Proteozom inhibisyonunun domates üzerindeki etkilerinin araştırılması
Studies on the effects of proteasome inhibition on tomato
Yazar: BURCU KARPUZ
Danışman: DOÇ. DR. ÖZGÜR ÇAKIR
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı / Moleküler Biyoloji ve Genetik  Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Biyoloji = Biology ; Botanik = Botany ; Genetik = Genetics

Özet:
Bitkiler yaşam döngüleri boyunca büyüme ve gelişmelerini olumsuz yönde etkileyecek birçok abiyotik ve biyotik stres faktörleri ile karşılaşırlar. Bu stres koşullarının sonucu olarak reaktif oksijen türleri (ROS) üretirler ve oksidatif strese strese maruz kalırlar. Bitkiler oksidatif stres altında yaşamlarını devam ettirebilmek ve stresle başa çıkabilmek için ROS'un detoksifikasyonunu sağlayan çeşitli antioksidanlara sahiptir. Hücrede gen anlatımı düzenlenlenerek antioksidan üretimi değiştirilir ve oksidatif stresin neden olduğu hasarların azaltılması sağlanır. 
Ubikitin proteozom sistemi (UPS) bitkilerde hücre bölünmesi, gelişim, abiyotik ve biyotik strese yanıt oluşturma süreçlerinde rol oynayan önemli bir sistem olarak tanımlanmıştır. Hücrede hasarlı, yanlış katlanmış ve kısa ömürlü proteinleri parçalayarak veya işleyerek hücresel dengenin korunmasını sağlar. 
Proteozom inhibitörleri, ubikitin proteozom sisteminin farklı biyolojik süreçlerde rolünü belirlemede temel araçlar olmuştur. MG132, çalışmalarda en çok kullanılan güçlü, geri dönüşümlü, sentetik peptit aldehit grubu proteozom inhibitörüdür. Yapılan çalışmalar proteozom inhibisyonundan etkilenen hücrelerde daha yüksek ROS üretimi olduğunu göstermiştir. Buna göre proteozomlar, bitkilerde ROS üretiminin doğrudan düzenleyici mekanizmasıdır. Proteozom inhibisyonu ve oksidatif stres ilişkisi maya ve memeli hücrelerinde iyi tanımlanmıştır. Buna karşın bitkilerde proteozom inhibisyonunun sebep olduğu yanıt mekanizmaları hakkında bilgi sınırlıdır. 
Bu tez çalışmasında İstanbul Üniversitesi Alfred Heilbronn Botanik Bahçesi'nde yabani tip Lycopersicon esculentum bitkisi yetiştirilmiştir ve elde edilen tohumları doku kültüründe kullanılmıştır. Kök, gövde ve yaprak dokularına 50 µM MG132 proteozom ihnibitörü uygulaması sonucunda antioksidan mekanizmalarla ilişkili olduğu bilinen SLGR1, SLPhGPX, SLCAT1, SLFe-SOD, SLGPX, SLCu/Zn-SOD, SLcAPX ve SLGST genlerinin gen anlatım düzeyleri gerçek zamanlı PZR ile belirlenmiştir. Yapılan analiz sonucunda kök, gövde ve yaprak dokusunda SLPhGPX, SLCAT1, SL-Fe-SOD ve SLcAPX genlerinde anlamlı bir değişiklik olmadığı görülmüştür. Bunun yanında kök dokusunda SLGR1 ve SLGST genlerinin anlatımları artmıştır. Yaprak dokusunda ise SLGPX, SLCu/Zn-SOD ve SLGST genlerinin anlatımı anlamlı düzeyde artmıştır. Gövde dokusunda, çalışılan genlerin anlatımında anlamlı bir değişiklik saptanmamıştır. 
Proteozom inhibisyonu oluşturularak domates kök, gövde ve yaprak dokularından elde edilen bu bilgilerin bitkilerde antioksidan sistem ile proteozom sistemi arasındaki ilişkinin anlaşılmasına yardımcı olacağı düşünülmektedir.

Anahtar kelimeler: proteozom inhibisyonu, MG132, Lycopersicon esculentum, proteozom aktivite, antioksidan gen.

Abstract:
Plants encounter many abiotic and biotic stress factors that will adversely affect their growth and development throughout their life cycles. As a result of these stress conditions, they produce reactive oxygen species (ROS) and are exposed to oxidative stress. Plants have various antioxidants that provide detoxification of ROS in order to survive and cope with oxidative stress. By regulating gene expression in the cell, antioxidant production is altered and the damage caused by oxidative stress is reduced. 
The ubiquitin proteosome system (UPS) has been identified as an important system that plays a role in the processes of cell division, development, and response to abiotic and biotic stress in plants. It protects the cellular balance by breaking or processing damaged, misfolded and short-lived proteins in the cell. 
Proteosome inhibitors have been the main means of determining the role of ubiquitin in different biological processes of the proteosome system. MG132 is a strong, reversible, synthetic peptide aldehyde group proteosome inhibitor which is the most widely used in the studies. Studies have shown that cells affected by proteosome inhibition have higher ROS production. Accordingly, proteosomes are the direct regulatory mechanism of ROS production in plants. The relationship between proteosome inhibition and oxidative stress is well defined in yeast and mammalian cells. However, there is limited information about the response mechanisms of proteosome inhibition in plants. 
In this thesis study, Lycopersicon esculentum wild species were grown in Alfred Heilbronn Botanical Garden of Istanbul University and the seeds were used in tissue culture. Gene expression levels of SLGR1, SLPhGPX, SLCAT1, SLFe-SOD, SLGPX, SLCu/Zn-SOD, SLcAPX and SLGST genes which are known to be associated with antioxidant mechanisms, were determined by real-time PCR. As a result of the analysis, it was observed that there was no significant change in SLPhGPX, SLCAT1, SL-Fe-SOD and SLcAPX genes in root, stem and leaf tissues. In addition, expression of SLGR1 and SLGST genes in root tissue was increased. In leaf tissue, expression of SLGPX, SLCu/Zn-SOD and SLGST genes increased significantly. There was no significant change in the expression of the genes studied in the shoot tissue. 
It is thought that this information obtained from tomato root, stem and leaf tissues by creating proteosome inhibition will help to understand the relationship between antioxidant system and proteosome system in plants. 

Keywords: proteosome inhibition, MG132, Lycopersicon esculentum, proteosomal activity, antioxidant gene.