Evrimsel Düşünce

Konu: miRNA’ların evrim üzerine etkisi

İçerik

1. miRNA nedir?
2. miRNA’ların tarihi
3. miRNA’ların gen regülâsyonu üzerine etkisi
4. miRNA’ların baz sekanslarının korunumu
5. miRNA baz sekansı korunumu gen ifadesinin korunduğu anlamına gelmez
6. miRNA’ların evrim üzerine etkisi
7. miRNA ve filogenetik varyasyonlar

Özet

miRNA’lar yaklaşık 22 nükleotid uzunluğunda protein kodlamayan ve gen ifadesini transkripsiyon sonrası kontrol eden kısa RNA’lardır. İlk defa C.elegans’ın gelişimini çalışan Lee ve arkadaşları tarafından 1993 yılında tanımlanmıştır.miRNAlar hedef mRNA’ya tam ya da kısmi şekilde bağlanarak mRNA’ların parçalanmasına ya da protein üretiminin baskılanmasına yol açarlar.

Let-7 adı verilen miRNA nematode caernohabditis elegans’da ve bilateral olarak simetrik olan tüm canlılarda korunmuştur. Örneğin drosophila’da embriyonik larva safhasında gözlemlenemezken metamorfozis olduğunda gözlemlenmektedir. Mollusc ve polychaete annelids’ in yetişkinlerinde olmasına rağmen larvalarda rastlanmamışrıt. Zebrafish ve farelerde embriyo döneminde yok, ancak organizmanın vücut düzeninin oturtmasıyla ortaya çıkmaktadır. Sadece let-7 miRNA’sı değil, let-7 tarafından kontrol edilen genler de korunmuştur. Örneğin; kanserde rol oynayan RAS gen ailesi.

Let-7 miRNA’sı bazal metazoanlarda yoktur. Bu bilgi bize let-7 geninin evrimin bir basamağı olduğunu göstermektedir. Metazoandan yüksek yapılı canlılara doğru gidildikçe miRNA çeşitliliği ve sayısı artmaktadır. Bunun nedeni hücre sayısının ve çeşidinin artması ve kontrol mekanizmalarına ihtiyaç duyulmasıdır.

miRNA’ların korunumu gen ifadesinin korunduğu anlamına gelmez. 100 miRNA balıkta, tavukta ve farede karşılaştırılmış ve miRNA ifadesinin yeri ve zamanın değişik olduğu görülmüştür. Birbirine çok yakın olan medaka ve zebrafish’ te birçok korunmuş ortak miRNA olmasına rağmen bunların ifadelerinde değişiklik vardır. Bu değişiklikler gelişimin farklı bir biçimde şekillenmesine ve fiziksel değişiklere neden olmaktadır.

Genler kendilerini evrimsel baskı yüzünden miRNA’lardan korur. Housekeeping adı verilen yapısal genlerinde miRNA’ların bağlanabileceği hedef bölgeleri (3’UTR) yoktur ya da çok kısadır. Bu nedenle miRNA’lar bu genlerin ifadesini baskılayamamaktadır.

miRNA’ların bağlanabileceği bölgeler (3’UTR) korunmuş ve korunmamış olarak ikiye ayrılır. 3’UTR’ı korunmayan genler ifadelerini sürdürür. Çünkü bu genler sentezlenirken onlarla birlikte miRNA sentezlenmez ve gen ifadesini baskılayamaz. Ancak 3’UTR’ı korunan genler, kendileriyle birlikte miRNA sentezleneceği için ifadelerini sürdüremezler.

Sonuç olarak miRNA’nın hedef bölgesi korunduğu için evrim sürecinde seçilmiştir. Buna karşılık 3’UTR’ı korunmayan genler miRNA’ların onlarla eşleninceye kadar ifadelerini sürdüreceklerdir.

Özgür Öksüz

İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü

Moleküler Biyoloji ve Genetik 1. Sınıf

Evrim ve Araştırma Grubu/İYTE