Çinko parmak ( çinko parmak )
DNA bağlayıcı protein genellikle bir tür olarak, ilkellerle bir yapı görülür. Halka ve dört Cys ya da Cys 2 onun 2 ligand ve Zn2 'nin bir halka içeren bir ila yaklaşık 30 amino asit ve bir parmak benzeri yapılar gibi oluşturulmuştur.
Çinko atomlu uzmanlaşmış protein domainlerinin gibi parmak benzeri yapıları bir çok varlığını ifade eder, bu tek çinko atomlu uzmanlaşmış proteinler, çoğunlukla gen ifadesi ve protein işlevinin ayarlanması ile ilgilidir.
Çinko atomlu, çok kısa, kendini katlanmış "parmak" polipeptid şeklinde bir mekansal stabilize Zn2 'nin bağlayıcı grubunun özelliklere sahip peptid zincirinin amino asit kalıntılarının bir ortak bir özelliktir.
Xenopus oosit başlangıçta çinko parmak protein bulundu, yaygın insan genomunda hayvanlar, bitkiler ve mikro-organizmalar dağıtılır bilindiğini olan dizisi yaklaşık% 1 olabilir bir protein içeren çinko parmak yapısı kodlar, şimdi oldu açıkça çinko parmak evrensel bir nükleotid dizisi belirli transkripsiyon faktör yapısı olduğunu tespit, ancak çinko parmak protein en kesin işlevi içeren ve fonksiyonun diğer yönleri olup olmadığını bilinmemektedir.
Yapısal özellikleri
Çinko parmak yapısı α-helis ve iki adet anti-paralel β-kapandı üç peptid parçadan oluşur. Çinko iyonlarının bir bağlanma fonksiyonuna sahip bir parmak şekil. N-terminal sistein kalıntıları tek çinko atomlu uzmanlaşmış bir çifti, C-terminal, yalnızca bir Zn iyonları karşılamak için, uzay içinde bir mağara oluşturmak için bu dört kalıntı, bir histidin kalıntısı, Zn iyonları kalıp stabilize α-heliks ile sonuçlanan α-heliks yapısı, ağırlıkça DNA ana çentikte gömülü olması, ve böylece de çinko atomlu uzmanlaşmış proteinler, DNA veya RNA ile kombine edilebilir.
Çinko parmak protein
Açıklama: Küçük yapısal protein motifidir. Görünümü çinko iyonlarının stabil haline ve parmağa benzediği için bu ismi almıştır.
Örnek
Bir çinko parmak protein motif örneği:
Genom düzeyinde mühendislik alanında yapılan çalışmaların kronolojik bir sırası:
- 1928: Altenburg, morötesi (UV) ışınların mutagenez etkisini keşfetti. Mutagenez, bir organizmanın genetik bilgisinin dengeli bir biçimde, doğal veya yapay yollarla değişmesi, mutasyona uğraması demektir.
- 1947: Mutagenezin kimyasal yollarla yapılabileceği keşfedildi.
- 1972: Rekombinant DNA (rDNA) teknolojisi geliştirildi. Bu teknoloji sayesinde, normalde doğada bir araya gelmeyebilecek olan genetik dizilimler, laboratuvar ortamında yaratılmaya başlandı.
- 1975: Evrimsel çeşitlilik mekanizmalarından biri olan transpozonlar keşfedildi. Transpozonlar, genetik materyal içerisinde genellikle rastlantısal olarak yer değiştiren genetik parçacıklardır.
- 1977: Sanger dizileme yöntemi geliştirildi. Canlı dışındaki DNA kopyalanması sırasında sırayı sonlandıran dideoksinükleotitlerin DNA polimeraz enzimi tarafından seçimiyle yapılan bir dizileme yöntemidir.
- 1980: İlk transgenik fare üretildi. Bir diğer deyişle, ilk genetiği değiştirilmiş fareler yaratıldı.
- 1996: Çinko parmak nükleaz (ZF-nükleaz) isimli yapay DNA kısıtlama enzimleri üretildi.
- 1998: Çift sarmallı DNA (dsDNA) yeniden birleştirme mühendisliği geliştirildi. Bu sayede birçok mutasyon tipi kolaylıkla elde edilebilmeye başlandı.
- 2000: İlk sentetik Hepatit C virüsü yaratıldı.
- 2001: Tek sarmallı DNA (ssDNA) yeniden birleştirme mühendisliği geliştirildi.
- 2001: II. Grup intronlar keşfedildi. Bu sayede, kendi kendinin üretimini hızlandıran (self-catalytic) ribozimlere bir yenisi daha eklendi ve canlılığın cansızlıktan nasıl evrimleşmiş olabileceğine dair bilgilerimiz güçlendi. Ayrıca tüm canlılarda bulunan transpozonlar keşfedilmiş oldu.
- 2002: İlk sentetik çocuk felci virüsü yaratıldı.
- 2003: İlk sentetik fi-X-174 fajı yaratıldı.
- 2005: T7 bakteriyofajı yeniden tasarlanarak baştan yaratıldı.
- 2006: E. coli bakterisinin gen kütüphanesi oluşturuldu.
- 2006: E. coli bakterisinin genomu azaltılarak yeniden yaratıldı.
- 2007: B. subtilis basilinin genomu azaltılarak yeniden yaratıldı.
- 2009: Çokkatlı Otomatik Genomik Mühendisliği (MAGE) geliştirildi.
- 2009: Bir mikroorganizma içerisinde genom bazındaki etkileşimleri inceleme yöntemlerinden olan Tn-seq metodu geliştirildi.
- 2010: İlk sentetik M. mycoides bakterisi yaratıldı.
- 2011: Transkripsiyon Aktivasyon-Benzeri Etkileyici Nükleaz (TALE) isimli yapay enzim yaratıldı.
- 2011: İlk sentetik maya mantarı yaratıldı.
İlk bakışta bu araştırmaların ve keşiflerin önemi anlaşılmayabilse de, günümüzdeki modern bilimin en uç düzeydeki araştırmaları, bu temeller üzerine kurulmaktadır. Dolayısıyla bu keşiflerin önemi inanılmazdır.
İnsan Hücrelerinde Hızlı ve Güvenli Genom Mühendisliği için Yeni Teknik: Cas9-RNA kompleksi
Geçtiğimiz yılın ortalarında bakteri DNA’sını kesip gen ekleyebilen yeni bir teknik geliştirilmişti. Bu yöntem ile bakteri genomundaki özel bir kısmı kolay bir şekilde uzaklaştırmak mümkündü. Yeni bir çalışma ile bu tekniğin insan hücrelerine de uygulanabileceği gösterildi. Bu yöntem, gelecekte genetik tedavinin güvenli ve ucuz bir şekilde yapılmasında önemli bir rol oynayabileceği araştırmacılar tarafından belirtildi.
2012’nin en önemli 10 buluşundan biri genom mühendisliğindeki iki önemli gelişme olan çinko parmak nükleazlar ve TALEN (Transkript aktivatör benzeri efektör nükleazlar) proteinlerinin keşfiydi. Bunlar, araştırmacılara genomu istediği yerden ve her iki zincir birden kesmesini sağlayan proteinlerdir. Araştırmacılar bu teknik ile DNA’dan istedikleri kısmı çıkartıp yerine yeni zinciri ekleyebilme imkanına sahip oldular. Bu yolla doktorla ileride mutasyona uğramış ya da hasarlı DNA kısmını çıkartıp normal DNA’yı genoma ekleyebilecekler. Hatta bu teknik ile Sangamo Biosciences adlı şirket HIV ile enfekte olmuş insandaki bir spesifik genin değiştirilmesi ile kişiyi AIDS’e karşı dirençli yapabilmişler.
Hem çinko parmak hem de TALEN tekniğinde çıkarma-ekleme yapılması için DNA’daki ekleme-çıkarma yapılacak bölgeye özel bir proteini kodlayan büyük bir genin sentezlenmesi gerekiyor. Fakat geliştirilen yeni teknikte istenilen bölgeye özel DNA’nın tanınması için küçük bir RNA tarafından kodlanan bir protein gerektiriyor. Makaleye göre cas9 enziminin kullanıldığı yeni metod, TALEN metoduna göre 5 kat daha iyi verimli. Cas9-RNA kompleksinin TALEN proteinlere göre daha kolay yapılması ve daha küçük olması bu yeni kompleksin hücrelere kolay bir şekilde girmesini ve aynı anda yüzlerce kesme işlemini yapmasını sağlıyor. Ayrıca cas9-RNA kompleksi, diğer metottaki yapılara göre memeli hücreleri üzerinde daha az toksik etkiye sahiptir.