Archaea Moleküler Biyolojisi

(1)

Archaea Moleküler Biyolojisi

Kromozomlar ve DNA Replikasyonu

DNA negatif super heliks: bakterilerde DNA giraz,

ökaryotlarda histon proteinleri, Arkelerde, bazı türlerde (Thermoplasma acidophilum) DNA giraz bazılarında histon Ökaryot histonlar sekiz proteinden Arke 4 proteinden

(tetrasomlar) oluşur ve daha kısadır. Diğer özellikleri ökaryotlara benzer.

Bazı hipertermofil Arkelerde ters giraz (reverse gyrase)

enzimiyle pozitif super heliksler oluşturulur. Yüksek sıcaklıkta DNA’nın denatürasyonu bu şekilde önlenir.

(2)

Archaea Moleküler Biyolojisi

Bakterilerde genom replikasyonunda tek bir orjin bölgesi, Arkelerden Halobacterium da iki Sulfolobus da üç orjin bölgesi bulunur. Ökaryot kromozomda çok sayıda

replikasyon orjini bulunur.

Replikasyonda görevli Arke enzimleri ökaryotlara benzer.

Tüm organizmalarda DNA polimeraz yapısal olarak A, B ve C olmak üzere üç gruba ayrılır. Bakteriler replikasyon için C’yi (Pol III), onarım için A ve B’yi; arke ve ökaryotlar replikasyonda B’yi onarımda diğerlerini kullanır.

(3)

Archaea Moleküler Biyolojisi

Traskripsiyon

Ökaryotlarda, rRNA RNA polimeraz I, mRNA RNA polimeraz II,

tRNA ve küçük rRNA  RNA polimeraz III

Bu üç RNA polimerazın herbiri özel bir grup genin promotor bölgesini tanır. Ökaryotlardaki genlerin çoğu RNA polimeraz II tarafından transkribe edilir.

Ökaryotlardaki RNA polimerazlar bakterilerdekinden daha komplekstirler.

(4)

Archaea Moleküler Biyolojisi

 Bakterilerde olduğu gibi Arkelerde de tek bir RNA polimeraz vardır.

 Bu enzim bakterilerden çok ökaryotlardaki RNA polimeraz II enzimine benzemektedir.

 Bu enzimde promotor bölgede transkripsiyonun başlama bölgesinden önce AT ce zengin 6-8 bazlık bir bölge (TATA box) bulunur.

 Bu bölge bakterilerdeki Pribnow box bölgesine benzer.

(5)

Rifamisin antibiyotiği bakterilerdeki RNA polimerazın β alt ünitesine bağlanarak transkripsiyonu

önlemektedir, Arke ve ökaryotlara etkisizdir.

Amanitin kimyasalı ise RNA polimeraz II enzimini etkileyerek ökaryotlardaki transkripsiyonu

durdurmaktadır.

Bakterilerdeki transkripsiyonun sonlanmasını

sağlayan rho proteinleri arkelerde bulunamamıştır.

Bakterilerdeki gibi ters tekrarlar bazı Arkelerde terminasyonu sağlar.

(6)

RNA işlenmesi (processing)

ökaryotlarda ise ilk sentezlenen RNA işlenerek olgun mRNA oluşturulur.

Bu işlemde RNA’daki intron bölgeler kesilerek ekzonlar birleştirilir. Splicing adı verilen bu işlemde spliceosome olarak adlandırılan RNA ve proteinden oluşan bir

kompleks iş görmektedir.

Hem prokaryot hem de ökaryot genlerde intron

bölgelerinin olmasına rağmen sadece ökaryotlarda RNA işlenmektedir. Çekirdekte daha sonra bu olgun mRNA’nın 5’ ucuna cap, 3’ ucuna da poly A kuyruğu takılmaktadır.

(7)

 Enzimatik aktivite gösteren RNA molekülleri.

 Bunu ilk Sidney Altman ve Thomas Czech silli protozoa Tetrahymena thermophila ile yaptıkları çalışmada buldu.

 Nobel Ödülü (kimya) 1989 kazandılar.

Ribozim (ribonucleic acid enzyme)

(8)

Arke intronları

 Arke tRNA ve rRNA kodlayan genlerde bu şekilde işlenen intronlar bulunur.

 Özel bir endoribonükleaz, ekzon-intron

bağlantılarını tanıyıp intronları uzaklaştırır.

 İki aşamada olur. İlk aşamada

endonükleazla kesim yapılır, ikinci aşamada ligazla ekzonlar bağlanır.

 Katlanmış tRNA daki intronlar şekil b de

okla gösterilen noktalardan kesilir, halkasal intron ve tRNA oluşur.

(9)

Protein sentezi

Ökaryot ribozomal RNA’da 78 protein vardır.

Bunların 34‘ü bakteri ve Arkelerde, 33‘ü

Arkelerde, kalan 11 i sadece ökaryotlarda bulunur.

Arke translasyon faktörleri ökaryotlardaki kadar kompleks olmasa da ökaryotlara bakterilerden daha fazla benzer.

Shine dalgarno dizisi bakteri ve Arkelerde vardır, ökaryotlarda yoktur.

İlk sentezlenen amino asit Arke ve ökaryotlarda metionindir.