Mantar Genomu Nasıl Dizilenir? Kültürden Kromozoma

Bir mantarın genomunu okumak, uzun bir metni milyonlarca küçük parçaya bölüp sonra baştan birleştirmeye benzer. İlk kez bir ökaryotun tam dizisi çıkarıldığında iş dünya çapında bir iş birliğiyle yürümüştü: ekmek mayası Saccharomyces cerevisiae'nin 12.068 kilobazlık dizisinde 5.885 olası protein kodlayan gen, yaklaşık 140 ribozomal RNA geni ve 275 tRNA geni tanımlanmış, 16 kromozomun düzeni de ortaya konmuştur (Goffeau ve ark., 1996). Bir mantar genomunun bugün hangi adımlardan geçtiğine bakalım.

Neden mantar genomları bu kadar çok dizilendi?

Mantarlar genomik için elverişli bir alan. Aynı derlemeye göre mantarlar, suda yaşayan tek hücreli atalardan başlayarak yaklaşık bir milyar yıl içinde gezegendeki oksijenli ortamların neredeyse tamamına yayılmış ve karmaşık çok hücreli yapılar geliştirmiştir (Mondo ve ark., 2025). Mantar çeşitliliğini genomik açıdan ele alan güncel bir derlemeye göre mantarların görece küçük ve yalın genomları büyük ölçekli dizilemeyi kolaylaştırmış, binlerce genomun bir araya gelmesi eski bir ökaryot âleminde genom evrimini incelemeye olanak vermiştir (Mondo ve ark., 2025). Kaç mantar türü bulunduğu sorusunu dünyada kaç mantar türü var yazısında, soy hatlarının zaman içindeki ayrışmasını mantarların evrimi yazısında ele aldık.

Kültürden kromozom düzeyine

Yol saf kültürle başlar: tek bir suş çoğaltılır, miselden DNA çıkarılır ve dizileme kitaplıkları hazırlanır. Bugünkü çalışmalarda genellikle birkaç teknoloji birlikte kullanılır. Physalacriaceae ailesinden bir türün boşluksuz genomunu çıkaran çalışmada Illumina kısa okumaları, PacBio HiFi uzun okumaları ve Hi-C verisi birlikte kullanılmış, 33,67 milyon bazlık genom bu şekilde birleştirilmiştir (Yang ve ark., 2025).

Yazarlara göre bu birleşim, genom dizisinin sürekliliğini ve tamlığını artırmıştır (Yang ve ark., 2025). İstiridye mantarının ticari bir kültürü için yapılan yeni birleştirme, bu yaklaşımın önceki sürümlere göre ne kazandırdığını sayılarla gösterir: 40,39 milyon bazlık genom 12 sözde kromozoma toplanmış, iskele sayısı 2.529'dan 20'ye inmiş ve iskele N50 uzunluğu 9,53 kat artmıştır (Ma ve ark., 2026). Türün genel tanıtımı için Pleurotus ostreatus tür ansiklopedisi sayfasına bakabilirsiniz.

Bir dizinin iyi olduğu nasıl anlaşılır?

Genom dizisinin kalitesi iki soruyla ölçülür: parçalar ne kadar uzun birleşmiş ve beklenen genlerin ne kadarı yerinde? Birinci soru iskele sayısı ve N50 gibi ölçülerle, ikincisi korunmuş gen kümelerinin taranmasıyla yanıtlanır. Aynı istiridye mantarı çalışmasında ikinci soru BUSCO analiziyle yanıtlanmış, değerlendirilen korunmuş genlerin yüzde 92,76'sına karşılık gelen 269 tam gen bulunmuştur (Ma ve ark., 2026). Aynı çalışmada birleştirmenin iyileşmesiyle ortalama gen uzunluğunun 1.523 bazdan 1.867,5 baza, veri tabanlarında işlevsel olarak tanımlanan gen sayısının ise 11.095'ten 12.514'e çıktığı bildirilmiştir (Ma ve ark., 2026).

Model mantarlarda ne çıktı?

Neurospora crassa'nın taslak dizisi, yaklaşık 40 milyon bazlık genomda yaklaşık 10.000 protein kodlayan gen bulunduğunu göstermiştir; yazarlar bu mantarın, ökaryotlar arasında bilinen genom savunma mekanizmalarının çok geniş bir kümesini taşıdığını ve bunlardan tekrar kaynaklı nokta mutasyonunun (RIP) mantarlara özgü olduğunu belirtir (Galagan ve ark., 2003). Aynı çalışmaya göre RIP, gen ikilenmesiyle yeni gen oluşumunu belirgin biçimde yavaşlatmış ve genomda birbirine yakın akraba gen oranını düşürmüştür (Galagan ve ark., 2003). Bu tür için Neurospora crassa yazısına bakabilirsiniz.

Şapkalı mantarlar arasında kromozomları birleştirilen genomlardan biri Coprinopsis cinerea'ya ait: 37 milyon bazlık genom 13 kromozoma birleştirilmiş, mayotik rekombinasyon hızının kromozomlar boyunca büyük ölçüde değiştiği ve retrotranspozonların düşük rekombinasyonlu geniş bölgelerde bulunmadığı görülmüştür (Stajich ve ark., 2010). Model mantar Schizophyllum commune'nin 38,5 milyon bazlık genomunda ise 13.210 gen öngörülmüş; transkripsiyon faktörü kodladığı düşünülen 471 genin üçte birinin eşeyli gelişim sırasında farklı ifade edildiği, bunlardan fst4'ün etkisizleştirilmesinin meyve gövdesi oluşumunu engellediği bulunmuştur (Ohm ve ark., 2010).

Kromozom düzeyinde bir dizi, tek tek genlerin ötesinde düzeni de görünür kılar. C. cinerea çalışmasında çok kopyalı gen ailelerinin yüksek rekombinasyonlu bölgelerde toplandığı, tek kopyalı ve başka basidiomisetlerde karşılığı bulunan genlerin ise düşük rekombinasyonlu bölgelerde ağır bastığı görülmüştür (Stajich ve ark., 2010). Aynı çalışmada çok hücreli mantarlara özgü FunK1 adlı geniş bir protein kinaz ailesi tanımlanmış ve bu ailenin birkaç üyesinin eşeyli gelişim sırasında farklı ifade edildiği bildirilmiştir (Stajich ve ark., 2010).

Kültürü yapılan türlerin genomları

Shiitake (Lentinula edodes) genomu 41,8 milyon baz olarak bildirilmiş ve 14.889 gen öngörülmüştür (Chen ve ark., 2016). Aynı çalışmada 25 mantar türüyle karşılaştırma yapılarak 101 lignoselülozu parçalayan enzim tanımlanmış, selüloz içeren besiyerinde 120 dakika büyütülen miselde iki selülaz geninin ve 16 transkripsiyon faktörü geninin ifadesinin arttığı gösterilmiştir (Chen ve ark., 2016). Bu enzim ailesinin işleyişini selülaz enzimi nedir yazısında anlattık.

Genom dizisi tek başına bir amaç değil; gen düzenlemeden ıslaha kadar pek çok çalışmanın zeminini kurar. Suş seçiminin ve çaprazlamanın arkasındaki mantık için mantar ıslahı nedir yazısına bakabilirsiniz. Hedefli gen değişikliklerinin mantarlarda nasıl yapıldığını mantarlarda CRISPR, ikincil metabolit genlerinin kümeler hâlinde durmasını sekonder metabolit gen kümeleri yazısında ele alıyoruz.

Diziler nerede toplanıyor?

Tamamlanan genomlar ortak portallarda buluşur. JGI'nin mantar genom portalını tanıtan bir yazıya göre MycoCosm iki binden fazla mantar genomunu bir arada sunar ve karşılaştırmalı analiz araçlarıyla birlikte kullanılabilir (Ahrendt ve ark., 2023). Derleme ise sıradaki hedefi ve sınırları birlikte anlatır: genom temsilindeki yanlılık ve işlevi belirlenmemiş genlerin çokluğu ilerlemeyi zorlaştırıyor, önerilen yol ise işlevi bilinmeyen korunmuş genleri tanımlamak ve açıklamalı mantar genomu sayısını on bine çıkarmak (Mondo ve ark., 2025).

Tür doğrulamasının tek bir bölge okunarak yapıldığı daha hızlı yöntemi ise mantarlarda DNA barkodlama yazısında anlattık.

Bilimsel referanslar

Ahrendt, S.R. et al. (2023). MycoCosm, the JGI's fungal genome portal for comparative genomic and multiomics data analyses. Methods Mol Biol, 2605, 271-291. PMID 36520399. DOI 10.1007/978-1-0716-2871-3_14.

Chen, L. et al. (2016). Genome sequence of the edible cultivated mushroom Lentinula edodes (shiitake) reveals insights into lignocellulose degradation. PLoS One, 11(8), e0160336. PMID 27500531. DOI 10.1371/journal.pone.0160336.

Galagan, J.E. et al. (2003). The genome sequence of the filamentous fungus Neurospora crassa. Nature, 422(6934), 859-68. PMID 12712197. DOI 10.1038/nature01554.

Goffeau, A. et al. (1996). Life with 6000 genes. Science, 274(5287), 546, 563-7. PMID 8849441. DOI 10.1126/science.274.5287.546.

Ma, Y. et al. (2026). Improved chromosome-level genome assembly of Pleurotus ostreatus CCMSSC 00389. G3 (Bethesda), 16(8), jkag150. PMID 42274239. DOI 10.1093/g3journal/jkag150.

Mondo, S.J. et al. (2025). A genomic perspective on fungal diversity and evolution. Nat Rev Microbiol, 23(11), 718-733. PMID 40588585. DOI 10.1038/s41579-025-01195-6.

Ohm, R.A. et al. (2010). Genome sequence of the model mushroom Schizophyllum commune. Nat Biotechnol, 28(9), 957-63. PMID 20622885. DOI 10.1038/nbt.1643.

Stajich, J.E. et al. (2010). Insights into evolution of multicellular fungi from the assembled chromosomes of the mushroom Coprinopsis cinerea (Coprinus cinereus). Proc Natl Acad Sci U S A, 107(26), 11889-94. PMID 20547848. DOI 10.1073/pnas.1003391107.

Yang, Y. et al. (2025). Gap-free genome assembly and comparative analysis reveal the evolution and lignin degradation mechanisms of Cylindrobasidium torrendii. Genomics, 117(3), 111029. PMID 40068802. DOI 10.1016/j.ygeno.2025.111029.

Bu içerik bilgilendirme amaçlıdır, tıbbi tavsiye niteliği taşımaz. Herhangi bir sağlık kararı almadan önce hekiminize danışınız. Fonksiyonel mantarlar ilaç değildir ve hastalıkların tedavisinde kullanılamaz.

Atıf yapılan kaynak: 9  |  Yöntem: Editöryel Politika  |  Referanslar: Bibliyografya