Chlamydomonas reinhardtii'de bazı fosfataz ve fitaz proteinlerini kodlayan genlerin fosfat eksikliği altındaki ekspresyon düzeylerinin RT-PCR ile belirlenmesi
Determination of expression levels under phosphate deficiency of the genes encoding phosphatase and phythase proteins in Chlamydomonas reinhardti by RT-PCR
Yazar: GİZEM HATİCE HAVUTCU
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ MÜNEVVER AKSOY
Akdeniz Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Tarımsal Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Ziraat = Agriculture

Özet:
Chlamydomonas reinhardtii moleküler biyolojide model organizma olarak kullanılmaktadır. Bu mikro algin doğal habitatı toprak ve tatlı su ortamlarıdır. Bildiğimiz kadarıyla literatürde C. reinhardtii genomunda metallofosfoesteraz (MPA) ve fitaz olarak anote edilen genlerin transkripsiyonu üzerine yapılan RT-PZR çalışması yoktur. Bu genler ziraat ve biyoteknoloji açısından önemli proteinleri kodlamaktadır. C. reinhardtii toprakta yaşadığı için salgıladığı bu enzimlerle topraktaki bitki besin maddelerinin bitkilere yarayışlı olması üzerine etki gösterebilir. Dolayısıyla model organizma olmasına ilaveten biyogübre olarak da kullanılabileceğini düşünmekteyiz. Yaptığımız çalışmanın amacı Phytozome veritabanında C. reinhardtii genomunda bulunan fosfataz (PHOX, PHOD ve PHO1) ve metallofosfoesteraz (MPA) genlerini tespit ederek olası peptidlerinin domain,  motif, hücre içi lokalizasyon vb. analizlerini biyoinformatik araçlar kullanarak belirlemektir. Buna ilaveten bu genlerin gerçekte aktiviteye sahip olup olmadıklarının ve fosfat eksikliğine toleransda rol alıp almadıklarının daha iyi anlaşılabilmesi için mRNA düzeylerini deneysel olarak RT-PZR ile belirlemek ve bu genlerin fosfat eksikliği altında ekspresyonlarının değişip değişmediğini belirlemektir. RT-PZR sonuçları MPA ve fitaz olarak adlandırılan genlerin bazılarının transkripsiyonunda fosfat açlığı altında artış, bazılarında ise fazla bir değişiklik olmadığını göstermiştir. Bu sonuçların ışığı altında bu enzimlerin biyoteknolojide kullanılabilme olasılıkları tartışılarak gelecekteki uygulamalar için önerilerde bulunulmuştur. Çalışmada bu genler için geliştirdiğimiz primerler ve RT-PCR protokolleri ilerideki çalışmalarda bu genlerin ekspresyon analizleri için de kullanılabilecektir.

Abstract:
C. reinhardtii is used as a model organism in molecular biology. The natural habitat of this microalgae is soil and freshwater environments. To the best of our knowledge, there is no RT-qPCR study on the transcription of C. reinhardtii metallophosphoesterase and phytase genes in the literature. The study we are planning will be the first study to be done on these genes. These genes encode proteins important for agriculture. Since C. reinhardtii lives in the soil, we think that these enzymes will have an effect on the plant nutrients in the soil. Therefore, in addition to being a model organism, this organism can also be used directly as biofertilizer. Our aim in Phytozome is to analyze the predictive peptides of phosphatase (PHOX, PHOD and PHO1) and metallophosphoesterase (MPA) genes in the C. reinhardtii genome by domain, motif, intracellular localization, using bioinformatics. In order to better understand whether these genes are active  and whether they play a role in the tolerance to phosphate deficiency, mRNA levels are analyzed by RT-PCR. RT-PCR analysis showed that some of these genes are upregulated under phosphate deficiency. In light of these results future biotechnological applications are discussed. The primers and RT-PCR protocols we will develop for these genes in the study can be used in future studies for analyzing the expression of these genes.