Fusarium graminearum'un mitokondrisinde bulunan cox3'ün karakterizasyonu


Creative Commons License

Gazdağlı A., ALBAYRAK G.

Ulusal Moleküler biyoloji ve Biyoteknoloji Kongresi, Afyon, Turkey, 21 - 24 August 2015, pp.69

  • Publication Type: Conference Paper / Full Text
  • City: Afyon
  • Country: Turkey
  • Page Numbers: pp.69

Abstract

Cyctochrome c oxidase (complex IV) is a large mitochondrial transmembrane protein and last electron acceptor in ETS. Enzyme is responsible for transferring electrons that are consisted of oxidation to molecular oxygen. In heteromultimeric enzyme, COIII subunit is product of cox3 gene, is one of the member of shared in common with bacteria. The functions of other two subunit could not have been clarified yet. In this study characterization of cox3 gene was carried out in plant pathogen Fusarium graminearum. For this aim, on 45 isolates, which was illustrated from Turkey and Iran, identified morphologically and genetically traits, mitochondrial DNA was isolated. Cox3 gene region was amplified with specific primer pairs, was designed by using bioinformatics tools, via polymerase chain reaction (PCR). 527 base pairs PCR products was obtained from 39 isolates. PCR products was purified and then nucleotide chain was determined based on Sanger method. Nucleotide chains was aligned via CLUSTALW. Relations among isolates was determined with BLASTN analyse. Changes on open reading frame because of nucleotide changes in gene was determined with ORF FINDER. In 26 isolates, it was designation that ORF (135-372 bp) of cox3 gene possessed different sizes of genetic code (37-123 amino acid) for polypeptide synthesis. It was shown that, single nucleotide polymorphisms and deletions of cox3 gene was prevalent variotions and caused synthesis of different polypeptides because of frame shift mutations. Obtained findings contribute to determine divergence within species and phylogenetics relationships among individuals. This study has importance in respect to characterization of cox3 gene on F. graminearum for the first time and give information about population structure. Further analysis are going to important to reveal if this changes caused to synthesize polymorphic protein with different functions or accumulate nonfunctional products.

Sitokrom c oksidaz (kompleks IV) mitokondride bulunan büyük bir transmembran proteinidir ve ETZ’ndeki son elektron alıcısıdır. Enzim ETZ’nde oksidasyonla açığa çıkan elektronların moleküler oksijene aktarılmasından sorumludur. Heteromultimerik enzimde bakterilerle paylaşılan üç alt birimden biri cox3 geninin ürünü olan COIII alt birimidir. Diğer iki alt birimden farklı olarak işlevi henüz tam olarak aydınlatılmamıştır. Bu çalışmada cox3 geninin karakterizasyonu bitki patojenlerinden Fusarium graminearum’da gerçekleştirildi. Bu amaçla Türkiye ve İran’dan örneklenmiş, morfolojik ve genetik özelliklerine göre tanımlanmış 45 adet izolatın mitokondri DNA’sı izole edildi. Biyoinformatik araçlar kullanılarak tasarlanan özgün primer çifti ile cox3 gen bölgesi polimeraz zincir reaksiyonu (PZR) ile çoğaltıldı. 527 bç’lik çoğaltım ürünü 39 izolattan elde edildi. Çoğaltım ürünleri saflaştırıldıktan sonra nükleotid dizi bilgisi Sanger yöntemi ile belirlendi. Nukleotid dizilimleri CLUSTALW programı kullanılarak hizalandı. İzolatlar arasındaki ilişki BLASTN analizi ile belirlendi. Gen üzerindeki nükleotid değişimlerinin okunma çerçevesinde neden olduğu değişimler ORF FINDER programı ile belirlendi. 26 izolatta cox3 geninin ORF’sinin (135-372 bç) farklı boyutta (37-123 amino asit) polipeptid zincir sentezi için şifre taşıdığı belirlendi. Tek nükleotid polimorfizmleri ve delesyonların cox3 genindeki yaygın varyasyonlar olduğu ve çerçeve kaymasına yol açarak farklı polipeptidlerin sentezine neden olduğu gösterildi. Elde edilen bulgular tür içinde divergensin ve bireyler arasındaki filogenetik ilişkinin belirlenmesine katkı sağladı. Çalışma F. graminearum’da ilk defa cox3 geninin karakterizasyonunun yapılması ve populasyon yapısı hakkında bilgi sağlaması bakımından büyük önem taşımaktadır. Yapılacak ileri analizler bu değişimlerin farklı işlevli polimorfik protein alt birimlerinin sentezlenmesine mi ya da işlevsel olmayan ürünlerin birikimine mi yol açacağını ortaya koyması bakımından da önemli olacaktır.