Cre Rekombinaz, loxP bölgeleri (spesifik dna dizileri)
arasında genetik rekombinasyonu katalize
eden bir çeşit P1 bakteriyofaj topoizomerazıdır. İlk olarak, P1
bakteriyofajının lizojenik döngüsünde viral genom replikasyon mekanizması olarak
keşfedildi. Enzim enerji kofaktörleri gerektirmez ve Cre aracılı rekombinasyon
hızlıca substrat ve reaksiyon ürünleri arasındaki dengeyi sağlar.
CRE-LOX SİSTEMİ
Cre-Lox belirli hedef alanlarında gen delesyonları,
inversiyonları ve translokasyonlarını oluşturmak
için kullanılabilecek bir sistemdir. Cre/loxP sisteminin önemli bir avantajı sadeliğidir. Bugün
yaygın olarak endüktif delesyonları oluşturmak için kullanılmaktadır ayrıca
transgenlerin koşullu mutajenezini gerçekleştirmek ve ökaryotik kromozomlara
DNA kasetleri eklemek için Cre rekombinaz kullanımı yaygındır. Örneğin
deneklerde bir geni işlevsizleştirmek için kullanılabilir. Çoğu durumda, genin
sistematik olarak delesyonu, embriyonik olarak ölümcül bir fenotip üretir ve
denemeyi işe yaramaz hale getirir, çünkü delesyon etkisi gözlemlenemez. Delesyon
işleminin nerede olacağı konusunda temporal ve dokuya özgü kontrolün olduğu bir
Cre-Lox sistemi kullanmak gerekir.
Temel olarak, sistemin iki bileşeni vardır: bir enzim, Cre
rekombinaz, LoxP bölgeleri olarak adlandırılan spesifik DNA dizilerini
tanıyabilir ve birleştirebilir. LoxP bölgesi 34 baz çiftinden oluşur, 8bp ara
parça bölgesi ve her biri 13bp uzunluğunda iki kanat palindromik diziler
içerir.
Tipik bir loxp bölgesi:
8 bp’lik
ayırıcı bölgenin altı çizilmiştir.
A) Moleküler Mekanizma
Nakavt edilmek istenen genin başına ve sonuna Cre rekombinaz
enziminin tanıyıp kesebilecegi DNA parçaları (LoxP) eklenir. Cre proteini ifade
edildiğinde, bir loxp bölgesinde 13-bp palindromik bölgelere bağlanır ve bir
dimer oluşturur. Bu yapıda başka bir loxp bölgesindeki dimere bağlanır ve
tetramer oluşturur. İplikler Cre proteini ile kesilir ve DNA ligaz ile yeniden
birleşir.
B) Yönlü LoxP Dizileri
LoxP dizisinin yönlendirilmesi önemlidir, çünkü Cre'nin bir
delesyon, inversiyon veya translokasyon oluşturup oluşturmayacağını belirler. Aynı
yönde iki loxP sitesi tarafından çevrili herhangi bir DNA dizisi eksize edillir
(çıkarılır). LoxP bölgeleri ters yönde yönlenmişse,
Cre bir inversiyon oluşturur. LoxP bölgeleri farklı kromozomlarda lokalize
olmuşsa, Cre rekombinasyonu bir translokasyon oluşturur.
· Cre
rekombinaz, böbreğe özgü bir organizatörün kontrolü altında ifade edilir (sol),
hedef genin önemli bir ekzonu vardır ve intronlarda iki loxP bölgesi bulunur(sağ).
Böbrekte, Cre rekombinaz ifade edilir, loxP bölgeleri arasındaki DNA dizisi
kesilir ve gen inaktif hale gelir (sol). Diğer tüm dokularda, Cre ifade
edilmeyecek ve gen aktif kalacaktır. (sağ)
SONUÇ
Genetik
mühendisliğinin, farelerde böbrek sağlığı ve hastalığı ile ilgili spesifik gen
ürünlerinin rolünün değerlendirilmesinde yararlı bir araç olduğu
kanıtlanmıştır. Cre / loxP sistemi belirli doku veya hücre tiplerinde hedef
geni sınırlamak için en çok kullanılan stratejidir. Böbreğe özgü hedeflemenin
başarısı farklı Cre transgenik hatların kullanılabilirliğine ve soya özgü DNA
eksizyonuna bağlıdır. Günümüzde böbreğe özgü diziler taşıyan cre fareler
bulunmaktadır bunlar potansiyel olarak böbrekte bulunan diğer yapılara ait
(proksimal tüp vb.) gen dizilerinde
değişiklik oluşturmaya olanak verir. Nakavt edilen genin yol açtığı problemler
normal şartlarda vücudun nasıl çalıştığı konusunda ipuçları verir.
Son yıllarda, yeni teknikler bize
organogenezi düzenleyen genetik programın ana hatlarını gösterdi ve çeşitli
sinyal molekülleri, büyüme faktörleri, reseptörler, transkripsiyon faktörleri
ve hücre dışı matris bileşenleri için roller önerdi. Örneğin Cre/LoxP stratejisini
kullanarak böbrek oluşumu için gerekli olan ve böbreğe özgü olayların
oluşmasında rol alan sinyal molekülleri, büyüme ve transkripsiyon faktörleri ve
hücre zarı reseptörleri genlerini hedef alıp düzenleyebiliyoruz.
https://www.quora.com/How-does-Cre-Lox-recombination-work
https://openi.nlm.nih.gov/detailedresult.php?img=PMC3615609_acb-46-19-g001&req=4
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26104563
https://www.neb.com/products/m0298-cre-recombinase#Product%20Information
MERT DURMUŞ
