Keçilerde Kazein Genlerindeki Çeşitlilik ve Önemi

Atatürk Üniversitesi Vet. Bil. Derg. Yıl: 2009 Cilt: 4 Sayı: 2 Sayfa: 133-145 Keçilerde Kazein Genlerindeki Çeşitlilik ve Önemi Faruk Bozkaya1 1 Harran Üniversitesi Veteriner Fakültesi Genetik Anabilim Dalı-ŞANLIURFA ÖZET: Bazı insanlarda sık görülen inek sütüne karşı alerji, keçi sütünün önemini artırmıştır. Keçi sütü, kazein içeriği açısından büyük bir varyasyon göstermektedir. Keçi sütüne karşı oluşan alerjinin daha düşük düzeyde olmasının bir nedeni, bazı keçilerin sütlerindeki kazein içeriğinin düşük olmasıdır. Diğer taraftan, yüksek düzeyde kazein içeren sütler peynir yapımında tercih edilebilir. Bu nedenlerle, keçilerde kazein genlerindeki çeşitlilik yoğun bir şekilde araştırılmaktadır. Sunulan derlemenin amacı, kazein genlerindeki çeşitliliğin keçi sütünün besleyiciliği ve teknolojik özellikleri üzerindeki etkileri konusunda bilgi sunmaktır. Anahtar Kelimeler: Çeşitlilik, Kazein, Keçi, Mutasyon Variability and Importance of Casein Genes in Goats SUMMARY: The importance of goat milk is increasing due to high incidence of cow’s milk allergy in some countries. Goat milk shows a great variation in casein content due to the polymorphism in casein genes. The less allergeneity of goat milk might be attributed to the low amount of casein in the milk of some individuals. On the other hand milk with high casein content can be utilized for cheese making. Therefore, the variability of casein genes in goats is intensively studied. The aim of this review was to present information on the variability of casein genes and its effect on the nutritional and technological properties of goat milk. Key words: Casein, Goat, Mutation, Variability GİRİŞ Keçi sütündeki proteinler, kazein (Cn), alfa-laktalbumin (α-La) ve beta-laktoglobulin (-Lg) olarak isimlendirilir. Süt kazeini dört değişik proteinden oluşur ve alfa-s1- (αs1Cn), alfa-s2- (αs2-Cn), beta- (-Cn) ve kappa-kazein (-Cn) şeklinde sınıflandırılır. Bu proteinleri kodlayan genler ise sırasıyla CSN1S1, CSN1S2, CSN2 ve CSN3 olarak adlandırılmaktadır. Kazeini oluşturan proteinlerin her biri çeşitli genetik varyantlardan (allel) oluşmaktadır (Rijnkels, 2002). Kazein proteinlerini kodlayan genler aynı kromozom üzerinde ve 200-300 kb büyüklüğünde bir DNA bölgesinde birleşik olarak bulunur (Ferretti ve ark., 1990; Threadgill ve Womack, 1990). Bu genlerin ilgili kromozom üzerindeki birbirlerine göre konumları bir çok memelide korunmuştur ve CSN1S1-CSN2-CSN1S2-CSN3 şeklinde sıralanırlar. Alf-s1- Kazein (αs1-Cn) Keçi αs1-Cn proteini varyantına göre 191-199 aminoasitten oluşur ve 18,800-23,800 kD (kilo Dalton) molekül ağırlığına sahiptir (Ferranti ve ark., 1997; Trujillo ve ark., 2000). Alfa-s1-Cn proteinini kodlayan gen (CSN1S1) 17.5 kb büyüklüğündedir Atatürk Üniversitesi Vet. Bil. Derg., 4 (2): 133-145, 2009 ve büyüklükleri 24 bp’den (exon 5,6,7,8,10,13,16) 385 bp’ye (exon 19) kadar değişen 19 exondan oluşmaktadır (Leroux ve ark., 1992; Ramunno ve ark., 2004). Keçilerde bu güne kadar CSN1S1 geninin A, B1, B2, B3, B4, C, D, E, F, G, H, I, L, M, N, O1 ve O2 olarak adlandırılan 15 farklı alleli tespit edilmiştir. Bu varyantlar birer nükleotit değişikliği, delesyon veya insersiyon şeklinde kendini gösteren mutasyonlarla birbirinden ayrılmaktadır (Boulanger ve ark., 1984; Leroux ve ark., 1992; Ramunno, ve ark., 2000; Bevilacqua ve ark., 2002; Cosenza ve ark., 2003). CSN1S1 genindeki alleller ve bu allelleri tanımlayan değişiklikler Tablo 1’de gösterilmiştir. Tablo 1. CSN1S1 genindeki allelleri tanımlayan değişiklikler (Marletta ve ark.,2007) Table 1. The changes describing the alleles of CSN1S1 (Marletta et al., 2007) Allel Değişiklik A Glu(77)Gln B1 Referans allel 199 aminoasit B2 Leu(16)Pro B3 Leu(16)Pro; Arg(100)Lys B4 Leu(16)Pro; Arg(100)Lys;Thr(195)Ala C Leu(16)Pro; Arg(100)Lys; Thr(195)Ala; His(8)Ile D Leu(16)Pro; Dlelesyon 5969. aminoasitler E Leu(16)Pro; Arg(100)Lys; Thr(195)Ala; 19. Exon 457 baz insersiyon F Leu(16)Pro; delesyon 5995; 9. Exon 23. nükleotidde delesyon; 9. intronda 11 ve 3 baz insersiyon G Glu(77)Gln; delesyon 1426. aminoasitler H Glu(77)Gln; Arg(1)Lys I Tanımlanmamış L Leu(16)Pro; Arg(90)His M Ser(66)Leu; 9. Exon 23. nükleotidde CT 01 12. intron 181. nüklotidden itibaren 8,5 kb delesyon 02 Tanımlanmamış bir insersiyon N 9. Exon 23. nükleotidde delesyon protein şeklinde tercüme edilmemektedir (Ramunno ve ark., 2001a). Keçilerde bu güne kadar CSN1S2 geninin sekiz varyantı tespit edilmiştir (Boulanger ve ark., 1984; Bouiniol ve ark., 1994; Ramunno ve ark., 2001a ve 2001b; Lagonigro ve ark., 2001; Erhardt ve ark., 2002). Bunlardan A, B, C, E, F ve G varyantları birbirlerinden birer aminoasit değişikliği ile Alfa-s2-Kazein (αs2-Cn) Keçilerde αs2-Cn proteini 223 aminoasit uzunluğundadır ve yaklaşık 25,500 kD molekül ağırlığına sahiptir (Wang ve ark., 2001; Trujillo ve ark., 2000; Cosenza ve ark., 2007). Alfas2-kazein geni (CSN1S2) ise yaklaşık 18,5 kb uzunluğundadır ve 18 adet exondan oluşmaktadır. Bunlardan 1. ve 18. exonlar mRNA’ya aktarılırken 134 Atatürk Üniversitesi Vet. Bil. Derg., 4 (2): 133-145, 2009 ayrılmaktadır. A alleli referans alındığında, B alleli Glu(64)-Lys, C alleli Lys(167)-Ile, E alleli Lys(167)-Ile ve Pro(193)-Arg, F alleli Val(7)-Ile şeklindeki aminoasit değişiklikleriyle karakterizedir. Ramunno ve ark. (2001a, 2001b) CSN1S2 geninin 11. exonu ile bunu takip eden intronda 106 nükleotid uzunluğunda bir delesyon ve 11. exonun 80. nükleotidinde bir G-A mutasyonu tespit etmişlerdir. Bu mu- tasyon NcoI adlı restriksiyon enzimine ait kesim bölgesini ortadan kaldırmaktadır. Ayrıca, aynı değişiklik DNA zincirinde bir stop kodonuna neden olmaktadır. Delesyon ve stop kodon taşıyan varyantlar sırasıyla D ve O olarak isimlendirilmiştir. CSN1S2 genindeki alleller ve bu allelleri tanımlayan değişiklikler Tablo 2’de gösterilmiştir. Tablo 2. CSN1S2 genindeki allelleri tanımlayan değişiklikler (Marletta ve ark.,2007) Table 2. The changes describing the alleles of CSN1S2 (Marletta et al., 2007) Allel Değişiklik A Referans allel, 208 aminasit B Galu(64)Lys; 9. exon, 10. nükleotid GA C Lys(167)Ile D 205 aminoasit, delesyon 122-124. aminoasitler; Thr(121)Asn; 11. exonun son 11 nükleotidi ile 11. intronda 95 baz delesyon E Lys(167)Ile; Pro(193)Arg; 16. exon 28. kodon CG F Val(7)Ile; 3. exon 13.nükleotid GA O 11. exon 80. nükleotid GAStop Beta Kazein (β-Cn) Keçi sütündeki toplam kazein miktarının yaklaşık %50-58’i β-Cn'den oluşmaktadır (Moatsu ve ark., 2004). Bu proteinin aminoasit dizisi ilk defa Roberts ve ark. (1992) tarafından cDNA baz dizisine dayanılarak tahmin edilmiştir. Bu protein 223 aminoasit uzunluğunda ve molekül ağırlığı protein varyantına göre yaklaşık 23.60023.870 kD kadardır (Chianese ve ark., 1993; Persuy ve ark., 1999; Trujillo ve ark,. 2000; Neveu ve ark., 2002). Beta-Cn proteinini kodlayan gen (CSN2) yaklaşık 9 kb büyüklüğündedir ve büyüklükleri 24 ile 492 baz arasında değişen 9 adet exondan oluş (...truncated)