Köpek gulo geninin promotor bölgesindeki polimorfizmler ve promotor aktivitesine etkilerinin araştırılması

Abstract

C vitamini diğer adıyla L-askorbik asit memelilerin sağlığında önemli rolleri olan bir vitamindir. C vitamini sentezinde görevli olan bir enzim, GULO olarak adlandırılan bir gen tarafından kodlanır. İnsan, insansı primatlar, bazı meyve yarasaları, kemikli balıklar, ötücü kuşlar (Passeriformes takımı) ve kobaylarda GULO geni pseudogene dönüştüğünden fonksiyonelliğini yitirmiş olup köpek de dahil diğer tüm memelilerde aktiftir.Yapılan çalışmanın amacı köpek GULO geninin promotor bölgesindeki polimorfizm ve promotor motiflerini saptayıp bu polimorfizmlerin gen aktivitesine etkisini ortaya koymaktır. Bu amaçla 50 adet sokak köpeğinden toplanan kanlardan genomik DNA'ları izole edilmiştir. GULO geni promotor bölgesi için tasarlanan primerlerle bu bölge PZR yöntemi ile çoğaltılıp ardından sekanslanmıştır. Mega 7 programı ile elde edilen sekanslar hizalanarak ilgili polimorfizmler ortaya konmuş ve çoğaltılan bölge içerisinde promotor motifleri de aranmıştır. Promotor bölgedeki polimorfizmlerin araştırılmasına ek olarak, 10 köpekte GULO geni ekson-intron bağlantı bölgelerinin (intron 1 ve 3'ün ekson 2 ile birleşim bölgeleri) splaysing motifleri ve bağlantı bölgelerindeki polimorfizmler de saptanmıştır. Yapılan analizler sonucunda GULO geni promotor bölgesinde 9 farklı pozisyonda polimorfizm ve 10 tane de promotor motifi; ekson-intron bağlantı bölgelerinde ise 3 adet splaysing motifi ve 6 adet tek nükleotit polimorfizmi saptanmıştır.Promotor bölgede saptanan polimorfizmlerden bir tanesinin, birbiriyle çakışan iki promotor motifinin ortak nükleotitlerinin birinde yer aldığı görülmüştür. Bu motiflerdeki olası bir nükleotit değişimi, motiflere özgül olarak bağlanan -transkripsiyon faktörleri ve RNA Pol II gibi- düzenleyici faktörlerin bağlanmasını etkileyebileceğinden, transkripsiyon sürecini etkileyebilir. Yine aynı şekilde promotor bölgede bulunan ancak motiflerin içerisinde yer almayan tek nükleotit polimorfizmlerinin de transkripsiyon seviyesini etkilemesi olasıdır.Ekzon-intron bağlantı bölgesinde saptanan altı polimorfizmden ikisinin splaysing motifleri üzerinde yer almasından ötürü, GULO geni mRNA'sının splaysing mekanizması etkilenebilir.

L-ascorbic acid, originally called Vitamin C, is an important vitamin for the health of mammals. The enzyme that catalyzes the terminal step in the biosynthesis of vitamin C is encoded by a gene called GULO. While GULO gene has become a pseudogene in humans, hominoid primates, bony fishes, perching birds (passeriformes order), guinea-pigs and some of the fruit bats, it is still functional in all other mammals including dogs.The aim of the study is to detect the polymorphisms and promoter motifs in promoter region of the GULO gene in dogs and prove the effect of these polymorphisms on gene activity. For this purpose, genomic DNAs were isolated from blood samples collected from 50 pariah dogs. This region was amplified by the PCR method with the primers designed and sequenced for the GULO gene promoter region.Polymorphisms have been detected on the sequences that were aligned by Mega7 software and promoter motifs have also been searched within the amplified region. In addition to the investigation of polymorphisms in promoter regions, the splicing motifs of exon-intron junction region (intron 1 and 3 are joined with exon 2) of GULO gene and polymorphisms in this region were determined in 10 dogs.Upon analysis of results, polymorphism in 9 different positions and 10 promoter motifs in the promoter region were detected. Furthermore, 3 splicing motifs and 6 single nucleotide polymorphisms were detected in exon-intron junction region of GULO gene.One of the polymorphisms detected in the promoter region has been found to be located on the common nucleotides of two overlapping promoter motifs. A potential nucleotide change in these motifs may affect the transcription process, as it may affect the binding of motif-specific regulatory elements such as transcription factors and RNA Pol II. Similarly, single nucleotide polymorphisms which are found in promoter region but not in motifs may also effect the transcription level.Since two of the six detected polymorphisms in the exon-intron junction region are located on splicing motifs, the splicing mechanism of the mRNA of GULO gene may be affected.