Bitki kromozomlarında sentromerlerin önemi, moleküler yapısı ve organizasyonu

Abstract

ÖzSentromer hücre bölünmesi esnasında mikrotübüller aracılığıyla kromozomların yeni hücrelere eşit dağılımını sağlayan kompleks bir yapıdır. Böylesi bir kompleks yapı, tüm ökaryotlarda olduğu gibi bitki türlerinde de büyük ilgi çekerek farklı çalışma disiplinlerinin temelini oluşturmuştur. Çalışma disiplinlerinden birisi olan bitki sentromer biyolojisi, çeşitli bitki sentromerlerindeki benzerlik ve farklılıkları ortaya koyarak genom biyolojisi, taksonomi, filogeni gibi alanlara temel bilgiler sunmaktadır. Ökaryotlarda kromozomları üzerinde fonksiyonel olarak korunmuş sentromer, yapısal anlamda farklı özellikler gösterebilmektedir. Bu yapısal değişiklikler en yaygın anlamda iki yapısal unsur olan sentromere özgü histon H3 (CENH3) proteini ve sentromerik DNA dizileri bakımından ifade edilmektedir. Sentromer tiplerinin karakteristik yapısal özelliklerinin tanımlanabilmesi için klonlanarak dizilenmesi gerekmektedir. Ancak sentromerik DNA dizilerinde bulunan uzun tekrar DNA elementlerinden dolayı hatalı dizilemeler meydana gelebilmekte ve doğru fiziksel haritalar oluşturulamamaktadır. Bu nedenle bitki sentromer evrimi yeteri kadar çözümlenememiştir. Bitki sentromerini çözümleyebilmek amacıyla sentromer mühendisliği, bitki biyoteknolojisi ve biyoinformatik alanları birbiriyle entegre edilerek yeni analiz yöntemleri geliştirilmiştir. Bu çalışma kapsamında, tarihsel perspektiften yola çıkarak çeşitli model bitkiler ve devamında baklagiller (Fabaceae) özelinde farklı epigenetik özellikteki sentromerik DNA dizileri ve sentromer proteinleri irdelenerek evrensel bitki sentromer yapısının özellikleri ortaya konulacaktır. Ayrıca sentromer mühendisliği aracılığıyla uygulamalı tarım bilimlerinde bitki ıslahına büyük yenilikler katabilecek farklı bilimsel çalışmalar sunulacaktır.