Transformasyon İşlemi Sonunda Rekombinant Bakteri Seçilimi

Rekombinanat plazmid DNA’yı içine almamış bakteriler ile transforme olmuş bakterilerin birbirinden ayrılması işlemine seçilim denir.

Plazmid DNA üzerinde antibiyotik direnç genleri bulunmaktadır. Plazmid DNA’da hangi antibiyotik direnç geni bulunuyorsa bu geni içeren besiyeri ortamında bakteriler büyütülür. Bu şekilde içinde plazmid DNA olan bakteriler dirençli olduğu için hayatta kalırken, içinde plazmid DNA içermeyen bakteriler antibiyotik direnç genine sahip olmadıkları için ölürler (Memişoğlu, 2013). Şekil 2’ de Klonlama vektörü olarak bakteri plazmidi kullanılan rekombinant DNA teknolojisinin temel basamakları gösterilmiştir (Memişoğlu, 2013).

Şekil 2. Bakteri plazmidine gen klonlama basamakları

Rekombinant DNA teknolojisi ilaçların yanında birçok aşının üretiminde, gen tedavisinde ve çevre mühendisliğinde biyolojik savaş için süper bakterileriler ile oktan, ksilen, naftalin ve karışık hidrokarbonlar gibi petrol artıklarını kullanabilen bakteri türlerinde bu teknoloji kullanılmaktadır (Soydemir ve Aksoy, 2017).

Bir tez çalışmasında, Burdur Gölü'nden 5 farklı noktadan toplanan su ve sediment örneklerine ağır metal analizi (bakır, çinko, kurşun, kadmiyum, arsenik ve cıva) yapılmış ve bakteri izolasyonu gerçekleştirilmiştir. Ağır metal dirençli tespit edilen 39 izolat saflaştırılmıştır. Çalışmada; bakır, çinko, kurşun, kadmiyum, arsenik ve cıvanın Minimum İnhibisyon Konsantrasyonları belirlenmiştir. Yüksek derecede dirençli olan 7 izolat ve düşük derecede direnç gösteren 5 izolat üzerinde Antibiyotik Minimum İnhibisyon Konsantrasyonu testi yapılmıştır. Yapılan ağır metal analizlerinde sediment örneklerinde en yüksek 49,63 µg/g çinko ve 27,15 µg/g bakır tespit edilmiş diğer 4 metal tespit edilememiştir. Minimum inhibisyon konsantrasyonları; bakır için 8 mM, kadmiyum için 4mM, kurşun için 16 mM, çinko için 16 mM, arsenik için 16 mM ve cıva için 0,025 mM olarak tespit edilmiştir. PZR ile taranan 15 farklı direnç geninden 4 tanesi çalışmamızda gözlemlenmiştir. Bunlar bakır, kadmiyum ve kadmiyum-çinko-kobalt dirençlerini kodlayan genlerdir. Antibiyotik direnci ağır metal direncine benzer sonuçlar göstermiştir (Yavuz, 2017).

86 direnç, polifosfat kinaz ile 80 µM, metallothionein ile 120 µM düzeyinde olmuştur. Bu çalışma ile ilk defa metallothionein geninin taşıyıcı bir proteinle kaynaşmaksızın civa giderimini sağladığı ortaya konulmuştur. Soğuk buhar atomik absorpsiyon spektrometresi analizleri, metallothionein geni aktarılmış bakterinin 120 µM civa içeren karışımdan 100.2±17.6 µM’ını biriktirdiğini göstermiştir. Bu çalışmayla ilk defa metllothionein geni klonlanmış rekombinant bakteride yüksek civa birikimi ve gideriminin etkili olduğu gözlenmiştir.

5. SONUÇ

Küresel ısınma, hızlı nüfus artışı, kentleşme ve yaşam standartlarının artması ile birlikte suya olan ihtiyaç dünyada ve ülkemizde sürekli olarak artmaktadır. Türkiye su zengini bir ülke değildir. Bu nedenle gelecek nesillere sağlıklı ve yeterli su bırakabilmek için mevcut su kaynaklarımızı verimli kullanmanın yanı sıra, atıksuların çevre dostu, yerüstü ve yeraltı su kaynaklarına zarar vermeyecek şekilde arıtılarak deşarj edilmesi büyük önem taşımaktadır. Ağır metallerin atıksulardan gideriminde kullanılan klasik fiziksel-kimyasal arıtım yöntemlerinin pahalı olması, toksik reaktif üretimi ve yüksek reaktif ihtiyacı gibi olumsuz yönleri vardır. Bu kirleticilerle baş edebilecek mikroorganizmaların arıtımda kullanımı son yıllarda büyük önem kazanmıştır.

Biyolojik süreçlerle metal arıtımı, özellikle mikroorganizmalarla yapılan metal biyosorpsiyonu, konvansiyonel arıtıma alternatif ve etkili bir teknoloji oluşturacak güçtedir. Fakat toksik metaller bakteri tarafından doğal olarak toksik olmayan forma dönüştürülemezler. Bu yüzden yeni biyoremediasyon metotlarının bulunmasına acilen ihtiyaç duyulmaktadır. Daha etkili biyoremediasyon uygulamalarının geliştirilmesi için daha fazla araştırma yapılarak ağır metallerin giderimin de daha etkili olan türler belirlenmelidir.

KAYNAKLAR

Cao J., Cousins R.J. (2000). Metallothionein mRNA in Monocytes and Peripheral Blood Mononuclear Cells and in Cells from Dried Blood Spots Increases after Zinc Supplementation of Men. J. Nutr. 130: 2180–2187. Cevher Keskin, B. Memon, A.R. 2005. Bitki Moleküler Biyoloji ve Genetiğinde Son Teknikler, Tübitak Gen

Mühendisliği ve Biyoteknoloji Araştırma Enstitüsü, Gebze, Kocaeli.

Griffiths AJF, Miller JH, Suzuki DT, et al. in An Introduction to Genetic Analysis 2–3 (W. H. Freeman, 2000). doi:http://www.ncbi.nlm.nih.gov/ books/NBK21760/

Doğan, G. 2012. Pseudomonas Cinsi Bakterilerde Hekzavalent Krom İndirgeme Üzerine Organik Moleküllerin Etkisi, Yüksek Lisans Tezi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Biyoloji Anabilim Dalı, Denizli.

Dündar M. Ş., Altundağ, H., Kaygaldurak, S., Şar, V., Acar, A. 2012. Çeşitli Endüstriyel Atıksularda Ağır Metal Düzeyinin Belirlenmesi. Sakarya Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 16. Cilt, 1. Sayı, s. 6-12.

Memişoğlu, A. S. 2013. Rekombinant DNA teknolojisi ve genomik. PowerPoint® Lecture by: Melissa Rowland-Goldsmith Chapman University.

Ruiz, O.N., Alvarez, D., Gonzalez-Ruiz, G., Torres, C. (2011). Characterization of mercury bioremediation by transgenic bacteria expressing metallothionein and polyphosphate kinase, BMC Biotech., 11:82

Soydemir, Z., Aksoy, B. 2017. Rekombinant DNA Teknolojisi ve Günümüzdeki Kullanımı. Güncel Gastroentoroloji, 21/1, Mart. (http://guncel.tgv.org.tr/journal/69/pdf/100515.pdf)

Yavuz, O. 2017. Burdur Gölü'nden izole edilen mikroorganizmaların ağır metal ve antibiyotik dirençliliğinin kültürel ve moleküler yöntemlerle belirlenmesi. Yüksek Lisans Tezi, Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü Biyoloji Ana Bilim Dalı, Burdur.

Yavuz Orhan, Sarıgül Nermin. 2016. Toprak ve Sucul Ortamlardaki Ağır Metal Kirliliği ve Ağır Metal Dirençli Mikroorganizmalar. Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 7(1): 44-51.

Şensoy Karaoğlu, Ş. 2013. Rize İli Topraklarından İzole Edilen Bacillus Türlerinin Bakteriyosin İçeriklerinin, Aktarılabilir Antibiyotik ve Ağır Metal Dirençlerinin Belirlenmesi. Yüksek Lisans Tezi, Recep Tayyip Erdoğan Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü Biyoloji Ana Bilim Dalı, Rize.

İnternet Kaynakları

Kurşun Ağır Metalinin Özellikleri,

https://tr.wikipedia.org/wiki/Kur%C5%9Fun#Kullan%C4%B1m_Alanlar%C4%B1 (Son Erişim Tarihi: 10.06.2019)

Çinko Ağır Metalinin Özellikleri, https://www.makaleler.com/cinko-nedir-nerelerde-kullanilir (Son Erişim Tarihi: 10.06.2019)

Krom Ağır Metalinin Özellikleri, https://www.enerjiportali.com/krom-nedir-nerelerde-kullanilir/ (Son Erişim Tarihi: 10.06.2019)

88

VORTEX ASSISTED IONIC LIQUID DISPERSIVE LIQUID PHASE