Anterastes ( Orthoptera, Tettigoniidae ) türlerinde  ITS2  sekonder yapısı: Tür karakterizasyonu, barkod potansiyeli ve filogenetik kullanımı
The secondary structure of ITS2  in Anterastes ( Orthoptera, Tettigoniidae ) species: It's utility in species characterisation, barcoding and phylogeny
Yazar: ONUR ULUAR
Danışman: PROF. DR. BATTAL ÇIPLAK
Akdeniz Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Biyoloji = Biology ; Genetik = Genetics ; Zooloji = Zoology

Özet:
Biyoçeşitliliği tanımlama araçları zaman içerisinde değişmiştir. Hem objektif bir veri kaynağı olması hem de bilgisayar ortamına uygunluğu nedeniyle DNA dizileri günümüzde en çok kullanılan araçlardan biridir. ITS2 transkriptleri birçok canlı grubunda türleri tanımlamada bir barkod belirteci olarak kullanılmaktadır. Ancak, hayvan gruplarındaki kullanışlılığı test edilmeyi beklemektedir. Bu çalışmada temsilci bir grup olarak Anterastes (Orthoptera, Tettigoniidae, Tettigoniinae) türlerinde ITS2 geni transkriptlerinin primer dizi ve sekonder yapısının türleri karakterize etme, barkodlama ve filogenetik ilişkilerini tanımlamadaki kullanışlılığı araştırılmıştır. 
Anterastes cinsine ait tüm türleri temsilen 142 örneğin ITS2 DNA dizileri kullanılarak bir veri matrisi oluşturulmuştur. Veri matrisinde 57 farklı haplotip belirlenmiştir. Yalancı gen kontrolü yapıldıktan sonra ITS2 geninin 267-278 baz uzunluğuna sahip oldukları belirlenmiştir. ITS2 lineer dizileri %60,58 GC oranı ile Animalia ortalamasının üzerinde bir değere sahiptir. Uygun paket programlarla hem haplotiplerden edinilen transkriptlerin sekonder yapıları belirlenmiş hem de lineer transkript dizisi ve sekonder yapıdan edinilen matrislere filogenetik analizler uygulanmıştır. Her iki filogenetik analiz çok düşük çözünürlüklü ağaçlarla sonuçlanmıştır. Bu haplotiplerden üretilen ITS2 sekonder yapıları Heliks I, Heliks IA, Heliks II, Heliks IIA ve Heliks III'ten oluşmaktadır ve tüm heliksler korunmuş dizilere sahiptir. Farklı olarak A. disparalatus ve A. serbicus türleri ayrıca Heliks IV'e de sahiptir. Çalışılan haplotiplerde telafi edici baz değişimi saptanmamıştır.
Bu veriler ışığında şu saptamalar yapılmıştır. (i) Anterastes ITS2 geni bilinen diğer tek orthopter olan Poecilimon türlerindekinden daha uzun ancak Animalia ortalamasının altında bir uzunluğa sahiptir. (ii) ITS2 geni GC oranı Animalia ortalamasının üzerindedir. (iii) ITS2 sekonder yapıları diğer ökaryotlar için tanımlanandan sapan bir yapı göstermektedir. Heliks II ve Heliks III arasında var olan Heliks IIA varlığı Orthoptera içerisinde ve Heliks IA varlığı tüm ökaryotlar için ilk defa saptanmıştır. (iv) Her bir heliks oldukça korunmuştur ve haplotipler arası varyasyon heliks dışı bölgelerde yer alır, (v) ITS2 lineer dizilerinin filogenetik bilgi vericiliği sınırlıdır ve sekonder yapı bunu arttırmamıştır ve (vi) Anterastes ITS2 dizilerinde telafi edici baz değişimi saptanmamıştır ve buna paralel olarak barkod olarak kullanma potansiyeli sınırlıdır.

Abstract:
The tools to define biodiversity have changed through time. DNA sequences are widely used to define biodiversity because of providing objective data and becoming suitable for computerisation. The ITS2 transcripts are using as species barcode markers in many lineages. Altough, its potential as a barcode marker for animals waits to be tested. The aim of present study is characterization of ITS2 and to examine the utility of barcoding species and resolving phylogenetic relationships in the genus Anterates (Orthoptera, Tettigoniidae, Tettigoniinae)
A data matrix was established from 142 ITS2 samples representing all species in Anterastes. In total 57 unique haplotypes were detected from these 142 sequences. After checking for the pseudo genes the final length of the ITS2 sequences in the matrix was 267-268 base. The average GC content was %60, 58. The secondary structure of the transcripts were constructed using the appropriate softwares. Then both the matrices of linear sequences and secondary structures were subjected to phylogenetic analyses. Both data sets resulted in poorly resolved phylogenetic trees. The secondary structures produced by softwares contains the Helix I, Helix IA, Helix II, Helix IIA ve Helix III each with highly conserved sequences. Additionally, a forth helix was determined in the haplotypes from A. disparalatus ve A. serbicus. No compensatory base changes were determined in any of the haplotypes.  
The following conclusions were arrived in the light of results: (i) The length of ITS2 sequences in Anterastes is below the average in other animals but higher than that of Poecilimon, the only known other Orthoptera, (ii) the GC content in Anterastes ITS2 sequences is over the content in other animals, (iii) The secondary structure of ITS2 sequences has some departures from other eukaryotes. The presence of Helix IA between Helix I and Helix II is unique among eukaryotes and that of Helix IIA between Helix II and Helix III is unique among Orthoptera, (iv) each helix is highly conserved and variations are in the regions outside helices, (v) the linear sequences of ITS2 are phylogenetically uninformative and the secondary structures have not provided additional phylogenetic information in Anterastes, and (vi) No compensatory base changes were determined and so the ITS2 marker has low potential for barcoding.