Microcystis spp.'de microcystin üretiminden sorumlu genlerin tespiti
The determination of microcystin producing gene in Microcystis spp.
Yazar: DİLEK SEVER KAYA
Danışman: DOÇ. DR. MERİÇ ALBAY
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Su Ürünleri Temel Bilimleri Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2008
Konu: Genetik = Genetics ; Su Ürünleri = Aquatic Products
Dizin: Cyanophyceae = Cyanophyceae ; Toksin üretimi = Toxin production

Özet:
Microcystinler (mikrosistin) mavi yeşil algler tarafından üretilen, insanlar ve diğer canlılar üzerinde çeşitli olumsuz etkilere yol açan ve sekonder metabolitler olarak adlandırılan gruba dahil olan biyotoksinlerdir. Microcystinin en önemli üreticileri başta Microcystis olmak üzere Planktothrix, Anabaenopsis, Anabaena, Oscillatoria'ya ait türlerdir. Özellikle Akdeniz iklimine sahip ülkelerde yaz aylarından sonbahar ortalarına kadar devam eden Microcystis spp. de görülen aşırı çoğalmalarla birlikte microcystin miktarında önemli artışlar tespit edilmiştir. Suyun ekolojik ve ekonomik değerini önemli ölçüde düşüren bu durum bir yandan habitat kayıplarına yol açarken bir yandan da insanlarda ve diğer canlılarda ölüm olaylarına kadar varabilen sorunlara neden olabilmektedir. Daha çok içme suyu rezervuarları, göller ve lagünar alanlarda görülen cyanotoksinlerin ortaya çıkış mekanizmasını düzenleyen hücre içi organizasyonun moleküler ve genetik düzeyde incelenmesi, cyanobacteria aşırı çoğalmaları gerçekleşmeden erken uyarı sistemlerinin oluşturulmasını ve bu duruma özgü etkin ve sürdürülebilir önlem alınmasını kolaylaştıracaktır. Bu nedenle microcystin üretiminde rol alan genlerin moleküler belirteç olarak kullanılıp toksik türlerin tespit edilmesi erken uyarı sistemlerinin oluşturulmasına en büyük katkıyı sağlayacaktır.Toksin üretiminden sorumlu genlerin amplifiye edilmesi ve olası varyasyonların incelenmesi amacıyla hazırlanan bu araştırma kapsamında sadece toksik türlerin varlığının tespit edilmesi değil aynı zamanda moleküler belirteç olarak kullanılan mcyB geninde oluşabilecek varyasyonların da belirlenmesi hedeflenmiştir. Çünkü bu gende meydana gelebilecek varyasyonlar microcystinde de varyasyonlara sebep olabilmekte ve toksisiteyi etkileyebilmektedir. Mevcut çalışmada mcyB geni PCR temelli yöntemlerle amplifiye edildikten sonra enzim kesimi, SSCP ve dizileme analizleriyle incelenmiş ve analizlerin sonucunda mcyB geninin bir çok bölgesinde varyasyonlarla karşılaşılmıştır. Bu varyasyonlar genellikle tek nükleotid değişimleridir ve sessiz mutasyonlara yol açmaktadır. Bununla birlikte amino asit değişikliklerine de rastlanmıştır. Amino asit değişiklikleri korunmuş dizi motiflerine denk gelmediğinden microcystin toksisitesinde herhangi bir değişime neden olmadıkları düşünülmüştür. Bununla birlikte korunmuş dizi motiflerinin dışındaki amino asit değişimlerinin etkisini anlayabilmek için çalışmanın daha ayrıntılı araştırmalarla yürütülmesi gerekmektedir.

Abstract:
Microcystins are biotoxins, also called seconder metobolites, produced by cyanobacteria and caused various problems in human health and other living organisms. The main producers of microcystin are Microcystis, Planktothrix, Anabaenopsis, Anabaena, Oscillatoria. Countries with Mediterranean climate have intensive blooms of Microcystis spp., and therefore microcystin accumulation, particularly in summer to mid autumn. As a result, ecologic and economic value reduction, habitat losses and deaths of several organisms can be seen in aquatic ecosystems.The investigation of mechanisms of cyanotoxin production in the cell in molecular and genetic grade will help us to develop early warning systems and take precautions for blooms which are especially present in drinking water reservoirs, lakes and lagunar sites.In this study, not only the determination of toxin genes but also the investigation of variations in mcyB genes, as a molecular indicator, are aimed. Because, variations in mcyB genes can alter microcystin structure and increase toxicity.mcyB gene amplified by PCR-base methods. Then enzyme cutting, SSCP (Single-Strand Conformation Polymorphism) and sequence analysis studied. As a result, it was found that many parts of the mcyB gene has many variations. These variations especially are single nucleotid mutations and they caused silent mutations. At the same time amino acid changes were seen, however, not in conserved sequence motifs. Therefore, it has been thought that they have no effect on microcystin toxicity. However, to understand roles of amino acid changes and single nucleotid mutations, which are excepting of conserved sequence motifs, more detailed investigations should be done.