Gümüş ve kobalt nanopartiküllerinin ve iyonik formlarının genotoksik potansiyellerinin KOMET yöntemi ile araştırılması
An investigation on genotoxic potential of silver and cobalt nanoparticles and their ionic forms with COMET assay
Yazar: SEZGİN AKSAKAL
Danışman: PROF. DR. BÜLENT KAYA
Akdeniz Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: Biyoloji = Biology ; Genetik = Genetics

Özet:
Son yıllarda hızla gelişen teknoloji ile birlikte yeni teknolojik ürün olarak
nanopartiküllerin (NP, <100 nm) üretimi ve farklı alanlardaki kullanımları hemen her
alanda giderek yaygınlaşmıştır. Nano kelime anlamı ile bir metrenin milyarda biri kadar
olan bir ölçüdür ve 10 atomluk bir genişliği kapsamaktadır. NP'ler maksimum 100 nm
veya 100 nm'den daha küçük çapta ve boyutlarına özgül özelliklere (örneğin elektron
tutucu etki ve geçici mıknatıslık özelliği) sahip bileşikler olarak tanımlanmaktadır.
NP'lerin çok farklı alanlarda birçok avantajı nedeniyle yaygın olarak
kullanılmalarına karşın insan sağlığına ve çevreye etkileri hakkındaki bilgiler hala çok
yetersizdir. Bu nedenle son teknoloji ürünü olan bu maddelerin genotoksik
potansiyellerinin tespiti biyo-güvenilirlik bakımından önemlidir. Günümüzde birçok
hastalığın gerek farklı mutasyonlar gerekse indüklenmiş rekombinasyon ile ilişkili
olduğu bilinmektedir. Bu açıdan toplum sağlığı bakımından yoğun maruz kalınan bu tür
maddelerin etkilerinin tespiti önemlidir.
Bu sebeple bu çalışmada KOMET ya da SCGE olarak adlandırılan Tek Hücre
Jel Elektroforez testi ile nanoteknoloji alanında yaygın olarak kullanılan Gümüş (Ag) ve
Kobalt (Co) NP'lerinin iki farklı partikül büyüklüğünün (Ag: 15 ve 40 nm; Co: 15 ve 50
nm) ve bu NP'lerin iyonik formlarının literatür verileri ışığında konsantrasyon taraması
ve ön uygulamaları yapılmış ve bu çalışmalar sonucunda üç farklı konsantrasyon
belirlenmiştir. Belirlenen bu konsantrasyonların insan periferal kan lenfositlerinde
(0.01, 0.1 ve 1 mM) ve Drosophila melanogaster'in kan hücreleri olan hemositlerinde
(0.1, 1 ve 10 mM) tek iplik DNA hasarına olan etkileri değerlendirilmiştir. Ayrıca,
KOMET testi ile oksidatif DNA hasarı; bu hasarın bulunmasına özgü bakteriyel
enzimler, spesifik olarak okside olmuş pürin bazlarının miktarını gösteren
Formamidopirimidin-DNA glikosilaz (FPG) ve yine spesifik olarak okside olmuş
pirimidin bazlarının miktarını gösteren Endonükleaz III (Endo III) kullanılarak ayrıca
analiz edilmiştir.
Sonuç olarak, hem insan periferal kan lenfositlerinde hem de D. melanogaster
hemositlerinde KOMET testi uygulamaları sonucunda Ag ve Co NP'lerinin her iki
nanoboyutunun ve iyon formlarının genel olarak en yüksek konsantrasyon
uygulamalarında genotoksik ve oksidatif DNA hasar yarattığı gözlemlenmiştir.

Abstract:
Due to developing technology in recent years manufacturing of nanoparticles
(NP, <100 nm) as a new technological product and their usage in different fields has
increased. Nano in literal meaning is one billionth of meter and has width of 10 atoms.
NP's define as small particles which have maximum 100 nm or under 100 nm size and
special features due to the order of their extent.
In spite of NP's widely usage in very different fields due to their many
advantages knowledge about their effects on environment and human health is
insufficient. Therefore, it is important to detect these high-tech materials genotoxic
potential in terms of their bio-safety. At the present day, it is known that mutations and
induced recombination are related to many diseases. Hence, detection of these materials
effects is important in point of common health.
For this reason, in this study we determined three different concentrations of two
different nano-sized Silver (Ag: 15 and 40 nm) and Cobalt (Co: 15 and 50 nm) NPs'
and their ionic forms which commonly used in nanotechnology in consideration of
literature data and preliminary application with COMET or also known as SCGE
(Single Cell Gel Electrophoresis) assay. We investigated these determined
concentrations effects on single strand damage in DNA on human peripheral blood
lymphocytes (0.01, 0.1 and 1 mM) and Drosophila melanogaster hemocytes (0.1, 1 and
10 mM). Also with the COMET assay, oxidative DNA damage was also analysed by
using bacterial enzymes, formamidopyrimidine DNA glycosilase (FPG) which
specifically recognizes the number of oxidized purine bases and endonuclease III (endo
III) which specifically recognizes the number of oxidized pyrimidine bases.
Consequently, after the COMET assay on both human peripheral blood
lymphocytes and D. melanogaster hemocytes, it has been observed that both different
nano-sized Ag and Co NPs' and their ionic forms the highest concentrations in gereral
would create genotoxic and oxidative DNA damage.