GUS raporlayıcı sistem

Prinç anterleri ve stilinin GUS anlatımı (eksprasyon)

GUSPlus anlatımı gösteren pirinç çekirdeği aleuronu

GUS raporlayıcı sistem (GUS: β-glukuronidaz) bir raporlayıcı gen sistemi. özellikle bitki moleküler biyolojisinde ^[1] ve mikrobiyolojide kullanılır.^[2] Birkaç tür GUS raporlayıcı gen tahlili mevcuttur. Tahlillerin farkı kullanılan subsratların farklı olmasıdır. GUS boyaması terimi bu tahlillerin en yaygınıdır ve histokimyasal bir teknik olarak geçer.

Amaç

Bu tekniğin amacı bir promotırın farklı dokulardaki aktivitesini hem nicel hem nitel olarak (renk oluşumu ile) ölçmektir. Teknik β-glukuronidaz, Escherichia coli bakterisinin bir enzimi üzerine kuruludur.^[3] Bu enzim renksiz veya florasant olmayan subsratlar ile inkübe edildiğinde bu kimyasallar enzim tarafından renkli veya florasant ürünlere dönüştürlür.^[4]

Subsratlar

Farklı glukuronidler β-glukuronidazlar için subsrat olarak kullanılabilir. Seçim tanımlama şekline (histokimyasal, spektrofotometrik ve florimetrik) göre yapılır. GUS histokimyasal boyaması için en yaygın kullanılan substrat 5-bromo-4-kloro-3-indolil glukuronid (X-Gluc)' dir ve oluşan ürün mavi renklidir. Diğer yaygın kullanılan substrat ise spektrofotometrik tahliller için p-nitrofenil β-D-glukuronid iken florimetrik tahliller için 4-metilumbelliferil-beta-D-glukuronid (MUG) yaygın bir biçimde tercih edilir.^[5]

Tarih

Sistemin orijinali Richard Anthony Jefferson tarafından Colorado Üniversitesi' nde Ph.D' sini yaparken geliştirilmiştir.^[6] Mucit tekniği bitkilere adapte etmiştir. Bunu ana sebebi mucidin 1985-1987 yılları arasında Plant Breeding Institute of Cambridge (Cambrige bitki eşleştirme enstitüsü)'de çalışmış olmasıdır. Birçok labda yaygın kullanıldığında bilim liteartüründe 6000' in üzerinde atıf almıştır.

Hedef organizmalar

Bir organizmanın GUS tahliline uygun olması için hiç veya çok az miktarda β-glukuronidaz aktivitesi içermesi gerekir. Bundan dolayı omurgalılar ve yumuşakçalar bu tahlile uygun değillerdir.Fakat tohumlu bitkiler, yosunlar, algiler, eğreltiler, mantarlar ve birçok bakteri hiç tanımlanabilir GUS aktivitesi içermediklerinden bu canlılar GUS tahliline uygundurlar.

Bu nedenle bitki biliminde yaygın olarak kullanılan bir sistemdir.

Diğer raporlayıcı sistemler

GUS sistemi yalnızca promotır aktivetisine özel bir yöntem değildir. Alternatif olarak lusiferaz, GFP, beta-galaktosidaz, kloramfenikol asetiltransferaz (CAT), alkalin fosfataz tüzerine kurulu sistemler mevcuttur. Metod seçimi ilgili organizmaya göre yapılır.

Diğer kullanımları

Raporlayıcı sistemler gen iletiminin başarısını ölçmek, gen ürününün hücreiçi konumunu belirlemek, protein-protein veya protein-DNA iletişimlerini öğrenmek, translasyon başlatıcı sinyalin başarısı hakkında bilgi sahibi olmak ve moleküler klonlama denemelerinde başarıyı ölçmek amaçlı kullanılırlar.

Kaynakça

^ Jefferson, R. A.; Kavanagh, T. A.; Bevan, M. W. (1987). "GUS fusions: Beta-glucuronidase as a sensitive and versatile gene fusion marker in higher plants". The EMBO Journal. 6 (13). ss. 3901-7. PMC 553867 $2. PMID 3327686.
^ Vande Broek, A; Lambrecht, M; Vanderleyden, J (1998). "Bacterial chemotactic motility is important for the initiation of wheat root colonization by Azospirillum brasilense". Microbiology. 144 (9). ss. 2599-606. doi:10.1099/00221287-144-9-2599. PMID 9782509.
^ Blanco, C; Ritzenthaler, P; Mata-Gilsinger, M (1982). "Cloning and endonuclease restriction analysis of uidA and uidR genes in Escherichia coli K-12: Determination of transcription direction for the uidA gene". Journal of Bacteriology. 149 (2). ss. 587-94. PMC 216546 $2. PMID 6276362.
^ Jefferson, R. A.; Burgess, S. M.; Hirsh, D (1986). "Beta-Glucuronidase from Escherichia coli as a gene-fusion marker". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 83 (22). ss. 8447-51. doi:10.1073/pnas.83.22.8447. PMC 386947 $2. PMID 3534890.
^ ABD patent 5.268.463
^ Cambia Organization Website: biography of Richard A. Jefferson 19 Ağustos 2006 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.

[GUS_in_plants-1] Jefferson, R. A.; Kavanagh, T. A.; Bevan, M. W. (1987). "GUS fusions: Beta-glucuronidase as a sensitive and versatile gene fusion marker in higher plants". The EMBO Journal. 6 (13). ss. 3901-7. PMC 553867 $2. PMID 3327686.

[GUS_in_microbes-2] Vande Broek, A; Lambrecht, M; Vanderleyden, J (1998). "Bacterial chemotactic motility is important for the initiation of wheat root colonization by Azospirillum brasilense". Microbiology. 144 (9). ss. 2599-606. doi:10.1099/00221287-144-9-2599. PMID 9782509.

[3] Blanco, C; Ritzenthaler, P; Mata-Gilsinger, M (1982). "Cloning and endonuclease restriction analysis of uidA and uidR genes in Escherichia coli K-12: Determination of transcription direction for the uidA gene". Journal of Bacteriology. 149 (2). ss. 587-94. PMC 216546 $2. PMID 6276362.

[original_paper-4] Jefferson, R. A.; Burgess, S. M.; Hirsh, D (1986). "Beta-Glucuronidase from Escherichia coli as a gene-fusion marker". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 83 (22). ss. 8447-51. doi:10.1073/pnas.83.22.8447. PMC 386947 $2. PMID 3534890.

[patent1-5] ABD patent 5.268.463

[cambia-6] Cambia Organization Website: biography of Richard A. Jefferson 19 Ağustos 2006 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]