22 Ağustos 2015 Cumartesi

Yoğunlaştırılmış Biyoinformatik Kursu 2. Gün Özeti - 01/07/2015

Birinci güne ilişkin notlara buradan ulaşabilirsiniz.

- Konferansın ikinci günü UCSC Genome Browser'da CFTR geni örneği üzerinden önemli parametreler adım adım veritabanı içeriklerinden bahsedilerek anlatıldı. Bu araca ait görüntüleme seçeneklerinden faydalanılarak farklı gen bölgelerinin türler arası korunum bilgileri görüntülenebilir. Korunum bilgileri yeni bilgilerin elde edilmesinde potansiyele sahiptir. Örneğin sorulabilecek sorulardan birisi şöyledir: "Birden fazla türde korunmuş bir intron bölgesinin anlamı ne olabilir?"

- Bu arada bahsedilmesi gereken önemli şeylerden birisi de düzenli dökümantasyondur. Bu doğrultuda, çevrimiçi araçlarla çalışırken erişim tarihleri ve kullanılan verinin versiyonu her seferinde mutlaka not edilmelidir. 

- UCSC arayüzü ve içeriği incelendikten sonra UniProt veritabanına değinildi ve incelenerek genomik dünyası ve proteomik dünyasının bakış açısı ayrı ayrı ele alındı. UniProt veri tabanı proteinler hakkında birçok farklı alandan bilgiyi bir araya toplayan ve bu nedenle geniş çaplı araştırmalar için en uygun platformlardan biridir

- Sunumda UniProt'da gezinirken bu veri tabanında bahsedilen ancak daha özelleşmiş görevleri olan InterPro, PhosphoSitePlus gibi diğer veri tabanlarına da göz atıldı. Örneğin PhosphoSitePlus, protein dünyasında kıymetli bilgilerden biri olan translasyon sonrası modifikasyonların yerini ve bilgisini gösteren veritabanıdır.

- Gen Ontolojisi'ne değinilerek biyolojik süreçler, moleküler fonksiyon ve hücresel bileşenler kategorileri ele alınmıştır. Protein bilgisi içerikli veritabanlarından PDB, STRING, InterPro, PANTHER en önemli olanlar arasında gösterilmiştir. Bunlardan InterPro, protein domain bilgisini içerir. STRING, protein-protein etkileşim veritabanıdır. Varsa motif bilgisi içerir. Motifler, biyoinformatik çalışmaları için önemli unsurlardır. 

- Protein veritabanlarına dair bilgilerin ardından Osman Türkyılmaz kendi çalışma alanı olan "ilaç yeniden konumlandırma" üzerine bir sunum gerçekleştirdi. İlaç yeniden konumlandırma, bir ilacın hedef hastalığı dışında başka bir hastalık için de kullanılabilirliğinin araştırılmasıdır. İlgili sunumda ilaç hedefleri arasındaki benzerlik değerleri hesaplanarak yan etkiler bazında yapılan karşılaştırmalarla, bir ilacın farklı bir hastalık üzerindeki etkisine dair Ar-Ge çalışmalarına dair bilgi verildi.

- İlaç yeniden konumlandırmanın başlıca avantajları piyasada hazır olan ilaçların başka bir tedavi amacıyla kullanılması, böylece zaman ve para tasarrufu sağlamasıdır. Diğer yandan ruhsatlandırma açısından da oldukça avantajlıdır.

- Osman Türkyılmaz'ın sunumunun ardından Ahmet Raşit Öztürk yolak veritabanlarından bahsetti. Metabolik yolakların ve sinyal yolaklarının hakkında açıklamalar yapıldı.

- KEGG bir yolak veritabanıdır ve sunduğu araçlarla hücresel mekanizmaların görsel olarak keşfedilmesine olanak sağlar. Bu amaçla geliştirilen araçlardan biri olan web tabanlı KEGG Coloring aracı, seçilen yolaklarda seçilen genlere ait ekspressyon bilgisinin renklerle kodlanabilmesi için kullanılabilir.

- PathGuide, literatürde yer alan ve güvenilir olduğu düşünülen yolakların kategorilere göre sunulduğu bir "yolak veritabanı" veritabanıdır.

- Veritabanlarını tanıtan sunumlar tamamlandıktan sonra kursun 2. gününün en önemli temalarından olan primer tasarımına geçilmiştir. Primer tasarımında nihai hedef DNA'nın istenilen bir bölgesinin doğru şekilde çoğaltılmasıdır. Dolayısıyla öncelikle bir primerin ne olduğundan, ne işe yaradığından ve ne amaçla kullanıldığından bahsedilmiştir. PCR yönteminin mantığı açıklanmıştır ve bu yöntemde kullanılan Taq polimeraz enziminin detaylarından bahsedilmiştir. Taq polimeraz, taslak DNA'ya bağlanmış olan primerlerin 3' ucunu tanıyarak oraya yerleşen ve bağlandığı primeri taslak DNA'ya uygun bazlar ekleyerek uzatan, dolayısıyla istenilen DNA bölgesini kopyalayarak çoğaltan enzimdir. Protein mühendisliği yoluyla farklı amaçlara uygun olarak modifiye edilmiş ticari Taq polimeraz türevleri mevcuttur.

Primer tasarımında süreç şu şekildedir: NCBI tarafından sunulan web tabanlı PrimerBLAST'a çoğaltılmak istenen DNA bölgesine ait dizilim yapıştırılır. Ardından ilgili organizmaya ilişkin veritabanı seçilip "Get Primer" butonuna basılarak bu bölgeye uygun primerler tasarlanır. Bulunan primer çiftleri sonuç sayfasında bir grafik üzerinde gösterilmektedir ve primerlere ilişkin temel bilgiler bu sayfada yer alır.

- Çift zincirli DNA'yı çoğaltmak için forward ve reverse olmak üzere iki primere ihtiyaç duyulur. Burada erime sıcaklığı (Tm) oldukça önemli bir değerdir. Amplifikasyon süreci çoğunlukla sıcaklık ile yönlendirilmektedir. PCR deneyinin sonucunu etkileyen bir diğer faktör ise ortamdaki primerlerin kendi kendine veya birbirleri arasında gerçekleştirebilecekleri hibridizasyonlardır ve bunlardan kaçınılması gerekmektedir. Bunların en tehlikelisi, 3' ucunda meydana gelebilecek hibridizasyonlardır ve deneyin verimini çok büyük oranda düşürmektedir.

- primerBLAST primerlerin tasarımında ilgili parametrelerin daha detaylı bir şekilde kontrol edilebilmesine olanak tanır. Bu parametreler GC oranı, istenen Tm değeri, BLAST'a dahil edilmesi istenen organizmaları, deneysel süreçte kullanılan kimyasalların konsantrasyonunu ve daha fazlasını içerir.

- Primer tasarımında primerin çoğaltılmak istenilen bölgeler dışında yerlere de bağlanıp bağlanmadığını kontrol etmek önemlidir ve bunun için BLAST kullanılmaktadır. primerBLAST bu fonksiyonu da sunmaktadır.

- Primerlerin erime sıcaklıkları (Tm), PCR deneyinin sağlıklı geçmesi açısından son derece önemlidir ve bu sıcaklıkların hesaplanmasında hassas davranılması gerekir. Erime sıcaklığı üzerinde etkisi olan faktörler DNA konsantrasyonu, oligo konsantrasyonu, K+ gibi monovalent ve Mg++ gibi divalent iyonların konsantrasyonu, ve varsa deney tüpündeki diğer kimyasalların konsantrasyonudur. Bu doğrultuda en gerçekçi erime sıcaklığı hesaplamasınının IDT OligoAnalyzer  ile yapıldığı iddia edilmektedir. 

- Primer tasarımı eğitiminin ardından Georgia State Üniversitesi'nde araştırmacı olan Şeydanur Tıkır ile bir Skype görüşmesi gerçekleştirildi. Kendisi bizlerle biyoinformatik
kariyeri ile Amerika tecrübesini paylaştı ve katılımcıların soruları doğrultusunda önerilerde bulundu.