Keçilerde Süt Proteinleri Polimorfizmi

Hayvansal Üretim 48(2): 49-54, 2007 Derleme Keçilerde Süt Proteinleri Polimorfizmi Yasemin Öner*, Cengiz Elmacı Uludağ Üniversitesi Ziraat Fakültesi Zootekni Bölümü, 16059 Görükle-Bursa *e-posta: ; Tel: +90 (224) 294 15 61; Fax: +90 (224) 442 81 52 Özet Keçilerde süt protein genlerini içeren DNA bölgelerinde çok sayıda polimorfizm belirlenmiştir. Bu çalışmada keçi sütündeki altı temel proteindeki (α-s1, α-s2, β-, and κ- kazeinler, β-laktoglobulin ve α-laktoalbumin) genetik varyasyonlar derlenmiştir. Anahtar kelimeler: Keçi, süt proteinleri, polimorfizm. Milk Proteins Polymorphism on Goats Abstract A great number of polymorphisms detected in the DNA region containing milk protein genes in goats. In this study genetic variations of major six milk proteins in goat (α-s1, α-s2, β-, and κ- caseins, β-lg and α-la) were reviewed. Key words: Goat, milk proteins, polymorphism. göstermeleri nedeniyle çok fazla analitik çaba gerektirdiğinden oldukça azdır. Türkiye’de ise keçi sütündeki protein polimorfizmiyle ilgili yok denecek kadar az sayıda araştırma bulunmaktadır (Özdil ve Asal, 2002; Türkyılmaz, 2003; Gürcan, 2005). Bu derleme, keçilerdeki süt proteinleri konusundaki araştırma açığını gidermeye yönelik olarak yapılacak çalışmalara kaynak oluşturması amacıyla hazırlanmıştır. Çalışmada keçi sütündeki kazeinler ve serum proteinleri genlerindeki varyasyonlar hakkında kısa bir özet sunulmaktır. Giriş Moleküler genetik teknolojilerindeki gelişmeler, ekonomik özelliklerin fenotipik varyasyon göstermelerinde önemli etkileri olan farklı gen bölgelerinin ve major genlerin belirlenmesine olanak vermiştir. Hayvan ıslahında kullanılan bu genler ve gen bölgeleri hem dişi ve hem de erkek hayvan genotiplerinin, yaşamlarının erken dönemlerinde belirlenmesini sağlarlar. Bu durum seleksiyonla sağlanacak genetik ilerlemenin daha fazla olmasına olanak tanımakta ve Marker destekli seleksiyon (MAS = Marker Asisted Selection) olarak adlandırılmaktadır. Kazeinler Sütün esas proteini olarak bilinen kazeinler, sütün asit ile muamelesinden sonra çökmeyen kısımdır ve dört farklı doğal kazeinden (α-s1, α-s2, β-, ve κ-) oluşmuştur (Ginger ve Grigor, 1999). Bu proteinler 6. kromozomda yer alan 250 kb’lik genomik bölgede bulunan bir gen kümesi tarafından kodlanırlar (Mercier ve Vilotte, 1993). Keçi sütündeki kazeinler, çoklu posttranslational modifikasyonlar yüzünden gösterdikleri büyük varyasyon nedeniyle önemli bir polimorfizm kaynağıdır. Aschaffenburg ve Drewy (1955)’nin sığır sütündeki βlg’nin A ve B varyantlarını göstermelerinden bu yana süt proteinlerini konu alan pek çok çalışma yapılmıştır. Süt proteinleri kodominant Mendel kalıtımı gösterirler. Bu genlerinin pek çoğu haritalanmış ve dizileri bilinmektedir. Günümüzde süt proteinleri bakımından polimorfizmler gerek protein gerekse DNA düzeyinde saptanabilmektedir. Süt proteinlerindeki bu polimorfizmlerden bazılarının süt verimini, kompozisyonunu, misel organizasyonunu, pıhtılaşma özelliklerini ve sütün peynir verimini etkiledikleri bilinmektedir (Trujillo ve ark. 1998). Bu nedenlerle bu polimorfizmlerden MAS programlarında yararlanılmaktadır (Sánchez ve ark. 2005). α S1 Kazein (αs1-kn) Ruminant sütlerinin en önemli kazein fraksiyonlarından birisi olan αs1- kazein, keçi sütünde polimorfizm çalışmalarının yapıldığı ilk süt proteini olup, tüm kazein genleri içinde en fazla polimorfik olanıdır (Trujillo ve ark. 1998). Bugüne kadar αs1- kn’in sentez düzeyiyle ilişkili olduğu belirlenen ve hepsi de DNA düzeyinde aydınlatılmış olan toplam 18 alleli bildirilmiş (A, B, C, D, E, F, 01, 02, G, B1, B2, B3, B4, H, I, L, M, N) ve Süt protein genlerindeki polimorfizme yönelik çalışmalar genellikle inek sütünde yoğunlaşmıştır. Keçi sütünde yapılmış araştırma sayısı keçi sütü proteinlerinin alışılmışın dışında bir polimorfizm 49 Öner ve Elmacı 50 sağlanması için αs1- kn genotiplerinin BLUP (Best Linear Unbiased Prediction) metodunda, bir seleksiyon kriteri olarak kullanılmasını önermişlerdir. Aynı zamanda αs1- kn genotiplerinin ıslah programlarında kullanılması ile ilgili çalışmalar İtalya, İspanya ve Norveç gibi ülkelerde de yoğun olarak yürütülmektedir (Serradilla, 2006). bunlardan A, B, C ve E allellerinin birbirlerinden sadece bir amino asit bakımından faklı olduğu belirlenmiştir (Bevilacqua ve ark. 2002; Sacchi ve ark. 2005). Ancak E allelinde durum biraz farklıdır. Bu allelde 19. ekzona bir LINE (long interspersed nuclear elements) insersiyonu bulunur. D ve G allellerinin sırasıyla 9. ve 4. ekzonlarının olmadığı gözlenmektedir (Martin ve ark. 2002). F yapısal bakımdan daha farklı olup, bu allellde de 9. 10. ve 11. ekzonlar kaybedilmiştir (Leroux ve ark. 2003). Son olarak 01 ve N allelerinin moleküler analizi sonucunda, bu allelerin 12. intronun başlangıcında ve son altı ekzonda bulunan 8.5 kb’lık bir bölgeyi kapsayan bir delesyon belirlenmiştir (Ramunno ve ark. 2005). α S2 Kazein (αs2 -kn) αs2-kn’in cDNA dizisi Bouniol ve ark. (1993) tarafından belirlenmiştir ve αs1-kn kazein kadar olmasa da αs2-kn lokusunda da dikkate değer bir genetik polimorfizm olduğu gösterilmiştir. Bu lokusta şimdiye kadar üç farklı ekspresyon seviyesiyle ilgili olduğu bilinen yedi allel belirlenmiştir (A, B, C, D, E, F ve 0). Bunlardan αs2- kn A, B, C, E ve F alleleri sütteki αs2-kn içeriğinin “normal” (2.5 gr/l), αs2- kn D ise “orta” düzeyde αs2-kn içeriğinin bulunuşuyla ilişkilidir. αs2- kn 0 allelinin ise sütte bu proteinin yokluğuna yol açtığı bildirilmiştir (Veltri ve ark. 2000; Ramunno ve ark. 2001a). αs2- kn A, B, C, E ve F allelleri nokta mutasyonları ile birbirlerinden farklıdırlar. αs2- kn D alleli 11. ekzonun son 11 bç’ lik ve bunu izleyen intronun 95 bç’lik kısımlarında bulunan 106 bç’lik bir delesyonla karakterize edilir ve bu delesyonlar da en azından üç kodonun yokluğuna yol açar (Lagonigro ve ark. 2001; Ramunno ve ark. 2001b; Marletta ve ark. 2004). Sütlerinde αs2-kn bulunmayan keçiler ise “null” alleli bakımından homozigotturlar ve bu allel 11. ekzonun 80. nükleotindeki bir nokta mutasyonu sonucu meydana gelmiştir (Ramunno ve ark. 2001b). αs1- kn allelleri bu proteinin sütte bulunuş miktarı ile yakından ilişkilidir ve sentez seviyesine göre dört gruba ayrılır (Grosclaude ve ark. 1994) . Birinci grup A, B1, B2, B3, B4, C, H, L ve M allelleri olup, “kuvvetli” alleller olarak isimlendirilirler. Bu alleli taşıyan hayvanların sütlerinde ortalama olarak 3.6 gr/l αs1- kn bulunduğu kaydedilmiştir. “Orta” olarak isimlendirilen grupta sadece E ve I allelleri yer alır ve 1.6 gr/l’ lık αs1kn miktarı ile ilişkilidir. D, F ve G allellerini taşıyan hayvanların sütlerinde ise 0.6 gr/l αs1- kn bulunur ve bunlar “zayıf” alleller grubunu oluştururlar. “Null” olarak isimlendirilen alleller ise sütte αs1- kn’nin yokluğuna yol açar. 01, 02 ve N varyantları “null” alleller grubuna girer. Çeşitli keçi ırklarında yapılan araştırmalarda en yaygın allellin “orta” alleller grubuna giren E olduğu ve bunu “kuvvetli” alleller grubuna giren B allelinin (B1, B2, B3, B4)’nin izlediği b (...truncated)