Sitogenetik Çalışmalar ve MOBİS’e Olan Katkıları – M. Koray Şenova

Her canlının sahip olduğu genetik materyal, bilindiği üzere o canlının biyolojik yapısı için temel oluşturmaktadır. Araştırıcılar bu genetik materyalin peşinde soluksuz bir serüvene çıkarak birçok analiz yöntemleri geliştirmişlerdir, halen de geliştirmektedirler. Johann Gregor Mendel’in “buruşuk bezelyeleri” ile modern adımları atılan genetik çalışmalar adeta bir bayrak yarışı niteliğinde devam etmiş, ve en sonunda günümüzde gen mühendisliği gibi çığır açıcı bir alan doğurmuştur. Genetik bilimi zaman içerisinde çeşitli prensiplere ayrılmıştır bu prensiplerden biri sitogenetik alanıdır. Sitogenetik kelimesi kökeni itibariyle (Yun. kytos “boşluk”, genetikos “kalıtımsal”) anlamında olup, kromozomal çalışmaları barındıran bilim dalı olarak tanımlanabilir. Bitkilerde modern sitogenetik çalışmalar Mendel sonrası dönemde, 20. yy itibariyle başlamıştır. Kromozomun keşfi ve bunun gözlemlenmesi sonucunda kromozom sayımı veya -karyotiplendirme- tekniği bulunmuştur. Temel olarak hücrenin somatik hücrelerindeki kromozom sayısını belirlemek amaçlı kullanılmaktadır. Bitkiye ait metafaz safhasındaki (çünkü ekvatoral düzlemde dizilen kromozomlar bu evrede en görünür şekilde olurlar) hücreler çeşitli preparasyon yöntemlerinden geçirilerek ışık mikroskobu altında, hücrelere ait kromozom dağılımı gözlemlenerek raporlanmaktadır. Günümüzde halen kullanılan bu yöntem tabiri caizse bitki sitogenetiğinin atası şeklinde nitelendirilebilir [1].

1970’li yıllara gelindiğinde bir başka sitogenetik teknik olan “Flow cytometry (Akış Sitometrisi)” tekniği botanik alanına giriş yapmıştır. Vicia faba L. bitkisi kullanılarak yapılan bu çalışmada bitkiye ait çekirdek genom içeriği hesaplanmıştır. Bu teknik zamanla oldukça kapsamlı şekilde geliştirilmiştir. Genellikle hücre içerisindeki DNA miktarını belirlemek, bitkinin ploidi düzeyini (yani kromozomlarının katlanma durumunu) analiz etmek için kullanılan bu yöntem oldukça pratik, ucuz ve etkili bir sitogenetik yöntemdir [2].

Floresan in situ Hibridizasyon yani kısaca FISH analizi “moleküler sitogenetik” alanında değerlendirilir. Spesifik problar kullanılarak belirlenen gen bölgeleri işaretlenir ve floresan mikroskobu altında incelenir. Çalışılan örneğe ait kromozomlar karyotiplendirilerek gözlenir ve olası bir aberasyon var ise bunun tespiti sağlanmış olur [3].

Bütün bu çalışma prensipleri ve diğer sitogenetik yöntemler bitki taksonomisi için oldukça etkili, bilimsel niteliği yüksek veri sağlamaktadır. Örneğin yeni keşfedilen bir takson olduğunu düşünelim: Morfoloijik ve moleküler analizlerin yanı sıra, bu verilere ek kromozom sayısı, ploidi durumu, çekirdek genom içeriği vb. sitogenetik kökenli veriler eklendiği taktirde, bu veriler söz konusu keşfin bilimsel niteliğine benzersiz katkılar sunacaktır. 

Laboratuvarımızda bulunan iklimlendirme kabininde, Türkiye’den ve diğer ülkelerden topladığımız/elde ettiğimiz doğal, yabanıl tohumları kullanarak yüksek hacimli genomik materyal elde ediyor, bunları analizlerimizde kullanıyoruz. MOBİS olarak laboratuvarımızda ve proje ortaklarımızlarla beraber sitogenetik alanında bilimsel, anlamlı veriler üretmekteyiz. Multidisipliner çalışma ilkesi gereğince harmanlanan bu verilerimizi özgün, bilimsel niteliği yüksek raporlar, yayınlar, sözlü sunum ve poster sunumları şeklinde bilim dünyasına duyuruyoruz.  

MOBIS Adına,
M. Koray Şenova

Referanslar ve İleri Okuma İçin

[1] Gill N, Hans C, S, Jackson S: An overview of plant chromosome structure. Cytogenet Genome Res 2008;120:194-201. doi: 10.1159/000121067

[2] Picot, J., Guerin, C.L., Le Van Kim, C. et al. Flow cytometry: retrospective, fundamentals and recent instrumentation. Cytotechnology 64, 109–130 (2012). https://doi.org/10.1007/s10616-011-9415-0

[3] Liehr, Thomas, ed. “Fluorescence In Situ Hybridization (FISH).” Springer Protocols Handbooks (2017). doi:10.1007/978-3-662-52959-1.