"Mağara İzolatlarının Polietilen Biyodegredasyon Potansiyellerinin Araştırılması
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: İstanbul Üniversitesi, Fen Fakültesi, Biyoloji Bölümü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2025
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Sena GÜLER
Danışman: Nihal Doğruöz Güngör
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Plastik, 19. yüzyıldaki keşfiyle beraber hayatımızın her alanına yerleşmiş önemli materyallerin ana bileşenidir. Her endüstride kendine yer bulan plastiklerin kullanımı ve atık oranı her geçen gün artış göstermektedir. Kutup bölgelerinde, derin denizler, mağaralar ve uzay boşluğu da dahil olmak üzere her alana plastik atıklar yayılmış durumdadır. Bu durum canlı yaşamını ve sağlığını, toprak, hava ve su temizliğini ciddi derecede tehdit etmektedir. Birçok çeşit plastik türü bulunsa da ambalaj sektörünün yaygınlığı ve bu sektörün ana bileşeni olması nedeniyle polietilen küresel ölçekte en büyük atık ve üretim hacmini oluşturmaktadır. Polietilen atıkların bertarafı için kimyasal ve fiziksel bozunma yolakları olsa da bu yöntemler tam bir bozunma sağlayamamakta veya bozunma süreci ve sonucunda çevreye çok fazla ikincil toksik kirleticiler salınmasına neden olmaktadır. Bu nedenle geri dönüşüm uygulamaları ve biyodegradasyon yolları son dönemde önemli alternatif yollar olarak önem kazanmıştır. Geri dönüşüm uygulamalarının veriminin düşük, kısa ömürlü ve küçük hacimde olması biyodegradasyonu daha avantajlı kılmaktadır. Polietilenin biyodegradasyonu mikroorganizmaların metabolik aktivitesi ile gerçekleşir. Plastik üzerine tutunan mikroorganizmaların biyofilm oluşturması, biyofilm içerisinde ekzoenzimler ve çeşitli sekonder metabolitler salgılaması ve bu bileşiklerin plastik yüzeyde elektrostatik kuvvetleri parçalayarak degradasyonu başlatması ve büyük molekülleri daha küçük moleküllere çevirerek hücre içine alması ile gerçekleşen biyodegradasyon süreci, fiziksel ve kimyasal degradasyona göre toksik ikincil kirleticilere salınmasına olanak vermeyen çevreci bir yaklaşımdır. Bu degradasyon çeşidinde en önemli ajanlar hücre içi ve dışı metabolik aktiviteyi sağlayan enzimlerdir. Ancak inorganik ve oldukça kararlı yapıda olan bu bileşiklerin degradasyonunda tüm mikroorganizmalar aktivite gösterememektedir. Karbon kaynağı olarak çeşitli bileşikleri kullanabilecek metabolik aktiviteye sahip mikroorganizmaların plastik degradasyonu için önemli potansiyel oluşturduğu düşünülmektedir. Bu da besince fakir ve ekstrem şartlara uyumlu metabolik aktivitelere sahip mikroorganizmaları öne çıkarmaktadır. Bu çalışmamızda bu potansiyelin araştırılması için besin, ısı, ışık ve oksijen gibi çoğu etmenden fakir olan mağara ortamlarından izole edilen mikroorganizmaların polietilen biyodegradasyonundaki yeteneklerinin incelenmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla Türkiye'de bulunan Yarık Düdeni, Dupnisa ve Morca Mağaralarının çeşitli yüzey ve toprak örneklerinden izole edilen suşların degradasyon yeteneklerine bakılmıştır. Bunun için rastgele seçilmiş 30 suştan; PE degradasyonunda etkinlik gösterdiği bilinen alkan monooksijenaz gen bölgesine, lignolitik ve lipolitik enzim aktivitelerine göre 14 tanesi seçilmiştir. Seçilen bu suşların degradasyon yeteneklerinin analizi için iki tür PE (HDPE ve LDPE) ile 60 ve 120 günlük inkübasyon süreleriyle degradasyon deney düzeneği kurulmuştur. Ayrıca foto-oksidasyon ve termal oksidasyonun degradasyon üzerine etkisin incelenmesi için plastik kuponlar UV ön işlem, sıcaklık ön işlem, UV+sıcaklık ön işlem ve ön işlem görmemiş grup olarak sınıflandırılmıştır. Bu deneyin sonucunda kuponların ağırlık değişim yüzdeleri, degradasyon hızları, degradasyon sabitleri ve degradasyon ömürleri hesaplanmış ve biyoistatistik analiz ile degradasyonda anlamlı fark veren suşlar saptanmıştır. HDPE degradasyonunda yalnızca SG-9 (Pseudomonas putida) suşu anlamlı bir degradasyon sağlarken LDPE kuponlarında SG-8 (Bacillus pumilus), SG-10 (Micrococcus yunnanensis) ve SG-13 (Bacillus mycoides) anlamlı (p<0,05) bir degradasyon sağlamıştır. Bu suşların degradasyon yetenekleri ağırlık değişim yüzdeleri ve FTIR analizi ile doğrulanmıştır. Çalışmamızın sonucu; LDPE'nin biyodegrasyonunda foto-oksidasyon ve termal-oksidasyonun avantaj sağlarken HDPE'de bu oksidasyonların avantaj sağlamadığını ve mağara ortamlarından izole edilen suşların plastik biyodegradasyonunda potansiyel taşıdığını göstermektedir.