Geri Dön

In silico analyses of gene families involved in xyloglucan synthesis in barley (Hordeum vulgare L.)

Arpada (Hordeum vulgare L.) ksiloglukan sentezinde rol alan gen aileleri üzerine in siliko çalışmalar

PDF İndir

  1. Tez No: 727837
  2. Yazar: VEDAT CENK GÜLER
  3. Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ ANDREW JOHN HARVEY
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Biyoteknoloji, Biotechnology
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2022
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Yeditepe Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 109

Özet

Arpa, antik zamanlardan beri her dönemde ekilip biçilen en önemli bitkilerden bir tahıldır. Günümüzde en çok üretilen ekinlerde beşinci sırada yer almaktadır. Ekonomik öneminden ötürü, arpa birçok çalışmada ve bilmsel araştırmada tetkik edilmiş ve araştırma konusu olmuştur. Ksiloglukan (XyG) arpa hücre duvarlarının önemli bir bileşeni olup, hücre büyümesi sürecinde de yer almaktadır. XyG omurgası selüloz sentaz-benzer C enzimleri tarafından sentezlenirken, ksiloglukan ksilosil transferaz (XXT) tarafından gerçekleştrilen ksilosil eklenmesi en çok görülen yan zincir yapısıdır. Ksiloglukan galaktosil transferaz (XGT), ksiloglukan o-asetil transferaz (O-AcT), ve fukosil transferaz (FUT) gibi enzimlerin katalitik aktiviteleriyle birçok farklı yan zincir örüntüleri ksiloglukan yapısında gözlenebilir. Bugüne kadar, hiçbir bitkide ksiloglukan sentezinde görev alan genleri sistematik olarak inceleyen bir çalışma literatürde bulunmamaktadır. Bu çalışma, arpada farklı XyG sentezine dahil olan farklı gen ailelerinin in siliko analizini amaçlamıştır. Arpada birçok farklı polisakkarit mevcut olmasından dolayı, ikincil hedef olarak XyG sentezinde görev alan en olası aday genleri belirlemek amacıyla bu genlerin ortak ifade paternlerinin belirlenmesi olmuştur. Bu çalışmada CSLC, XXT, XGT, O-Act ve FUT gen grupları üzerinde çalışılmıştır. Protein dizi karşılaştırmaları ve filogenetik ağaçlar her grup arasındaki yakınlık seviyesini belirlemede kullanılmıştır. Bunun yanı sıra, halka açık bir RNA sekans verisinden FPKM değerleri hesaplanarak ekspresyon seviyeleri araştırılmıştır. Değerler Pearson Korelasyonuna dayanarak incelenip, her bir gen için ortak ekspresyon seviyeleri bulunmuştur. Ksiloglukan yapısının CSLC enzimlerinin ksiloglukan yapısına ötürü, analiz bu genlerin ortak ekspresyonuna odaklanılmıştır. HvCSLC3 geni ve birçok farklı XXT, XGT, O-AcT, ve şaşırtıcı bir biçimde, birkaç FUT ile görece en yüksek korelasyon değerlerini göstermiştir. Çalışılan genler arasında 4-6 haftalık arpa bitkilerinden alınan dokulardan en yüksek FPKM değerleri elde edilmiştir ve bu zaman aralığında ksiloglukana olan ihtiyaç arpada artmış olabilir. Bu çalışma, ileride arpadaki XyG biyosentezi üzerine yapılacak araştırmalara ve çalışmalara öncülük edecektir ve sadece mRNA/protein seviyesinde değil, ayrıca polisakkarit/karbonhidrat seviyesinde ve yapısal analizlerle de incelenmesinin önünü açacaktır.

Özet (Çeviri)

Barley (Hordeum vulgare L.) is a cereal that has always been one of the key plants to cultivate since ancient times. Today, it is the fifth most produced crop in the world. Because of its economic importance, barley has been investigated in many studies and scientific works. Xyloglucans (XyGs) is an important component of barley cell walls, and is involved in the process of cell growth. The backbone of XyGs is synthesized by cellulose synthase-like C (CSLC) enzymes, whilst xylosyl substitution, added by xyloglucan xylosyl transferases (XXT) is the most common side chain. Many different sidechains patterns have been observed on xyloglucan, which are added through the catalytic activities of enzymes such as xyloglucan galactosyl transferase (XGT), xyloglucan o-acetyl transferase (O-AcT), and fucosyl transferase (FUT) transferase. To date, they are not any publications that have systematically investigated all the genes involved in XyG synthesis, in any plant. This study aimed to analyze, at the in silico level, the gene families that are involved in XyG synthesis in barley. Since there are many different polysaccharides present in barley, the second goal was to determine the co-expression patterns of all these genes, in order to find the most likely candidates involved in XyG synthesis. For this study, five different gene groups, CSLC, XXT, XGT, O-AcT, and FUT were investigated. Protein sequence alignments and phylogenetic trees were used to determine the level of relatedness within each group. In addition, their expression levels were investigated using public RNA-seq data, with calculations of their FPKM values. Values were analyzed using Pearson Correlation to find co-expression levels between each of the genes. Since CSLC enzymes are crucial to xyloglucan structure, the analysis focused onto co-expression with these genes. HvCSLC3 in particular showed the highest number of correlating genes, including XXTs, XGTs, O-AcTs, and somewhat surprisingly, several FUTs. Tissues from 4-6 weeks barley plants generally gave higher FPKM values for the studied genes, so the need for xyloglucan might be increase at that time interval in barley. This study should lead to further investigations into the biosynthesis of XyG in barley, not only at mRNA/protein levels, but also in polysaccharide/carbohydrate levels and fine structural analyses.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    842451

    CNTNAP2 ve SETBP1 varyantlarının gelişimsel dil bozukluğuna olası etkisinin araştırılması

    Investigation of the potential impact of CNTNAP2 and SETBP1 variants on developmental language disorder

    BETÜL TURAN

    Tıpta Uzmanlık

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    GenetikNecmettin Erbakan Üniversitesi

    Tıbbi Genetik Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ EMİNE GÖKTAŞ

    PROF. DR. AYŞE GÜL ZAMANİ

  2. Tez No

    904803

    Nadir metabolik hastalıklarda tüm ekzom dizileme verilerinin biyoinformatik analizleri ile fenotipten sorumlu varyantların değerlendirilmesi

    Bioinformatics analysis and variant interpretation of whole exome sequencnig data in inborn errors of metabolism

    CAN KOŞUKCU

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Endokrinoloji ve Metabolizma HastalıklarıHacettepe Üniversitesi

    Pediatrik Temel Bilimler Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. RIZA KÖKSAL ÖZGÜL

  3. Tez No

    637355

    Disease gene identification using linkage and exome analysis

    Bağlantı ve ekzom analizi kullanarak hastalık geni keşfi

    DERYA YAVUZ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2020

    Genetikİstanbul Teknik Üniversitesi

    Moleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. EDA TAHİR TURANLI

  4. Tez No

    657868

    Süs bitkilerinde abiyotik ve biyotik stresle ilişkili miRNA'ların in siliko belirlenmesi

    In silico determination of abiotic and biotic stress related miRNAs in ornamental plants

    SERVET BOZKURT

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    BiyoteknolojiAmasya Üniversitesi

    Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. SEVGİ MARAKLI

  5. Tez No

    806149

    Peutz-jeghers sendromlu bireylerde saptanan mutasyonların in-silico analizi

    In silico analysis of mutations detected in individuals with Peutz-Jeghers syndrome

    DUYGU UZUN ARDA

    Tıpta Uzmanlık

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    GastroenterolojiDokuz Eylül Üniversitesi

    İç Hastalıkları Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MESUT AKARSU

Geri Dön