Geçmişten Günümüze Uzun Kodlanmayan RNA’lar (lncRNA)
Güncelleme tarihi: 22 Nis 2019
İrfan Baki Kılıç- Acıbadem Mehmet Ali Aydınlar Üniversitesi, Moleküler ve Translasyonel Biyotıp Yüksek Lisans Öğrencisi
Son dönemlerde yeni nesil dizileme teknolojilerinin gelişmesinin de yardımıyla biyoinformatik ve transkriptomik analizler farklı bir boyut kazanmıştır. Yapılan bu analizler sonucunda bilinen housekeeping RNA molekülleri dışında birçok yeni RNA türü bulunmuştur. Analizlere göre insan genomunun yaklaşık olarak %75’i transkripsiyona uğramasına rağmen bu transkriptlerin çok az bir kısmının proteine çevrildiği ortaya çıkarılmıştır. Bilim insanları da herhangi bir protein kodlama yeteneğine sahip olmayan bu RNA’ları kodlanmayan (non-coding) RNA’lar olarak adlandırmışlardır. Bu yazımda sizlere kodlanmayan RNA moleküllerinin tarihinden sizlere kısaca bahsedeceğim.
Birçok farklı türü bulunan kodlanmayan (non-coding) RNA’lar uzunluklarına göre 2 farklı kategoriye ayrılabilir. İlk grup küçük kodlanmayan RNA’lardır. (small non-coding RNA) Bu RNA molekülleri 200 nükleotidden daha kısalardır ve genellikle hairpin yapıdadırlar. Küçük kodlanmayan RNA’ları çoğunlukla miRNA ve snRNA molekülleri oluşturmaktadır. Diğer grup kodlanmayan RNA ise uzun kodlanmaya RNA’lardır. (long non-coding RNA,lncRNA) lncRNA’lar ise uzunluğu 200 nükleotidden çok daha fazla olabilen, protein kodlamayan RNA molekülleridir. Bu kodlanmayan RNA molekülleri hücrede onlarca farklı göreve sahiptir. Gelişimsel, hücre bölünmesi, epigenetik, hastalık patolojisi, kanser, yaşlanma, nadir hastalıklar, kök hücre vb sayısız yolağın regülasyonunda çok önemli işlevleri sahiptir. Bu kadar fazla yolakta görev alan moleküllerin incelenmesi ve bilinmesi de bu yüzden büyük arz etmektedir.
Bundan milyonlarca yıl önce ortaya çıkan ilk hücre modern hücrelere evrilene kadar elbette önemli ölçüde değişiklikler yaşadı fakat RNA moleküllerinin her zaman hücre biyolojisinde ki önemini ve yerini koruduğu bir gerçektir. 19. Yüzyılın sonunda DNA’nın keşfedilmesiyle beraber RNA molekülleri de derin bir şekilde araştırılmaya başlanmıştır. Bu araştırmalar sonucunda keşfedilen housekeeping RNA molekülleri (rRNA, tRNA) haberci RNA (messenger RNA, mRNA) modelini de desteklemiştir. Bu model daha sonra 1950’lerin sonunda ortaya çıkan ve moleküler biyolojinin temel taşlarından biri olan santral dogmanın en önemli parçalarından biri olmuştur. RNA’lar ile bu kadar yakından ilgilenen bilim dünyasının kodlamayan RNA’lar ile tanışması ise bundan yaklaşık 30 yıl sonrasını bulmaktadır. Önce 1983 yılında bakterilerde daha sonra da 1989’da H19 ve 1991’de XIST ile ökaryot hücrelerde uzun kodlanmayan RNA’ların varlığı tespit edildi ve üzerlerinde yoğun bir şekilde çalışıldı. Ancak bu RNA’lar insan genom projesinin sonuna kadar insan genomunda bulunan istisna moleküller olarak düşünüldü. Bilim insanları 2001 yılında insan genom projesinin sonucunda, insan genomunun dizisini incelediklerinde genomun yaklaşık olarak yalnızca %1,2’ sinin protein kodladığını fark ettiler. Geri kalan kısmını ise kodlamayan ya da çöp (junk) olarak adlandırdılar. Daha sonra yapılan biyoinformatik ve transkriptomik analizler yardımıyla insan genomunda birçok non-coding RNA molekülünün transkripsiyona uğradığı keşfedilmiştir. Ancak bu uzun kodlanmayan RNA moleküllerinin birçoğunun işlevi, hücredeki görevi vb özellikleri bilinmezliklerini uzun süre korumuşlardır.
İnsan genom projesinin sonundan beri birçok regülatör lncRNA karakterize edilmiştir. Bu regülatör lncRNA’lar yalnızca insanlarda değil başka canlılarda da böyle moleküllerin araştırılmasına neden olmuştur. Böylece lncRNA’ların ökaryotik hücrelerde farklı regülasyonlara sebep olduğu ve onlarca gelişim, hastalık, epigenetik, patolojik vb. yolakta kritik rolleri olduğu ortaya çıkmıştır. Yüksek doğruluk oranlarında yeni nesil dizileme teknolojilerinin gelişmesiyle her geçen gün lncRNA’lara bir yenisi eklenmektedir ve bilim insanları da uzun yıllardır lncRNA’lara odaklandıkları çalışmalarına devam etmektedir. Böyle önemli yolaklarda görev alan non-coding RNA’ların analiz edilmesi ve araştırılması de bu yüzden büyük arz etmektedir.
Bir sonraki yazıda yine lncRNA’lar ile birlikte görüşmek üzere…
Resim 1: Geçmişten günümüze RNA ve lncRNA moleküllerinin keşiflerini gösteren şekil (History, Discovery, and Classification of lncRNAs, Julien Jarroux, Antonin Morillon, and Marina Pinskaya, Chapter 1, M.R.S. Rao (ed.), Long Non Coding RNA Biology, Advances in Experimental Medicine and Biology (2017)