Ekstremofil Biyolojisi ve Biyosensörler•Cilt 13, Sayı 2•16 Ağustos 2025•15 dk okuma süresi

İyonlaştırıcı Radyasyon Stresi Altındaki Deinococcus İzolatlarında DNA Çift Zincir Kırığı Onarım Mekanizmaları

15 kGy Gama Işıması Sonrası Parçalanmış Genomun Yeniden Bütünleştirilmesi

Doç. Dr. Neslihan AksoyBoğaziçi Üniversitesi Moleküler Biyoloji ve Genetik Bölümü

DOI:https://doi.org/10.5582/yorunge.2025.13.2.12

Floresan mikroskobu altında parlayan bakteri kromatin yumakları ve DNA onarım odakları

Gama ışınlaması sonrası hücre içi RecA protein filamentlerinin floresan etiketli izlenmesi. (Fotoğraf: Boğaziçi Radyobiyoloji Laboratuvarı)

Özet (Abstract)

İyonlaştırıcı radyasyon, suyun radyolizi sonucu hidroksil radikalleri üreterek hücresel DNA omurgasında yüzlerce çift zincir kırığına (DSB) neden olur. Çoğu canlı hücrede birkaç kırık dahi ölümcülken, Deinococcus türleri binlerce kırığı dakikalar içerisinde hatasız birleştirebilmektedir. Bu makale, Anadolu kurak topraklarından izole edilen Deinococcus anatolica suşunda RecA bağımlı homolog rekombinasyon ve genişletilmiş sentez bağımlı iplik tavlama (ESDSA) yolaklarının transkripsiyonel kinetiğini aydınlatmaktadır.

Öne Çıkan Bulgular ve Kuramsal Çıkarımlar

•Deinococcus anatolica suşu 15 kGy radyasyon dozunda %88 canlılık oranını korumuştur.
•Parçalanmış kromozom 4 saat içerisinde mutasyonsuz olarak tam boyuta ulaşmıştır.
•Mangan kompleksi bazlı küçük moleküller uzay radyasyonundan koruyucu terapötik modeller için temel teşkil edebilir.

Genom Parçalanması ve ESDSA Süreci

15 kGy dozunda gama radyasyonu, bakteri hücresi başına yaklaşık 1.500 DNA çift zincir kırığı oluşturur. Deinococcus bu durumda genomik parçacıkları örtüşen bölgelerinden bularak iplik uzatması yapar ve ardından çapraz krossing-over mekanizmasıyla dairesel kromozomu yeniden inşa eder.

Hücrenin bu olağanüstü başarısının ardında yalnızca DNA onarım enzimleri değil, aynı zamanda proteinlerini serbest radikal hasarından koruyan yüksek mangan/demir iyon oranı yer alır.

Transkripsiyonel Kinetik ve Protein Koruma

Western blot ve RNA-Seq analizleri, ışınlamanın hemen ardından antioksidan enzim genlerinin 8 kat, RecA ve DdrA proteinlerinin ise 14 kat arttığını ortaya koymuştur.

Kaynakça ve Referanslar

Aksoy, N. (2024). Genomic reassembly kinetics in radioresistant extremophiles. Nucleic Acids Research, 52, 7780-7794.[DOI]

Anahtar Kelimeler:Radyasyon DirenciDNA OnarımıDeinococcusGama IşımasıAntioksidan Savunma

Aynı Disiplindeki Diğer Araştırmalar

Ekstremofil Biyolojisi ve BiyosensörlerCilt 14/1

Tuz Gölü Havzası Halofilik Bakteri Suşlarından Termostabil Polimeraz İzolasyonu

Doç. Dr. Neslihan Aksoy

Aşırı tuzlu ortamlarda (halofilik koşullar) evrimleşmiş mikroorganizmalar, hücresel proteinlerinin çökelmesini önlemek amacıyla yüksek oranda asidik amino asit kalıntıları içeren benzersiz yüzey şarj dağılımlarına sahiptir. Bu araştırmada, Tuz Gölü’nün güney kıyılarından toplanan tuz kabuklarından izole edilen Halorubrum sp. suşundan elde edilen yeni bir DNA polimeraz enziminin biyokimyasal kinetiği karakterize edilmiştir. Enzim, 4 M NaCl ve 85°C sıcaklıkta dahi %74 polimerizasyon verimini korumaktadır.

14 dk

111120

Ekstremofil Biyolojisi ve BiyosensörlerCilt 13/4

Marmara Denizi Çökellerinden İzole Edilen Mikrobiyal Biyokatalizörlerle PET Bozunma Kinetiği

Dr. Canan Erbilgiç

Denizel ekosistemlerde biriken mikroplastik partiküller, besin zincirinin en alt basamaklarına kadar sızarak kalıcı bir çevresel kriz yaratmaktadır. Bu çalışmada, Marmara Denizi’nin Çınarcık Çukurluğu’ndan 1.200 metre derinlik sedimentinden izole edilen soğuk-seven (psikrotolerant) bir Pseudomonas suşundan saflaştırılan modifiye PETaz enzimi incelenmiştir. Enzim kokteyli, 22°C oda sıcaklığında 72 saat içerisinde amorf PET filmlerinin ağırlığını %43 oranında azaltarak tereftalik asit (TPA) ve etilen glikole dönüştürmüştür.

15 dk

151350

Ekstremofil Biyolojisi ve BiyosensörlerCilt 13/1

Hasarlı Kortikal Dokuların Onarımı İçin İpek Fibroini Destekli İletken Polimer Hidrojeller

Dr. Yaman Sarpel, Dr. Canan Erbilgiç

Travmatik beyin hasarları ve omurilik yaralanmalarında akson iletim hatlarının kopması, merkezi sinir sisteminin sınırlı rejenerasyon kapasitesi nedeniyle kalıcı felçlere yol açmaktadır. Bu çalışmada, Bursa ipekböceği kozalarından saflaştırılan biyouyumlu ipek fibroini ile iletken polimer poli(3,4-etilendioksitiyofen) (PEDOT:PSS) harmanlanarak 3 boyutlu biyo-yazıcı ile nöral doku iskeleleri üretilmiştir. Primer kortikal nöron kültürlerinde iskelenin elektriksel iletkenliği (12 S/m), aksiyon potansiyeli yayılımını ve aksonal dallanmayı %72 oranında hızlandırmıştır.

18 dk

231720