Kabarla çilek çeşidinden katalaz ve süperoksit dismutaz genlerinin izole edilmesi ve karakterizasyonu

Abstract

ÖZETYüksek Lisans TeziKABARLA ÇİLEK ÇEŞİDİNDEN KATALAZ VE SÜPEROKSİT DİSMUTAZ GENLERİNİN İZOLE EDİLMESİ VE KARAKTERİZASYONUSongül CARUSIsparta Uygulamalı Bilimler ÜniversitesiLisansüstü Eğitim EnstitüsüTarımsal Biyoteknoloji Anabilim DalıDanışman: Prof. Dr. Yaşar KARAKURTBitkiler olumsuz çevre şartlarına maruz kaldıklarında gelişmeleri olumsuz etkilenir ve bu duruma stres denir. Bitkilerde iki tür stres ortamı vardır; Abiyotik ve biyotik stresler. Bitkiler olumsuz etkileri azaltmak veya engellemek amacıyla moleküler savunma mekanizmalarına sahiptirler. Reaktif Oksijen Türleri (ROS) hücre içi maddeler ve hücre zarı ile etkileşime girerek bitkilere zarar vermektedir. ROS'lar ile mücadele etmek ve ROS'ları uzaklaştırmak için en etkili enzimler CAT ve SOD enzimleridir. Katalaz enzimi redoks reaksiyonunu teşvik eden en etkili protein katalistlerinden birisidir. Katalaz mitokondri ve peroksizomda lokalize olan, kloroplastta bulunmayan, H2O2'yi suya ve oksijene dönüştürerek ortamı temizleyen antioksidan bir enzimdir. Süperoksit Dismutaz reaktif oksijen türlerine karşı ilk savun-ma hattını oluşturan olağanüstü katalitik etkinlikte çalışan metalloproteindir. İnsanlarda SOD'un üç formu bulunur. Bunlardan bakır (Cu) ve çinko (Zn) içeren süperoksit dismutaz (Cu/Zn SOD) sitozolde, manganez (Mn) içeren süperoksit dismutaz (Mn SOD) mitokondride ve ekstrasellüler süperoksit dismutaz (EC SOD) hücre dışı sıvılarda bulunur.Bitkilerde stresle başa çıkmak için son derece önemli olan bu enzimlerin sekans bilgileri çilek dahil olmak üzere birçok bitkide araştırılmamıştır. Bu çalışmada Kabarla çilek çeşidinden CAT ve SOD antioksidan enzim genleri izole edilerek sekans bilgileri elde edilmiş ve karakterizasyonları yapılmıştır. Bunun için dejenere primerler dizayn edilerek PCR ile kısmi cDNA'lar çoğaltılmış ve tam uzunlukta nükleotidler elde edebilmek için de 3' ve 5' RACE analizi yapılmıştır.Sekans sonuçlarına göre CAT ve SOD genleri sırası ile 496 ve 317 amino asitten oluşan açık okuma çerçevesine sahip oldukları saptanmıştır. Ayrıca izole edilen CAT geni Solanum Lycopersicum, Prunus persica ile SOD geni Prunus persica geni ile yüksek oranda benzerlik göstermiştir. Moleküler düzeyde karakterize edilen bu genler gerek diğer türlerde benzer genlerin karakterizasyonu için gerekse de stres koşullarına karşı dayanıklı çilek çeşitlerinin geliştirilmesi için kullanılabilirAnahtar Kelimeler: Kabarla, antioksidan, katalaz, Süperoksit Dismutaz2019, 50 sayfa

ABSTRACTM.Sc. ThesisISOLATION AND CHARACTERIZATION OF CATALASE AND SUPEROXİDE DİSMUTASE IN CABARLA STRAWBERRY VARIETYSongül CARUSIsparta University of Applied SciencesGraduate School of Natural and Applied SciencesDepartment of Agricultural BiotechnologySupervisor: Prof. Dr. Yaşar KARAKURTWhen exposed to the unsuitable environmental conditions the development of plants are affected negatively and this situation is called stress. There are two stress conditions for plants which are abiotic and biotic stresses. In order to decrease or prevent the negatif effects of the stress, plants have defence mechanisms. Under stres conditions ROSes interact with cell membran and the materials within the cell and thus negatively affect plant development. CAT and SOD are the most effective enzymes for combating and removing the ROSes. The catalase enzyme is one of the most effective protein catalysts encouraging the redox reactions. Catalase is an antioxidant enzyme localized in mitocondry and peroxisome, not available in chloroplast and cleaning the media from ROSes by converting the H2O2 to water and oxygen. Superoxide dismutase is a metalloprotein with an exceptional catalytic activity forming the first line of defence against the reactive oxygen species.The gene sequences of these enzymes that are very important for the defence against stres conditions have not been determined in many plants including strawberry. In this study, the genes encoding CAT and SOD antioxidant enzymes have been isolated, sequenced and characterized in Kabarla strawberry variety. For this purpose, degenerate primers have been designed and used in PCR reactions in order to obtain the partial cDNA sequences and then 3' and 5' RACE analyses have been conducted in order to obtain their full length sequences.According to the sequence results, CAT and SOD genes contained open reading frames encoding 496 and 317 amino acids respectively. The isolated CAT gene showed high level of similarity to the Solanum Lycopersicum and Prunus persica genes and the isolated SOD gene demonstrated high similarity to the Prunus persica SOD gene. These molecularly characterized genes could either be used for the characterization of similar genes in other plant species or for the development of new strawberry cultivars more resistant to the stres conditions.Keywords: Kabarla, antioxidant, catalese, süperokside dismutase.2019, 50 page