MÜSİAD KIRSAL KALKINMA VE TARIMIN GELECEĞİ

SAYFA 69 dizi spesifik nükleazlardır. ZFN’ler DNA’ya spesifik olarak bağlanan bir domain (binding= bağlanma domaini) ve bir nükleaz (cleavage=kesim) domaini olmak üzere iki kısımdan oluşmaktadır. DNA’ya spesifik olarak bağlanan kısım ZF (Zinc Finger) proteinlerden oluşur (Samanta ve ark. 2016). Her ZF birimi 30 amino asit içerir ve bu amino asitler bir adet çinko atomuna bağlıdır. FokI endonükleaz ise kesim domainini oluşturur. FokI, Flavobacterium okeanokoites bakterisinden izole edilen bir kesim enzimidir (Wah ve ark. 1998). Zinc finger dizisi ile kombine edilmiş bu enzimin çift iplik kesiği oluşturabilmesi için dimerize (tıpkı bir makas gibi) olması gerekir. Bu nedenle ZF protein dizisinin bir monomeri çift iplikli DNA’ya üstten bağlanırken diğer monomer aralarında 5-7 bp açıklık olacak şekilde alttan bağlanır ve dimer oluşturur. Böylece bu alt ve üst iplikten bağlanan ZF proteinleri arasında kalan bölgede FokI çift iplik kesiği oluşturabilir. FokI’in DNA’da oluşturduğu çift iplik kesiklerinin hücrenin tamir yolaklarını uyarması sonucunda homolog olmayan uçların birleşmesi (NHEJ) ve homolog rekombinasyon (HR) yoluyla tamir edilirler. Homolog olmayan uçların birleşmesi (NHEJ) ile gerçekleşen tamir ile gen kesikleri (knockoutları) oluşurken, homolog rekombinasyon (HR) mekanizması yoluyla da genoma parça entegrasyonu (gene targeting) gerçekleştirilebilir. ZFN sistemi kullanılarak yapılan çalışmalarda arabidopsis, tütün, mısır ve soya fasulyesini de içeren birçok bitkide etkili ve stabil mutasyonlar elde edilmiştir (Akbudak ve Kontbay, 2017). Hedeflenmiş mutagenezin oranı organizmadan organizmaya değişmektedir. Townsend ve ark. (2009) tütünde yaptıkları çalışmada asetohidroksiasit sentaz (SuRA and SuRB) genlerini ZFN sistemini kullanarak başarıyla hedeflemiştir. Bu genlerde mutasyon oluşması sonucu bitkiler imidazolinon (IMI) ve sulfonylurea (SU) temelli herbisitlere karşı dirençli hâle getirilmiştir. Yine, Shukla ve ark. (2009) ZFN’ler yardımıyla mısır da IPK1 lokusuna bir herbisit tolerans geni aktarmışlar ve T1 generasyonunda hem herbisite dayanıklılık hem de IPK1 geninin mutasyona uğraması nedeniyle inositol fosfat profilinde farklılıklar bulunan bitkiler elde ettiklerini bildirmişlerdir. Gerek dizaynlarının zor olması gerekse hedef-dışı etki nedeniyle toksisite oluşturması, ZFN’leri dizi spesifik nükleazlar içinde en az tercih edilen teknik hâline getirmiştir (Petolino 2015). KIRSAL KALKINMA VE TARIMIN GELECEĞI RAPORU - 2021