Yaşlanma ve DNA tamirinin oksidatif stres ile gelişen kromozom hasarlarındaki rolünün araştırılması
An investigation of the role of aging and DNA repair in oxidatively generated chromosome damages
Yazar: NARİN ABDULLAH
Danışman: PROF. DR. TUNCAY ORTA
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı / Radyobiyoloji Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2017
Konu: Biyoloji = Biology
Dizin: Yaşlanma = Aging

Özet:
Oksidatif stresin makromoleküllerde meydana getirdiği hasarların zamana bağlı olarak birikimi sonucunda hücre fonksiyonlarında oluşan ileri kayıpların yaşlanma ve yaşlanmaya bağlı hastalıklara neden olabileceği düşünülmektedir. Bu hasarlara karşı geliştirilen hücresel cevaplardan biri olan DNA tamir mekanizmaları, DNA'da meydana gelen oksidatif hasarları hücre döngüsünün S fazı öncesi büyük oranda onarmaktadır. 
Hidrojen peroksit uygulaması ile oluşturulan oksidatif stres koşullarına maruz bırakılan hücrelerde meydana gelen kromozom hasarları ve bu hasarların onarım kapasitelerinin yaş ile ilişkisinin araştırıldığı bu çalışma, 20 ile 60 yaş aralığındaki 11'i erkek 9'u kadın 20 sağlıklı bireyin katılımı ile gerçekleşmiştir. Katılımcılardan, çeperi lityum heparin ile kaplı steril tüpler içerisinde, sabah saatlerinde ve aç karına 20 ml kan alınmıştır. Kromozom hasarlarının gözlenmesinde mikronükleus yöntemi kullanılmıştır. 
Bireylere ait spontan ve oksidatif stres sonucu açığa çıkan kromozom hasarlarının tamir kapasitesi eksizyon onarımını inhibe eden sitozin arabinozid ile modifiye edilmiş mikronükleus yöntemi ile belirlenmiştir. Ayrıca lenfositlerdeki glutatyon seviyeleri, başlıca antioksidan enzimler olan glutatyon peroksidaz, süperoksit dismutaz, katalaz aktiviteleri ve reaktif oksijen türleri olan süperoksit anyon ve hidrojen peroksit miktarları belirlenmiştir. Plazma total antioksidan seviyesi, malondialdehit, protein karbonil ve total sülfüdril miktarları ölçülmüştür. 
Spontan, hidrojen peroksit uygulanan ve hidrojen peroksit ile sitozin arabinozidin birlikte uygulandığı mutlak kültür gruplarındaki kromozom hasarları ve hücrelerin proliferatif kapasiteleri her bir birey için belirlenmiş ve bu değerlerin yaşlanma süreci ile olan ilişkileri F testi ile karşılaştırılmıştır. Bununla birlikte kanlardan elde edilen spektrofotometrik ölçüm sonuçlarının kültür grupları ile karşılaştırmaları F testi ile yapılmıştır. 
Lenfositlerde ölçülen gerek spontan ve gerekse oksidatif stres sonrası kromozom hasarlarının ve proliferatif kapasitenin, serbest radikal ve antioksidan seviyelerinin yaş ile ilişkisi bulunmamıştır. Oksidatif stresin eksizyon onarımının inhibe edilmesi ile spontan mikronükleus sıklıklarında meydana getirdiği önemli derecedeki artış (p<0,001), eksizyon onarım mekanizmalarının oksidatif streste önemli olduğunu göstermiştir.
Lenfositlerde ölçülen serbest radikal miktarlarının (süperoksit anyon ve hidrojen peroksit), antioksidan seviyelerinin (glutatyon, glutatyon peroksidaz, süperoksit dismutaz, katalaz), plazmada ölçülen oksidasyon seviyelerinin (malondialdehit ve protein karbonil) ve plazma antioksidan miktarlarının (total antioksidan seviyesi ve total sülfüdril) gerek spontan ve gerekse oksidatif stres uygulanmış gruplarda gözlenen kromozom hasarlarında belirleyici olmadığı gözlenmiştir. Fakat ölçülen bütün parametrelerde, artan parametre miktarları ile birlikte oksidatif stres altındaki hücrelerin proliferatif kapasitelerinin düştüğü belirlenmiştir.

Abstract:
The further loss of cell functions due to accumulation of oxidatively generated damage occurring on macromolecules in years, is shown as a key factor behind the aging process and age-dependent diseases. Oxidatively DNA damages can largely be repaired before the S-phase in cell cycle by DNA repair mechanisms as a cellular response. 
This study investigating the oxidative chromosome damages in the cells exposed to the oxidative stress conditions created by hydrogen peroxide application in vitro and the age relation of the repair capacities of these damages were performed by the participation of 20 healthy individuals, 9 male and 11 female, aged 20 to 60 years. Whole blood (20 ml) was collected from each participants by venous puncture in sterilized lithium-heparin tubes before having breakfast. Chromosome damages were detected by the micronucleus method. 
The repair capacity of these damages were detected by the modified method of micronucleus with using cytosine arabinoside which inhibits excision-repairable lesions.  In addition, cellular glutathione levels (GSH), levels of primary antioxidant enzymes (superoxide dismutase, catalase, selenium-dependent glutathione peroxidase) and the amounts of superoxide anion and hydrogen peroxide radicals as being reactive oxygen species were determined in peripheral blood lymphocytes of twenty healthy individuals. Total antioxidant capacity, amounts of protein carbonyls, malondialdehyde and total sulphydryls were also measured in blood plasma of individuals.
The chromosomal damage and the proliferative capacities of the cells in the culture groups of spontaneous, hydrogen peroxide treatment alone and with cytosine arabinoside were determined for each individual and the relation of these values to the aging process were compared with the F test. The results of the spectrophotometric measurements from the blood were compared with the culture groups by F test. 
Chromosome damage and proliferative capacity, free radical and antioxidant levels measured in lymphocytes either before or after oxidative stress were not associated with age. The significant increase in spontaneous micronucleus frequency (p <0.001) after oxidative stress together with the inhibition of excision repair showed that excision repair mechanisms were important in oxidative stress.
The amount of free radicals measured in lymphocytes (superoxide anion and hydrogen peroxide), antioxidant levels (glutathione, glutathione peroxidase, superoxide dismutase, catalase), the oxidation levels measured in the plasma (malondialdehyde and protein carbonyls) and plasma antioxidant amounts (total antioxidant capacity and total sulphydryls) were shown that they were not determinant in chromosome damages observed in either spontaneous or oxidative stress applied groups. However, in all measured parameters, it was determined that the proliferative capacities of cells under oxidative stress decreased with increasing parameter amounts.