Page 39 - İZMİR AKADEMİ DERGİSİ

MAKALE

Virüslerde genetik çeşitliliğin iki formu vardır: Serbest nükleotidler (dNTPs): Polimeraz enziminin zinciri
• Mutasyon (nükleotit değişimi) uzatması için gerekli olan serbest A, G, C ve T nükleotidle
• Rekombinasyon (nükleik asit dizilerinin yeniden düzen- ridir.
lenmesi) Taq polimeraz: Thermus aquaticus bakterisinden elde
Mutasyonlar, genellikle nükleik asit replikasyonu sırasında edilen bir polimerazdır. Bu enzim PCR’ın çalıştığı yüksek
yeni sentezlenen dizide düzeltme işleminin RNA polime- sıcaklıklarda stabilitesini koruyan bir enzimdir. Primer
raz enzimi tarafından yapılmamasından kaynaklanmaktadır. ucundaki 3’-hidroksil grubu ile serbest nükleotidin 5’-fosfat
RNA virüsleri, hücrelerin DNA’yı kopyalarken kullandığı, grubu arasında fosfodiester bağını oluşturarak zincirin
hata düzeltme mekanizmalarına sahip değildir. Bu nedenle uzamasını sağlar.
RNA replikasyonunda ortaya çıkan hatalar düzeltilemez. MgCI2: Taq polimerazın aktivitesi için Mg2 iyonuna ihtiyaç
Replikasyon sırasında hata düzeltme yeteneğine sahip vardır. PCR’ da ürün oluşumu üzerinde çok önemli bir
olmayan patojenlerin kopyaladıkları baz miktarı arttıkça etkiye sahiptir.
hata yapma olasılıkları da artar. Dolayısıyla her hata yeni bir PCR’ın çalışma mekanizması üç döngüden oluşur:
mutasyon demektir. Coronavirüsler RNA virüsleri içerisinde
30.000 bazla en uzun genoma sahip virüs grubudur, bu da 1.Denatürasyon: 94-98˚C’ de çift zincirli DNA fragmentle-
çok sayıda mutasyon anlamına gelir. Bu mutasyonlar virüse rinin arasındaki hidrojen bağlarının kırılması,
yeni hücre tiplerini enfekte etme, hatta yeni türleri enfekte 2.Tavlama: 37-65˚C’ de primerlerin ve polimeraz enziminin
etme, yeteneği gibi yeni özellikler kazandırır. fragmentlere bağlanması,
3.Uzama: 72˚C’ de polimeraz enziminin ilgili gen bölgesi-
Virüslerin mutasyonlar sonucu değişimi çok eskilerden beri nin uzatılması esasına dayanır (Bartlett vd., 2003).
devam etmektedir. Araştırmacıların bazıları virüsleri bu
nedenle evrimini tamamlamamış mikroorganizmalar olarak Polimeraz zincir reaksiyonu (PCR), patojenlerin spesifik
tanımlamaktadır (Tromas vd., 2010). 2000’li yıllarda insan DNA dizilerinin belirlenmesi amacı ile yaygın olarak
ve hayvanlarda ortaya çıkan yeni viral infeksiyonlar (SARS) kullanılmaktadır. Fakat standart uygulamasında düşük
ya da sadece hayvanlarda görülen ve son zamanlarda amplikasyon verimi ve GC-zengin bölgelerin varlığı gibi
insanlarda da hastalık yaptığı saptanan influenza ve kuş sorunlar nedeni ile spesifiklik ve hassasiyetin artırılması
gribi viral infeksiyonlar bu teorileri destekler niteliktedir gerekmektedir. Nanoteknoloji alanındaki hızlı gelişmeler
(TÜBA, 2020). ile birlikte, 24 saatlik kültüvasyon yerine nanomateryal
destekli PCR (nano-PCR) dikkat çekmiştir (Pan vd., 2012).
Virüslerin hücreye giriş ve çoğalma mekanizmaları yönün- Nano boyutlu materyallerin özel fiziksel ve kimyasal özellik-
den virüsler arasında farklılıklar bulunmakla birlikte genel leri nedeni ile PCR’ın spesifiklik, hassasiyet ve verim gibi
olarak basit bir replikasyon aşamaları vardır: özelliklerinin iyileştirilmesine yardımcı oldukları gösteril-
1. Virüsün hücreyi tanıması, tutunması ve içeri girmesi, miştir. Streptococcus pyogenes, halk arasında bilinen adı
ile et yiyen bakteri hastalığı ile beraber; kanda, deride ve
2. Viral genomun tanımlanması ve çoğalma, yumuşak dokularda ciddi enfeksiyonlar oluşturan ve ölüme
3. Viral capsid ve proteinlerin oluşumu, neden olan ilk 10 patojen arasındadır (Barnett vd., 2018).
S. pyogenes’in tanılarının %80’ni kültivasyona dayanmak-
4. Virüsün hücreden çıkması tadır (Nelson vd. 2016). Kültivasyon sonuçlarının alınması
Ökaryotik bir hücreye virüs girdiğinde bu aşamalar sırasıyla için de en az 24 saat beklenmelidir. Bu da ciddi zaman
gerçekleşir. Bu aşamaların tamamlanma süresi virüs türleri- kaybına neden olmaktadır. COVID-19 salgını virüs kaynaklı
ne göre değişebilir. ve ölümle sonuçlanabilen bir hastalıktır. Ancak bir tür grip
tablosu olan COVID-19, AIDS hastalığı kadar öldürücü
PCR (Polymerase Chain Reaction) değildir ama pandemi oluşturması ve toplum sağlığını
tehdit etmesi açısından önemli bir hastalıktır. Şu an için
PCR, en yaygın kullanılan moleküler biyolojik tekniklerden hastalığın teşhisinde en hızlı ve iyi yöntem olan PCR testi
biridir. Gen klonlanması, DNA dizi analizi, genotipleme, sonuç için 2 ile 4 saat zaman aralığına ihtiyaç duymaktadır.
adli tıp, patojen dedeksiyonu gibi farklı uygulamalarda bu Bu nedenle mikroorganizmaların alınan sürüntüde, gıda
teknolojiden yararlanılmaktadır. Polimeraz zincir reaksiyo- örneklerinde, kan veya serumda tanısında hızlı ve hassas
nu (PCR) , DNA zincirinin bilinen iki parçası arasında tayin yöntemleri ile ilgili çalışmalar devam etmektedir.
uzanan özel bir DNA bölümünün enzimatik olarak çoğaltıl- KAYNAKLAR
masına dayanır. PCR, patojenlerin spesifik DNA dizilerinin Barnett TC, Bowen AC, Carapetis JR. (2018). The Fall and Rise of Group A Streptococcus
belirlenmesi amacı ile kullanılmaktadır. 1985 yılında K. Diseases. Epidemiology and Infection 147, e4, 1–6
Bartlett, J. M. S.; Stirling, D. (2003).A Short History of the Polymerase Chain Reaction.
Mullis tarafından PCR (Polymerase Chain Reaction) bulun- PCR Protocols. Methods in Molecular Biology. 226 (2nd ed.), 3–6.
Nelson, G.E., Pondo, T., Toews, K.A., Farley, M.M., Lindegren, M.L., Lynfield, R., Aragon, D.,
muştur. Mullis polimeraz zincir reaksiyonun keşfi ile 1993 Zansky,S.M., Watt, J.P., Cieslak, P.R., Angeles, K., Harrison, L.H., Petit, S., Beall, B., Van
yılında Nobel ödülünü kazanmıştır. PCR spesifik DNA Beneden,C.A. (2016). Epidemiology of Invasive Group A Streptococcal Infections in the
United States 2005-2012.Clin Infect. Dis., 63, 478-486.
bölgelerini çoğaltmaya yarayan moleküler biyoloji ve Pan, D., Mi, L., Huang, Q., Hu, J., & Fan, C. (2012). Genetic Analysis with nanoPCR.
Integrative Biology, 4(10), 1155-1163.
genetikte çok sık kullanılan bir tekniktir. PCR’ın çalışabilme Karlson, P. 1992 . Biyokimya . Çeviri. Telefoncu, A
Tromas N, Elena SF. The Rate and Spectrum of Spontaneous Mutations in a Plant RNA
si için kalıp DNA’ya, primerlere, serbest nükleotidlere Virus. Genetics. 2010;185(3):983-9. https://doi.org/10.1534/genetics.110.115915
(dNTPs), taq polimeraza, MgCI2’e ve tampona ihtiyaç Tübitak, 2020. Bilim Teknik Dergisi
https://tubitak.gov.tr/sites/default/files/18842/bilim_ve_teknik_coronavirus_hakkinda.pdf
vardır. https://cdn.istanbul.edu.tr/FileHandler2.ashx?f=viroloji_ders_notu.pdf
https://jag.journalagent.com/terh/pdfs/TERH-34392-REVIEW-TATAR.pdf
Kalıp DNA: PCR’da çoğaltılması hedeflenen DNA’dır. https://asm.org/Articles/2020/January/2019-Novel-Coronavirus-2019-nCoV-Update-Uncoat
Primerler: Çoğaltılması hedeflenen gen bölgesine komp- ing
https://covid19.saglik.gov.tr/Eklenti/39551/0/covid19rehberigenelbilgilerepidemiyolojive
lementer olan yaklaşık 20 nükleotid uzunluğunda olan tanipdf.pdf
https://services.tubitak.gov.tr/edergi/yazi.pdf?dergiKodu=4&cilt=53&sayi=630&sayfa=14&
oligonükleotidlerdir. Primerler, polimeraz enziminin zinciri yil=2020&ay=5&yaziid=44137
uzatması için gerekli olan serbest 3’-OH grubunu sağlar. https://www.tuba.gov.tr/files/yayinlar/raporlar/1.%20Versiyon%20Covid-19%20Pandemi
%20De%C4%9Ferlendirme%20Raporu.pdf
37