlemci kompleks (Ä°ng. Microprocessor complex) adlı bir protein kompleksi tarafından gerçekleÅŸtirilir. MikroiÅŸlemci kompleks’te Drosha adlı bir nükleaz, ve Pasha adlı çift iplikçikli RNA baÄŸlayıcı protein bulunur.

MicroRNA (miRNA) prekursör mikroRNA (pre-miRNA)’dan meydana gelir, o da bir mikroRNA primer transkriptinden (pri-miRNA’dan) meydana gelir.

Pre-miRNA‘lar sonra sitoplazmada Dicer adlı endonükleaz ile etkileÅŸerek olgun miRNA’ya dönüşürler. Dicer aynı zamanda RNA-indüklenmiÅŸ susturma kompleksi (Ä°ng. RNA-induced silencing complex; RISC) oluÅŸumunun baÅŸlatır. Bu kompleks miRNA ifadesi ve RNA interferanstan kaynaklanan gen susturmasından sorumludur.

Bitkilerde miRNA oluÅŸumunun yolu, Drosha’nın homologlarının olmamasından dolayı hayvanlardakinden biraz farklıdır; onun yerine Dicer homologları tek baÅŸlarına birkaç iÅŸlem aÅŸamasını yürütürler. Ayrıca intronik sap-ilmiklerden meydana gelen miRNA’ların oluÅŸumunda da Drosha deÄŸil, Dicer görev alır. DNA’nın anlamlı veya ters anlamlı iplikçiÄŸi de miRNA’nın oluÅŸumunda kalıp iÅŸlevi görebilir.

Pre-miRNA’nın verimli bir ÅŸekilde iÅŸlenmesi için, sap-ilmik yapısının hem 5′, hem de 3′ ucunda tek iplikçikli RNA uzantıların olması gerekir. Bu tek iplikçikli RNA motiflerin bileÅŸimlerinden çok uzunlukları son derece önemlidir, iÅŸlenmenin gerçekleÅŸebilmesi için. Ä°nsan ve sinek pri-miRNA’larının bir biyoenformatik analizi, çok benzer yapısal bölgelerin varlığını göstermiÅŸ, bunlar, bazal kısımlar, aÅŸağı saplar, yukarı saplar ve uç ilmikler olarak adlandırılmıştır; evrimsel olarak korunmuÅŸ bu yapılara dayanarak pri-miRNA’nın termodinamik profilleri tanımlanmıştır. Drosha kompleksi, RNA molekülünü uç ilmikten yaklaşık 22 nükleotit uzaktan keser. ÇoÄŸu pre-miRNA’da tepesinde bir ilmik olan mükemmel çift sarmallı bir yapı yoktur. Bu seçiciliÄŸin birkaç olası açıklaması vardır. Bir olasılık, 21 baz çiftinden uzun çift sarmallı RNA’nın enterferon tepkisi ve hücrenin anti-viral mekanizmasını harekete geçirmesidir. Bir diÄŸer makul açıklama pre-miRNA’nın termodinamik profilinin hangi iplikçiÄŸin Dicer kompleksine dahil olacağını belirlemesidir.

Dicer pre-miRNA sap-ilmiÄŸini kestikten sonra iki tamamlayıcı kısa RNA molekülü meydana gelir, ama bunlardan sadece biri RISC kompleksine dahil olur. RISC kompleksinin içinde yer alan bir RNAz olan argonaute’un etkisiyle bu ikisinden 5′ ucu daha kararlı olanı seçilip komplekse dahil olur. Bu iplikçik kılavuz iplikçik (Ä°ng. guide strand) olarak adlandırılır. Öbür iplikçik, anti-kilavuz veya yolcu iplikçik olarak adlandırılır, RISC kompleksinin substratı olarak sindirilir. Aktif RISC kompleksine entegre olduktan sonra miRNA’lar kendi tamamlayıcı mRNA molekülleri ile baz eÅŸleÅŸmesi yapar ve argonaute proteinleri tarafından mRNA’nın yıkımına neden olurlar.

Hücresel İşlevler

miRNA’nın iÅŸlevinin gen düzenlemesi olduÄŸu anlaşılmaktadır. Bu amaçla bir miRNA bir veya daha çok mRNA’yı tamamlayıcıdır. Hayvan miRNA’ları genelde 3′ UTR bölgesine tamamlayıcıdırlar, bitki miRNA’ları ise mRNA’ların protein kodlayıcı kısımlarına tamamlayıcıdır. miRNA’nın mRNA ile eÅŸleÅŸmesi bazen protein çevirisini engeller ve bazen de mRNA’nın kesilmesini (RNA interferansa benzer bir süreçle) kolaylaÅŸtırır. ÇoÄŸu hayvan miRNA’sı protein çevirisini engeller, çoÄŸu bitki miRNA’sı da mRNA’yı keserek çalışır. miRNA’lar ayrıca hedef mRNA’ya karşılık gelen genomik bölgelerde DNA metilasyonuna neden olabilirler. miRNA’lar kendilerini tamamlayan bir grup proteinle (mikroribonükleoproteinler = miRNP) birlikte iÅŸlev görürler.

miRNA’nın etkileri ilk 1993’te Victor Ambros ve çalışma arkadaÅŸları tarafından C. elegans solucanında keÅŸfedildi. miRNA’ların varlığı çeÅŸitli bitki ve hayvanlarda teyid edilmiÅŸtir. Ökaryotik miRNA genlerinin benzerleri bakterilerde de bulunmuÅŸtur, bunlar mRNA ile eÅŸleÅŸerek mRNA çokluÄŸunu ve çevirisini kontrol etmektedirler, ancak bu süreçte Dicer enziminin bir benzeri yer almadığı için bu RNA’lar genel olarak miRNA olarak sayılmamaktadırlar.

Bitkilerde kısa enterferans RNA’ları (Ä°ng. short-interfering RNA; siRNA kısaltmasıyla anılır) viral RNA’nın transkripsiyonunu engellemeye yarar. siRNA çift sarmallı olmasına raÄŸmen, etki mekanizması miRNA’nınkine yakından benzer, saç firkete yapıları göz önüne alınırsa bu benzerlik daha da çarpıcıdır. siRNA’lar gen denetimine de yararlar, miRNA’lar gibi.

Gen Aktivasyonu

Çift iplikçikli RNA (Ä°ng. double stranded RNA’dan dsRNA olarak kısaltılır) gen ifadesini ayrıca etkinleÅŸtirebilir de, buna “küçük RNA indüklenmiÅŸ gen aktivasyonu” (Ä°ngilizce small RNA-induced gene activation veya RNAa). Gen promotörlerinin dsRNA ile hedeflenmesi, iliÅŸkili genlerde güçlü bir transkripsiyon aktivasyonu yaratabilir. Ä°nsan hücrelerinde bu hem sentetik dsRNA ile (“küçük etkinleyici RNA” veya Ä°ng. small activating RNA veya saRNA), hem de endojen miRNA için gösterilmiÅŸtir.

miRNA Sinyalizasyonunun Belirlenmesi ve Manipülasyonu

Bir miRNA’nın aktivitesi bir kilitli nükleik asit türü olan bir morfolino veya 2′-O-metil RNA oligo kullanılarak deneysel olarak bloke edilebilir. miRNA’nın olgunlaÅŸmasındaki adımlar, bloke edici oligonükleotitler ile engellenebilir. Bir miRNA’nın mRNA üzerindeki baÄŸlanma yeri de bir oligo tarafından sterik olarak bloke edilebilir.

miRNA ve Hastalık

miRNA ökaryotik hücrelerin normal iÅŸlevinde yer aldığı gibi, miRNA’nın bozuk çalışması da hastalığa neden olur. Kanser, nöroloji, kardiyoloji, viroloji’de bu konuda çalışmalar sürmektedir.

miRNA ve Kanser

Birkaç miRNA ile bazı kanser tipleri arasında ilişkiler bulunmuştur.

Aşırı c-myc (çeÅŸitli kanserlerde rol oynayan bir protein) üreten bir fare türünde yapılan araÅŸtırmalar miRNA’nın kanser geliÅŸmesine etki ettiÄŸini göstermiÅŸtir. Lenfomalarda bulunan miRNA’ları özellikle çok miktarda üretmek üzere tasarlanmış farelerde 50 gün içinde kanser geliÅŸmiÅŸ ve bunlar iki hafta ardından ölmüşlerdir.

Bir diÄŸer çalışmada, hücre çoÄŸalmasını düzenleyen E2F1 proteininin iki tip miRNA tarafından inhibe edildiÄŸi gösterilmiÅŸtir. miRNA, mesajcı RNA’ya baÄŸlanarak gen aktivitesine etki eden proteinlerin çevrimini engellemektedir.

miRNA kodlayan 217 genin etkinliği ölçülerek farklı kanser tiplerini ayırdebilen gen aktivite örüntüleri bulunmuştur. miRNA profilleri kanserlerin sınıflandırılmasına yarayabilir. Böylece hekimler bir kanser dokusunu analzi edip onun hangi dokudan yayılmış olduğunu anlayabilir ve özgün doku tipine göre tedavi planlayabilirler. Kronik lenfositik lösemili hastaların bu kanserin hızlı mı yavaş mı gelişen türünü taşıdıkları anlamak için miRNA profillemesi kullanılabileceği gösterilmiştir.

miRNA ve Kalp Hastalığı

miRNA fonksiyonunun kalpteki global rolünün anlaşılması için fare kalbinde miRNA olgulaÅŸması engellenmiÅŸ ve miRNA’nın bu organın geliÅŸmesinde önemli bir rol oynadığı görülmüştür. miRNA expression profiling studies demonstrate that expression levels of specific miRNAs change in diseased human hearts, pointing to their involvement in cardiomyopathies. Ayrıca, belli miRNA’lar üzerinde yapılan araÅŸtırmalar kalp geliÅŸimi sırasında miRNA’ların farklı rolleri olduÄŸunu göstermiÅŸtir.

Kaynak: Kadim Dostlar ™ Forum

Bu içerik 19.10.2008 tarihinde Hale tarafından, Fizik - Kimya - Biyoloji Konu Anlatımları bölümünde paylaşılmıştır ve 948 kez okunmuştur. Bu içeriğin devamında incelemek isteyebileceğiniz 0 adet mesaj daha bulunmaktadır.

[Biyoloji] MikroRNA - miRNA Nedir? | Oluşumu Ve İşlenmesi - Gen Aktivasyonu - miRNA Ve Hastalık - miRNA Ve Kanser - miRNA Ve Kalp Hastalığı - Hücresel İşlevler orjinal içeriğine ulaşmak için tıklayın ...