Ağır metallerin neden olduğu genetik ve epigenetik değişikliklerin moleküler yöntemlerle belirlenmesi
Determination of the genetic and epigenetic effects of heavy metals with molecular methods
Yazar: FİLİZ AYGÜN ERTÜRK
Danışman: PROF. DR. GÜLERAY AĞAR
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2013
Konu: Biyoloji = Biology ; Genetik = Genetics
Dizin: Ağır metaller = Heavy metals ; Genotoksisite = Genotoxicity ; Hormonlar = Hormones

Özet:
Bu çalışmada, Zea mays (L.) tohumlarına artan dozlarda (0, 5, 10, 20, 40 mM) uygulanan çinko sülfat (ZnSO), bakır sülfat (CuSO4), kobalt nitrat (Co(NO3)2), mangan sülfat (MnSO4 ), kurşun sülfat (PbSO4), nikel klorür (NiCl2) ve krom nitrat (CrN3O9)' ın bitki genomunda neden olduğu genetik ve epigenetik değişiklikler mitotik indeks, RAPD (Randomly Amplified Polymorphic DNA), CRED-RA (Coupled Restriction Enzyme Digestion-Random Amplification) ve SDS-PAGE (Sodium Dodecyl Sulfate Polyacrylamide Gel Electrophoresis) teknikleri ile araştırılmıştır. Kontrolle kıyaslandığında kullanılan bütün ağır metallerin doz artışına bağlı olarak mitotik indeksi azalttığı, kromozomal aberasyonlara sebep olduğu gözlenmiştir. RAPD analizlerinde uyguladığımız ağır metallerin doza bağlı olarak bant profillerinde polimorfizm (kaybolma/yeniden oluşma) artışına ve GTS (Genomic Template Stability) oranında azalmaya neden olduğu tespit edilmiştir. Ayrıca bu ağır metallerin DNA hipermetilasyonuna neden olduğu saptanmıştır. Protein analizlerinde protein miktalarının azaldığı fakat diğer parametrelerle mukayese edildiğinde etkilerinin çok fazla olmadığı belirlenmiştir. HPLC (High-Pressure Liquid Chromatography) ile yapılan hormon analizlerinde ise ağır metallerin doza paralel olarak büyümeyi teşvik edici olan giberellik asit (GA), zeatin (ZA), indol asetik asit (IAA) miktarlarını azalttığı, absisik asit (ABA) miktarını ise arttırdığı tespit edilmiştir. Sonuç olarak kullandığımız biyokimyasal ve moleküler markırların eko-genotoksikolojide etkin olarak kullanılabileceği kanısına varılmıştır.

Abstract:
In the current study, the genetic and epigenetic changes in Zea mays (L.) seeds were investigated with the increasing doses (0, 5, 10, 20, 40 mM) of zinc sulfate (ZnSO), copper sulfate (CuSO4), cobalt nitrate (Co(NO3)2), manganese sulfate (MnSO4), lead sulfate (PbSO4), nickel chloride (NiCl2) and chromium nitrate (CrN3O9) by Mitotic Index, RAPD (Randomly Amplified Polymorphic DNA), CRED-RA (Coupled Restriction Enzyme Digestion-Random Amplification) and SDS-PAGE (Sodium Dodecyl Sulfate Polyacrylamide Gel Electrophoresis) analyses. When the results compared to controls, it was observed that all the heavy metals used have decreased the mitotic index and caused chromosomal aberrations in a dose depending manner. In the RAPD analyses, at increasing doses of heavy metals, an increasing of polymorphism (losses of bands /occurring of new bands) and decreasing of GTS (Genomic Template Stability) value were observed. In addition, it was found that heavy metals caused DNA hypermethylation. According to protein analyses, some changes were determined on protein content but these were not too much when compared to other parameters. In the HPLC (High-Pressure Liquid Chromatography) analyses, it was also observed that the tested heavy metals caused a decreasing in the growth-promoting hormones including gibberellic acid (GA), zeatin (ZA) and indole acetic acid (IAA) levels, in contrast to absisic acid (ABA) level. In the conclusion, the biochemical and molecular markers we used can be used as an effective eco-genotoxicology.