Schizosaccharomyces pombe'de ağır metal metabolizması üzerine çalışmalar
Studies on the heavy metal metabolism in schizosaccharomyces pombe
- Tez No: 121081
- Danışmanlar: DOÇ. DR. AYŞEGÜL TOPAL SARIKAYA
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoloji, Biology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2002
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 70
Özet
ÖZET Schizosaccharomyces pombe' de Ağır Metal Metabolizması Üzerine Çalışmalar Ağır metallerin çoğu tüm organizmalar için eser miktarlarda gereklidir, ancak ağır metal iyonlarının ortamda yüksek konsantrasyonlarda bulunması canlılar üzerinde toksik etkiye yol açmaktadır. Birçok canlı türü yüksek miktarda ağır metali bulundukları ortamdan alıp, biriktirme özelliğine sahiptir. Biyolojik materyal kullanılarak ağır metal kirliliğinin arıtımına yönelik araştırmalarda, ağır metal alımını sağlayan mekanizmaların bilinmesi önemlidir. Bu çalışmada, ökaryotik sistemler için ideal bir model organizma olarak kabul edilen, maya grubuna dahil olan S. pombe kullanılarak, ökaryotlardaki ağır metallerle ilgili metabolik süreçlerin aydınlatılması ve biyolojik temizleme (biyoremediasyon) çalışmalarına yönelik yeni ırkların geliştirilmesi amaçlanmıştır. Bu kapsam çerçevesinde nikelin detoksifikasyonunu sağlayan mekanizmalar ve bunları etkileyen bazı ortam faktörleri araştırılmıştır. İlk olarak, histidin amino asidinin nikel metabolizmasındaki rolünü ortaya koymak için yapılan çalışmada, histidin metabolizması kusurlu his3 ırkının yabani ırka göre nikele daha duyarlı olduğu saptanmış, ayrıca yabani ve his3 ırklarının duyarlılığının ortama histidin eklenmesiyle ortadan kalkması bu amino asidin nikele karşı dirençlilikte rol oynadığını göstermiştir. Farklı pH değerlerinde nikel direnci incelendiğinde ise, S. pombe' de nikel toleransının ortam pH'sından etkilendiği, düşük pH'da nikel toleransının azaldığı saptanmıştır. Biyolojik temizleme amaçlı çalışmalara yönelik olarak S. pombe'nin nikel tutma kapasitesi incelendiğinde, mililitresinde 2xl07 hücre bulunan ve 1mM NİSO4 içeren solüsyondan 30 dakikada nikelin % 72 'sinin alındığı saptanmıştır. Hücre içine alman nikelin detoksifıkasyonunun vakuolde birikerek gerçekleştiği ve nikelin S. pombe hücrelerinin ince yapısı üzerine etkileri elektron mikroskobu ile gösterilmiştir. Ayrıca nikelin vakuole taşınmasında rol oynayan vakuole ait H+-ATPaz enziminin 16 kDa' luk alt ünitesini kodlayan genin (vma3) fonksiyonunu incelemek için yapısı, Polimeraz Zincir Reaksiyonu (PCR) yöntemiyle elde edilen ürünlerin transformasyonu yoluyla bozularak vakuole ait H+-ATPaz enzimi bakımından mutant hücreler elde edilmesi amaçlanmıştır. Bu genin yapısının bozulmasının hücre için letal bir etkiye sahip olabileceği düşünülerek diploid hücreler elde edilmiş ve gen yapısını bozma çalışmalarında bu hücreler kullanılmıştır. Transformasyon işleminin ardından haploid rekombinant hücreler elde etmek amacıyla diploid tranformantlardan sporulasyon yapma özelliğine sahip hücreler elde edilerek tetrat analizi yapılmıştır. Elde edilen tetrat analizi bulguları vma3 geninin letal olup olmadığı konusunda kesin bir sonuca varılması için yeterli olmamıştır. Diğer maya türlerinde olduğu gibi CorA Mg2+ sisteminde oluşabilecek mutasyonların nikele dirençte etkili olabileceği düşünülerek, S. pombe' de de Ultraviyole (U.V.) mutagenezi ile 3 mM nikele dirençli ırk elde edilmiştir. Bu ırk nikel ve diğer metallerin tolerans mekanizmaları arasındaki ilişkiyi göstermek amacıyla kullanılmıştır. Mutant ırkın yabani ırka göre nikel ve çinkoya dirençli, kobalt, bakır ve kadmiyuma duyarlı olduğu saptanmıştır. VIII
Özet (Çeviri)
SUMMARY Studies on The Heavy Metal Metabolism in Schizosaccharomyces pombe Most of the heavy metals are essential for all organisms at trace amounts. However, their presence at higher concentrations in the environment can be toxic to the organisms. A variety of species is capable of uptaking and accumulating large amounts of heavy metals from their external environment. It is important to know the mechanisms of uptaking heavy metals in the studies related with the treatment of heavy metal-polluted environment by using biological materials. The aim of this study is to clarify metabolic processes related to heavy metals, and to generate new strains for use in bioremedation, by employing S. pombe, a member of yeasts, being regarded as a model organism for eukaryotic systems. At first place, in order to elucidate the role of histidine on nickel metabolism, his3 strain, defective of histidine metabolism, was shown to be more sensitive to nickel than the wild type. Morever, reserved sensitivity of both wild type and hisS strains through the addition of histidine to the medium confirms the role of this amino acid in resistance to nickel. When we examined nickel resistance in different pH levels, we determined that nickel tolerance was affected by pH of the medium in S. pombe and was reduced at lower pH. With the investigation of nickel uptake capacity to prove the utilization of S. pombe in studies on the removal of heavy metal pollution, we observed that 72% of nickel was removed from the solution containing İmM NİSO4 in 30 minutes. Furthermore, the fact that the detoxification of nickel taken into the cell occurs by sequestering it into the vacuole and that nickel affects ultrastructure of S. pombe cells was exhibited with electronmicroscopy. Additionaly, we aimed at obtaining vacuolar H+-ATPase mutant cells, by using gene disruption through the transformation of Polymerase Chain Reaction (PCR) products to analyze the function of the gene (vma3) encoding 16 kDa subunit of vacuolar H+-ATPase which transports nickel into the vacuole. Taking into account that disruption of vma3 gene may be lethal to the cells, diploid cells were generated and they were used for the studies on gene distruption. After the transformation cells capable of sporulating were selected from diploid transformants and then, tetrad analysis was carried out to obtain haploid recombinant cells. S. pombe nickel-resistant strain was generated with Ultraviolet (U.V.) mutagenesis by considering mutations of CorA Mg+2 system as produced in other yeast species can be effective in nickel resistance. This strain was employed to indicate the relationships between the tolerance mechanisms of nickel and other metals. Relative to the wild type, mutant strain was established to be more resistant to nickel, zinc and to be more sensitive to cobalt, copper and cadmium. IX
Benzer Tezler
- Mathematical modelling of Ni2+ biosorption by schizosaccharomyces pombe using universal sigmoid approach
Evrensel sigmoid yaklaşımı kullanarak schizosaccharomyces pombe tarafından gerçekleştirilen Ni2+ biosorbsiyonunun matematiksel modellemesi
RUMEYSA BÜKCÜ
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
BiyomühendislikMarmara ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET ALP SAYAR
- Mayada polimeraz zincir reaksiyonu (PCR) yoluyla gen yapısının bozulması
Polymerase chain reaction (PCR) mediated gene disruption in yeast
SEDAT ENGİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2001
Biyolojiİstanbul ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AYŞEGÜL TOPAL-SARIKAYA
- Melas katılan ve ağır metal kirliliği içeren atıksularda çeşitli türdeki maya hücrelerinin büyüme kinetiğinin ve hücrelerdeki metal biyobirikiminin irdelenmesi
Investigation of the growth kinetics and heavy metal bioaccumulation of some yeasts growing in molasses added waste waters containing heavy metal ions
ÜNSAL AÇIKEL
Doktora
Türkçe
2003
Kimya MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZÜMRİYE AKSU
- Umbelliferae familyasına ait bazı tıbbi-aromatik bitkilerde kimyasal kompozisyon, kalıntı analizleri ve antimikrobiyel aktivitenin belirlenmesi
Chemical composition, residue and antimicrobial activity analysis in some medicinal plants from Umbelliferae family
SEMA DEMİR
Doktora
Türkçe
2022
Gıda MühendisliğiBursa Uludağ ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MİHRİBAN KORUKLUOĞLU
- Schizosaccharomyces Pombe'de timidilat sentaz geninin izolasyonuna ilişkin çalışmalar
Studies on the isolation of thymidylate synthase gene in schizosaoccharomyces pombe
M. SABA ULUSOY