Prof Dr. İnanç ÖZGEN yazdı: “Böceklerde Işık Çıkarma Genleri”

Prof Dr. İnanç ÖZGEN yazdı: “Böceklerde Işık Çıkarma Genleri”

Lampyridae familyası türleri yaklaşık olarak 2000 tür ile temsil edilmektedir (Branham, 2010). Bu türlerin larvaları ışık çıkarmakta iken, erginlerin bazıları ışık çıkarmamaktadır. Erginlerin ışık çıkarma sebeplerinin büyük çoğunluğu, cinsel iletişim ve çağrı görevi iken, larvaların ışık çıkarma görevi geceleri avlanan avcılardan korunmak için aposematik (uyarıcı) ışıldamadır. 

Lampyridae familyası sistematikte 4 alt familya içerisinde sınıflandırılmaktadır: Lampyrinae, Luciolinae, Photurinae ve Psilo-cladinae (veya Cyphonocerinae). Ototretinae alt familyası ise Drilaster ve Stenocladius cinsleri de dâhil olmak üzere, Lampyridae familyası içerisinde değerlendirilmektedir. Moleküler filogenetik analizler, bu cinslerin Lampyridae’nin içerisinde değerlendirilmesi gerektiğini bildirmiştir. Bu nedenlerle, Lampyridae’ye ait beş alt familya; Lampyrinae, Luciolinae, Photurinae, Psilocladinae ve Ototretinae alt familyalarıdır. Ateş böceği; lusiferaz enzimi, (4S)-4,5-dihidro-2- (6-hidroksi-2-benzotiyazolil) – ATP ve Mg2 varlığında moleküler oksijen içeren 4-tiyazolkarboksilik asit reaksiyonunda ateş böceği lusiferinin oksidasyonunu katalize eden biyolüminesans reaksiyonundan (lusiferin-lusiferaz reaksiyonu) sorumlu bir enzimdir. Lusiferin-lusiferaz reaksiyonu tarafından üretilen luminescencecol (lüminesans rengi/Rekasiyonu), lusiferaz molekülündeki ışık yayan oksilusiferin türlerine bağlıdır. Luminesans reaksiyonunda; ateş böceğinin lusiferazı; asidik koşullar altında ürettiğinden, lüminesansın spektral eğrisi kırmızıya kaymıştır (“pH duyarlı” olarak adlandırılır). Lusiferaz bazı türlerde (Photinus pyralis ve Lucidina biplagiatah gibi); CoA, ATP, ve Mg2+’nin varlığında yağ asidinden fatty acyl-CoA sentezinin katalitik reaksiyonunda bulunmuştur. Bu sonuçlarla; lusiferazın  fatty acyl-CoA sentezinden üretildiği kanısına varılmıştır ( Oba et al., 2009).

Ateş böceği lusiferaz geni, ilk kez Kuzey Amerika ateş sineği (Photinus pyralis)’ten izole edilmiştir. Mevcutta 20’den fazla cDNA geni  (özel bir enzim olan ters transkriptaz ile mRNA’dan oluşan tamamlayıcı gen) ateş böceklerinden izole edilmiştir. Geni izole edilen türlerin büyük çoğunluğunun ergin böcekleri, cinsel iletişim amacıyla ışıklarını gün boyu çıkarmakta olduğu gözlemlenmiştir. Yapılan son araştırmalarda; luciferaz izotip geni olan LcLuc2 geninin böcek yumurtasından izole edilmesi ile bu genin yumurtaya parlaklık vermeden sorumlu olduğu sonucuna varılmıştır (Oba et al., 2012). 

Rekombinant LcLuc2 geni; luminesans ve fatty acyl-CoA sentez aktivitesinin her ikisini de göstermiştir. Fakat lusiferin-lusiferaz reaksiyonu ile oluşan luminesans spektrumu, PH koşullarından farklı oranda etkilenmiştir. cDNAs luciferas genleri farklı türlerden izole edilerek farklı metotlarla tanımlanmıştır. Luciferaz aminoasit dizileri ve enzimatik durumları tanımlanarak, farklı PH’larda lusiferaz aktiviteleri de belirlenmiştir. Aminoasit gen dizilimleri de bu türler için ortaya çıkarılmıştır. 

Lampyridae familyasına ait türlerin gündüz faaliyet gösteren türlerde yeşil olduğu, ışığı gece faaliyet gösteren predatörlere karşı savunma mekanizmasında kullandığı, ikincil olarak da rengin daha uzun dalga boyunda olan kırmızı renk spektrumuna kayma evriminin, çeşitli ışık ortamlarında erkek ve dişi bireylerin iletişim sağlamasından (cinsel) kaynaklandığı kanısına varılmıştır (Oba et al., 2012). Sonuç olarak; bu türlerin ışık çıkarma fonksiyonları genler tarafından oluşturulmakta, farklı genlerin ışık çıkarma noktasında farklı işlevsel durumlarının ortaya çıkarılması, aynı zamanda türler arası gen aktarımı ile farklı özelliklerin türler arası aktarımı ile ışık çıkarma genlerinin aktivitesini ortaya koyacaktır. Bakıp göreceğiz

Lütfen Paylaş