Bitki Bitki Genom Genom Ara AraştırmalarıHedefler: Hedefler:

•Bitki-patojen etkileşimleri ve bitki-böcek etkileşimlerinin anlaşılması
•Korunmuşgenlerin dizilişinden yola çıkarak bitkilerin evrimsel tarihinin anlaşılması
•Sirkadyanritimleri oluşturan ışık algılama olayının aydınlatılmasıve bitkilerin gelişiminin açıklanması
•Bitkilerin besin değerlerinin arttırılması
•Meyve olgunlaşmasıve besin birikiminin ardındaki genetik düzenin belirlenmesi •Kuraklık, tuzluluk, yüksek ve düşük sıcaklık, UV, kirleticiler vb. gibi çevresel streslere uzun dönemde adaptasyon mekanizmalarının aydınlatılması

Genomik araştırmalarında kullanılan araçlar

1)Genomdizilerinin birleştirilmesi
2)Tekrar eden dizilerin belirlenmesi
3)Gen bölgelerinin tahmini –her bir genom için bir model oluşturma
4)İfade olan dizi etiketi (EST) vecDNAdizilerinin araştırılması
5)Genomun aydınlatılması
6)Mikrodizianalizleri
7)Metabolikyolların ve nasıl düzenlendiklerinin ortaya konulması
8)Protein 2D jel elektroforezi
9)İşlevsel genomik
10)Genin kromozom üzerindeki yerinin ve haritasının belirlenmesi
11)Proteomunkendi içinde karşılaştırılması
12)Karşılaştırmalıgenomik
13)İşlev bakımından ilişkili genlerin küme analizi
14)Evrimsel model oluşturma.

Genom dizi analizi

•İnsan genom analizi 2000’de tamamlandı.
•İlk çiçekli bitkiyi temsil eden Arabidopsis genomu2001’de tamamlandı
•Çeltik genomu tamamlandı(2002) (Gramene).
•Medicago(Kasım 2003) ve domatese (Ekim 2004) ait genom dizi analizleri devam etmektedir

Neden Genomların dizi analizi yapılmalı

•Genlerin nasıl çalıştığınıortaya koymakÖrneğinproteinlerin nasıl katlandığınıbilmek bir enzimin katalitik bölgesi hakkında bilgi verebilir.
•Genomun yapısınıanlamakÖrneğin fotosentezle ilgili tüm genlerin aynıgrup altında toplanıp toplanamayacağınıortaya koymak
•Fenotipikbir mutasyona neden olan genin tanımlanmasınıkolaylaştırmakÖrneğin çiçek mutasyonuna sahip bir bitkide basit haritalama yöntemi yaparak bu mutasyona neden olan geni tanımlamaya çalışmak
•Farklıtürler arasındaki benzer genleri karşılaştırmakMısır ve domatesin çiçekleri birbirinden farklıgörünmelerine rağmen çiçek yapısınıbelirleyen genlerin benzer dizilişe sahip olup olmadığınıbelirlemek ve bunun evrimsel önemini ortaya koymak
•Bitki ıslah çalışmalarıiçin, genlerin kromozomlar üzerindeki yerlerini keşfetmekÖrneğin bir genin kromozom üzerindeki yerinin bilinmesi markır-yardımcııslah ile kuraklık toleransının daha çabuk ve daha kolay gerçekleştirilmesini sağlar

Genomik neden bu kadar önemli

-Genomik, bilim tarihinde eşine rastlanmayan bir hızda yeni bilgi ve veri oluşturmuştur!

Şekil:Analiz edilen sekans içeriğinin artışına paralel olarak UluslararasıNükleotid SekansıVeritabanıİşbirliği de artmıştır. [GenBank(NCBI), Avrupa Moleküler Biyoloji Laboratuarı(EMBL) ve Japonya DNA Veritabanı’nı(DDBJ) içermektedir]

-Bugüne kadar 350’nin üzerinde genomun sekans analizi tamamlanmıştır fakat bunlardan sadece az bir bölümübitkileri kapsar.

Genom analizi tamamlanan ilk bitkiler:
-Arabidopsis thaliana(Doğal bir bitki)
-Oryzasativa(Çeltik, bir kültür bitkisi)

Neden Arabidopsis?

•Küçük-20ila25cmuzunluğundadır (Laboratuvarfaresi).
•Yaşam döngüsühızlı–tohumdan tohuma yaşam döngüsüyalnızca 6hafta sürer.
•Kendi kendini döller.
•Bitki başına 10,000 ila 50,000 tohum üretir.
•Çok özel büyüme koşullarıgerektirmez.
•Genomu nispeten küçük ve özeldir.

Arabidopsis’in in 2 nemli zelliği

Genetik olarak kolayca değiştirilebilir (transformasyon).
Genomuna ait sekans analizi tamamlanmıştır ve bu dizilere ücretsiz
erişilebilir.

Transformasyon,önemli bir avantaj sağlar
Transformasyoneğiştirilmiş(heterolog) DNA’yıbir organizmaya aktararak, orada ifade olmasını(ekspresyon) sağlamak.

Bazıhastalık yapıcıbakteriler doğada, yüksek bitkilerin genomunu değiştirebilirler
Bir ağaçgövdesinde Agrobacteriumtumefaciens’inneden olduğu tümör oluşumu.

Agrobacteriumtumefaciens + YapayTi-DNA = TransformeolmuşAgrobacterium

Arabidopsis Genom Sekans Analizi
Uluslararası Arabidopsis Genom Sekans Projesi 1996’’da başlamışı, 2004yılında tamamlanmasnda hedeflenmiştir.
USA, UK, Almanya, , EU, ve Fransa ve Japonya İşbirliği yapmıştır.
1998->Proje hızlandırıldı.
2000->Sekans tamamlandı.

Genomu tamamlanan ilk kült ltür bitkisi
Oryza sativa (çeltik)

Güneydoğu Asya ve Afrika’nın tropik ve subtropikalanlarında doğal ya yılış gösteren steren Poaceae(çimengiller) familyasi fnıın bir üyesidir.
6500 yıldan daha uzun bir süredir kültürü yapılmaktadır.
Bir kültlür bitkisi olarak insanlarca tüketilen kalorinin 1/5’’ini sağlamaktadır.
Çeltikle ilgili uluslararası araştırmalarsya’’da y yoğunlaşmıştır.
Genomu tamamen aydınlatılmış, ilk model monokotil küültür bitkisidir


Çeltik genomu
Arabidopsis’inkindendaha büyük olan çeltik genomu diğer tüm çimenlerin genom çalışmalarıiçin önemli bir ipucu oluşturmuştur (Messing and Liaca1998).
Çeltik tıpkıArabidopsisgibi model bir deney bitkisidir.


Model deney bitkisi: Neden çeltik?
Çimen ailesine aittir.
Tahıllar içinde daha küçük bir genoma ve daha fazla genetikçeşitliliğe sahiptir.
Buğday, arpa ve mısır genomlarıyla yüksek oranda paralellik gösteriyor.
Genetik sistemi basittir (diploidve dizomikkalıtım).

ŞekiLler ve Araştırma yazısının devamı KAYNAK PDF