Çöp DNA - Junk DNA - Kodlanmayan DNA Dizisi Nedir?

İnsan DNA’sı 3.2 milyar baz çiftinden oluşmuş çift zincirli bir yapıdadır. DNA zincirleri birbirine anti-paralel olarak konumlanmış ve birbirine H+ bağıyla bağlıdır.

DNA zincirleri 4 temel bazın (A,G,TC) birbirine fosfodiester bağıyla bağlanması sonucu oluşur. DNA’dan RNA molekülü sentezi olan transkripsiyon ile birçok farklı görevli RNA transkribe edilebilir. Bu transkriptlerin proteine çevrilen kısımları tüm DNA’ya kıyasla oldukça küçük orandadır. Sadece %1’lik DNA bölgesinde protein üretimi gerçekleşen genler bulunur. %99’luk bölüm ise 1960’larda “junk DNA” denilen kodlama yapmayan dizi bilgisi içeren bölgeden oluşur. Jubk DNA tanımsal olarak fonksiyel bir gen ürünü kodlamayan DNA dizisi olarak ifade edilebilir. Bilim insanları ilk aşamada junk DNA’nın görevini ve DNA’da bulunma nedenini bilmediğinden çöp olarak adlandırmışsa da ilerleyen yıllarda bu bölgenin insan genomundaki önemini anlamaya başlamışlardır. Junk DNA özellikle gen aktivasyonun belirlenmesinde önemli rol oynar. Bu DNA bölgelerinin transkript ürünleri düzenleyici elementler olarak görev yaparak DNA’nın ne zaman açılıp ne zaman kapanacağını belirleyerek genin anlatım yapmasını düzenlerler. Düzenleyici elementler birçok öge içerir:

Promoterlar: Transkripsiyonu başlatacak protein komplekslerinin bağlanmasını ve ilgili gen bölgesinin tanınmasını sağlayan ilgili genin upstreamında bulunan DNA dizisidir.
Enhancerlar: İlgili genin upstreamınde veya downstreaninde bulunan bu enhancer (arttırıcı ) diziler transkripsiyonun aktivasyonunu sağlayan dizilerdir.
Supressörler: Enhancer dizisi gibi genin upstreamınde veya downstreaninde bulunabilir. Transkripsiyon baskılayıcı faktörlerin bağlanmasını sağlayarak ilgili genin anlatım yapmasını engeller.
İzolatörler: Transkripsiyonu çeşitli yollarla kontrol eden proteinler için bağlanma alanları sağlar. Bazı proteinlerin bu dizilere bağlanmasıyla transkripsiyonun aktivasyonu bazılarının bağlanmasıyla da baskılanması sağlanır.

Kodlanmayan DNA kısımları kodlanan DNA dizileri arasında boşluklar sağlayarak bir gende meydana gelen mutasyonun diğer genleri etkilemesini engeller. Bunun yanı sıra bu DNA bölgelerinin oluşturduğu RNA molekülleri birçok hücresel olayda etkilidir. Kodlanmayan RNA’lar housekeeping ve düzenleyici olmak üzere iki tip olarak sınıflandırılabilir. Housekeeping RNA’lar protein sentezinde önemli rolleri olan rRNA ve tRNA’dan oluşur. Düzenleyici RNA’lar ise RNA interferans mekanizmasından sorumlu olan piRNA, miRNA, siRNA ve diğer küçük RNA moleküllerini içerir. Bu küçük RNA çeşitleri çeşitli aşamalarda gen ya da kromatin üzerine etki ederek genin aktivasayonunu düzenler.

Kodlanmayan DNA bölgeleri intron; kodlanan DNA bölgeleri ise ekzon olarak adlandırılır. İntronlar transkripsiyon aşamasında splicing denilen işlemle çıkartılarak sadece ekzonların oluşturduğu transkriptlerin hücre içinde işlev görmesi sağlanır. Yani protein yapımı aşamasında intronlar yer almaz, sadece ekzonların bulunduğu 5’cap ve 3’ poliadenin kuyruğunuun olduğu transkriptin sentezi yapılır. İntron bölgelerinin uzunluğu tür içerisinde farklılık gösterebilir. İntron bölgelerinde düzenleyici diziler, enhancer diziler bulunabilir.

Tüm bu bilinenlerin yanında junk DNA olarak tanımlanan kodlanmayan DNA bölgeleri hakkında birçok bilinmeyen şey vardır. Yapılan araştırmalarla her geçen gün bu bölgelerin aydınlatılmasını sağlayacak bilgiler sunuyor.

Genetikte kodlamayan DNA bir proteindeki amino asit dizisine karşılık gelen bilgi içermeyen DNA'dır. Çoğu ökaryotta genomun büyük bir kısmı kodlamayan DNA'dan oluşur (bu C değeri muamması olarak adlandırılır). İnsanda genomun %5'i protein kodlayan dizilerden oluşur. Bazı kodlamayan DNA, kodlayan bölgenin etkinliğini düzenlemeye yarar. Yakın zamana kadar kodlamayan DNA'nın ne işe yaradığı bilinmemekteydi ve bu yüzden ona çöp DNA olarak değinilirdi.

Düzenleyen: Merve Gül TURAN

Kaynaklar:

https://ghr.nlm.nih.gov/primer/basics/noncodingdna (Erişim Tarihi:13.06.2018)
http://bilimgenc.tubitak.gov.tr/makale/cop-dna-nedir (Erişim Tarihi:13.06.2018)

#Çöp #kodlanmayan #dizisi #nedir?