Balon balığı (Tetraodon nigroviridis)'nda süperoksit dismutaz (sod1, sod2, sod3) genlerinin insiliko analizleri ve gen ekspresyonlarının tüm dokularda belirlenmesi
İnsilico analysis of superoxide dismutase (sod1, sod2, sod3) genes and determination of gene expressions in all tissues of puffer fish (Tetraodon nigroviridis)
Yazar: BÜŞRA KAYA
Danışman: DOÇ. DR. MEHTAP BAYIR
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Tarımsal Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı / Enzim ve Mikrobiyal Biyoteknoloji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology ; Ziraat = Agriculture
Dizin: Akuakültür = Aquaculture ; Biyoinformatik = Bioinformatics

Özet:
Amaç: Bu tez çalışmasında biyoenformatik araçlar ile balon balığı (Tetraodon nigroviridis)'nda süperoksit dismutaz (sod1, sod2, sod3) genlerinin in siliko analizleri gerçekleştirilmesi ve balon balığının bağırsak, beyin, böbrek, karaciğer, kas, kalp, göz, dalak, solungaç, mide, ovaryum ve testis dokularında gen ekspresyonları belirlenmesi hedeflenir.
Yöntem: Yapılan çalışmada erkek ve dişi balon balıklarından bağırsak, beyin, böbrek, karaciğer, kas, kalp, göz, dalak, solungaç, mide, ovaryum ve testis doku örnekleri alınarak cDNA elde etmek amaçlanmış olup alınan her dokudan toplam RNA izole edildi. Daha sonra alınan tüm doku örneklerinden qPCR ile süperoksit dismutaz (sod1, sod2, sod3) genlerinin transkriptleri ve RT-qPCR ile transkript miktarları belirlendi. İn siliko analizler kapsamında gen yapısı, korunmuş gen sintenisi, filogenetik ağaç analizleri ve diğer omurgalılarla olan benzerlik-özdeşlik oranlarının tespiti yapıldı.
Bulgular: Balon balığı (Tetraodon nigroviridis) süperoksit dismutaz (sod1) geni için dişi balıklarda doku spesifik dağılımı sırasıyla, karaciğerde 28,74 ± 1,21; bağırsakta 13,88 ± 0,5; kasta 5,09 ± 0,42; beyinde 2,72 ± 0,24; kalpte 3,41 ± 0,32; gözde 1,88 ± 0,1; dalakta 1,52 ± 0,1; solungaçta 6,37 ± 0,85; böbrekte 1,62 ± 0,11; midede 2,01 ± 0,14; ovaryumda 7,16 ± 0,96 olarak belirlenmiştir. Erkek balıklarda sod1 geni için doku spesifik dağılımın ise sırasıyla, karaciğerde 40,46 ± 3,22; bağırsakta 22,68 ± 1,63; kasda 8,86 ± 1,04; beyinde 5,14 ± 0,96; kalpte 3,79 ± 0,55; gözde 3,08 ± 0,42; dalakta 3,64 ± 0,88; solungaçta 10,91 ± 1,45; böbrekte 4,08 ± 1,27; midede 3,84 ± 0,99; testiste 10,84 ± 1,08 olduğu tespit edilmiştir. Dişi balon balıklarında süperoksit dismutaz sod2 geni için doku spesifik dağılımı ise sırası ile karaciğerde 32,93 ± 3.01; bağırsakta 19,29 ± 1,99; kasda 16,64 ± 1,52; beyinde 4,91 ± 1,01; kalpte 5,6 ± 1,44; gözde 3,79 ± 0,62; dalakta 3,77 ± 0,85; solungaçta 25,46 ± 1,89; böbrekte 2,85 ± 0,55; midede 2,89 ± 0,22; ovaryumda 13,46 ± 1,07 olarak belirlenmiştir. Erkek balon balıklarında sod2 geni için doku spesifik dağılımı ise sırası ile karaciğerde 35,54 ± 3.08; bağırsakta 19,72 ± 2.11; kasda 12,07 ± 1.19; beyinde 4,14 ± 0.09; kalpte 5,32 ± 1,11 gözde 2,07 ± 0,52; dalakta 1,99 ± 0,28; solungaçta 30,63 ± 3,24; böbrekte 4,81 ± 0,35; midede 4,17 ± 0,96; testis 14,43 ± 1,33 olarak belirlenmiştir. Dişi balon balıklarında süperoksit dismutaz sod3 geni için doku spesifik dağılımı ise sırası ile karaciğerde 33,04 ± 1,17; bağırsakta 23,2 ± 1,11; kasda 6,82 ± 0,09; beyinde 1,85 ± 0,01; kalpte 2,99 ± 0,02; gözde 1,05 ± 0,01; dalakta 1,42± 0,01; solungaçta 16,70 ± 2,07; böbrekte 0,94 ± 0,01; midede 1,05± 0,02; ovaryumda 10,85± 0,99 olarak belirlenmiştir. Erkek balon balıklarında sod3 geni için doku spesifik dağılımı ise sırası ile karaciğerde 42,31± 2.71; bağırsakta 24,76± 2.01; kasda 5,70± 1.11; beyinde 2,67 ± 0,08; kalpte 3,90 ± 0,08; gözde 2,12 ± 0,06; dalakta 1,6 ± 0,04; solungaçta 19,17 ± 1,10; böbrekte 1,60 ± 0,05; midede 1,29 ± 0,04; testis 20,67 ± 1,27 olarak belirlenmiştir. 
Sonuç: Balon balığı süperoksit dismutaz sod1, sod2 ve sod3 genleri için erkek ve dişi dokuları arasındaki transkripsiyonel farklılıkları incelendiğinde; sod1 geni kalp hariç bağırsak, karaciğer, solungaç, böbrek, mide, kas ve gonadların önemli derecede erkek balıklarda yüksek olduğu ancak diğer dokular arasındaki farklılıkların istatistiksel açıdan önem arz etmediği görülmüştür. Erkek ve dişi balon balıklarındaki sod2 geni için sonuçlar incelendiğinde karaciğer, kas, solungaç, bağırsak, ovaryum ve testis tüm dokulardan yüksek oranda sod2 gen ifadesine sahip olduğunu, bağırsak, kalp ve gonad gibi dokuların istatiksel açıdan önem arz etmediğini göstermiştir. Erkek ve dişi balon balıklarındaki sod3 geni için sonuçlar incelendiğinde kalp, dalak, mide dokularının istatiksel açıdan önem arz etmediği ancak diğer tüm dokular erkek balon balığında önemli derecede yüksek olarak görülmüştür. 
Karaciğer, bağırsak, solungaç, böbrek, mide ve gonadların önemli derecede erkek balıklarda yüksek (p<0,05) bulunmuş, ancak diğer dokular arasındaki farklılıkların istatistiksel açıdan önem arz etmediği görülmüştür.
Anahtar kelimeler: Tetraodon, sod1, sod2, sod3b, mRNA transkripsiyon, qPCR

Abstract:
Purpose: The aim of this thesis is to perform in silico analyses of superoxide dismutase (sod1, sod2, and sod3) genes in the pufferfish (Tetraodon nigroviridis) using bioinformatics tools and to determine the gene expressions in the intestine, brain, kidney, liver, muscle, heart, eye, spleen, gill, stomach, ovary, and testis tissues of the pufferfish.
Method: In this study, tissue samples from male and female pufferfish were collected from the intestine, brain, kidney, liver, muscle, heart, eye, spleen, gill, stomach, ovary, and testis with the aim of obtaining cDNA. Total RNA was isolated from each tissue, and subsequently, the transcripts of superoxide dismutase (sod1, sod2, and sod3) genes were determined using qPCR, and transcript quantities were determined using RT-qPCR. In silico analyses included gene structure, conserved gene synteny, phylogenetic tree analyses, and identification of similarity-identity ratios with other vertebrates.
Findings: For the pufferfish (Tetraodon nigroviridis) superoxide dismutase sod1 gene, the tissue-specific distribution in female fish was determined as follows: liver 28.74 ± 1.21; intestine 13.88 ± 0.5; muscle 5.09 ± 0.42; brain 2.72 ± 0.24; heart 3.41 ± 0.32; eye 1.88 ± 0.1; spleen 1.52 ± 0.1; gill 6.37 ± 0.85; kidney 1.62 ± 0.11; stomach 2.01 ± 0.14; ovary 7.16 ± 0.96. For male fish, the tissue-specific distribution for the sod1 gene was determined as follows: liver 40.46 ± 3.22; intestine 22.68 ± 1.63; muscle 8.86 ± 1.04; brain 5.14 ± 0.96; heart 3.79 ± 0.55; eye 3.08 ± 0.42; spleen 3.64 ± 0.88; gill 10.91 ± 1.45; kidney 4.08 ± 1.27; stomach 3.84 ± 0.99; testis 10.84 ± 1.08. For the sod2 gene in female pufferfish, the tissue-specific distribution was determined as follows: liver 32.93 ± 3.01; intestine 19.29 ± 1.99; muscle 16.64 ± 1.52; brain 4.91 ± 1.01; heart 5.6 ± 1.44; eye 3.79 ± 0.62; spleen 3.77 ± 0.85; gill 25.46 ± 1.89; kidney 2.85 ± 0.55; stomach 2.89 ± 0.22; ovary 13.46 ± 1.07. For male pufferfish, the tissue-specific distribution for the sod2 gene was determined as follows: liver 35.54 ± 3.08; intestine 19.72 ± 2.11; muscle 12.07 ± 1.19; brain 4.14 ± 0.09; heart 5.32 ± 1.11; eye 2.07 ± 0.52; spleen 1.99 ± 0.28; gill 30.63 ± 3.24; kidney 4.81 ± 0.35; stomach 4.17 ± 0.96; testis 14.43 ± 1.33. For the sod3 gene in female pufferfish, the tissue-specific distribution was determined as follows: liver 33.04 ± 1.17; intestine 23.2 ± 1.11; muscle 6.82 ± 0.09; brain 1.85 ± 0.01; heart 2.99 ± 0.02; eye 1.05 ± 0.01; spleen 1.42 ± 0.01; gill 16.70 ± 2.07; kidney 0.94 ± 0.01; stomach 1.05 ± 0.02; ovary 10.85± 0.99 For male pufferfish, the tissue-specific distribution for the sod3 gene was determined as follows: liver 42.31 ± 2.71; intestine 24.7 6± 2.01 muscle 5.70 ± 1.11; brain 2.67 ± 0.08; heart 3.90 ± 0.08; eye 2.12 ± 0.06; spleen 1.6 ± 0.04; gill 19.17 ± 1.10; kidney 1.60 ± 0.05; stomach 1.29 ± 0.04; testis 20.67 ± 1.27.
Results: When examining the transcriptional differences between male and female tissues for superoxide dismutase sod1, sod2, and sod3 genes in pufferfish, it was observed that sod1 gene expression was significantly higher in male fish in the intestine, liver, gill, kidney, stomach, muscle, and gonads, except for the heart. However, the differences among other tissues were not statistically significant. For sod2 gene in male and female pufferfish, the results showed high expression in all tissues, including the liver, muscle, gill, intestine, ovary, and testis, with no statistical significance in tissues such as the intestine, heart, and gonads. For sod3 gene in male and female pufferfish, the results indicated that the heart, spleen, and stomach tissues did not show statistical significance, but all other tissues had significantly higher expression in male pufferfish. Liver, intestine, gill, kidney, stomach, and gonads were found to be significantly higher (p<0.05) in male fish, but the differences among other tissues were not statistically significant.