İpekböceği Bombyx mori'nin sindirim sisteminde larval-pupal gelişim periyodunun histolojik ve biyokimyasal yöntemlerle araştırılması
The investigation in the digestive system of silkworm Bombyx mori using histological and biochemical methods during larval-pupal development period
Yazar: GÖZDE SELEK
Danışman: PROF. DR. OSMAN PARLAK
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2014
Konu: Biyoloji = Biology

Özet:
Holometabola üst takımında bulunan ipekböceklerinde hayat döngüsü; larva, pupa ve ergin olmak üzere fizyolojik ve morfolojik özellikleri birbirinden tamamen farklı olan üç ayrı safhada gerçekleşmektedir. Bu gelişim safhaları boyunca, belli dönemlerde, programlanmış hücre ölümü yoluyla kaslar, protorasik bez,  barsak ve ipek bezi gibi organlar dejenerasyona uğrar ve ortadan kalkar.
   Apoptotik (Tip 1) ve Otofajik hücre ölümü  (Tip 2) hayvanların gelişimleri boyunca meydana gelen, programlanmış hücre ölümünün en çok dikkat çeken morfolojik iki formudur. Apoptozis için sinyal alındıktan sonra hücrede birçok biyokimyasal (DNA fragmentasyonu, fosfotidilserinin membran dışına çıkması, sitokrom c'nin mitokondri iç membranından sitoplazmaya geçişi, kaspaz 3 gibi proteinlerin aktivasyonu) ve morfolojik değişimler (hücre küçülmesi, kromatin kondensasyonu, apoptotik cisimcik oluşumu) gözlenmektedir. Otofajinin ise, apoptozla birlikte hareket ettiği düşünülen, programlanmış hücre ölümünde ikincil bir rolü vardır. Bu hücre ölüm tipinde gözlenen en karakteristik değişimler, mitokondri gibi sindirilecek olan temel organelleri içeren çift katmanlı zarla çevrili keseciklerin oluşumu ve lizozomal aktivite artışıdır.
Bombyx mori'de gelişim süreçleri içerisindeki farklılaşmalarda endokrin sistem oldukça önemli rol oynamaktadır. Endokrin sistem içerisinde 20 hidroksiekdizon (20E) ve juvenil hormon, birbirine zıt çalışan ve metamorfoz sürecinde meydana gelen birçok değişimden sorumlu olan iki temel hormondur. Ekdisteroidler deri değişiminin zamanlaması ve başlaması gibi birçok metamorfik olayı düzenlemektedirler. Juvenil hormonun ise temel rolü ekdizonun etkisini düzenlemektir. Aynı zamanda böceklerin gelişim, üreme, metamorfoz dahil bütün gelişim olaylarında önemli rol oynamaktadır. 
 Ön, orta ve arka olmak üzere 3 farklı bölümden oluşan ipek böceği sindirim sisteminde, larval-pupal süreçte meydana gelen değişimler ile endokrin koşullar arasındaki bağlantıyı ortaya çıkarmak için farklı dozlarda juvenil hormon analoğu fenoxycarb uygulamaları yapılmıştır.
Amacımız, larval-pupal metamorfoz sırasında, Bombyx mori sindirim sisteminde meydana gelen metamorfik olayların ve bu olaylar üzerine fenoksikarbın etkisinin gösterilmesidir. Histolojik teknikler kullanılarak barsaktaki genel morfolojik değişimler gösterilmiştir. Apoptotik hücre ölümünü belirlemek için TUNEL, otofajik hücre ölümünü belirlemek için Asit Fosfataz analizleri gerçekleştirilmiştir. Aynı zamanda SDS-PAGE yöntemi ile barsağın genel protein profili ortaya koyulmuştur.

Abstract:
Silkworms are holometabolous insects and they pass through complete metamorphosis from egg to adult stage through two intermediate stages of larva and pupa. Some larval organs in Bombyx mori as the muscles, silk glands, gut and prothoracic gland undergo programmed cell death at this metamorphosis.
Apoptotic(type 1) and autophagic cell death(type 2) are the two most prominent morphological forms of programmed cell death that occurs during animal developmental process. When cells are determined to die by apoptosis, they indicate some biochemical (DNA fragmentation, phosphatidylserine translocated to the outer of apoptotic cell membranes, the passage of cytchrome c from the inner membrane to the cytoplasm, proteins such as caspase 3 activation) and morphological (cell shrinkage, chromatine condensation, apoptotic bodies) changes. Autophagy, which seems to act together with apoptosis and has a secondary role in cell death. This type of cell death is characterized by massive degradation of cellular contents, including essential organelles such as mitochondria, by means of intracellular double membrane/vesicle reorganization and lysosomal activity. 
Endocrine system by hormones is quite important in metamorphosis. Two important hormones, ecdysone and juvenile hormone, play important roles during metamorphosis. Ecdysone is secreted by prothorasic gland and cause larval-pupal, pupal-adult metamorphosis. Juvenile hormone has roles in development, reproduction and metamorphosis.
To reveal the changes in the digestive system of silkworm, which is composed of fore, mid and hindgut, during the larval-pupal metamorphosis with the endocrine conditions, we applied different doses of juvenil hormone analogue fenoxycarb.
During the larval-pupal metamorphosis, we aimed to determine the metamorphic events in the digestive system of Bombyx mori and the effects of fenoxycarb on this events. The morphological changes were studied by using histological techniques. We used TUNEL(terminal transferase-mediated dUTP nick end-labeling) assay for determination apoptosis and acid phosphatase activity for autophagic cell death. At the same time, general protein profile of the gut determined using SDS-PAGE method.