Memelilerde prion geninin (PRNP) biyoinformatik analizi
Bioinformatics analysis of prion gene (PRNP) in mammalian species
Yazar: IŞIL TAKAN
Danışman: DOÇ. DR. CEMAL ÜN
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: Biyoloji = Biology ; Genetik = Genetics

Özet:
PRNP	 geni, en yüksek düzeyde merkezi sinir sisteminde ifade olmak üzere birçok dokuda ifade olan hücresel prion proteinini kodlamaktadır. Prion proteininin,  alfa-heliks yaprakçıklarca zengin olan normal hücresel formu(PrPc) ve nörodejeneratif hastalıklara neden olan beta-tabakalarca zengin olan patojenik formu(PrPsc) olmak üzere iki izoformu bulunmaktadır. Patojenik prion proteini, insanda CJD, sığırlarda BSE, koyun ve keçide scrapie olarak isimlendirilen bulaşıcı nörodejeneratif ensefalit(TSE)lere neden olmaktadır. PRNP geni dizilerinde bu hastalıklara dirençlilik ve duyarlılık ile ilişkili polimorfizmler saptanmıştır. Ancak, dirençliliğe ve duyarlılığa neden olan bu değişimlerin mekanizması tam olarak aydınlatılamamıştır. Buna rağmen, farklı memeli türlerindeki polimorfizimleri analiz ederek, direnç mekanizmasıyla ilgili açıklamalar yapmak mümkündür. Bu çalışmada, 15 memeli türünde, PRNP geni dizilerindeki, polimorfizimler, kodon kullanım frekansları ve filogenetik ilişkiler analiz edilmiştir. Dizi veri setleri için NCBI ve EMBL nükleotid veri bankalarından yararlanılmıştır. Veri setlerinin işlenmesi için MEGA 5 programı kullanılmıştır. Çalışmanın sonuçları, farklı evrimsel uzaklıktaki memeli türleri arasında farklı dizi profilleri bulunduğunu göstermektedir. Bu farklılıklar ise dirençlilik ve duyarlılıkla ilişkili olduğuna işaret ediyor olabilir.

Anahtar Sözcükler: PRNP geni, Prion hastalıkları, Kodon Kulllanım Frekansı, Filogenetik Analiz

Abstract:
PRNP gene encodes prion protein in which is not only expressed central nervous system with the highest level, but also most tissue. Prion protein divide into two isoform; normal cellular form (PrPc) is enriched with alpha-helix sheets and pathogenic form is enriched with beta-layer. Pathogenic isoform causes lethal neurodegenerative diseases. Polymorphism of PRNP gene sequences could effect to susceptibility and resistance of prion diseases. Scrapie is a prion disease in sheep, cow, goat and polymorphisms in PRNP gene sequences that cause resistance and susceptibility of scrapie was found. However, mechanisms of polymorphisms conducing to resistance or susceptibility of scrapie still are not explained clearly. Nevertheless, different explanations could be done for the unclear resistance mechanism by analyzing of polymorphism in different mammalian species. In this study, PRNP gene sequences polymorphisms, nucleotide compositions, codon usage frequencies and phylogenetic relations were analyzed in 15 mammalian species in order to explain resistance mechanism. Sequence data sets were downloaded from NCBI and EMBL nucleotide databases. MEGA 5 software was used in for processing the data sets. Our results indicate that mammalian species with different evolutionary distance have different sequence profiles and differences may be related to resistance and susceptibility of scrapie.

Keywords: PRNP gene, codon usage frequency, phylogenetic tree