Veri madenciliği teknikleri kullanılarak gen regülasyonunun incelenmesi

Bu tez kapsamında, birbirinden farklı genlere ait promoter bölgelerinin içerisinde bulunan nükleotit dizilimlerinin incelenmesi üzerine çalışmalar gerçekleştirilmiştir. Yapılan çalışmalarda Homo Sapiens, Drosophila Melanogaster ve Saccharomyces Cerevisiae canlı türlerine ait genetik öğeler kullanılmıştır. Tez kapsamında güdülen temel amaç, gen promoter bölgeleri içerisindeki nükleotit bölgeleri ile genlerin fonksiyonalitesi ve sınıfları arasındaki ilişkileri, çeşitli veri madenciliği tekniklerini kullanarak incelemektir. Bu temel amaç göz önünde bulundurulduğunda yapılan incelemelerin üç temel başlık altında toplanabileceği değerlendirilmektedir. Bu temel inceleme konuları, genlerin promoter bölgesi karmaşıklığının incelenmesi, genlerin promoter bölgesi sekansına bağlı olarak sınıflandırılması ve gen promoter bölgesindeki nükleotit dizilimi ile ilgili genler tarafından üretilen protein içerisindeki amino asit sekansı arasında ilişki kurma çalışmaları olarak sıralanabilir. Tez kapsamında gerçekleştirilen incelemelerin tümünde ortak kullanılan veri, genlere ait promoter bölgelerindeki nükleotit dizilimleridir. Bu sebeple, incelemelerin ilk adımında genlere ait promoter bölgelerindeki nükleotit diziliminin karmaşıklığının incelenmesi üzerine çalışmalar gerçekleştirilmiştir. Bu tez kapsamda temel olarak nükleotit dizilimlerinin frekans uzayındaki dönüşümleri üzerinden inceleme yapan metotlar ve entropi incelemesi gerçekleştirilmiştir. Kullanılan yöntemler ile promoter bölgelerinin karmaşıklık düzeyinin yüksek olduğu görülmüştür. Tez kapsamında kullanılan metodolojiler açısından Homo Sapiens, Drosophila Melanogaster ve Saccharomyces Cerevisiae canlılarının promoter bölgelerinin karmaşıklığı birbiriyle karşılaştırıldığında ise en az karmaşıklık düzeyinin Homo Sapiens canlısında olduğu fakat diğer canlılar için tespit edilen karmaşıklık düzeyinin, Homo Sapiens canlısı için tespit edilen karmaşıklık seviyesine yakın olduğu görülmüştür. Tez kapsamındaki ikinci temel inceleme konusu, Homo Sapiens, Drosophila Melanogaster ve Saccharomyces Cerevisiae canlılarının sahip olduğu genlere ait promoter bölgelerindeki nükleotit dizilimleri incelenerek promoter bölgelerinin ait olduğu genlerin sınıflandırılması üzerinedir. Gerçekleştirilen sınıflandırma çalışmaları sonucunda, Homo Sapiens canlısına ait protein kodlama yeteneği bulunan ve protein kodlama yeteneği bulunmayan genlerin sadece promoter bölgeleri içerisindeki nükleotit dizilimleri incelenerek yüksek bir başarım ile sınıflandırılabildiği gözlenmiştir. Bu incelemede kullanılan gen promoter bölgeleri, gen başlangıç nükleotitinden 50 nükleotit önceki ve gen başlangıç nükleotitinden 50 nükleotit sonraki nükleotitler arasında kalan bölgelerdir. Fakat aynı metotlar kullanılarak Drosophila Melanogaster ve Saccharomyces Cerevisiae canlıları incelendiğinde, bu canlılar için Homo Sapiens kadar yüksek başarıma ulaşılamadığı tespit edilmiştir. Tez kapsamındaki üçüncü ve son temel inceleme konusu ise ilgili canlı türlerinin sahip olduğu genlere ait promoter bölgelerindeki nükleotit dizilimi ile ilgili genler tarafından kodlanan proteinler arasındaki ilişkinin incelenmesi üzerinedir. Bahse konu inceleme çalışmalarında Homo Sapiens, Drosophila Melanogaster ve Saccharomyces Cerevisiae canlı türleri için birbirinden bağımsız sonuçların incelenmesinin yanında, bu canlı türleri için elde edilen sonuçların birbiriyle karşılaştırılması da yapılmıştır. Bu inceleme faaliyetlerinin sonucunda, promoter bölgelerindeki nükleotit dizilimi ile ilgili genler tarafından üretilen proteini oluşturan amino asit sekansı arasında birebir eşleme çalışmasının başarımının her üç canlı türü için de düşük olduğu tespit edilmiştir. Bununla birlikte, birebir eşleştirme çalışması yerine belirli bir promoter bölgesine karşılık gelen protein sekansının içerisinde bulunması öngörülen bir protein seti sunma çalışmasının tatmin edici düzeyde bir başarım seviyesine sahip olduğu görülmüştür. Bu anlamda, promoter bölgesinin nükleotit sekansı ile karşılık gelen genler tarafından üretilen amino asit sekansı arasındaki en güçlü ilişki Homo Sapiens için bulunmaktadır. Bu sıralamada Saccharomyces Cerevisiae ikinci, Drosophila Melanogaster ise üçüncü sırada yer almaktadır.