Bombus terrestris (Hymenoptera: Apocrita: Apidae) türünde globin geni üzerine biyoinformatik araştırmalar
Bioinformatic researches on globin gene in bombus terrestris (Hymenoptera: Apocrita: Apidae)
Yazar: HABEŞ BİLAL AYDEMİR
Danışman: YRD. DOÇ. ERTAN MAHİR KORKMAZ
Cumhuriyet Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Biyoloji = Biology ; Genetik = Genetics

Özet:
Böcekler her ekosistemde hayatta kalmayı başarmış bir canlı grubudur.Böceklerin deniz seviyesinin birkaç bin metre altından birkaç bin metre yükseğine kadar yaşayabiliyor olmaları oksijen taşınmasında ve/veya depolanmasında görevli bir globin proteinin varlığını düşündürmektedir.Bazı böcek takımlarında yapılan globin geni karakterizasyonu ve genin ifade profili çalışmaları fonksiyonel olarak globin geninin solunum, termoregülasyon, oksijen depolama ve zararlı oksijen türevi bileşiklerin detoksifikasyonu gibi mekanizmalarda rol aldığını göstermiştir. 
Ekolojik ve ekonomik açıdan önemli olan Bombus terrestris (Hymenoptera: Apidae: Bombinae), yüksek ve düşük rakımlı habitatlarda geniş bir yayılış gösteren bir türdür. Yükselti ve sıcaklık açısından farklı lokalitelerde yaşayabilmekte ve iyi uçucu olmaları Bombus türünde oksijen depolama mekanizmalarının olabileceğine işaret etmektedir.
Bu çalışmada RNA ve DNA tabanlı analizler sonucunda B. terrestris' te fonksiyonel olarak bulunan ifade edilen bir globin geninin varlığı öngörülmüştür. B. terrestris globin geninin açık okuma çerçevesi, amino asit dizisi, 5` ve 3` RACE Sistem ile genin 5`ve 3` ucundaki kodlama yapmayan olası kontrol bölgeleri, transkriptin olası sekonder ve üçüncül yapılarının tahminleri ile gen karakterizasyon çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Ekspresyon profillerine bakılarak abdomen(ct=32,72), malpigi tüpü (ct=33,28), testislerde (ct=35,88) ifade edildiği ve olası işlevi hakkında bulgular elde edilmiştir. Veri tabanlarındaki mevcut globin dizileriyle karşılaştırmaları yapılarak nükleotid ve amino asit dizileri üzerinden karakterizasyon çalışmaları tamamlanmıştır. Bütün analizler sonucunda sitoplazmada lokalize olan Protoporfirin IX halkaya sahip bir globin protein olabileceği ve B.terrestris türünün malpigi tüpü, testis gibi dokularda oksijen depolanmasında görev alan sitozolik bir protein olabileceği öngörülmüştür.

Abstract:
Insects are a group, which can manage to survive at almost all ecosystems. Researchers head towards a possible functional globin gene due to their surviving capacity from a few thousand meters below to a few thousand meters above sea level. The molecular characterization studies in some insect orders has shown that the globin gene serves for thermoregulation system as well as the transport and storage of O2. Bombus terrestris (Hymenoptera: Apidae: Bombinae), which is an economically and ecologically important species, exhibits a wide range distribution from low to high altitudes. Its strong-flying capacity and different habitat preferences indicate that alternative oxygen storage mechanisms would be in this species.
Here, a putatively functional globin gene in the B. terrestris are investigated by using some approaches based on DNA and RNA. We characterized open reading frame and amino acid sequence of the gene using nucleotide information, putatively noncoding control regions at each edge of gene by applying RACE system and secondary as well as tertiary structures of the transcript by using involved bioinformatics approaches. We also observed differences at expression profiles of the globin gene in Malpighi tubes (ct= 33.28), abdomen (ct= 32.72) and testicles (ct= 35.88) of the species. The gene was also characterized comparing with the published insect globin genes utilizing the nucleotide and amino acid sequence information. All analysis indicate that this protein has Protoporphyrin IX-containing haemoglobin and is predicted to localize in the cytoplasm due to no signal peptide for transmembrane transport.