Saccharomyces cerevisiae'da çeşitli metal iyonlarının HXT2 geni transkripsiyonuna ve çoğalma özelliklerine etkilerinin incelenmesi

Abstract

Çeşitli metal iyonları hücresel faaliyetlerin gerçekleştirilebilmesi için gereklidir. Bununla birlikte, metal iyonlarının hücrelere fazla alınması veya toksik metal iyonlarının hücreye taşınması çok çeşitli hücresel faaliyetleri engelleyebilir, sitotoksik ve genotoksik etkiler de gösterebilir. Hücrelere glukoz taşınması glukoz taşıyıcı membran proteinleri ile yapılır. Glukoz transportunun engellenmesi de hücreler için gerekli olan ATP, enerji ve çeşitli metabolitlerin üretimini de azaltmakta veya tamamen engellemektedir. Bu araştırmada bakır, demir, nikel, çinko, magnezyum, lityum ve kadmiyumun S. cerevisiae hücrelerinde üreme özelliklerine ve HXT2 geni transkripsiyonuna etkileri incelendir. Metal iyonları çözünür bileşikler olarak letal seviyenin çok altında logaritmik aşamadaki maya kültürlerinin üreme ortamına eklendi. Bu araştırmada elde edilen sonuçlar nikel ve lityum iyonlarının HXT2 geni transkripsiyonunu baskıladığını göstermektedir. Bu metal iyonlarının glukoz repres şartlarda HXT2 transkripsiyonunda yaklaşık %30 kadar azalmaya neden olduğu tayin edildi. Buna karşın, magnezyum ve demir iyonlarının ise HXT2 transkripsiyonunu düşük seviyede aktive ettiği belirlendi. HXT2 geni transkripsiyonunun metal iyonları ile kontrolünde stres ile aktive edilen transkripsiyon faktörleri olan Msn2p ve Yap1p'nin herhangi bir işlevi olmadığı da gösterildi. Msn2p'nin HXT2 transkripsiyonu için normal şartlarda gerekli olduğu, stres yanıtı için ise gerekli olmadığı tayin edildi. HXT2'nin metal stresi ile kontrolü için çok fonksiyonlu ve genel bir protein kinaz olan Snf1p'nin gerekli olduğu belirlendi.

Metal ions are required for the various cellular and metabolic activities. Nonetheless, over accumulation of metal ions or transport of toxic metal ions to the cell can inhibit numerous cellular functions, and also can have a cytotoxic and genotoxic effects. Transport of glucose to the cell is carried out by glucose transporter proteins, localized within the cell membrane. Inhibition of glucose transport prevents the biosynthesis of ATP and various cellular metabolites required for the cell metabolism. In this study, the effects of copper, iron, nickel, zinc, magnesium, litium and cadmium on the transcription of HXT2 gene and on the growth features of S. cerevisiae were investigated. Metal ions were added to the growth medium of logarithmically growing yeast cell cultures as soluble compounds at sub-lethal levels. Results of this research indicates that nickel and lithium repress the transcription of HXT2 gene. These metal ions repressed the transcription of HXT2 approximately at 30% under glucose repressed growth conditions. On the contrary, magnesium and iron ions activated the transcription of HXT2 at low levels. Results of this study indicated that stress activated transcription factors Msn2p and Yap1p is not involved in the stress dependent regulation of HXT2 gene. Nonetheless, it was found that the transcriptional regulator Msn2p is required for the basal level expression of HXT2 gene. It was clearly shown that multi-functional protein kinase Snf1p is involved in the metal ion stress dependent regulation of HXT2 gene in S. cerevisiae.