MUSTAFA GÜNDOĞAN, Deniz YENİ, Fatih A FİDAN

Spermatozoon’da Tek Hücre Jel Elektroforezi (SCGE) ile DNA Hasarı Tespiti

Hayvanlarda en önemli verim döl verimidir. Özellikle DNA hasarı infertilitede çok önemli bir faktördür. Bununla birlikte pek çok türde spermatozoonda DNA hasarı görülmektedir. DNA hasarı spermatozoon kalitesindeki azalmadan dolayı implantasyon öncesi embriyo ölümlerine ve anormal embriyo gelişimine neden olabilmektedir. Çeşitli iç ve dış nedenlerden dolayı DNA’da farklı düzeyde hasarlar meydana gelmektedir. Spermatozoonda DNA hasarının değerlendirilmesi, biyoteknolojik yenilikler başta embriyo transferi ve in vitro fertilizasyon gibi pek çok metot olmak üzere bazı fertilite problemlerinin çözümünde veya arzulanan yetiştirme ve sun’i tohumlama programları üzerinde önemli bir rol oynar. Bu makalede, yapılan son araştırmalar ışığında spermatozoon DNA hasarı üzerine etkili bazı faktörler ve hasarın belirlenmesinde kullanılan basit hücre jel elektroforezi tekniği hakkındaki bilgiler derlenmeye çalışılmıştır.

The Single Cell Gel Electrophoresis (SCGE) in Sperm DNA Damage Evaluation

One of the most important efficiency is fertility in animals. Especially DNA damage is important factor in fertility. However sperm DNA damage has been shown in many species. Decreasing in spermatozoa quality and also death embryo prior to implantation time and abnormal embryonic development can be caused by sperm DNA damage. Sperm DNA damages have occured in the sperm DNA at different levels due to various endogen and exogen reasons. Evaluation of spermatozoon DNA damage leads to improve many techniques among the biotechnological innovations may either solve some problems of fertility, especially in embryo transfer and in vitro fertilization or plays an important role on the desired breeding and artificial insemination programs. In this article, the effects of some factors on spermatozoon DNA damage and the use of the single cell gel electrophoresis technique in the damage determination are presented in the lighting of the related recent researches.

PDF

___

Evenson DP, Jost LK, Marshall D, et al. Utility of the sperm chromatin structure assay as a diagnostic and prognostic tool in the human fertility clinic. Hum Reprod 1999; 14(4): 1039-1049.
Spanò M, Bonde JP, Hjøllund HI, et al. Sperm chromatin damage impairs human fertility. The Danish First Pregnancy Planner Study Team. Fertil Steril 2000; 73(1): 43-50.
Lopes S, Sun JG, Jurisicova A, Meriano J, Casper RF. Sperm deoxyribonucleic acid fragmentation is increased in poor-quality semen samples and correlates with failed fertilization in intracytoplasmic sperm injection. Fertil Steril 1998; 69(3): 528-532.
Ahmadi A, Ng SC. Fertilizing ability of DNA-damaged spermatozoa. J Exp Zool 1999; 284(6): 696-704.
Sözbilir Bayşu N, Bayşu N. Biyokimya. 1. Baskı. Ankara: Güneş Tıp Kitabevi, 2007.
Fidan AF. Deneysel Diyabet Oluşturulmuş Ratlarda Diyete Katılan Farklı Yapılardaki Saponin İçerikli Bitkilerin DNA Hasarı, Protein Oksidasyonu ve Lipid Peroksidasyonu ile Bazı Biyokimyasal Parametrelere Etkilerinin Araştırılması (Doktora Tezi), Afyonkarahisar: Afyon Kocatepe Üniversitesi, Sağlık Bilimleri Enstitüsü, 1, 2007.
Dinçer Y, Akçay T. DNA Hasarı. Türk Biyokimya Dergisi. 2000; 25 (2): 73-79.
Müftüoğlu M, DNA tamiri ve erken yaşlanma sendromları. Türk Biyokimya Dergisi 2003; 28(1): 20-24.
Balajee AS, Bohr VA. Genomic heterogenity of nucleotide excision repair. Gene 2000; 250(1-2): 15-30.
Bohr VA. DNA Repair fine structure and its relations to genomic instability. Carcinogenesis 1995; 16: 2885-2892.
Singh NP, Muller CH, Berger RE. Effects of age on DNA double-strand breaks and apoptosis in human sperm. Fertil Steril 2003; 80(6): 1420-1430.
Maione B, Pittoggi C, Achene L, Lorenzini R, Spadafora C. Activation of endogenous nucleases in mature sperm cells upon interaction with exogenous DNA. Cell Biol 1997; 16(9): 1087-1097.
Kuchino Y, Mori F, Kasai H, et al. Misreading of DNA templates containing 8-hydroxydeoxyguanosine at the modified base and at adjacent residues. Nature 1987; 327: 77-79.
Aydos K. Sperm DNA hasarlarının fertilizasyon üzerine etkileri ve infertilitede önemi. http://www.androloji.info/DNA_hasari.php 01.11.2007.
Türk G, Aksu EH, Bozkurt T. Spermatozoon DNA’sı hasarı. F Ü Sağ Bil Derg 2006; 20: 85-95.
Aitken RJ, Fisher H. Reactive oxygen species generation and human spermatozoa: The balance of benefit and risk. BioEssays 1994; 16: 259-267.
Agarwal A, Saleh RA, Bedaiwy MA. Role of reactive oxygen species in the pathophysiology of human reproduction. Fertil Steril 2003; 79: 829-843.
Zini A, Bielecki R, Phang D, Zenzes MT. Correlations between two markers of sperm DNA integrity, DNA denaturation and DNA fragmentation, in fertile and infertile men. Fertil Steril 2001; 75: 674-677.
Rojas E, Lopez MC, Valverde M. Single cell gel electrophoresis assay: Methodology and applications. J Chromatogr B Biomed Sci Appl 1999; 277(1-2): 225-254.
Fairbain DW, Olive PL, O’Neill, KL. The comet assay: A comprehensive review. Muation Res 1995; 339: 37-59.
Ostling O, Johanson KJ. Microelectrophoretic study of radiation-induced DNA damage in individual mammalian cells. Biochemical and Biophysical Research Communications 1984; 123: 291-298.
Ertürk Ş. Sevofuloranın DNA Hasarı Üz erine Etkilerinin Bening ve Maling Olgularda Comet Assay Yöntemi İle Değerlendirilmesi. Uzmanlık Tezi. Ankara Üniversitesi Tıp Fakültesi Anesteziyoloji ve Reaminasyon Anabilim Dalı, 2001.
Ünal Y. Radyoterapi Gören Kanserli Hastalara Ait Kan Lenfositlerinde DNA Hasarının Comet Assay Tekniği ile Araştırılması. Yüksek Lisans Tezi. Gazi Üniversitesi Sağlık Bilimler Enstitüsü, 1998.
Baltacı V, Oligospermi ve Azospermi Olgularında Sperm Hücrelerinde DNA Hasarının Comet Tekniği ile Değerlendirilmesi. Doktora Tezi, Ankara: Gazi Üniversitesi Sağlık Bilimleri Enstitüsü, 2003.
Singh NP, Muller CH, Berger RE. Effects of age on DNA double-strand breaks and apoptosis in human sperm. Fertility and Sterility 2003; 80: 1420-1430.
Verit FF, Verit A, Kocyigit A, et al. No Increase in sperm DNA damage and seminal oxidative stres in patients with idiopathic infertility. Arch Gynecol Obstet 2006; 274: 339- 344.
Singh NP, McCoy MT, Tice RR, Schneider EL, A simple technique for quantitation of low levels of DNA damage in individual cells. Exp Cell Res 1988; (175): 184-191.
Pool-Zobel BL, Lotzman N, Knoll M, et al. Detection of genotoxic effects in human gastric and nasal mucosa cells isolated from biopsy samples. Environ Mol Mutagen 1994; 24: 23-45.
Horoz M, Bolukbas C, Bolukbas F, Kocyigit A, et al. Assessment of peripheral DNA damage by alkaline comet assay in maintenance hemodialysis subjects with hepatitis C infection. Mutation Research/Fundamental and Molecular Mechanisms of Mutagenesis. 2006: 596(1-2): 137-142.
Singh, NP, Stephens RE, Schneider EL. Modifications of alkaline microgel electrophoresis for sensitive detection of DNA damage. Int J Radiat Biol 1994; 66: 23-28.
Kobayashi H, Sugiyama C, Morikava Y, Hayashi M, Sofuni T. A comparasion between manual microscopic analysis and computerized image analysis in the single cell gel electropheresis. MMS Commun 1995; 3: 103-115.
Collins AR. The comet assay for DNA damage and repair principles, applications and limitations. Molecular Biotechnology 2004; 26: 249-261.
Gamlı M. Anestezik Maddelere Maruz Kalan Ameliyathane Çalışanlarında Single Cell Gel Electrophoresis Assay (Comet Assay) Tekniği ile Kromozom Kırıklarının Tespiti. Uzmanlık Tezi. Sağlık Bakanlığı Ankara Hastanesi Anesteziyoloji ve Reanimasyon Kliniği, 1997.
Shen HM, Ong CN. Detection of oxidative DNA damage in human sperm and its association with sperm function and male infertility. Free Rad Biol Med 2000; 28: 529-536.