İnsanda kaç gen ve kaç çeşit protein var?
Genlerin birkaç farklı türü vardır. Kimisi proteinleri kodlar, bazısı tRNA ve ribozomal RNA gibi RNA’ları kodlar, bazısı ise küçük katalitik RNA’ları kodlar. Şimdi biliyoruz ki, bazı genler ise henüz fonksiyonu bilinmeyen çeşitli düzenleyici kodlama yapmayan RNA’lar (örn., lncRNA’lar) kodlar. Genomumuzda 21,000 kadar potansiyel fonksiyonel lncRNA varsa da, bunların biyolojik önemi henüz tam belli değildir.
Her ne kadar biyologlar genel olarak genlerle proteinleri bağdaştırırlarsa da, binlerce genin son ürünü “kodlama yapmayan” RNA’lardır. Örneğin, taşıyıcı ya da transfer RNA’lar adaptör RNA türleri olup, RNA’nın üçlü (triplet) baz kodunu proteinlerin amino asit koduna çeviriler (buna translasyon denir). Ribozomal RNA (rRNA)’lar da translasyon düzeneğinin esas molekülleridir. Proteinlere kodlanan mesajcı RNA (mRNA)’ların, ribozomlarda bulunan rRNA’lar sayesinde oraya ribozomlara yerleştiklerini biliyoruz. Hatta, son çalışmalar ribozomlarda iki amino asit arasında kurulan peptid bağının protein yapıdaki enzimlerle değil, bir rRNA (katalitik RNA) türü ile kurulduğunu göstermektedir. Küçük nükleolar RNA (çekirdekçikteki küçük RNA) türleri çekirdekçikte rRNA işlemede ve baz modifikasyonunda görev alırlar. Küçük nüklear RNA’ların intron kesip çıkarmada görevi olan splaysozomda görev aldıkları bilinmektedir.
Diğer kodlama yapmayan RNA’lar içinde telomeraz RNA’sı ve 7SL sinyal tanıma partikülündeki RNA gibi biyokimyasal fonksiyonu bilenenler olduğu gibi, X kromozomu dozu ayarlamada rolü olan Xsit RNA’sı ve ribozomun neredeyse 3 katı büyüklüğü olan ancak işlevi bilinmeyen kubbeli ribonukleoprotein kompleksindeki küçük RNA’lar da bulunmaktadır.
Bundan dolayı, insan genomundaki genlerin sayısını tahmin etmek zordur. Geçen 20 yıl boyunca, insan genomundaki protein kodlayan genlerinsayısı yaklaşık 30,000’den 20,000’e kadar düştü. Güncel hesaplamalar, proteinler için yaklaşık 20,000 gen ve fonksiyonel RNA’lar için yaklaşık 5000 gen olduğunu göstermektedir. Kütle spektrometresi tekniği ve iyi açıklamalı genom dizilerinin varlığı sayesinde, protein kodlayan genlerinin % 85’i çeşitli deneylerle tespit edilmiştir.
Yaklaşık 2,400 genin protein ürününün tüm hücrelerde bulunduğu belirlendi. Bunlara, “housekeeping” (hücreyi idame eden) genler denmektedir. Ancak bu genlerin sayılarının çok daha fazla olduğu (10,000 kadar) düşünülmektedir. Housekeeping genlerin transkripsiyon, translasyon, DNA replikasyonu, mitokondri oluşumu, temel metabolizma, zarda özel görevleri olan proteinleri yaptıkları bilinmektedir.
Bazı genler ise sadece bazı dokuları yapan hücrelerde protein kodlar. Bu nedenle vücudumuzda yapı ve işlevi farklı olan yaklaşık 200 kadar hücre (örn. Sinir hücresi, kan hücreleri, deri hücresi, kas hücresi, vs) bulunur. Bazı genler, gelişme sırasında sınırlı bir zaman için ifade edilir. Bazı genler ise “yalancı genler”dir ve işlevsel bir protein yapmazlar. Bu genler protein kodlasa bile, o proteinin hücrede bir görevi yoktur. Diğer bir deyimle, genomumuzda nasıl ki “çöp ya da artık DNA varsa” benzer şekilde “çöp protein” de bulunabilir.
- Enter a captionİnsan proteomu (bir hücredeki tüm protein çeşitleri), genoma göre oldukça büyük bir zenginliğe sahiptir. Genomumuz tüm hücre çeşitlerimizde stataik bir yapı gösterirken, proteom profilimiz hücre çeştleri arasında oldukça dinamik bir yapı göztermektedir. Bazı hücrelerimizde (örn. kırmızı kan hücreleri) protein çeşidi gen saysından bile azken, bazı hücrelerde (örn. karaciğer hücreleri) protein çeşitliliğinin milyonları bulabildiği tahmin edilmektedir.
Sonuç olarak, insan genomunda en az 17,000-18,000 protein kodlayan gen mevcut olup, bu sayının 20,000’den çok da büyük olduğu sanılmamaktadır. Ancak, genomun oldukça dinamik yapısı ve “alternatif ifade” ile hücrenin cinsine bağlı olarak protein sayısının bunun 5 katı bile olabileceği tahmin edilmektedir.
