Housekeeping genlerinin özellikleri

1. Housekeeping Genler
Burak Küçük 130008030

2. • İnsan vücudundaki çeşitlilik; farklı genlerin
farklı dokularda değişkenlik gösteren
ekspresyon seviyelerinden kaynaklanmaktadır.
• Ancak, bir organizmanın tüm dokularında
temel hücresel işlevlerin yerine getirilebilmesi
için sağlıklı hücresel koşullarda sürekli ve
belirli düzeylerde ifade olması gereken özel
genlere de sahip olması gerekir. Bu genlere
housekeeping genler adı verilmiştir.

3. • İyi bir Housekeeping geninden organizmanın çoğu
hücresinde nispeten yakın ekspresyon seviyeleri
göstermesi beklenir. Dokuya spesifik genlerden ayrılan
en önemli özelliği budur.
• Dokuya spesifik genler aktif olduğu dokulara özgünlük
kazandırıp, buralarda yoğun şekilde ifade olurken,
housekeeping genler ise doku tipi, gelişim evresi, hücre
döngüsü durumu ya da herhangi bir dış sinyalden
bağımsız olarak normal koşullar altında bir
organizmanın tüm hücrelerinde ekspresyona tabii
tutulmak zorundadır. Ancak housekeeping genlerinin
ekspresyon seviyeleri her dokuda eşit olmayıp,
dalgalanma gösterebilirler.

4. • Housekeeping genlerinin dokuya spesifik genlerden ayrı
oluşunun sebeplerinden biri de promotör
bölgelerindeki farklılıklardır. Bu farklılıklar bu genlerin
hızlı ve kolay şekilde ifade olmasına yardımcı olur.
• Housekeeping genler çoğu diğer genlerin aksine
promotör bölgelerinde TATA ve CAAT kutusu içermezler.
Bunun yerine GGGCGG konsesusu ve GC’ce zengin
diziler içerirler. GC dizileri de tıpkı TATA box’un diğer
genlerde olduğu gibi transkripsiyon başlatma görevini
devralır ve Sp1 gibi GC dizilerini tanıyan transkripsiyon
faktörünün promotöre bağlanmasına olanak verir.

5. Housekeeping genlerinin promotör bölgeleri hipersensivite
bölgesi özelliği göstermesi dolayısıyla, DNAazlar ve
transkripsiyon faktörleri gibi enzimler için substrat vazifesi
görür. Promotörlerinde bulunan GC’ce zengin bölgeler metile
olamamış vaziyettedir ve bu genler ifadelenmeye açıktır.

6. • Farklı organizmalar üzerine yapılan microarray
tabanlı housekeeping gen yapısı incelemelerinde
bu genlerin:
• Özel bir genomik yapı ve evrimsel devamlılık
gösterdikleri,
• Kısa intron ve ekzon bölgelerine sahip oldukları,
• SINE ve LINE’larca zenginleşmiş gen çevresi
içerdikleri,
• Düşük korunumlu promotör bölgesi, basit UTR
bölgeleri ve histonlara karşı daha az ilgi
gösterdikleri anlaşılmıştır.

8. • Housekeeping genler hücrelerimizde DNA sentezi,
protein sentezi, enerji metabolizması, hücresel
yapılanma, haberleşme gibi hayatsal olayların
doğru işleyişinde direkt olarak rol alırlar.
• Housekeeping genleri biyoteknoloji ve genetik
çalışmalarında sıklıkla kullanılır. Bu genlerin
çalışılan doku ve hücrelerde ekspresyon
seviyelerinin genelde biliniyor oluşu; onların
referans gen olarak kullanılmasına ve asıl tespit
edeceğimiz genin ekspresyon düzeylerinin
yorumlanmasına olanak sağlamaktadır.

9. Bazı Housekeeping Genleri
• Sitoiskelet oluşumunda görevli: Actin-Beta, Tubilin
Beta…
• Sinyal reseptörü genleri: Activin A, CD23 reseptörü…
• Heat Shock Protein Yapılanması
• Proteazom yapılanması
• Metabolik enzim genleri: GAPDH, HPRT-1, bazı
ATPazlar…
• Transkripsiyon Faktörleri: TBP, E2F4…
• Histonlardan H2A varyantları
• Organel sentezinde görevli genler
• rRNA genleri: 18S, 28SrRNA…

10. GAPDH Geni
• Glikolizde görev yapan ve glukozun parçalanıp
hücresel enerjinin üretilmesine yardımcı olan
bir enzimi kodlar. Bu enzim Gliseraldehit 3-
fosfat dehidrojenaz olarak adlandırılır.

11. • GAPDH geni; 12.kromozomun p kolunda
bulunur ve 10 exon içerir. Enerji üretimi
açısından hücrelerde bulunmak zorundadır ve
ekspresyon seviyeleri enerji ihtiyacı yüksek
olan dokularda artış göstermektedir.

12. Dokulara göre GAPDH mRNA’sı
ekspresyon seviyeleri

13. Dokulara göre GAPDH protein
ekspresyon seviyeleri

14. HPRT1 Geni
• Hipoksantin-guanin fosforibozil transferaz adlı
enzimi kodlayan gendir. Pürinlerin de novo sentezi
dışında, hücrede üretilmesinde rol oynayan pürin
salvaj yolağında görevlidir. Bu yolakta serbest
haldeki pürin molekülleri riboz içeren pürin
monofosfata dönüştürülür.
• HPRT, 5-fosforibozil-1-pirofosfatı (PRPP) riboz-5-
fosfat kaynağı olarak kullanıp hipoksantin ve
guaninden inozin monofosfat (IMP) ve guanozin
monofosfat (GMP) oluşumunu katalizleyen
enzimdir.

16. • HPRT1 geni; X kromozomu üzerinde bulunur.
X’in q kolunda konumlanmıştır. 9 adet exona
sahiptir.

17. Dokulara göre HPRT 1 geni mRNA’sı
ekspresyon seviyeleri

18. Dokulara göre HPRT protein
ekspresyon seviyeleri

19. Beta-Aktin Geni
• 6 farklı aktin isoformundan biri olan aktin beta
proteinini kodlayan gendir. Evrimsel süreçte iyi
korunmuş aktin protein monomerleri polimerleşir
ve sarmal oluşturarak; hücre iskeletinin var
olmasından, yapılanmasından ve hareketinden
sorumludurlar. 6 adet exon içerip, 7.kromozomun
p kolunda yer alırlar.

20. Dokulara göre beta-aktin mRNA’sı
ekspresyon seviyeleri

21. Dokulara göre beta-aktin protein
ekspresyon seviyeleri

22. TBP Geni
• TATA Box Bağlanma Proteinini kodlar.
• Bu protein bir transkripsiyon faktörüdür ve gen
ifadelenmesinde görev alır. Transkripsiyonda rol
oynayan RNA polimeraz 2’nin komplekse dahil
olmasını sağlar ve insandaki TFIID’nin altbirimidir.

23. • mRNA sentezinde başlatıcı rolde görev yapan
bazı önemli transkripsiyon faktörleriyle
protein-protein etkileşimi yapabilmektedir:
• C-FOS
• C-JUN
• P53
• MDM2
• REL A gibi.

24. Dokulara göre TBP mRNA’sı ekspresyon
seviyeleri

25. Housekeeping Genlerinin Real-Time
PCR’da Kullanımı
• Housekeeping genleri Real-Time PCR’da referans
genler olarak kullanılır. Bu genler elde ettiğimiz
PCR verilerinin normalizasyonunda
kullanılmaktadır.
• Bu genlerin PCR sonucunda yansıtacağı veri
değerleri önceden tahmin edilebilen, evrensel
veriler olduğundan yaptığımız deneylerde
oluşabilecek hata payını görmemize yardımcı olur
ve aynı zamanda test ettiğimiz dizilerin
ekspresyon seviyelerini yorumlamamıza referans
sağlar.

26. • Bir housekeeping geni referans olarak alınan
hedef mRNA ekspresyon analizi çalışmalarında,
elde ettiğimiz test mRNA verilerini referans genin
verilerine oranlamak gerekir.
• Öncelikle kullanılan doku ve hücreye uygun bir
housekeeping geni seçilmeli ve normal şartlarda
hangi ekspresyon değerlerini verdiği
belirlenmelidir. Teste geçildiğinde housekeeping
geninin verilerinde oluşacak değişimler ne kadar
az değişkenli olursa hedef ekspresyon verilerimiz
de o oranda güvenilir olacaktır.

27. Quantitative Real-Time Reverse
Transcription PCR Assay for Cyclin D1
Expression: Utility in the Diagnosis of
Mantle Cell Lymphoma

29. Teşekkürler