Deinococcus radiodurans ve rekombinantlarinin UV-C, ağir metal dirençliliği ve biyosorpsiyon yeteneği

Abstract

Son yıllarda önem kazanan genetik mühendislikle ilgili çalışmaların yanı sıra, biyoremediasyonla ilgili çalışmalarla ciddi çevre problemlerine neden olan ağır metallerin ve ksenobiyotiklerin detoksifikasyonuyla ilgili yoğun araştırmalar yapılmaya başlanmıştır. Özellikle bu maddeleri daha zararsız bileşiklere yıkmak için gerekli olan gen sistemleri ile donatılmış bakteri türlerinin alternatif kullanım alanı bulabileceği saptanmıştır. Bu amaçla çalışmamızda, yabanıl D. radiodrans ile Vitreoscilla hemoglobin (vgb) geni klonlanmış rekombinantı ve kontrol olarak da vgb¯ rekombinant suşu kullanılmıştır. Bu sayede D. radiodurans' ın Cd ve Cr gibi toksik metal biyosorpsiyon kapasitelerine ve UV radyasyon direnci araştırılıp bunlara ek olarak organizmaya daha fazla oksijenli ortam sağlayarak daha fazla büyümesini sağlayan vgb geninin, bakterinin biyosorpsiyon yeteneğine ve UV direncine yapacağı katkının araştırılması planlanmıştır. Aynı zamanda UV radyasyon uygulamalarının yabanıl ve rekombinant D. radiodurans' ın antioksidan savunma sistemleri (süperoksit dismutaz, katalaz ve karoten) üzerine etkisi araştırılıp vgb' nin bu savunma sistemine etkileri saptanmıştır. Çalışmamızın sonunda, vgb geninin yüksek dozlardaki UV-C uygulamalarında bakterinin üreme potansiyeli ve radyasyon sonrası enzim aktivitelerindeki olumlu etkisi tespit edilmiştir. Ayrıca Cd ve Cr' un hem bakterilerin üreme potansiyelleri üzerinde hem de bu metallerin giderim çalışmalarında vgb geninin bakteriye daha fazla oksijenli ortam yaratıp daha fazla üremesini sağlayarak meydana getirdiği olumlu etki gözlenmiştir.

In addition to studies concerning genetic engineering which has gained importance in recent years, studies related to bioremediation of heavy metals causing serious environmental problems and extensive research on detoxification of xenobiotics has been started. Especially alternative new-use of bacteria species equipped with necessary genes that has the ability to break down substances to harmless compounds has lately been identified. For this purpose, with Vitreoscilla hemoglobin (vgb) cloned wild D. radiodrans gene recombinant and vgb¯was used as control recombinant strains. In this way, D. radiodurans' s Cd and Cr as toxic metal biosorption capacity and UV radiation resistance will be explored in addition, organisms will be exposed to more oxygenated environment by providing higher growth capacity with vgb gene,bacteria biosorption ability and UV resistance will be investigation is planned. At the same time,the effect of application of UV radiation to wild-type and recombinant D. radiodurans's antioxidant defense systems (superoxide dismutaz, catalase, and carotene) is explored and the impact on vgb effect on the defense system has been identified. In conclusion, aplication of high doses of UV-C treatment on vgb genes had a positive effect on bacterial reproduction potential and on enzyme activity after irradiation was determined. Also the effect of Cd and Cr 's on reproductive potential of bacteria and removal of these metals and more oxygen environment provided by vgb gene causing a more positive growth and reproduction effects were observed.