Protein Üretim Miktarını Belirleyen Kod mRNA’da Keşfedildi

Weill Cornell Tıp’ta çalışan bilimciler, mesajcı RNA (mRNA) adı verilen hücresel moleküllerde bulunan bir içsel kodun, ne kadar protein üreteceklerini önceden belirlediğini keşfetti. Bu keşif, m..
Görsel Telif: Juan Gaertner / Shutterstock

Weill Cornell Tıp’ta çalışan bilimciler, mesajcı RNA (mRNA) adı verilen hücresel moleküllerde bulunan bir içsel kodun, ne kadar protein üreteceklerini önceden belirlediğini keşfetti. Bu keşif, moleküler biyolojideki temel sorulardan birini (mRNA’dan üretilen proteinin miktarının nasıl belirlendiği sorusunu) çözebilir. Ayrıca kanser gibi anormal miktarda protein birikimine neden olan hastalıklar için yeni tedavi yöntemlerinin yolunu açabilir.

Çalışmayı yapan ekibin deneyimli üyelerinden Prof.Dr.Samie Jaffrey, “Bu moleküler biyolojideki en büyük sorulardan biri,” diyor. Araştırmacılar, bir hücrenin çekirdeğinde bulunan DNA dizilimleri olan genlerin mRNA sentezini yönettiğini biliyor. “Ama mRNA genden gene çok farklı olabiliyor. Genin biri oldukça durağan bir mRNA yapabilirken, başka bir genin yaptığı mRNA çok kararsız olabiliyor. Kararlı (stabil) mRNA’lar hücrede daha çok protein yapıyorlar,” diye ekliyor Jaffrey. Neden mRNA’ların böylesine farklı olabildiği sorusu, uzun süredir bilimcilerin kafasını meşgul ediyor, çünkü sonuçta bu farklılıklar hücresel özellikleri belirliyorlar.

Metil İzleri Enformasyon Kodluyor

Nature dergisinde 21 Aralık 2016 tarihinde yayımlanan makalelerinde, Jaffrey ve başyazar olan doktora sonrası araştırmacısı Jan Mauer, herbir mRNA’nın kararlılığını etkileyenin “metil grupları” denilen kimyasal izler olduğunu ifade ediyorlar.

Tüm mRNA’ların başında, eskiden sadece ribozom (amino asitleri dizerek proteinleri oluşturur) adlı hücresel makinelere bağlanmak için olduğu düşünülen “başlık yapıları” vardır. Araştırmacılar bu başlıkların üstünde, fazladan metil izleri olduğunu keşfetti. Bu izlerin konumları ve sayıları, mRNA’ların ne kadar kararlı olacaklarını, dolayısıyla ne kadar protein üreteceklerini belirleyen enformasyonu kodluyor. İki metil grubu içeren mRNA başlıkları mRNA’nın çok kararlı olmasına ve protein üretiminin artmasına yol açarken, sadece bir metil grubu olan mRNA başlıkları normal mRNA stabilliğine ve nispeten düşük protein düzeylerine neden oluyor.

Ekip metil izi kodlaması sürecini, mRNA’nın genetik yapıtaşlarından biri olan adenini inceleyerek keşfetti. Tek bir metilin adenozine bağlanarak, N6-metiladenozin yani m6A yaratabildiği uzun zamandır biliniyordu. Ancak eğer başlıkta mevcutsa, adenozin iki metil izi ile m6Am yaratabiliyor. Jaffrey ve çalışma arkadaşları, mRNA’ların neden m6Am sahibi olduklarını anlamak için hücredeki her mRNA’yı ve başlıktaki metil izlerini inceledi. “m6Am’nin ne yaptığını saptamak için hangi mRNA’ların m6Am’ye sahip olduğunu ve hangilerinin diğer tipte başlık yapılarına sahip olduğunu bilmemiz gerekiyordu,” diyor Jaffrey. Sonunda m6Am olan mRNA’ların yüksek düzeyde ifade edildiğini, yani hücrede bol bulunduklarını gördüler. Bunlar daha fazla translasyon yapılıyor ve hücrede daha uzun süre kalıyorlardı.

Metil İzleri Değişmez Değil

Ekip ayrıca metil izlerinin eklenip çıkarılarak, mRNA’nın kararlılık düzeyinin değiştirilebildiğini keşfetti. Araştırmacılar, m6Am’nin metil izlerini silebilen bir enzim saptadılar. Yağ kütlesi ve obezite ile ilişkili bir protein olan FTO enzimi, böylece normal bir mRNA kararlılığı ve translasyonunun tekrar kazanılmasına yardımcı oluyor. Hücredeki m6Am düzeyi, FTO artırılıp azaltılarak kontrol edilebiliyor. “Eğer m6Am düzeyleri iyi değilse, gen ifadesi raydan çıkabilir ve hastalık oluşabilir,” diyor Jaffrey.

FTO ve m6Am düzeylerindeki anormalliklerin, kontrolsüz hücre bölünmesini destekleyip, kötücül hücrelerin ölmesini zorlaştırarak, kansere katkı yapma potansiyeli var. Çünkü m6Am hücre büyümesini ve çoğalmayı destekliyor.

Ökaryotik bir hücrede mRNA’nın “yaşam döngüsü”. RNA çekirdekte yazılır, sitoplazmaya taşınır ve ribozom tarafından okunur. Ardından mRNA ayrıştırılır. (Telif: Public Domain)


Kaynak: Phys.org, “Research reveals codes that control protein expression
<http://phys.org/news/2016-12-reveals-codes-protein.html>

İlgili Makale: Reversible methylation of m6Am in the 5′ cap controls mRNA stability, Nature, nature.com/articles/doi:10.1038/nature21022


Bu içerik BilimFili.com yazarı tarafından oluşturulmuştur. BilimFili.com`un belirtmiş olduğu “Kullanım İzinleri”ne bağlı kalmak kaydıyla kullanabilirsiniz.

Etiket
  • Projelerimizde bize destek olmak ister misiniz?
  • Dilediğiniz miktarda aylık veya tek seferlik bağış yapabilirsiniz.
  • Destek Ol
Yorum Yap (0 )

Yorum yapabilmek için giriş yapmalısınız.

Bunlar da ilginizi çekebilir

Bağış Yap, Destek Ol!
Projelerimizde bize destek olmak isterseniz,
Patreon üzerinden
bütçenizi zorlamayacak şekilde aylık veya tek seferlik bağışta bulunabilirsiniz.
E-Bülten Üyeliği
Duyurulardan e-posta ile
haberdar olmak istiyorum.
Reklam Reklam Ver
Arşiv