Biyolojiye gercekci yaklasimin tek adresi.

Arama Sonuçları..

Toplam 407 kayıt bulundu.

Antibiyotik Kıyameti Ve Bilinmesi Gerekenler

Antibiyotik Kıyameti Ve Bilinmesi Gerekenler

Antibiyotiklerin direnci bizler antibiyotikleri sıklık ve hevesle kullanmadan çok önce başlamıştır. Modern bakterilerin antibiyotiklere karşı kendilerini korumak için kullandıkları genler, 30.000 yıldan uzun bir süredir Arctic permafrost'ta donmuş antik bakterilerde bulunmuştur. (Credit: Alamy)

http://www.biyologlar.com/antibiyotik-kiyameti-ve-bilinmesi-gerekenler

Virüslerin Kesifi

Virüs latince zehir anlamına gelir. Virüsler 19. Yüzyılın sonlarına doğru keşfedilmiştir. Robert KOCH, Louis PASTAEUR ve diğer bakteriyologlar , canlılarda görülen birçok hastalıklara bakterilerin sebep olduğunu bulmuşlardır. Fakat bazı hastalıklar onları çok şaşırtıyordu. Çünkü hastalığın meydana geldiği organizmada, bu hastalığa sebep olabilecek bir bakteri bulunamıyordu. Araştırmacıların dikkatini çeken böyle bir hastalığa tütün yaprağında rastlanmıştı. Hasta bitkinin yaprakları , mozayik bir şekilde lekelenip buruştuğu için , bu hastalığa tütün mozaiyik hastalığı adı verilmiştir. Virüsler önceleri bakterilerin salgıladığı bir zehirli madde olarak kabul ediliyordu. Daha sonra, virüsün bir organizmaya bulaşarak bakterilerin salgıladığıbir zehirli madde olarak kabul ediliyordu. Daha sonra, virüsün bir organizmaya bulaşarak hastalık yapabileceği gösterildi. Hasta olan tütün bitkisinden çıkarılan özüt, porselen bir filtreden geçirilerek bakteriler tutuldu. Süzülen özüt, sağlıklı tütün bitkisinin yapraklarına sürüldüğünde, bitkinin hastalandığı görüldü. Hollandalı mikrobiyolog M.W. BEIJERINCK hastalığın kısa zamanda bitkinin bütün organlarına yayıldığını tespit etmiştir. Özütte hiç bakteri kalmadığı halde, sağlıklı bitkiyi hastalandıran bu faktöre, BEIJERINCK, “hastalık yapan canlı sıvı” adını vermiştir. 20. yüzyılın başlarında, tütün mozayik virüsünden başka, bitki, insan ve hayvanlarda çeşitli hastalıklar yapan virüsler keşfedilmiştir. Mesela bunlar arasında salatalık, marul ve patateste mozayik hastalığı yapan virüsler sayılabilir. Ayrıca insanlarda sarı humma, çocuk felci, grip, kızamık, kızamıkçık, kabakulak ve suçiçeği gibi hastalıklara sebeb olan virüsler de bilinmektedir. 1930 yılına kadar, virüslerin sebeb olduğu bir çok hastalık tanımlanmasına rağmen, virüslerin yapısı ve özellikleri hakkında fazla bilgi elde edilememiştir. Amerikalı mikrobiyolog Wendell M. STANLEY, 1935 yılında tütün mozayik virüsünü, yaşadığı bitkiden ayırmayı başarmıştır. Bu araştırmacı, saf olarak elde ettiği virüs kitlesini mikroskopta incelediğinde, iğne şeklinde kristaller görmüştür. Daha sonra bu kristallerin nükloproteinler olduğu anlaşılmıştır. Aynı yıllarda STANLEY, izole ettiği tütün mozayik virüsü (TMV) kristallerini elektron mikroskobunda inceleyerek çubuk şeklinde yapılar olduğunu görmüştür. İzole edilmiş tütün mozayik virüsleri cansız gibi görünmesine rağmen, suda biraz bekletilerek tütün yaprağına sürüldüğünde, bitkinin hastalandığı tespit edilmiştir. Bu çalışmalarla, virüslerin ancak canlı hücrelere üreyebildiği anlaşılmıştır. Virüsler, canlı hücrelerde yaşayan mecburi parazitler olup, içinde yaşadığı hücrenin metabolik mekanizmasını kendi hesabına kullanabilen canlılardır. Gerçekten, bir virüs konukçu hücreye girdikten sonra, kendisi için gerekli proteinleri ve nükleik asitleri üretebilmektedir. Yani virüsler, girdiği hücrelerde, metabolizma makinasının direksiyonunu ele geçirmekte ve onu kendi lehine yönlendirebilmektedir. Virüslerin Özelikleri genom: Bir organizmanın sahip olduğu genleri taşıyan DNA’nın tamamıdır. Her organizmanın kendi genomu vardır. Kalıtım maddeleri (genomları) DNA veya RNA olabilir. Sadece proteinkılıf + DNA dan oluşurlar. Bu yapılarından dolayı kopmuş kromatin parçasına benzerler. Hücre organelleri, sitoplazmaları, enerji üretim sistemleri ve metabolizma enzimleri yoktur.Hem canlı hem cansız olarak sayılırlar. Virüslerin canlı sayılmasının nedeni cnalı bir hücre içine girdiğinde DNA eşlemesi yapabilmeleridir. Virüslerin cansız sayılmalarının nedeni hücre dışında cansızların özelliği olan kristal yapıda bulunmalarıdır. Bazı virüslerde virüsün bir hücrenin içine girmesini sağlayan enzimlerde buluna bilir.virüsün üremesi için canlı bir hücreye girmesi şarttır. Virüs girdiği hücrenin ATP’sini ,enzimlerini, nükleotitlerini kısaca herşeyini kendi leyhine kullanan tam bir parazittir. Virüs DNA sının içine girdiği bakteri DNA sından baskın olması ve bu bakteriyi kendi hesabına yönetmesi DNA nın yönetici özelliğine en iyi örnektir.bakteri içine girenvirüse bakteriyofaj denir. Virüs bir hayvan hücresine girdiğinde interferon denilen hormon benzeri bir madde salgılar. Bu madde diğer hücrelere vücutta virüs bulunduğunu haber vererek korumayı sağlar. Virüslerin Büyüklüğü ve Şekli Bütün virüsler o kadar küçüktür ki , bunlar ışık mikroskobunda ayrı parçalar halinde görülemezler. Ancak elektron mikroskobunda belirli şekilde görülmektedir. Büyüklükleri genel olarak 15-450 milimikron arasında değişir. Çocuk felci virüsünün elektron mikroskobuyla alınan fotoğrafı, virüs parçacıklarının pinpon topuna benzer minik yuvarlaklar halinde olduğunu göstermiştir. Virüslerin Yapısı Biyologlar virüslerin canlı tabiatının eşiğinde yani en alt basamağında bulunan varlıklar olarak kabul ederler. Çok küçük çok ilksel organizmalardır. Bu bakımdan virüsler hakkındaki bilgilerimiz henüz çok değildir. Biyologlar çok ince ve dikkatli araştırmaları sonucu virüslerin bir nükleit asit RNA öz maddesi ile bunu saran bir protein kılıftan meydana geldiğini bulmuşlardır. Öz madde virüsün çeşidine göre bir RNA veya DNA olabilir. Yapısında DNA bulunan bir virüs çeşidi vardır ki, bunlar bakteri hücrelerine girer, onların içinde çoğalırlar. Bu virüslere Bakteriyofaj (bakteri yiyen virüs) denir. Bakteriyofajlar bakterileri yiyerek yaşarlar. Bakterilerin içinde ürer ve en sonunda içinde yaşadıkları hücreleri yok ederler. İnsan ve hayvanlarda hastalık yapan virüslerin çoğu da, etrafı protein kılıf ile çevrili DNA ipliğinden başka bir şey değildir. Yapısında DNA bulunan bir virüs çeşidi vardır ki, bunlar bakteri hücrelerine girer ve onların içinde çoğalırlar. Bu virüslere bakteriyofaj veya kısaca faj (faj virüsleri) denir. Faj bakteri yiyen anlamına gelir. Virüslerin Yaşama Şekilleri Canlı hücrelerden alınan virüsler hücre dışında yaşayamazlar; fakat, yeniden bir hücreye bulaştırılırlarsa hemen çoğalmaya başlarlar. Şu halde, virüsler mecburi parazit olup, ancak canlı hücrelerin içinde yaşayabilirler. Virüsler; çiçekli bitkilerde, böceklerde, bakterilerde, hayvan ve insan hücrelerinde yaşarlar. Bazen çeşitli hastalıklara sebep olurlar. Hattâ bir görüşe göre, bazı kanserlerin bile sebebi virüslerdir. Çiçekli bitkilerden tütün, patates, domates, şeker kamışı ve şeftali gibi faydalı bitkilerin hastalıkları üzerinde yapılan çalışmalarda, 100’den fazla değişik bitki virüsü bulunmuştur. Arı, sinek ve kelebek gibi bazı böcek takımlarının bir çok türlerinde yaşayan virüsler vardır. Bu virüsler, özellikle böcek larvalarında hastalıklara sebep olurlar. Böceklerde hastalık yapan virüsler, zararlı böcveği ortadan kaldırmak için biyolojik mücadelede de kullanılmaktadır. Birçok bakteri ve bazı mantarlarda yaşayan fajlar bulunmuştur. Omurgalılardan sadece balıklarda, kurbağalarda, memelilerde, kuşlarda ve bihassa kümes hayvanlarında yaşayan virüsler tespit edilmiştir. Her virüs çeşidi çoğunlukla vücudun belli bir kısmına girer ve belirli hücreler içinde çoğalabilir. Sarı humma virüsleri karaciğerde;kuduz virüsleri beyinde ve omurilikte; çiçek, kızamık, siğil virüsleri ise deride çoğalır. Virüsler sadece hücre içinde faaliyet gösterdiklerinden hücreye zarar verir ve antibiyotiklerden etkilenmez. Belli bazı virüslerin bulaştığı hücreler, aynı tipten ikinci bir virüs enfeksiyonuna karşı bağışıklık kazanır. Hücre, canlı veya sıcaklıktan öldürülmüş bir virüsle muamele edilince “interferon” denilen bir madde salgılar. İnterferon bazı hastalıklar için hücrelerde bağışıklık meydana getirir. Meselâ kızamık, kabakulak ve kızıl gibi hastalıkları geçirenler, kolay kolay bu hastalığa yeniden yakalanmazlar. Vücudun ve virüslerin bu özelliğine dayanarak bazı virüs hastalıklarına karşı aşılar geliştirilmiştir. Çiçek, sarı humma ve kuduz aşıları belli başlı virütik aşılardır Virüslerin Üremesi Virüsün canlılığını sürdürmek için bulunduğu canlıya konak canlı adı verilir. Virüs konak canlıya girdiğinde konak canlının DNA sı virüsün hesabına çalışmaya başlar. Yani virüs girdiği canlıyı yönetimi altına alır. Artık konak canlı kendi eşlenmesi yerine virüsün yönetici maddesini eşler. Ribozomlarıyla virüsün proteinlerini sentezler. Konak canlıda sayısı hızla artar. Konak canlının hücre zarı parçalanarak virüsler açığa çıkar. Kendilerine yeni konak canlı ararlar. Eğer canlı bir hücre yoksa kristaller meydana getirirler. Devamlı üreyen virüslere Litik Virüs denir.bazı hallerde virüs girdiği konak canlıya zarar vermeden kalabilir. Virüsün yönetici maddesi konak canlının yönetici maddesine yapışırsa konak canlı virüsün yönetimine girmez. Konak canlının yönetici maddesinin bir parçası haline gelebilir. Virüs çoğalamadığı içinde konak canlıya zarar veremeyecektir. Böyle virüslere Lizogenik Virüs denir. Virüsler bitkilerde ve hayvanlarda hastalık meydana getirirler. Ancak bu zarar girdikleri bitki veya hayvan hücresinde yönetimi ele geçirirlerse mümkündür. Virüslerin nükleik asitlerindemutasyonlar meydana gelebilir. Biyolojik açıdan eniyi incelenen virüsler “Bakteriyofaj”lardır. Bunlara bakteri yiyen virüslerde denilebilir. Birde kuyrukları vardır. Kuyruk bakteriye deydiğinde bakterinin o bölgesini eritir. Yönetici molekülü böylece bakteriye geçer. Lizogenik virüsse bakteri kromozomuna yapışır, orada profajı oluşturur.(Girdiği bakterinin kromozomuna yapışarak üremeden kalabilen Lizogenik virüs kromozomuna profaj denir.) Özet Olarak Virüsler 1-Canlı ve cansız arasında geçit oluştururlar. 2-Protein kılıf ve nükleik asitten oluşurlar.(DNA veya RNA) 3-Kristalleşebilirler 4-Kompşex enzim sstemleri yoktur. 5-DNA taşıyanlar bakterileri yiyebilir bunlara bakteriyofaj veya faj denir. 6-Grip, nezle, kızamık, frengi, kabakulak gibi hastalıkları yaparlar. 7-Virüs bir canlı hücrenin (örneğin bakterinin) çeperine yapışır. 8-Virüs DNA’si bakterinin içine enjekte olur. 9-Bakteri DNA’sının eşlenmesi durur. 10-Virüs DNA’sı bakterinin bütün biyokimyasal sistemlerini kullanarak kendini eşlemeye başlar. 11-Bakterinin protein sentezi sistemi virüs için gerekli protein kılıfı v.s. gibi yapıları bakteri malzemesi kullanılarak sentezlenir.bu yolla 100’den fazla virüs oluşur. 14-Bakterinin hücre duvarını delici enzimlerinde sentezlenmesi ve hücre duvarının erimesiyle virüsler dışarı çıkar.

http://www.biyologlar.com/viruslerin-kesifi

Virüslerin Yaşama Şekilleri

Canlı hücrelerden alınan virüsler hücre dışında yaşayamazlar; fakat, yeniden bir hücreye bulaştırılırlarsa hemen çoğalmaya başlarlar. Şu halde, virüsler mecburi parazit olup, ancak canlı hücrelerin içinde yaşayabilirler. Virüsler; çiçekli bitkilerde, böceklerde, bakterilerde, hayvan ve insan hücrelerinde yaşarlar. Bazen çeşitli hastalıklara sebep olurlar. Hattâ bir görüşe göre, bazı kanserlerin bile sebebi virüslerdir. Çiçekli bitkilerden tütün, patates, domates, şeker kamışı ve şeftali gibi faydalı bitkilerin hastalıkları üzerinde yapılan çalışmalarda, 100’den fazla değişik bitki virüsü bulunmuştur. Arı, sinek ve kelebek gibi bazı böcek takımlarının bir çok türlerinde yaşayan virüsler vardır. Bu virüsler, özellikle böcek larvalarında hastalıklara sebep olurlar. Böceklerde hastalık yapan virüsler, zararlı böcveği ortadan kaldırmak için biyolojik mücadelede de kullanılmaktadır. Birçok bakteri ve bazı mantarlarda yaşayan fajlar bulunmuştur. Omurgalılardan sadece balıklarda, kurbağalarda, memelilerde, kuşlarda ve bihassa kümes hayvanlarında yaşayan virüsler tespit edilmiştir. Her virüs çeşidi çoğunlukla vücudun belli bir kısmına girer ve belirli hücreler içinde çoğalabilir. Sarı humma virüsleri karaciğerde;kuduz virüsleri beyinde ve omurilikte; çiçek, kızamık, siğil virüsleri ise deride çoğalır. Virüsler sadece hücre içinde faaliyet gösterdiklerinden hücreye zarar verir ve antibiyotiklerden etkilenmez. Belli bazı virüslerin bulaştığı hücreler, aynı tipten ikinci bir virüs enfeksiyonuna karşı bağışıklık kazanır. Hücre, canlı veya sıcaklıktan öldürülmüş bir virüsle muamele edilince “interferon” denilen bir madde salgılar. İnterferon bazı hastalıklar için hücrelerde bağışıklık meydana getirir. Meselâ kızamık, kabakulak ve kızıl gibi hastalıkları geçirenler, kolay kolay bu hastalığa yeniden yakalanmazlar. Vücudun ve virüslerin bu özelliğine dayanarak bazı virüs hastalıklarına karşı aşılar geliştirilmiştir. Çiçek, sarı humma ve kuduz aşıları belli başlı virütik aşılardır.

http://www.biyologlar.com/viruslerin-yasama-sekilleri

Evrim Konusunda ilk Düşünceler

Dini Düşünceler: Düşünebilen insanin, dogadaki çeşitlenmeyi, canilar arasindaki benzerliklerin ve farkliliklarin derecesini gözledigi an evrim konusunda ilk düşünceler başlamiş demektir. İlk yaygın düşünceler, Asur ve Babil yazıtlarında; daha sonra bunlardan köken alan Ortadoğu kökenli dinlerde görülmüştür. Hemen hepsinde insanın özel olarak yaratıldığı ve evrende özel bir yere sahip olduğu vurgulanmış; türlerin değişmezliğine ve sabitliğine inanılmış ve diğer canlılar konusunda herhangi bir yoruma yer verilmemiştir. Bununla beraber Kuran’da yaratılışın kademeli olduğu vurgulanmıştır. Yalnız bir Türk din adamı, astronomu ve filozofu olan Hasankale’li İbrahim Hakkı(1703-1780), insanların değişik bitkilerden ve hayvanlardan köken aldığını belirtmiştir. 17. yüzyıla kadar, piskopos Ussher’in ve diğerlerinin savunduğu ‘türlerin olduğu gibi yaratıldığı ve değişmeden kaldığı fikri’ yani ‘Genesis’ geniş halk kitleleri tarafından benimsendi ve etkisini günümüze kadar sürdürdü. Ussher’e göre dünya İÖ 4040 yılında, Ekim ayının 4'ünde sabah saat 9.00'da yaratılmıştı. Bu düşünce Ussher tarafından İncil’e eklenmiştir. Daha sonra yine Hıristiyan din adamları olan Augustin (İS 354-430) ve Aquinas (İS 1225-1274) tarafından canlıların basit olarak tanrı tarafından yaratıldığı ve daha sonra değişerek çeşitlendiği savunulmuştu. Özellikle bizim toplumumuzda, birçok dini belgeden de anlaşilacagi gibi, Adem’in çamurdan yaratildigi, Havva’nin Adem’in kaburga kemiginden oluştugu ileri sürülerek, yaratilişin ilk olark inorganik kökenli oldugu ve daha sonra eşeylerin ortaya çiktigi savunulmuştur. Yunanlılardaki ve Ortaçağdaki Düşünceler: Yunan filozoflarından Empedocles, İÖ 500 yıllarında bitkilerin tomurcuklanma ile çeşitli hayvan kısımlarını, bu kısımların da birleşmesiyle hayvanların oluştuğunu savunmuştu. Thales(İÖ 624-548), Ege Denizindeki canlıları çalışmış ve denizlerin canlılığın anası olduğunu ileri sürmüştür. Aristo (İÖ 384-322) bitkiler ve hayvanlar konusunda oldukça geniş bilgiye sahipti. Onların doğruya yakın tanımlarını vermiş ve gelişmişliklerine göre sınıflandırmıştır. Canlıların metabiyolojik olarak değişerek birbirlerinden oluştuklarına ve her birinin tanrıların yeryüzündeki ilahi taslakları olduklarına inanmıştır. Daha sonra, canlıların kökenini Der Rerum Natura adlı şiirinde veren Lucretius (İÖ 99-55) u anmadan ortaçağa geçemeyeceğiz. Yeni Çağdaki ve Yakın Çağdaki düşünceler: Rönesans ile canlılar konusundaki bilgilerin, en önemlisi evrim konusundaki düşürnürlerin sayısı artmıştır. Hooke (1635-1703), Ray (1627-1705), Buffon ( 1707-1788) ve Erasmus Darwin (1731-1802) bu devrin en önemli evrimcileridir. Rönesanstan önce de bulunan hayvan kabuklarının, dişlerinin, kemiklerinin ve diğer parçalarının bugünkü canlıların benzer tarafları ve farkları saptanmıştır.Ayrıca yüksek dağların başında bulunan fosillerin, yaşayanlarla olan akrabaliklyarı gözlenmiştir. Bu gözlemlerin ışığı altında, her konuda çalışmış, düşünür ve sanatçı olan Leonardo da Vinci, canlıların tümünün bir defada yaratıldığını ve zamanla bazılarının ortadan kalktığını savunmuştur. Buna karşılık birçok doğa ibilimcisi, canlıların zaman zaman oluştuklarını doğal afetlerle tamamen ortadan kalktıklarını ve yeniden başka şekillerde yaratıldıklarını ileri sürmüştür. Bu şekilde farklı devirlerde 2arklı canlıların yaşaması kolaylıkla açıklanabiliyordu. Her doğal yıkımdan sonra, oluşan canlıların, organizasyon bakımından biraz daha gelişmiş olduklarına inanılıyordu. Bu kurama “Tufan Kuramı” denir. Bu yıkımın yedi defa olduğu varayılmıştır. Cuvier, 1812 yılında, fosiller üzerinde ünlü kitabını yanılayarak fosillerin, kesik, kesik değil, birbirlerinin devamı olacak şekilde olduklarını bilimsel olarak açıklamıştır. 18. yüzyılın sonu ile 19. yüzyılın başlangıcında, üç İngiliz jeoloğun çalışmalarıyla katstrofizm kuramı yerine ‘Uniformizmi’ kuramı getirildi. Hutton 1785'te geçmişte de bugünkü gibi jeolojik kuvvetlerin rol oynadığını, yükselmelerin ve alçalmaların, keza erozyonlaların belki de daha kuvvetli olurak meydene galdiğini ve yüksek dağlarda bulunan fosilli tabakalar ile sediman (katman) tayinlerinin yaılabileceğini buldu. John Playfair’in yapıtı 1802'de yayınlandı. Üçüncü araştırıcı, Charles Lyell, bir çok jeolojik soruna çözüm getirmenin yanısıra, canlıların büyük afetlerle değil, çevre koşullarının uzun sürede etki etmesiyle değiştiğini savundu. Kitabının bir yerinde ‘geçmişteki güçler bugünkünden hiç de çok farklı değildi’ diye yazmıştır. Bu yaklaşım, Nuh Tufanı’nın gerçeküstü olduğunu savunuyordu. Lyell’in fikirleri C.Darwin’i büyük ölçüde etkilemiştir. Lamarck’ın Düşünceleri Organik evrimi konusunda ilk kapsamlı kuram 1809 yılında ‘Philosophie Zoologique’ adlı yapıtıyla, Fransız zooloğu Jean Baptiste Lamarck’a (1774-1829) aittir. Lamarck, zamanının meslektaşları gibi, tüm canlıların, gelişimlerini ve işlevlerini denetleyen bir canlılık gücüyle donatıldığına ve değişen çevre koşullarına karşı bir savaşım gücünün olmadığına inanıyordu. Kitabında, hayvanları, karmıaşıkyıklarına göre düzenlemeye çalışırken, yanlışlığı daha sonra kesin olarak saptanan bir varsayımı ileri sürdü: “ Eğer bir onrgan fazla kullanılıyorsa, o organ gelişmesini sürdürerek, daha etkin bir yapı kazanır”. Bu varsayıma ‘lamarkizm’ denir. Ayrıca canlının yaşamı boyunca kazanmış olduğu herhangi bir özelliğin, gelecek döllere geçtiğine de inanmıştı. Örneğin demircinin oğlunun kol kasları diğerlerine göre daha iyi gelişir. Zürafalırın atası kısa boyunlu olmalıran karşın, yaşadıkları ortamın bir zaman sonra kuraklaşarak, dibi çıplak ve çayırsız ağaçların bulunduğu ortama dönüşmesi sonucu, zürafalar ağaçların yapraklarıyla beslenmek zorunda kaylmışlar ve böylece boyunları dölden döle uzamıştır. Körfarelerin gözlerini, karıncaayısının dişlerini yitirmesini; su kuşlarının perde ayakları kazanmasını bu şekilrde açıklamıştır. Bu üaçıklamalar,kalıtımın yasaları ortaya çıkarılmadan önce, çok iyi bir açıklama şekli olarak benimsendi. Fakat kalıtım konusunda bilgiler gelişince, özellikle Weismann tarafından somatoplazma ile germplazma arasındaki kuramsal farklar bulununca, evrimsel değişmenin, vücut hücrelerinde olmadığı, sadece eşeysel hücrelerdeki kalıtsal materyalin etkisi ile yürütüldüğü anlaşıldı. Böylece Lamarck’ın varsayımı tümüyle geçerliliğini yitirdi. Çünkü bir birey gerçekte belirli ölçüde çevre koşullarına uyum yapar; fakat ölümüyle birlikte bu özellikler de yitirilir. Halbuki her döl uyumunu, doğduğu zaman taşıdığı kalıtım materyalinin izin verdiği ölçüler içerisinde yapabilir ve ancak bu özellikleri gelecek döllere verebilir. Buffon ve Erasmus Darwin de buna benzer fikirler ileri sürmüşler, fakat inandırıcı olamamışlardır. Charles Darwin ve Alfred Wallace’ın Görüşleri Charles Darwin (1809-1882), evrim bilimine iki önemli katkıda bulundu. Birincisi, organik evrim düşüncesini destekleyen zengin bir kanıtlar dizisini toplayarak ve derleyerek bilim dünyasına sundu. İkincisi, evrim mekanizmasının esasını oluşturan ‘Doğal Seçilim’ ya da diğer bir deyimle ‘Doğal Seçim’ kuramının ilkelerini ortaya çıkardı.Evrim Kuramı, bilimsel anlamda 19. yy kuramıdır; ama bu kuram 20. yy’da büyük bir kuram niteliğini aldı. Bu nedenle Darwin’ i biraz daha yakından tanımalıyız: Darwin, 1809'da İngitere’de doğdu. Babas, onun hekim olmasını istiyordu; 16 yaşında Edinburg Üniversitesi’ne gönderdi. Darwin, ilk olarak başladığı hekimlik eğitimini ve daha sonra başladığı hukuk eğitimini sıkıcı bularak her ikisini de bıraktı. Sonunda Cambridge Üniversitesi’ne bağlı Christ Kolejinde teoloji (= dinibilimler) öğrenimi yaptı. Fakat Edinburg’daki arkadaşlarının çoğu jeoloji ve zooloji ile ilgileniyordu. Cambridge’de kırkanatlıları toplayan bir grupla ilişki kurdu. Bu bilim çevresi içerisinde botanikçi John Henslow’ u tanıdı ve onun önerileri ile dünya çevresinde beş sene sürecek bir geziye katılmaya karar verdi. Beagle, 1831 yılında Devonport limanından denize açıldı. Lyell’in kitabını gezisi sırasında okudu ve dünya yüzünün devamlı değiştiğini savunan düşüncesinden çok etkilendi. Gemidekiler harita yaparken, Darwin de sürekli bitki, hayvan, fosil topluyor; jeoljik katmanları inceliyor; sayısız gözlem yapıyor ve dikkatlice notlar alıyordu. Gemi, ilk olarak Güney Amerika’nın doğu sahilleri boyunca güneye inip, daha sonra batı kıyılarından kuzeye doğru yol aldı. Bu arada Arjantin’in Pampas’larında soyu tükenmiş birçok hayvanın fosilini buldu ve yine jelojik aktmanlardaki fosillerin değişimine özellikle dikkat etti. Bu gözlemleriyle, her türün özel yaratıldığına ilişkin düşüncelere olan inancını yitirmeye başladı. Yine insan da dahil, çeşitli bitki ve hayvan türlerinin değişik ortamylara yaptıkları uyumları, bu arada yaşadığı bir deprem olayı ile yeryüzünün nasıl değişebileceğini gözledi. Beagle, 1835 yılında, Güney Amerika kıtasının batı kıyısına yaklaşık 1000 km kadar uzak olar Galapagos adalarına ulaştı. Bu adalarda yaptığı gözlemlerde, büyük bir olasılıkla aynı kökenden gelmiş birçok canlının coğrafik yalıtım nedeniyle, birbirlerinden nasıl farklılaştıklarını ve her canlının bulunduğu ortamdaki koşullara nasıl uyum yaptığını bizzat gözledi. Örneğin ispinoz kuşlarının, dev kaplumbağaların, dev kertenkelelerin, adalara ve her adanın değişik koşulları taşıyan bölgeliren göre çeşitlenmelerini, yapısal uyumlarını, varyasyonlarını ve sonuç olarak uyumsal açılımlarını gördü. Buradaki bitkilerin ve hayvanların hemen hepsi, Amerika kıtasının güney sahillerindeki bitki e hayvan türlerine benzerlik gösteriyor; ama onlardan özellikle uzaklığı oranında farklılaşmalar gösteriyordu. Daha sonra araştirmalarina Pasifik Adalarindan, Yeni Zelanda’da, Avusturalya’da ve Güney Afrika Kiyilarinda devam etti. Tüm bu araştirma süreci içerisinde evrimsel uyumu destekleyecek kanitlari titizlikle topladi.1836 yilinda Ingiltere’ye ulaşti. Darwin, ileri süreceği fikrin yankı uyandıracağını, dolaysıyla yeterince kanıt toplaması gerekeceğini biliyordu. Kanıtlar evrimsel dallanmayı göstermekle birlikte, bunun nasıl olduğunu açıklamaya yetmiyordu. İngiltere’ye varışından itibaren 20 yıl boyunca biyolojinin çeşitli kollarındaki gelişmeleri de dikkatlice inceleyerek, gözlemlerini ve notlarını biraraya getirip doğal seçilim konusundaki düşüncesini ana hatlarıyla hazırladı. 1857 yılında düşüncelerini kabataslak arkadaşlarının görüşüne sundu. Bu sırada kendisi gibi, Malthus’un bilimse serisini okuyarak ve yine sekiz yıl Malaya’da ve Doğu Hindistan’da dört yıl Amazon ormanlarında bitkiler ve hayvanlar üzerinde gözlemler yaparak, bitkilerin ve hayvanların dallanmalarındaki ve yayılışlarındaki özelikleri görmüş ve doğal seçilim ilkesine ulaşmış, bir doğa bilimcisi olan Alfred Russel Wallace’ın hazırlamış olduğu bilimsel kitabın taslağını aldı. Wallace, Darwin’e yazdığı mektupta eğer çalışmasını ilginç bulursa, onu, Linnean Society kurumuna sunmasını diliyordu. Çalışmasının adı “ Orjinal Tipten Belirsiz Olarak Ayrılan Varyetelerin Eğilimi ” idi. Darwin’in yıllarını vererek bulduğu sonuç, yani canlıların yavaş yavaş değişmesine ilişkin görüş, Wallace’ın çalışmalarında yer almaktaydı. Durum, Darwin için üzücüydü. Fakat arkadaşlarının büyük baskısıyla, kendi çalışmasını, Wallace’ınkiyle birlikte basılmak üzere 1 Temmuz 1858'de Linnean Society’ye teslim etti Basılmadan duyulan bu düşünceler 24 Kasım 1859'da “Doğal Seçilim ya da Yaşam Savaşında Başarılı Irkların Korunmasıyla Türlerin Kökeni” kısaltılmış adıyla Türlerin Kökeni yayınlandı. İlk gün kitapların hepsi satıldı. Herkes, organik evrim konusunda yeni düşünceler getiren bu kitabı okumak istiyordu. Özünde organik evrimin benimsenmesi için zemin hazırladı. Çünkü jeolojide, paleontolojide, embriyolojide, karşılaştırmalı anatomide birçok aşama yapılmış ve birden yaratılmanın olanaksızlığı ortaya konmuştu. Darwin, uysal bir adam olduğundan, bir tepki yaratmamak için, eserinin son kısmını tanrısal bir yaratılış fikrini benimsediğini yazarak bitirmişti. Buna rağmen, başta din adamları ve bazı bilim adamları dini inançlara karşı geliniyor diye bu çalışmaya karşı büyük bir tepki başlattılar. Hatta eseriyle Darwin’e çok büyük yardımlarda bulunan Lyell ve gezisi sırasında geminin kaptanlığını yapan Fitzroy , bu karşı akımın öncüleri oldular. Bu arada Huxley, çok etkin bir şekilde Darwin’e destek oldu. Darwin, çalışmalarına devam etti, birinci eserinde değinmediği insanın evrimiyle ilgili düşüncelerini İnsanın Oluşumu ve Eşeye Bağlı Seçilim adlı eseriyle yayımladı. Bu eserde insanın daha önceki inançlarda benimsenen özel yaratılışı ve yeri reddeliyor, diğer memelilerin yapısal ve fizyolojik özelliklerine sahip olduğu ve iyne diğer çcanlılar gibi aynı evrimsel yasalara bağlıolduğu savunuluyordu. Ayrıca eşeyseyl seçmenin, türlerin oluşumundaki önemi belirtiliyordu. Darwin’in “İnsanın Oluşumu ” adlı eseri, başlangıçta birçok tepkiye neden olduysa da, zamanla, biyolojideki yeni gelişmeler ve bulgular, özellikle kalıtım konusundaki bilgilerin birdikmesi, Darwin’in görüşünün ana hatlarıyla doğru olduğunu kanıtlamıştır. Doğal Seçilim Kuramının Ana Hatları (Darwin- Wallace Temellerini atmıştı) Bu kuram, ana hatlarıyla iki gerçeği, üç varsayımı ortaya çıkarmıştır. Gerçekler şunlar: 1. Tüm canlılar, ortamdaki sayılarını koruyacak matematiksel oranların üzerinde çoğalma eğilimindedir. Elemine edilen bireylerle bu fazlalık azaltılır ve popülasyonların dengede kalması sağlanır. Doğal koşullar sabit kaldıkça bu denge korunur. 2. Bir türe ait popülasyondaki bireylerin kalıtsal özelliği birbirinden farklıdır. Yani canlı popülasyonlarınnın hepsi varyasyon gösterir. Darwin ve Wallace, bunun nedenini tam anlayamadılar ve varyasyonların canlıların iç özelliği olduğunu varsaydılar. Bugün bu varyasyonların mutasyonlarla oluştuğu bilinmektedir. Varsayımlar: 1. Ayakta kalan bireylerin sayısı, başlangıçta meydana gelenlerden çok daha az olduğuna göre, ayakta kalabilmek için canlılar arasında karşılıklı, besin, yer vs için, saöaşım, ayrıca sıcaklık, soğukluk, nem vs. gibi doğal koşullara karşı bir mücadele vardır. Bu savaşım ve mücadele bir ölüm kalım kavgasıdır. Gerek besin ve yer gereksinmesi aynı olan canlı türleri arasında ve gerekse normalden daha fazla sayıda bireyle temsil edilen popülasyonlardaki aynı türe bağlı bireyler arasında, yani doymuş popülasyonlarda bir yaşam kavgası vardır. Bu görüş ilk defa Malthus tarafından ortaya atılmıştır’Yaşamak İçin Savaş”. 2. İyi uyum yapacak özellikleri (= varyasyonları) taşıyan bireyler, yaşam kavgasında, bu özellikleri taşıayan bireylere karşı daha etkili bir savaşım gücü göstereceğinden, ayakta kalır, gösteremeylenler ise yok olur. Böylece bulunduğu bireye o koşullara en iyi uyum yapabilecek yeteneği veren özellikler, gelecek döllere kalıtılmış olur. Bu varsayımın anahtar cümleciği “Biyolojik olarak En İyi Uyum Yapan Ayakta Kalır”dır. 3. Bir bölgedeki koşullar digerlerinden farkli oldugundan, özelliklerin seçimi de her bölgede, koşullara göre farkli olur. Çevrede meydana gelecek yeni degişiklikler, tekar yeni uyumlarin meydana gelmesini saglar. Birçok döl boyunca meydana gelecek bu tipp uyumlar, daha dogrusu dogal seçilim, bir zaman sonra, atasindan tamamen degişik yeni bireyler toplulugunun ortaya çikmasini saglar’Uyumsal Açilim’. Farklilaşmanin derecesi, eskiyle yeni popülasyondaki bireyler bir araya getirildiginde çiftleşmeyecek, çiftleşse dahi verimli döller meydana getiremeyecek düzeye ulaşmişsa, artik bu iki popülasyon iki farkli tür olarak degerlendirilir. Bir ata popülsayondaki bir kisim bireyler, taşidiklari varyasyon yetenekleriyle herhangi yeni bir ortama uyum yaparken, diger bir kismi da taşidigi farkli varyasyonlar nedeniyle daha degişik bir ortama uyum yapabilir. Böylece uyumsal açilim ortaya çikar. Bununla beraber, bitkiler ve hayvanlar, yaşam kavgasinda, bulundugu koşullarda, yarari ya da zarari olmayan diger birçok varyasyonu da meydana getirebilir ve onlari daha sonraki döllere aktarabilir. Darwin’in kuramı o karar akla yatkın ve o kadar kuvvetli kanıtlarla desteklendi ki, birçok biyolog onu hemen kabul etti. Daha önceki varsayımlar, yararsız organların ve yapıların neden meydana geldiğini bir türlü açıklığa kavuşturamamıştı.Bugün, türler arasında görülen birçok farkın, yaşam savaşında hiç de önemli olmadığı bilinmektedir.Fakat bu küçük farkları oluşturan genlerdeki herhangibir değişiklik, yaşam savaşında büyük değerleri taşıyan fizyolojik ve yapısal değişikliklerin oluşmasına neden olabilir. Uyumsal etkinliği olmayan birçok özelliği oluşturan genler, kromozomlar içinde yaşamsal öneme sahip özellikleri oluşturan genlerle bağlantı halinde olabilir. Bu durumda bu varyasyonlar elenmeden gelecek döllere aktarılabilir. Bu uyumsal etkinliği olmayan genler, bir popülasyon içerisinde gelecekteki değişikliklerde kullanılmak üzere ya da genetiksel sürüklenmelerde kullanılmak üzere fikse edilmiş olarak bulunur. Evrim Kuramına Bilimsel İtirazlar Belki insanlık tarihinin ilk dönemlerinden beri uygulanmakta olan öğretim ve eğitim yöntemleri, belki dini inançların etkisi, belki de insanın doğal yapısı, insanın yeniliklere karşı itirazcı olmasına neden olmuştur. Bu direniş, en fazla da eksik kanıtlarla desteklenmekte olan Evrim Kuramı’na yapılmıştı ve yapılmaktadır. Özellikle dogmatik düşünceye yatkın olanlar, bu karşı koymada en önemli tarafı oluşturur. Bununla birlikte son zamanlarda, birçok aydın din bilimcisi de olmak üzere, iyi eğitim görmüş toplumların büyük bir kısmı Evrim Kuramı’na sahip çıkmaktadır. Evrim Kuramı’na, Darwin’den beri bilimsel karşı koymalar da olmuştur. Özellikle varyasyonların zamanla popülasyonlardan kaybolacağı inancı yaygındı. Çünkü bir varyasyona sahip bir birey, aynı özellikli bireyle çifleşmediği takdirde, bu varyasyonun o popülasyondan yitirileceği düşünülmüştü. Popülasyon genetiğinde, çekinik özelliklerin, yitirilmeden kalıtıldığı bulununca, itirazların geçerliliği de tümüyle kaybolmuş oldu. Darwin, Pangeneze, yani anadan ve babadan gelen özelliklerin, bir çeşit karışmak suretiyle yavrulara geçtiğine inanarak hataya düşmüşü. Eğer kalıtsal işleyiş böyle olsaydı, iyi özelliklerin yoğunluğu gittikçe azalacaktı ve zamanla kaybolacaktı. Halbuki, bugün, özelliklerin sıvı gibi değil, gen denen kalıtsal birimlerle kalıtıldığı bilinmektedir. İkinci önemli karşıkoyma, bu kadar karmaşık yapıya sahip canlıların, doğal seçimle oluşamayacağıydı. Çünkü bir canlının, hatta bir organın oluşması, çok küçük olasılıkların biraraya gelmesiyle mümkündü. Fakat cınlıların oluşmasından bugünekadar geçen uzun süre ve her bireyde muhtemelen ortaya çıkan küçük değişikliklerin, yani nokta mutasyonların, zamanla gen havuzunda birikmesi, sonuçta büyük değişikliklere neden olabileceği hesaplanınca, bu karşı koymalar da kısmen zayıflamıştır. Üçüncü bir karşikoymaya yanit vermek oldukça zordur. Karmaşik bir organ yarar saglasa da birden bire nasil oluşabilir? Örnegin omurglilarda, gözün bir çok kisimdan meydana geldigi bilinmektedir. Yalniz başina bir kismin, hehangi bir işlevi olamaz. Tümü bir araya geldigi zaman görme olayi saglanabilir. O zaman degişik kisimlarin ya ayni zamanda birden meydana geldigini varsaymak gerekiyor- bu popülasyon genetegi açisindan olanaksizdir- ya da yavaş gelşitigini herhangi bir şekilde açiklamak gerekiyor. Bir parçanin gelişmesinden sonra digerin gelişebilecegini savunmak anlamsizdir; çünkü hepsi birlikte gelişmezse, ilk gelişen kisim, işlevsiz olacagi için körelir ya da artik organ olarak ortadan zamanla kalkar. Bununla birlikte, bu teip organlarin da nokta mutasyonlarin birikmesiyle, ilkelden gelişmişe dogru evrimleştigine ilişkin bazi kanitlar vardir. Evrim Kuram’nda dördünrcü karanlık nokta, fosillerdeki eksikliktir. Örneğin balıklardan amfibilere, amfibilerden sürüngenlere, sürüngenlerden memelilere geçişi gösteren bazı fosiller bulunmakla birlikte(bazıları canlı olarak günümüzde hala yaşamaktadır), tüm ayrıntıyı verebilecek ya da akrabalık ilişkilerini kuşkusuz şekilde aydınlatabilecek, seri halindeki fosil dizileri ne yazık ki bazı gruplarda bulunanamımıştır. Bununla birlikte zamanla bulunan yeni fosiller, Evrim Kuramı’ndaki açıklıkları kapatmaktadır. Anorganik Evrim Bulutsuz bir yaz gecesi gökyüzüne bakan her insan, içinde yaşadigi evrenin nasil oluştugunu, onun sonsuzlugunu, içinde başka canlilarin, belki de düşünebilir canlilarin bulunabilecegini ya da sinirli oldugunu, özellikle o sinirin ötesinde neler olabelecegini, dünyadakilerden başka canli olmadigini, kapatilmiş oldugu evrensel yalnizligi ve karantinayi düşününce irkilir.Bu duygu coşkularimizin kaynagi, inançlarimizin temeli ve çok defa teslimiyetimizin nedeni olmuştur. Ilkçaglardan beri evrenin yapisi üzerinde varsayimlar ileriye sürülmüş ve çok defa da bu görüşler, belirli çevrelerce politik basiki araci olarak kullanilmiştir. Yüzyilimizin oyldukça güvenilir ölçümlerinin ve gözlemlerinin ışığı altında ortaya atılan Anorganik Evrim Kuramı’nı incelemeden, evrenin oluşumu konusundaki düşüncelerin tarihsel gelişimine kısaca bir göz atalım. Gerek ilkçağlarda, gerekse ortaçağda, evrenin merkezinin dünya olduğu ve dünyanın da sabit durduğu savunulmuş, diğer tüm gök cisimlerinin Dünya’nın ektrafını saran evrensel kürenin kabuğu üzerinde çakılı olduğu varsayılmıştır. Bu zarfın ötesi, Tanrısal gök olarak tanımlanmıştır. Bruno’ya kadar hemen tüm görüşler, evrenin sınırlı boyutlar içerisinde olduğu şeklindeydi. İlk -ve ortaçağın değişik bir çok toplumunda tanrı kavramının gök cisimler ile özdeşleştirildiği görülmektedir. Gökyüzünün mekaniği konusunda ilk ciddi gözlemler, Asurd, Babil, Mısır kültürlerinde yapılmış, bazı evrensel ölçümler ve ilkeler bulunmuştur.Fakat yaratılışı konusundaki düşünceler çoğunlukla din adamlarının tekeline bırakılmıştır. İlk defa Giordano Bruno, yıldızların da bizim Güneş sistemimiz gibi, gökte asılı olarak durduğunu ve evrenin sonsuz olduğunu zamanın din adamlarına ve filozoflarına karşı savundu. Çünkü Bruno’ya göre, evren, tanrının kendisiydi ve onu sınırlı düşühmek Tanrı kavramına aykırı düşmekteydi. Düşünüclerinden dolayı 17 Şubat 1600 yılında, Roma’da, halkın gözü önünde yakıldı. Immanuel Kant, Bruno’dan 150 yıl sonra, evreni Tanrının yarattığını savunarak, onun sonsuz büyük olması gerekeceğini, pozitif bir kanıta dayanmadan ileri sürdü. Daha sonra Olbers, gökyüzünün, geceleri neden karanlık olduğunu merak etti. Çünkü ışık veren gökkcisimlerinin, ana hatlarıyla evrende homojen bir dağılım gösterdiği bilinmekteydi. Fiziki yasalarından bilindiği kadarıyla, bir kaynaktan gelen ışık şiddeti uzaklığın karisi ile aazalmaktaydı.Fakat buna karşın küresel bir şekilde, hacim, yanrıçapın, yani uzaklığın küpüyle artmaktaydı. Dolaysıyla dühnyaya ışık gönderen kaynakların ışık şiddeti, uzamklıklarının karesi oranında çoğalmaktaydı. Bu durumda, evrenin çapının büyüklüğü oranında, dünyaya gelen ışık miktarı fazla olmalıydı.Halbuki geceleri karanlıktır, yani dünyanın gökyüzünü aydınlatacak kadar ışık gelmemektedir. Öyleyse evrenin boyutları sınırlı olmalıydı. Olbers’in bizzat kendisi, bu inanılmazı sınırlı evren tanımını ortadan kalrdırmak için, ışık kaynaklarının gittikçe azaldığını varsaymıştır. Yüzyılımızda, ünlü fizikçi Einstein, evren konusunda hesaplarını yaparken, onun sabit boyutlar içerisinde çıktığını gördü. Sonuç kendisine dahi inanılmız geldi. Bu nedenle sonucu değiştirmek için, denklemlerine, yanlışlığı sonradan saptanan, doğal kuvvetler dediği, bir takım kozmik terimler ekledi. Hubble, 1926 yılında, çıplak gözle görülmeyen; ama fotoğraf camında iz bırakan, bizden çok uzak birtakım spiral nebulalar saptadı. Spiral nebulaların, uzun dalgalı ışık (kırmızı ışık) çıkardıkları 1912 yılından beri bilinmekteydi. Hubble, 1929 yılında, bu nebulalaların ışığının kırmızıya kaymasını, Doppler etkisi ile açıklayarak, ünlü kuramını ortaya attı. Yani tüm nebulalar bizden ve muhtemelen birbirlerinden büyük hızlarla uzaklaşmaktaydı, yani evren her saniye yapısını değiştirmekte, genişlemekydi. Böylece dünyaya gönderdikleri ışığın frekansında, kaynağın hızla uzaklaşmasından domlayı, azalma, yani ışığın döküldüğü yerde, ışığın kırmızıya kaydığı gözlenmekteydi Işık kaynakları gözlenen yere doğru hızla yaklaşsaydı, ışıklarının maviye kaydığı, yani gözlem yerine ulaşan ışığın frekansında artma görülecekti. Bu cisimlerin hızı bizden uzaklaştıkça artmaktaydı.Gözlenebilen en uzaktaki gök cisimleri (dünyadan 8 milyar ışıkı yılı uzakta ve 240. 000 km/s hıza sahip) birkaç yıml içerisinde tamamen kayboluyor, yerlerini kuvvetli radyo dalgaları veren kuasarlara bırakıyorlardı Kuasarların nasıl birg ök cismi oldukları tam olarak bilinmemektedir. Birçok astrofizikçi, cisimlerin kuasarlara dönüştüğü bu bölgeleri, evrenin kıyıları olarak tanımlamada fikir birliği etmektedir. Hubble’ın bu bulgularını duyan Einstein, daha önce denklemlerine eklediği kozmik terimleri ve ilave sayıları sessizce geri çekti. Çünkü, onlarsız yaptığı tüm işlemler hemen henmen doğruydu. Böylece evrenin büyüklüğünün sonlu, yapısının değişken olduğu kesin olarak kanıtlanmaktaydı. Evren patlarcasına genişliyor, buna bağlı olarak birim hacimdeki madde miktarı, yani yoğunluk azalıyordu. Bu genişlemenin bir başlangıcı olmalıydı. (Demirsoy, Ali, Yaşamin Temel Kurallari Cilt-1, Kisim-1, Onbirinci Baski, Ankara 1998, s:543-555) Evrim Kuramında Bir Paradoks İngliz bilim adamı Charles Darwin (1809-1882) ve Alfred Russel Wallace (1823-1913) gerek yaptıkları seyahatler sonucunda elde etmiş oldukları coğrafik deller gerekse mevcut karşılaştırmalı anatomi çalışmalarıyla emriyoloji bilgilerini kullanmak suretiyle ve de Malthus’un da etkisiyle, şekkillendirdikleri evrim kuramında canlıların yaşamlaranı sürdürebilmelerinde iki gücün etkin olduğunu belirlemişlerdir. Bunlardan birisi doğal eleme gücüdür; canlı bu güç sayesinde çevre şartlarına uyum göstererek yaşamını devam ettirebilme şansına sahip olabilir; kendine nisbetle şartlara uyum göstermeyenler yaşamlarını sürdüremezler, yok olurlar. Uyum gösterenler ise çevre şartlarına uygun olarak değişim gösterirler. Böylece, meydana gelen değişimler sonucunda yeni türler ortaya çıkar. Ancak, canlılarda bir ikinci güç daha vardır; o da ataya dönüş gücüdür (atavizm). Canlı ne kadar asıl tipinden uzaklaşmış olursa olsun, atalarına dönüş meyli taşır ve dolaysıyla söz konusu dönüşü yapabilir. Bunun tipik örneğini Darwin, güvercinlerde göstermiştir. Evcilleştirilmiş güvercinlerin yabanıl kaya güvercinlerine dönüş göstermesi gibi. Evrim kuramını desteklemek üzere, bu iki güce ek olarak, Darwin ve Wallace ‘koruyucu benzerlik’ ten söz ederler. Buna göre canlılar yaşamlarını sürdürebilmek için doğal çevre şartlarına uyarlar; örneğin çölde yaşayan canlıların renkleri sarı tonlarındadır; ormanda yaşayan hayvanların renkleri çok parlaktır; kutuplardaki hayvanlar için ise aynı şekilde, çevreye uyum göstermiştir; genellikle beyaz renktedir. Buna paralel olmak üzere, hayvanların kendilerini korumak için bazı başka korunma yollarını da denedikleri görülmüştür. Bazı hayvanlar, sansarlar gibi, kötü koku salar ya da seslerini daha güçlü hayvanlara benzeterek düşmanlarına karşı kendilerini korur. Koruyucu benzerlik, aslında evrim kuramıyla garip bir şekilde zıt düşmektedir. Çünkü eğer canlı, mimikri, yani daha güçlüyü taklit etme şeklinde bir kuruyucu benzerlik gücüne sahipse, o takdirde, nisbeten kuvvetli olan canlılara karşı koruyucu bir silah geliştirmiş olur ve her ne kadar evrim kuramına göre, yaşamını sürdürebilmek için güçlü olması gerekiyorsa da, taklit kaabiliyeti sayesinde, zayıf olsa da, yaşamını sürdürebilme şansına sahip olur. Doğabilimler yapmış oldukları araştırmalarla, doğada birçok mimikri belirlemeyi başarmışlardır. (Esin Kahya, AÜ DTCF Felsefe Bölümü, Bilim ve Teknik, Mayıs 1995, 330. sayı) Bilgi Çocuklarımızın yüzüne aynaya bakar gibi bakıyoruz. Onlar bizim yeniden dirilişimizdir. Kendileri tıpkı bize benzer yapabilmeleri çin hücrelerinde bulunan, bizim fiziksel yapımızı belirleyen bilgiyi, onlara sperm ve yumurta olarak veriyoruz. Bu bilgi bizim geleceğe armağanımızdır. Hücre yapımı için gerekli bilgi; harita, plan veya taslak niteliğindedir. Bir rehber, bir kitap, bir broşür gibi de denebilir. Bu rehber çok özel bir yaratmayı gerçekleştirecek olan aracının veya makinenin, canlı üretme makinesinin “anlayacağı” eksiksiz bir bilgi anahtarı olmalıdır. Genler Genetek bilimi, her canlının özelliklerinin (örneğin göz rengi) kalıtımla geçtiğini, yani yavruda hassas bir şekilde yeniden ortaya çıktığını göstermişttir. Kişisel özelliklerini düzenleyen bilgi, “genler” denilen özel varlıklarla nesilden nesile geçer. Her belirgin kalıtımsal özelliğin ayrı bir geni daha vardır. Genetik biliminin kurucusu Gregor Mendel 1860'larda, genlerin kalıtımla gerçek şeyler gibi; sulandırılmadan, bölünmeden, karışmadan aktarıldığını açığa çıkardı. Öyleyse genler, her biri (s:19) organizmanın belirli bir özelliğini içeren, kalıtımla yavruya aktarılabilen küçük bilgi paketleridir diyebiliriz. 1920'lerde büyük genetikçi Thomas Hunt Morgan, genlerin hücrei içindeki yerlerini buldu. Bütün hücrelerde, çekirdek dedğimiz kapalı bir kap vardır. Hücre bölünüp iki hücre haline gelirken, ilk önce bu çekirdeğin bölündüğü, dolaysıyla hücre içinde önemli bir rolü olduğu daha önce de biliniyordu. Yani, tek hücrenin servetini yeni hücrelere eşit bölüştürme işlemi, çekirdekte başlıyordu. Dahası; mikroskop, çekirdeğin içinde kromozom denilen iplik gibi yapıları açığa çıkardı. Bu yapılar, çekirdeki bölünmeden kendilerini bir kat artırıyorlar ve her kromozom dizini, bir yeni “yavru” hücrenin içine yerleşiyordu. Bu düzenleme yüzünden, koromozomların genlerin yuvaları olmalarından kuşkulanıyorlardı. Morgan, adi meyve sineklerini deney hayvanı olarak kullanarak bunun gerçekten de doğru olduğunu, bir dizi ince deneyle kanıtladı. Bu işi tamamlandığında, genlerin kromozom ipliklerinin etrafında top top sarılmış oldukları artık biliniyordu. Genler Neden Yapılmışlardır? Kromozomlar (genler) neden yapılmışlardı? Biyolojide kuşkusuz çok önemli bir yeri olan Oswald Avery’nin deneyleri bu soruya çok açik ve parlak bir yanit getirdi. Çalişmalari, şimdi “moleküler biyoloji” dedigimiz modern çagi açti. 1940'larin başinda Avery, iki tarafli zatürreye (akciger iltihasbi) neden olan bakteriyle ugraşiyordu (penisilin bulunmadan önce, en büyük ölüm nedenlerinden biriyldi bu hastalik). Yaptigi deneylerde açiklayamadigi şaşirtici sonuçlar buldu. (s:20) Ölü zatürre bakterileri, kötü niteliklerini, zatürre yapmayan türden canli bakterilere geçirebiliyorlardi. Bu, tehlikeli ölü bakterilerin, canli ve zararsiz bakterileri tehlikeli hale getirebilmeleri demekti.Bu nitlik bir defa geçirilince artik kalici oluyor ve bir zamanlar iyi huylu olan bakterilerin gelecek kuşaklarina kalitimla geçiyordu. Hastaliga neden olabilme kapasitesi bir veya bir grup özellekten kaynaklanir. Bu özellikler, genler tarafindan kontrol edilir ve kalitimla geçirilirler. Avery, ölü baterilerin parçalandiklarini, vücutlarinin bilgi taşiyan kimyasal maddeler çikardigini, canli baketirelirn de bulari besin olarak kullandiklarini düşündü. Yani genler, canli bakterilere girip onlarin kalitimlarini belirtiyorlardi. Avery ve arkadaşlari, bu gene benzer maddeyi kesin olarak belirlemek üzere çalişmaya başladilar. İnsan, Tıp bilimi için, genlerin kimyasal özelliklerinin bulunmasından daha önemli bir problem olabileceğini düşünüemez. Ancak bu kesinlikle insanlar, hatta hayvanlar üzerinde de incelenebilecek bir problem değildi. Neyse ki zatürre yapan bakteriler, Avery’e uygun bir sistem getirdiler. Bu iyi ve değerli bir model-deney sistemi örneği oluşturuyordu. Aslında, bütün genetik bilgi birikimi, 100 yıl önce Gregor Mendel’le başlangıcından bugünkü araştırmalara kadar, büyük ölçüde basit deney modellerine dayanır. Bezelyeler, meyve sinektleri, ekmek küfü ve bakteriler... Avery’nin üzerinde çalıştığı bakteriler geretik olarak birbirinin tıpkısıydı. Başka cinslerle karışmamış, safkan bakterilerdi bunlar. Hızla üreyebiliyorlardı öyle ki kalıtım özelliklerini birçok kuşağın üzerinde izlemek olanaklıydı. Zatürreye neden olma yetenekleri, farelere verilerek kolayca ölçülebiliyordu. Avery’nin yaptığı önemli deneyleden biri, probleme açık bir yanıt getirdi. Ölü bakterilerden dağılan bir molekül karışımını aldı ve içine DNA’yı “bozan” bir enzim ekledi. DNA’nın bozulması, karışımın zararsız bakterileri zararlı bakteriye çevirebilme yeteneğine bir son verdi. Buna ek bir deneyle Avery ve arkadaşlari, zararsiz bakterileri hastalik yapan bakteriye çeviren maddenin “deoksiribonükleik asit” veya DNA oldugunu kanitladilar. DNA: Deoksiribonükleik Asit Aslında, DNA’yı Avery bulmadı. Bu işi, Avery’den altmış yıl önce Friedrich Miescher adında bir araştırmacı yapmıştı. O ve onu izleyen bilim adamları bu konuda bir sürü kimyasal bilgi toplamışlardı. DNA’nın zinci şeklinde birbirine bağlı, büyük miktarlarda fosforik asit içeren “nükleotid” denilen moleküllerden oluştuğu biliniyordu. Bunlar, o zamana kadar hücrede bilinen en büyük moleküllerdi. Avery, DNA’nın kalıtımın temel maddesi olduğunu gösterdi. Başka ir deyişle “bir şeyi kalıtımla geçirmek demek, bir parça DNA aktarmak demektir”. Genler DNA’dır. Bilgi DNA’dır ve DNA bilgidir. Avery’nin ispatından beri, DNA konusunda bilinenler öyle şaşırtıcı bir hızla arttı ki, 1960'larda (s: 22) artık bilginin DNA’da nasıl kodlandığını bu bilginin nasıl hücre maddesine dönüştüğü ve DNA’nın gelecek kuşakla paylaşılmak üzere nasıl kopya edildiğini biliyorduk. Bu zorlu yarışa bir çok bilim adamı katıldı; ama James Watson ve Francis Crick ’in DNA’nın doğru yapısının ikili sarmal, yani içiçe dönen iki zincir olduğunu düşünüp bulmaları en büyük aşamalardan biridir. Öyleyse işte DNA’nin temel özelliklerine bakalim: 1.Molekül zincir şeklindedir( Degişik basit molekül çeşitlerinin birbirine eklenmesinden oluşmuş zincir şeklindeki madde) 2.Olağanüstü uzun ve son derece incedir.Hücrenin çekirdeği 100 kere büyütülseyydi aşağı yukarı iğne ucu büyüklüğünde olacaktı, yani gözün ancak seçebileceği kadar. İte bu küçücük çekirdek içinde katlanmış durumda bulunan DNA açılırsa, boyu, bir futbol sahasının boyu kadar olur. 3. Zincirde dört çeşit halka vardir (nükleotid denilen moleküller). Isimleri adenilik asit, guanilik asit, sitidilik asit ve timidilik asit; kisaltmalari A. G, C ve T. 4. Bu dört tür halkanın bağlanma biçimi, adi bir zincirin halkaları gibi birbirinin aynıdır. 5. Halkaların şaşmaz bir düzeni vardır, bu kitaptaki harflerin düzeni gibi. Bundan sonra, zincirler üzerine söyleyecek çok şeyimiz olacak. Bir zinciri her resimleyişimizde, buradaki beş biçimden hangisi en uygun, en açiklayicisiysa onu kullanacagiz. Kuşkusuz, gerçek zincirlr bizim resimlerde gösterdiklerimizden çok daha uzundur. DNA = Dil = Bilgi Şimdi dört çeşit halkasi olan bir zincirimiz olsa ve bunun yeni bir bireyin oluşmasi için gerekli bütün bilgiyi içerdigini bilsek, bu sirrin halkalarin siralanmasinda veya düzenininde yattigi sonucunu çikarmamiz gerekir. Zincirin bu kadar çok anlam taşimasinin başka bir açiklamasi olamaz. Bilgi, böylece harita veya plan olmak yerine, düz bir yüzey üzerinde iki boyutlu bir şeye, daha dogrusu tek boyutlu “yazili” talimat dizinine dönüşür. Burada dille-benzetme (analoji) yapilabilir.DNA alfabesinin dört harfi var, ama bunlarla yazilabelecek mesajlarin sayisi sonsuzdur. Tipki iki harfli Mors alfabesiyle (nokta-çizgi) söylenebileceklerin sinir olmadigi gibi. Kitaplardaki harfler kağıt üzerindeki yerlerine göre diziler halinde bağlanmışlardır. DNA içindeki dört nükleotid halkası ise gerçek kimyasal bağlarla dizi halinde bağlanmıştır. Belli bir organizma içindeki toplam DNA’da bir kitap gibi düşünülebilir.(s:24) Bu kitapta, bütün harfler, deyimler, cümleler ve paragfraflar bir zincir oluşturacak biçimde birbirine eklidir. Organizmanın bütün bölümleri ve bütün işlevleri böylece tanımlanır. Bu organizmanın özdeş bir ikizi varsa, o da aynı DNA’ları içerir, aynı kitaptan bir tane daha diye düşünülebilir; ne bir harf, ne bir sözcük farklıdır ikisi arasında. Aynı türün başka bir organizması da, gramerda sık sık ve göze çarpıcı farklar olduğu halde, benzer bir kitabı oluşturur. Değişik türlerin kitapları, içlerinde bir sürü benzer cümleler de olsa oldukça değişik öyküler anlatırlar. Yukarıdaki benzetmede zincirin parçaları olan genler, aşağı yukarı cümlelerin krşılığıdırlar. Bir gen, organizmanın belirli bir yapısını oluşturan veya işlevini gören bir harf (nükleotid) dizidir. Genler, çok uzun bir DNA molekülünde arka arkaya eklenmiş cümleler gibidirler. Bir İnsan Oluşması İçin Ne kadar Bilgi Gerekli? Bilginin ne olduğunu gördükten sonra isterseniz, canlıları oluşturmak için ne kadar bilgi gerektiği üzerine kabaca bir fikir edinelim: 1. Bir bakteri, canlı yaratıkların en basitlerindendir, 2 000 civarında geni vardır. Her gen 100 civarında harf (halka) içerir. Buna göre, bir bakterinin DNA’sı en azından iki milyon harf uzunluğunda olmalıdır. 2. İnsanın, bakteriden 500 kat fazla geni vardır.Öyleyse DNA en azından bir milyar harf uzunluğundadır. 3. Bir bakterinin DNA’sı bu hebsaba göre, her biri 100.000 kelimelik 20 ortaama uzunlukta romana, insanın ki ise bu romanlardan 10.000 tanesine eşittir! Dilden Maddeye DNA dilinin anlamı, belirli bir canlı organizmayı tanımlamasındadır. Başka bir deyişle genler, maddenin, yaşamın gerçek özünün, gerçek canlı unsurun yaratılması için gerekli bilgiyi verirler. DNA dili fizik olarak yaşamaya, nefes almaya, hareket etmeye, et üretmeye nasıl çevrilebiliyor? Bu soruyu yanıtlamadan önce, nelerden yapılmış olduğumuzu bilmemiz gerekir. Proteinler Bu konu zor görünebilir ama aslında öyle değil. Bizi oluşturan en önemli malzeme proteindir denilebilir. Diğer yapı maddelerimiz (su, tuzlar, vitaminler, metaller, karbohidratlar, yağlar vb.) proteinlere destek olmak üzere bulunurlar. Proteinler yalnızca kütlemizin (suyu saymazsak) çoğnu oluşturmakla kalmayıp, aynı zamanda vücut ısımızı, hareketlerimizi ayarlarlar, düşüncelerimizin ve duygularımızın da temelini oluştururlar. Kısacası bizi oluşturan ve yaptığımız her şey proteinlere dayanır. Örneğin, kendimi gözlüyorum: bütün kütlesi proteindir; ne görüyorsam (kürkü, gözleri, hareket etmesi bile) proteindir. İçindeki her şyey de proteindir. Ayrıca kendime çok özel bir kişilik veren herşey de özel proteinlerle belirlenmiştir. DNA’nın yönlendirilmesiyle yapılan proteinler birey olmanın, tek olmanın, bütün türlerin fiziksel temelidir. Metal, otomobil için neyse, protein bizim için odur. Otomobilde başka malzemeler de vardır; ama yapıyı ve işlevi sağlayan en önemli eleman metaldir. Hem görünüşü, hem de işleme yeteneğini belirler. Bir arabanın diğerinden farkını; biçimini, niteliği ve metal kısımların durumu belirler.(s:26) Şimdi, yeni bir soru ve başka bir ayrintili inceleme için haziriz. Proteinler neden yapilmişlardir? İşte özelliklerinin listesi: 1. Zincir moleküldürler. 2. Uzundurlar ama DNA kadar değil. 3. Yirmi çeşit protein halkasi vardir. Bunalara amino asitler denir. 4. Yirmi birimin de bağlantı biçimi tamamen aynıdır. 5.Yirmi birimin veya halkanın düzeni veya diziliş sırası hassas ve kesindir. Bu düzen, hangi protein olduğunu ve sonuçta işlevinin ne olduğunu belirler. Amino asitler, isimlerinin ilk üç harfi eklenmiş zincir halkalariyla gösterilirler. Yirmi amino asit şunlardir: fenilalanin, leusin, izoleusin, metyonin, valin, serine, prolin, treoinin, alanin, tirosin,histidin, glutamin, asparajin, lisin, aspartik asit,glutamik asit, sistein, triptofan,arjinin,glisin. Çeviri Bu beş özelligin DNA zincirininkine ne kadar benzedigini gördünüz. Halkalari özel bir düzende olan zincirler, protein alfabesinde yirmi çeşit harften oluşuyor;DNA alfabesinde ise dört harf var. DNA bilgisinin protein maddesine dönüşmesinin aslinda dildeki gibi bir çeviri işlemi oldugu hemen (s: 27) görülebilir. Dört harfli bir alfabedeki harf dizisinden, yirmi harfli bir alfabenin harf dizisine geçilmektedir. Mors dilinden (iki harfli nokta-çizgi alfabesinden) Ingilizce gibi yirmisekiz harfli alfabesi olan bir dile çeviri yapmaya da benzetilebilir bu. Bütün olan biten aslında bu kadar.Hücerelerin protein zincirleri içinde binlerce çok ufak, son derece basit çeviri makinesi var. Bunlara “ribosomlar” deniyor. Şu şekilde çalışırlar: Önce DNA bilgisinin bir bölümü, bir gen, bir enzim (bu işlemin hızlanmasına yardım eden bir protein) tarafından kopye ediliyor. Mesajcı RNA (mesajcıribonükleik asit) dernilen bu gen kopyası da bir zincirdir. RNA molekülleri,DNA moleküllerinin hemen hemen aynı zincir moleküllerdir; ama onlar kadar uzun değildirler. Bir DNA molekülü bir çok geni içerir, bir mesajcı RNA molekülü ise yalnızca bir tek genin kopyasıdır. Bu RNA moleküllerine “mesajcı” denir, çünkü genin mesajının, ribosomlar yolu ile DNA’nın hücredeki yeri olan çekirdekten proteinlerin yapıldıkları hücrenin çekirdek dışındaki kısmına (stoplazma) taşırlar.(s:28) Gen kopyası mesajcı RNA bir ucunu ribosoma bağlar, Ribosom okuyucudur;mesajcı RNA’nın içindeki nükleotidlerin (harflerin) dizilişini okur; ama bildiğimiz anlamlı bir sözcük çıkarmak yerine protein çıkarır. Bu şu şekilde gerçekleşir: Özel enzimler amino asitleri “transfer” RNA (tRNA) denilen küçük bir RNA molekülüne bağlarlar. Yirmi amino asitin her biri özel RNA molekülüne bağlanır. Amino asite bağlanmış tRNA’lar kendilerini ribosoma yöneltirler. Ribosom, gerekli tRNA’yı (bağlı amino asitlerle birlikte) o anda mesajcı RNA’dan okuduğu deyimlere uygun olarak seçer. Yani eğere ribosom mesajcıdan ala amino asitini (alanin) belirleyen bir grup nükleotid mesajını okumuşsa, bu amino asitin (Hayatın Kökleri, s:29) bağlı olduğu gruba uygun nükleotidleri olan bir tRNA seçer. Mesajcı nükleotidin, belli bir amino asite uygunluğu, nükleotidlerin doğal uygunluk ilişkisine dayanır.Mesajcı üzerindeki her nükleotid dizisi, transfer RNA üzerindeki uygun nükleotid dizisiyle mükemmel bir şekilde eşleşir. Her yeni aminoasit ve onun tRNA’sı ribosoma gelip uygun biçimde yerleştikçe, amino asit kendisenden önce ribosoma gelmiş olan amino asitle kimyasay olarak birleşir. Böylece, halkalar sırayla birer birer bağlanır. Ribosom mesajı okudukça protein zincirinin boyu durmadan inin okunma ıbitince, bütühn protein halkası serbest bırakılır. Böylece yeni bir protein doğmuş olur. Bir genboyu DNA’nın içindeki nükleotid dizilişi, bir protein içindeki amino asit dizisini tam olarak belirler. Bir gen, bir protein. Bir gen; bir protein kavramı bizim proteinlerin nasıl oluştuğunu öğrenmemizden çok uzun zaman önce bulunmuştu.1930'larda ekmek küfü üzerine bir dizi parlak deney yapan biyokimyacı George Beadle, bir teks gen içindeki değişikyiklerin, bir tek proteinde bozulmaya yol açtığını göstermişti.Buna dayanılarak yapılan çcalışmalar bakteri kullanılarak ilerletildi ve genişletildi. Bu büyük çalışma ve burada anlatacağımız niceleri, herman Müller’in 1920'lerdeki DNA’daki değişmelerin (mutasyon), istenildiğinde canlı sistemleri x-ışınlarına tutarak sağlanabaleceğini gösteren önemli buluşu olmasaydı başarılamazdı. DNA, bir hücrdede bulunan değişik p;roteinler kadar gen içerir (bakteride 2000; insanda 200.000). Protein yapan makinenin bu çeviri işlemindeki şaşmayan hatasizligi,kuşkusuz dikkate deger. bir hücrenin yaşamasi için gerekli binlerce proteinin üretilmesinde ancak bir-iki yanlişligüa yer olabilir. Insanlarin yahptigi hiçbir makine, bunun gibi 200 romana eşdeger bir yaziyi bu kadar az yanlişla yazamaz. t-RNA’nın Bulunması Hocam Paul Zamecnik ve ben, 1956'da transfer RNA’yı birlikte bulduk ve neye yaradığını açıkladık. Zamecnik daha önce ribosomların, üzerinde proteinlerin biraraya getirildiği strüktürler olduğunu göstermişti.Ben de bu tarihten bir yıl önce amino asitlerin özel bir dizi enzimle aktif hale getireilebildiğini (yani diğer amino asitlerle reaksiyona hazırlandığını) kanıtlamıştım (bu dördüncü bölümde anlatılıyor). Ama arada eksik bir şey vardı: amino asitlerin bağlanabileceği ve onlara (Hayatın kökleri, s: 31), mesajcı RNA’ların gösterdiği yerlere yerleştirilmelerini sağlayan kimliği kazandıracak bir şey. Paul Zamecnikle birlikte, hücreler içinde amino asitlere önemli bir yatkılnığı olan, yani onlarla olağandışı bir sıklıkla bağlanabilen küçük RNA molekülleri olduğunu gördük. Proteinin yapılışnıda ki eksik olan halkayı bulduğumuzu hemen anladık. Bir sürü yoğun ve zevkli deneyden sonra, ondan sonraki yılın sonlarına doğru,tRNA’nın protein yapımına katılım yönteminin size daha önce açıkladığım oldukça tam bir resimini elde ettik. Zincirlerden Üç Boyutlu Varlıklara Buraya kadar öykü yeterince doyurucu; canlı mekanizmalar, zincirleri dil olarak kullanırlar. Plandan bitmiş üretime geçmek, basit bir çeviri işidir. Ama hala aşmamız gereken bir engelimiz var. Çeviri bir simgeyi başka bir simgeye, tek boyutu tek boyuta, bir zinciri başka bir zincire, nükleotitleri amino asitlere dönüştürülüyor. Zincirden “maddeye” nasıl varabiliriz? Protein moleküllerinin görevlerini yerine getirmelerine, dokunabildiğimiz, kavrayabildiğimiz şeylere, tohumlara, çiceklere, kurbağalara, size, bana bir boyuttan üç boyuta sıçramak zorundayız demek ki. Yanıt, protein zincirleri içindeki halkaların yani aminoasitlerin özelliğinde yatıyor. Protein molekülleri, zincir oldukları halde asılnrad (fiziki olarak) gerçek zincirlerde olduğu gibi üç boyutlu yapılardır. Proteinin yirmi değişik amino asiti, etkisiz simgeler değildirler. Herbirinin kendine özgü kimyasal özellikleri vardır. Bazıları zincirdeki ikiz eşleriyle kimyasal bağlar yapmayı yeğlerken, bazıları daha çok asit, bazıları da alkali özelliğini gösterir. Kimi suyu aramak eğilimindeyken, kimi de sudan kaçar. bazıları öyle biçimlendirilmişlerdir ki zinciri bükebilirler. (s: 32). Birkaç tanesinin de bir proteinin yalnızca bir tek işe yaramasına katkıda bulunacak özel marfetleri vardır.Bu amino asitler zincirdeki yerlerine göre zincirin son biçimini belirler. Zincirler tamamlandıkları zaman, bir çeşit ip yumağı oluşturmak için kendi kendilerine içiçe dolanıp katlanırlar. çözülmüş zincirdeki amino asitlerin “sırası”, molekülün katlanmak için hazır olduğu zaman nasıl davranacağını, ne yapacağını “şaşmaz” bir şekilde belirler. katlanma biçimi de protein molekülünün şeklini, özelliklerini, işlevini belirler. Kas proteinler için, bir gen, protein yapar makinelere son bitmiş biçiminde katlanabeilecek ve komşu liflerin üzerinedn kayabilecek çok uzun bir protein zinciri yapmasini emreder. Böylece kisalabilen uzun lifler oluşur. kan hücrelerindeki oksijen taşiyan protein zinciri hemoglobin, özel bir üç boyutlu katlahnma biçimine sahiptir. Böylece yalnizca kendisine özgü bir yolla oksijeni tutma ve serbest birakma işlevini yerine getirebilir. Sonuç olarak herbirini siralanişi, genler içindeki nükleotidlerin siralanişiyla belirlenmiş binlerce protein zinciri, özel biçimlerde katlanip, özel işlevler elde ederler. Düzen Yaratmak, Çoğu Kez Zincir Yapmaktır Birinci bölümde düzen konusunda söylediklerimizi hatırlayın: Yaşam, sürekli düzensizliğe giden bir evrende düzene yönelik çalışır.Şimdi bunun ne demek olduğunu çok daha açıkça görebiliriz. Canlı olmak, daha önceden şaşmaz bir kesinlikle tanımlanmış bir düzenle, halkaları zincire eklemektir. Düzen bir defa kurulunca, son biçimin ve işlevin elde edilmesi hemen hemen kendiliğinden gelir diye düşünülebilir. İsterseniz, bir parçayı bir başka parçanın önüne koymak (Hayatın Kökleri, s: 33) kendiliğinden sonuca götürüyor diye düşünebilirz bu düzeni. Zayıf Kimyasal Bağlantıların Önemi Hücrelerin önemli molekülleri yani DNA,RNA ve proteinler üzerine yapılan bir çalışmadan çok ilginç bir genelleme ortaya çıkmıştır. Aslında “zayıf” kimyasal bağlantılar, yaşam için son derece önemil işlevler taşırlar.Güçlü bağlantılar (sağlam kovalent bağlar), amino asitleri protein içinde birbirine bağlayanlar cinsinden veya RNA ve DNA içinde nükleotidleri bağlayanlar cinsinden olanlardır.Bunlar zincirin her halkasında komşuyu sıkıca tutarlar. Zayıf bağlantılar ise bütün büyük zincirlerde katlanma noktalarını belirleyen ve molekülün biçimini sağlayanlardır. DNA’da iki zinciri,çift sarmalı oluşturmak iççin birarada tutan nükleotidler arasında zayıf halkalar vardır. Bunlar ileride göreceğimiz gibi RNA üretiminde çok greklidirler. Proteinin içinde,onu işlevine uygun katlanmış biçimlerde tutan amini asitler arasındaki bağalantılar da zayıftır. Ribosomlar üzerinde yeni protein yapımında,transfer RNA üzerinde tamamlayıcı biçimdeki nükleotidlere uydurarak,tam yerlerini “bulurlar”. Bu önemli bağlantıların özelliği,zayı oluşları yüzünden çok kısa sürmeleridir. Görevlerini yaparlar ve sonra kolayca çözülüp yeniden kullanılabilirler. Hayatla İçli Dışlı Cansız Varlıklar: Virüsler Virüsler ya da DNA’lı ya da RNA’lı proteinden yapılmışlardır. Yani ya DNA ya da RNA biçiminde bilgiyi içerirler ve protein biçiminde birşyelerin yerine geçebilen bir kimlikleri vardır. Ama yardımcısız kendi kendilerine üreyemezler. Yardım (s:34) canlı hücereler tarafından sağlanır. Virüsün proteinleri,onun bir hücre bulup içine girmesine yol açar. Virüs, orada kandini üretecek makinaları;hücrenin makinalarının bulur. Üreme işini tamamladıktan sonra kendisi ve yeni virüsler,aynı tatsız işi başka hücrelerde yinelemek üzere o hücreden çıkarlar.Bu olaylar sırasında virüs,”ev sahibi” hücreyi öldürebilir,ona zarar verebilir,değiştirebilir veya hiçbir şey yapmaz;bu virüsün ve hücrenin cinsinei bağlıdır. Bir virüsün hücrede neden olabileceği önemli bir değişiklik de onu kansere dönüştürmesidir. Bu esrarlı olay, 8. Bölümde göreceğimiz gibi en son kanser araştırmalarındaki yoğun çabaların temelinde yatlmaktadır. Hücrelerden daha basit oldukları halde,virüslerin daha ilkel olmadıklarını sanıyoruz. çok uzak geçmişte bir zaman, normal hücerelerine parçalarıyken kopup kendi asalak “yaşama” biçimlerini kurmuş olmaları mümkün görünüyor. Virüslerin bağımsız olarak üreme yetenekleri olmadığı için kendi başlarına canlı olduklarını düşünemiyoruz. Ölümlülük ve Ölümsüzlük Şimdi,bir bireyin yaratilmasinin bir dizi yazili talimat gerektirdigini biliyoruz. Bunlar milyonlarca yildir dikkate deger bir baglilikla tekrar tekrar kopye edilmişlerdir; ama her birey yalnizca birkaç on yil içinde yaşar ve ölür. O zaman bu talimatlarin ölümsüz olup olmadiklarini sorabiliriz. En azindan bir biyolog için her hangi bir şey ne kadar ölümsüz olabilirse,genetik bilgi de o kadar ölümsüzdür diyebiliriz. Aslinda ölümlü her birey,gelecek kuşaklara geçirilecek tarifnamenin geçici koruyucusudur;sopanin DNA oldugu bir bayrak yarişinda koşucu... Bir birey yaşaminin,ancak atalarindan çocuklarina geçirdigi bilgi kadar önemi (Hayatin Kökleri, s:35) vardir. Bazi güveler agizsiz dogarlar ve dogduklari andan başlayarak açiliktan ölüme mahkimdurlar. Tek işlevleri,çiftleşip daha çabuk yumurtlayarak güve bilgisini gelecek kuşaga geçirmektedir. Eğer DNA ölümlünün ölümsüzlüğü ise,insanları inatçı merakı,daha ötesini de sormadan edemez;Bütün bunlar nasıl başladı?(Hayatın Kökleri, s:19-36). Başlangiç Hangisi önce geldi, tavuk mu yumurta mı? Bu çok duyulmuş bir sorudur ama yanıtlanamaz. Yanıtlanamamasının sebebi “tavuk yumurtadan, yumurta tavuktan vs.” diye zaman içinde bitmez tükenmez bir geriye doğru sayış gerektrmesi değil, bu şekilde geriye giderken biriken küçük değişikliklerle tavuğun tavukluktan,yumurtanın da yumurta olmaktan çıkmasıdır.Tavuğun bir milyar yıl gerilere giden soy ağacını incelersek;tüylü arkadaşımızı,hayal gücümüzü ne ölçüde zorlarsak zorlayalım adına “tavuk” diyemeyeceğimiz atalara bağlayan bir değişimle karşılaşırız. Benim tahminim, bir milyar yıl önceki tavuk atasının her halde,toplu iğne başından küçük ve okyanusta yaşayan bir yaratık olduğu. Kendi soyumuzu gerilere doğru izlersek,yine buna benzer bir sonuçlar karşılaşırız. Ne kadar geriye gidebiliriz? Bir başlangiç oldugunu düşünmemiz gerek. Bundan önçeki bölümde sözü edilen,DNA’nin ölümsüzlügünü benzetmesine şimdi daha iyi bir perspektiften bakmaliyiz.Dünyamizin şimdiki canli biçimlerini dogracak tüm bilgiyi taşiyan bu kocaman moleküllerin,çok uzak bir geçmiş zamanda, alçakgönüllü bir başlangiçlari olmasi gerek. (s: 37) En iyi tahminlere göre yaşam; bundan üç milyar yil önceki Dünya'da başladi.Üç milyar yil önce Dünya'miz iki milyar yaşindaydive canlilari barindiracak kadar sogumay başlamişti.Son derece küçük ve oldukça basit deniz yaratiklarinin iki milyar yildan daha eski fosilleri var. Bu fosilleşmiş yaratiklarin atalari herhalde daha da küçüktü.. En ilkel canli biçimi, belki de bugün bolca bulunan basit tek hücreli canlilara hiç benzemeyen bir tek-hücreydi. Öyleyse bizim yoğunlaşacağmız soru şu: bir hücre,yaşamaya ilk olarak nasıl başlamış olabilir, bu aşama nasıl mümkün olabilir? Soru”hücre nasıl yaşamaya başladı?” değil;bu hiçbir zaman yanıtlanayacak bir sorudur. Çünkü bu olaya tanıklık edecek kimse yoktu o zaman; ama yaşamın nasıl oluşabileceğini sormak hakkımızdır. Akıllıca tahminler ve olasilıkıları gösteren deneyler yapabiliriz. Gerekli Maddeler Jeologların, paleontologların, fizikçilerin,biyologların çalışmalarına dayanarak,dünyanın üç milyar yıl öncesi nasıl bir yer olabileceği konusunda oldukça iyi bir fikrimiz var. Bilim kurgu kitapları ve filmelri olayı çok canlı ve belki de doğru resimliyorlar;lav ve kayalardan oluşmuş,gri, tümüyle kısır,hiç yeşili olmayan manzaralar,patlayan yanardağlar,sivri dağ tepeleri,buharlaşan denizler,alçak bulutlar,arada çakan şimşeklerle gürültüyyle parçalanan ve sürekli yağan yağmurlar. Herhangi bir canlı tarafından görülmemiş ve duyulmamış olaylar. Kuşkusuz bu, sizin ve benim için çok sefil bir ortam olurdu. ÜAma yaşamın başlangıcı için iyi bir düzendi. Herşeyi harekete geçirmek için gerekenler şunlardı: 1. Ilık bir ortam 2. Çok miktarda su(s:38) 3. Gerekli atomların kaynakları/karbon,hidrojen,oksijen,nitrojen ve fosfor) 4. Enerji kaynağı. Su ve ısı, sorun değildi. Dünya soğurken, milyonlarca yıllık yağmur okyanusları doldurmuş hala sıcak olan Dünya bu okyanusyarı ısıtmıştı. Şimşekler bol bol enerji sağlıyorlardı. Bulutlar aralandığı sıralarda da Güneş’ten ulraviyole ışınları geliyordu(Bu ışınlar o zaman şimdi olduklarından çok daha güçlüydüler, çünkü atmosferimizi sarran ozon tabakası henüz oluşmamıştı. Ozon, yeryüzünde bitki yaşamının sonucu olarak yavaş yavaş birikmiş bir oksjijen tabakasıdır. Bu tabaka ultraviyole ışınlarını geçirmez). Bu koşullar;kuşkusuz başlangiçta,en basit birimlerin,bilgi zincirlerinin (DNA) ve hücre maddesi zincirlerinin (protein) oluşmasi için yeterince basitti. Ama zincirlerimiz olmadan önce halkalarimizin olmasi gerekir. Önce DNA nükleotidleri ve proteinlerin amino asitleri oluşmalidir. Bildigimiz gibi, bu halkalar ufak moleküllerdir. Bunlar, karbon, hidrojen,oksijen,nitrojen ve fosfor elementlerinin kimyasal olarak baglanip düzenlenmeleriyle oluşurlar. Basit Moleküllerin Doğuşu Öyleyse işte senaryomuz: Deniz suyunda erimiş karbon,hidrojen,oksijen,nitrojen ve fosfor içeren basit bileşikler, ultraviyole işinlari ve şimşeklerle sürekli bombardiman edilmiyorlar. Bu arada bir kismi kalici ve dengede olan,degişik kombinasyonlara da zorlaniyorlar. İşlem yüz milyonlarca yıl boyunca sürerken,denz, elemanlarının değişik kombinasyonları yönünden giderek zenginleşiyor. Yeni moleküller,bu arada nükleotidler ve amino asitler birikiyor. Sonunda denizin son derece bol ve bütün yeni molekül(s:39) çeşitlerini içeren koyu bir çorbaya dönüştüğüü bir zaman geliyor. Zamanın Önemi Sözkonusu süreçte zamanın önemini kavramak için biraz duralım. Zaman ne kadar uzun olursa bir şeylerin olması da o kadar olasıdır. Kimyasal tepkimeler için de bu doğrudur. Zaman sınırlaması olmazsa,yeterince uzun süre beklenirse en olanaksız tepkimeler gerçekleşebilir. Eğer bu tepkimelerin ürettikleri bileşikler kalıcı (dengeli) iseler, deniz suyunun nisbeten değişmez maddeleri haline geleceklerdir. İçinde canlı Olmadığı için Çorba Varlığını sürdürebilir Şimdidenizin çorba gibi olma düşüncesi size aşiri görünebilir. Bunun bugünkü deneylerimizle karşilaştiralabilecek hiçbir yani yoktur. Böyle zengin bir oluşumun birikmesi,canlilar onu hemen yiyip biterecegi çin bugün belik de olanaksizdir. Bakteriler ve diger açgözlü yaratiklar şimdi çok kalabaliklar ve ne zaman iyi bir besin kaynagi belirse,hemen onu tüketiyorlar. Kaynak kuruyana kadar üreyip sayilarini arttiriyorlar. Görüyorsunuz ki eskiden yaşam olmadiggi için okyanuslar çorba gibi olabilirdi. Eski Olayların Laboratuvardaki Benzerleri Aslında,anlattıklarımız hiçbir zaman kanıtlanamayacak bir hipotez. Yine de biz,laboratuvarda bunların olabileceğini gösterebiliriz,Eskiden olduğu öne sürülen koşulların laboratuvarda istenen tepkiyi sağlaması kuşkusuz olanaklıdır. Üç milyar yıl önce denizde bulunduğu (s: 40) düşünülen basit bileşikler bir cam kapta suda eritilebilirler. Kap, şimşekylerin enerji katkısını sağlamak üzere bir elektrik kaynağına bağlanır. Ssitemin bütün parçaları hiçbir canlı hücre olmadığından emin olabilmemiz için önceden sterilize edilir. sonra kaptakilerin bir süre pişmesi için elektrik verilmeye başlanabilir. sonunda kap açılıp içindekiler incelenir. Bu deneyin yapılmış olduğunu ve sonucun tümüyle inandırıcı olduğunu sevinerek söyleyebilirim. Hem nükleotidler hem amino asitler beş elementten bu şekilde oluşturulabildiler. yani yaşam zincirlerinin halkaları, deniz benzeri bir ortamda şimşikleri enerji kaynağı olarak kullanılmasıyla üretildi. Zincir Moleküllerinin Doğuşu Bundan sonraki adım,açıkça görülüyor ki halkaları,DNA gibi ve protein gibi zincirler oluşturmak için birleştirmektir.İlkel koşulların laboratuvarda yapılmış benzerlerinin,halkaların oluşumu aşamasını sağlamasına bakarak,çalışma ilerletilirse halkaların zincir biçiminde eklenebileceğini de düşünmek akla yakındır. Nitekim kısa zincirlerin oluştuğunu gröüyoruz. Basit kimyalarıyla bugünün DNA’larına ve proteinlerine benziyorlar. Yined hatırlayalım, bu deneyler yalnızca oylabileceğini gösterir, ne olduğunu değil. Durum, Thor Heyerdahl’ın Polinezya Adaları halkının Güney amerika’dan batıya yelken açarak, şimdiki yurtlarını buldukları savını kanıtlamaya çalışırken kaşılaştığından farklı değil. sal üzerinde aynı yolculuğu başarıyla yaparak,yalnızca polinezyalıların gerçekten bu yolculuğu yaptığını kanıtlamış olmadı, benzer taşıt kullanan herhangi birinin de aynı işi yapabileceğini gösterdi(s:41) Bir Hücreye Doğru Bu noktadan sonra,hücdreyi daha çok tanımak için beş önemli adıma daha göz atabiliriz. Hücrenin ikiye bölünmesi DNA’nın ikiye bölünmesi Zarlar Çift zincirli DNA Yapısal proteinler Enzimler tek zinciril DNA Proteinler Yağlar Nükleotidler Aminoasitler karbon, hidrojen,oksijen, azot(nitrojen) ve fosfor 1. Enzimlerin ortaya çıkması Enziler, hücre içindeki bütün kimyasal tepkimeleri hızlandıracak özel protein molekülleridir. Bugün canlı hücre;herbiri kenid özel işini yapan, besin maddelerini parçalayan,besinden enerji üreten, basit moleküllerden zincir yapımını kolaylaştıran ve sayısız başka işler yapan binlece enzim içerir. Olayların denizdeki başlangıt çağlarında yavaş gelişimleri, ancak enzimlerle hızlandırılabilirdi, İlk enzimler, raslatısal olaramk birbiren eklenmiş kısa aminoasit zincirleri olsa gerek. Tekrar tekrar “deneme-yanılma”yla bu kombinasyonların bazıları; birtakım reaksiyonları hızlandırabilecek,yalnız kenidlerine özgü bir yeteneği elde etmiş olmalılar.(s: 42) 2. DNA’nın çift Kat oluşu. Okyanuslar boyunca DNA zincirinin rasgele eklenen nükleotidlerle yavaş yavaş uzamasini gözünüzün önüne getirmeye çaliştiginzda baszi anlamli diziler oluşcaktir.Burada “anlamli”, birkaç yeni ilkel proteini yapmak için gereken bilgiyi içermek olarak kullanilmiştir. Bunladan bazilari, yararli enzimler veya önemli yapilarin parçalari olacktir. Basit bir çift kat halinde birleşme bunu sagladi. birbiren sarilmiş ipliklerin zarar görmesi,ayri ayri tek başlarini olduklari zamandan daha az olasiydi.Dahasi, çift kat olmak,DNA’nin üremesi için gereklidir. 3. DNA’nın Çoğalması Bu, çift sarmal DNA zincirindeki her ipliğin,kendisini tıpatıp bir kopyasını yapması,sonuçta ikinçci bir çift sarmalın(s:43) oluşması demektir. son erece basit ve zarif olan bubişlem,bir halatın çözülüp ayrılışı gibi iki zincirin birbirinden ayrılmasıyla baş

http://www.biyologlar.com/evrim-konusunda-ilk-dusunceler

Toprağın Mineral Madde Verimliliği

Toprakta bitkilerin gereksinim duyduğu maddeler de toprak suyu gibi değişik formlarda bulunur ve bu formların bazıları bitkilerin yararlanmasına uygun, diğerleri ise yararsızdır. Bu değişik formların bir kısmı arasında dinamik ilişkiler olması bitkilerin sürekli besin sağlayabilmesine olanak verir. Topraktaki su iyi bir çözücü olduğundan serbest haldeki, çözünür iyonik mineral maddelerin çözünmesini sağlar ve bitkilerin en kolay şekilde besin elementi sağlayabildiği toprak çözeltisini oluşturur. Bu çözeltideki iyonların bitki köklerince tüketilmesi ile doğan kimyasal potansiyel ile çözelti toprak taneciklerinden ve toprak organik maddesinden çözünebilir iyon çeker. Yukarıda bitki hücreleri için anlatılmış olan ve canlılık olayları ile doğrudan ilgili olmayan pasif kuvvetlerin etkili olduğu mekanizmalar ile toprak çözeltisi ve toprak tanecikleri arasında dinamik dengeler kurulur. Bu dengeler toprak çözeltisinin bileşimini belirler. Toprak çözeltisinin iyonik maddelerce zenginliği çözeltinin elektriksel iletkenliği ile ölçülür. Canlı materyalden farklı olarak toprağın pH değeri geniş bir aralıkta değişir. Canlıların solunumla çıkan CO2 in suda çözünmesi ile oluşan bikarbonat (HCO3 - ) ve sembolik olarak sentezlenen organik asitlerden bazik karakterli  hidroksitlerine kadar açılım gösteren maddeler yanında red-oks tepkimeleri ve özellikle amfoter karakterli proteinler arasındaki dengelerle sağladıkları aktif tamponlama kapasitesi ürünü olan fizyolojik pH aralığı toprak için söz konusu değildir. Toprağın pH değerinin farklılığı ise toprak çözeltisindeki mineral elementi kompozisyonunda büyük değişikliklere yol açar. Çünkü maddelerin iyonlaşarak çözünmeleri yanında iyon değişimi olayları pHa bağlıdır. Asidik ve alkali veya nötr topraklar için seçicilik bitki türlerinin farklı yayılışlar göstermesine neden olan çok önemli bir etmendir. Bunun da nedeni bu farklı toprak tiplerinin bitkilere sağladığı besim elementi kompozisyonunun da çok farklı oluşudur. Toprağın tamponlama kapasitesi, yani pH değişimlerine karşı direnme gücü toprak taneciklerinde ve bitki artıklarının bozunması ile oluşmuş olan toprak organik maddesi, humusda adsorbe edilmiş olan iyon kapasitesi ve bileşimi ile iyon değişimine girebilen iyon miktarı ve bileşimine bağlıdır. Bu ilişkiler toprak çözeltisinin aktüel pH değeri, çözünmüş besin elementi yanında depo pH değeri ve değiştirilebilir katyon kapasitesi (CEC) ile belirtilir. Genelde K+, Na+, Ca++ ve Mg++ un mek.gr. olarak çözünür tuzları haline geçirilmesi için gereken H3O derişimi veya tersi olarak belirtilir ve 20-200 mek=mg H+/kg. toprak aralığında değişir. Toprak mineral maddesinde ortalama %70-80 oranında silis, %10-15 alümina, %5 kadar demir oksitler, % 2 civarında potasyum oksit, %1 kadar kalsiyum oksit ile aynı oranlarda mağnezyum oksit bulunur ve diğer tüm element oksit ve tuz formları ancak %3 oranı civarındadır. Yani temel olarak toprak silikatlar ile oksitler ve organik maddeden oluşur, su e haa içerir. Toprak azotlu mineral içermez, çünkü bu inorganik azot tuzları yüksek sıcaklıklarda durağan yapılı değildir ve mağma soğurken gazlaşmışlardır. Bundan dolayı atmosferin %78i azot gazıdır. Toprakta azot organik maddede bulunur. Bu nedenle de uzun süre bitki örtüsüz kalan ve mikroflorası zayıflamış topraklar azotça fakirleşir. Toprağın azotça zenginliği humus adı verilen, nemli ortamda mikrobiyolojik aktivite ile bozunmuş organik madde miktarına bağlıdır. Humus mineral partiküllerini çevirerek örter ve koyu kahve rengini renk verir. Bunun en tipik örneği kahverengi orman toprağıdır. Humus kolloidaldir, oluşumu gereği toprağın en üst tabakasında, toprağın A horizonunda yığılır. Bunun altındaki B tabakası genelde killi, Al silikatlarınca zengin tabakadır. Bu en ince tanecikli Al silikat mineralleri tabakası da kolloidal özelliği nedeniyle su adsorbe ederek şişme özelliğine sahiptir. Al silikatların zamanla bozunma eğilimleri farklıdır, bu nedenle toprak yaşlandıkça B tabakasında bozunmaya daha dayanıklı olan Al silikatlar kalır, bozunanlar daha alt tabakalara iner. Çünkü A tabakası güneş, rüzgar ve yağış ile donma ve çözülmenin etkilerine açıktır. Sonuç olarak toprak yaşlanması üst tabakada dirençli ve toprak çözeltisine yeni mineral madde sağlama kapasitesi düşük tabaka oluşmasına neden olur. Çok yaşlı topraklarda killerin büyük kısmı süzülen su ve yerçekimi etkisiyle B tabakasına toplanır ve A - B horizonları farklılaşır. Erozyona uğramadan çok yaşlanan topraklarda B horizonu da aynı şekilde fakirleşir. Erozyon ile üst tabakaları sürüklenen topraklar organik madde ve kilce fakirleştiğinden verimliliğini kaybeder. Eğimli yerlerde bitki artıklarının ve organik maddelerin sürüklenmesi sonucu aynı anakayadan oluşan topraklar düz arazidekinden farklı yapıda olur. Toprakların temel karakteristikleri oluşum kaynağı olan anakayanın özelliklerine bağlıdır. Anakayanın jeolojik devirlerdeki temel özellikleri ve parçalanma eğilimleri, topografya, etkisinde kaldıkları iklim koşulları gibi etkenlere göre mineralojik ve kimyasal özellikleri farklılık gösterdiğinden üzerlerinde oluşan topraklar da çok farklı olur. Ayrıca anakayanın su altında kalması ile üzerinde sedimanter kayaç oluşması gibi ikincil gelişmeler etkili olur. İklim de aynı anakayadan oluşan topraklar arasında farklılıklara neden olan önemli etkenlerdendir. Sonuç olarak toprak anakaya, topoğrafya, iklim ve bitki örtüsü ile süreç, tarihçenin ürünüdür. Bu 5 değişkenin 10(5) farklı tip oluşturması mümkündür. Temel kimyasal yapıları ise alüminyum ve demir silikatlar, yani Si, Al ve Fe ile Oksijenin ana elementleri olması, önemli miktarlarda Ca, Mg ve K ile Na içermeleri nedeniyle benzerdir. Bu katyonlar topraktaki silikat ve karbonatların bozunması ürünüdürler, toprak organikmaddesine bağlanmadıklarından anak iyondeğişimi dengesine girdikleri oranda toprakta tutunabilir, aksi halde yıkanarak derinliklere doğru süzülürler. Esas makroelementlerin diğer grubu olan azot, fosfor ve sülfür ise organik maddeyle yakın ilişkili olan elementlerdir ve organik madde bozulumu ile toprağa karışırlar. Fe ve Al gibi polivalentlerin iki değerlikleri hidroksille ve ancak bir değerlikleri diğer bir anyonla birleşir. Fosfatın -1, 2 veya üç değerlikli formlarının birbirine oranı ise toprak pHdeğerine bağlıdır. Topraklar içerdikleri kum, silt, kil ve organik madde oranlarına göre tekstür sınıflandırması sisteminde kum, kil ve silt üçgenine yerleştirilen organik maddeli kum, kumlu organik madde gibi sınıflara ayırılır. Bu sınıflandırma elek analizine, yani tanecik boyutlarına göre oranlamaya dayanır. Killer, kolloidal düzeye kadar çok ince taneciklere kadar ayrışmış toprak mineralleri karışımıdır. Bu incelme mineral kristallerinin parçalanmasına kadar ilerlemiş olduğundan anyonik ve katyonik bileşikler içerirlerse de çok büyük oranda - yükler hakimdir ve bu nedenle killi toprakların CEC değeri yüksektir. Bu kapasitenin hidroksonyum veya Ca, Mg, K veya Na tarafından doyurulması toprağın depo pH değerini belirler. Topraktaki K kaynağı genellikle Al silikatları olan biyotit, muskovit gibi minerallerdir ve depo K oranı yüksektir. Fakat bitkilere yarayışlı K oranı düşük olduğu gibi bunun bir kısmı da az yarayışlıdır. Çünkü K lu silikatların bozunma ürünlerindeki K tuzları büyük oranda kolay çözünüp suyla yıkanır maddelerdir ve toprak CEC inin büyük kısmı H+, Na+, Ca++ ve Mg+ tarafından kullanılır. Çünkü K+ un su zarfı / iyonik çekim kuvveti oranı diğerlerinden büyüktür ve tipik olarak kapasitenin %5 ini kullanabilir, diğer kısmını Ca >% 60, H >%20, Mg>%10 oranında paylaşır. Bu üç K fazı arasında kinetik bir denge vardır ve tipik oranları >%90 depo, % 1 - 2 tam yarayışlı çözünür K fazı, aradaki fark da değiştirilebilir fazdır. Bu fazlar arası dengeler de organik madde ve kil, mineralojik bozunum düzeyi, K ile değişim kapasitesi rekabeti gösteren katyonlar, toprak nemi gibi etmenlere bağlıdır. K+ su sferi genelde birçok killerin kristalografik kafes yapısına uyumlu olduğundan adsorpsiyonu ve iyon değişim kapasitesine girmesi kolay olmakta ve bu sayede bitkilere sağlanması süreklilik kazanmaktadır. Ancak kaolen gibi su alarak şişme özelliği düşük olan bazı killer ile uyuşmadığından toprakların K değişim kapasitesi farklı olmaktadır. Önemli bir etmen de toprak pH sıdır, asitleşme H3O rekabeti ile, alkalileşme ise su sferi küçük ve iyonik kuvveti daha çok olan Ca+2 rekabeti ile K bağlama kapasitesini azaltır, bu nedenle tipik olarak pH 5.5 - 8.5 aralığında değişebilir K oranı artar. K+ bağlayan killerin tutma kapasitesi için benzeri özelliklere sahip amonyum da rekabet eder. Ayrıca toprağın donması ve çözülmesi, ıslanıp kuruması olaylarının tekrarı da değişim kapasitesini arttırırken çözünmüş K miktarını azaltır. Yağış bitki örtüsü zayıf toprakta K yıkanması ile kaybına neden olur ve bu nedenle seyrek, düzensiz ve şiddetli yağış alan bölgelerde bitki örtüsünün giderek daha da zayıflamasına neden olur. Bitki örtüsü yeterli olan yörelerde de otlatma, hasat gibi olayların tekrarı aynı şekilde etkili olur. Çünkü, ancak derindeki yıkanmış K kapasitesini kullanabileek derin köklü bitkiler ve taban suyuna kadar inen K un yüzeydeki buharlaşmanın emme kuvveti ile dipten K çekmesi dışında toprakta N gibi K döngüsü yoktur. Kum oranı yüksek ve kili az topraklar su tutma kapasitesi ve mineral verimliliği düşük topraklardır. Havalanmaları iyidir ve suyu kolay alırlar. Bu nedenle de organik maddeleri yüksek verimli topraktırlar. Killi topraklar iyi tekstürlü topraklardır, iyon değişim kapasiteleri yüksektir, yalnız yaşlandıkça bu kapasiteleri azalır, toprak çözeltisiyle birlikte iyonları alt tabakalara doğru yıkanarak (leaching) kil dağılımı A zonunda %10, B zonunda %50 oranına kadar çarpılabilir. Nemli ılıman bölgelerde verimlilikleri yüksektir, ancak derindeki kil tabakası şiddetli yağışlarda taşmaya da neden olabilir. Kurak ve sıcak bölgelerde ise az killi topraklar daha yüksek verim sağlar, çünkü üst tabakadaki kilin tuttuğu su buharlaşarak kaybolur ve bitki köklerine ulaşamaz. Buralarda ancak saçak köklü ve yüzeye yakın kök sistemi olan bitki türleri yaşamlarını sürdürebilir. Böyle ortamlarda kilin aşağı tabakalar indiği yaşlı topraklar daha yüksek verimlilik sağlar. Yaşlı topraklarda C horizonunda biriken kum e siltin bozunarak kile dönüşmesi de görülür. Kum, kil ve organik madde dengesi iyi olan ve derin üst tabaka yeterli su tutma ve iyon değişimi, düşük buharlaşma ve yüksek su geçirgenliği (permeabilitesi) ile ideal üst horizon tabakasıdır. B tabakasında yeterli kil bulunursa süzülen su da bitkilerce kullanılabilir ve buharlaşma halinde de yukarıya yönelerek su deposu oluşturur. Yeterince killi topraklar topaklanarak ideal strüktür sağlarlar, kumlu veya siltli ve organik maddeli olanlar ise masif yapılar oluşturur ki bunların porozitesi çok düşüktür. Toprak taneciklerinin agregalar halinde topaklanması, fungus ve aktinomiset miselleri, kolloidal kil taneciklerinin katyonları ile organik maddelerin anyonları veya kil anyonları ile organik anyonların mineral katyon kelatları halinde birleşmesi gibi mekanizmalarla olur. Organik madde en üst tabakanın % 1 - 6 sını, ortalama olarak %3 ünü oluşturur. Kuru ağırlık olarak %20 civarında organik madde içeren topraklara organik, diğerlerine mineral toprak adı verilir. Organik madde bitki ve hayvan artıkları, bozunma ürünleri ve canlı eya ölü mikroorganizmaları içerir. Organik madde azot kaynağıdır ve özellikle humus su tutma kapasitesini, iyon dezorpsiyonu ve değişimi kapasitesini arttırarak bitkilerin büyüyüp, gelişme şansını arttırır. Kimyasal ve biyolojik ayrışma ve dönüşümler sonucunda kolloidal, gri - kahverengi - mor - siyah renk aralığında ve ortalama olarak % 60 C, % 6 N ile P ve S içeren humus meydana gelir. Bakteriler, fungi ve protozoa ile mikro artropod, solucan gibi canlıların etkinlik ürünü olarak meydana gelir. Bol miktarda polimerleşmiş organik asitleri içerir. Humik asit adı verilen bu yapı jel halinde, kil tanecikleri arasında çimento oluşturarak sağlam bir su ve iyon tutucu yapı meydana getirir. Renk polimerleşmenin ilerlemesi ile koyulaşır. Humuslaşma bitki artıkları, mikro populasyonların etkinlik oranları ve ortam şartları ile toprağın mineralojik yapısına göre farklılıklar gösterir ve buna göre gerek humus tipleri, gerekse topraklar sınıflandırılır. Örneğin mor tip humus asidiktir ve özellikle soğuk bölgelerdeki iğne yapraklı ormanlarında görülür, fulvik asit denen az polimerleşmiş humik asit podzoller adı verilen toprakları oluşturur. Humus tipi podzollerin kil oranını değiştirmesine göre de alt toprak tiplerini ortaya çıkartır. Canlı artıklarında C/N oranının düşük oluşu mikrobiyal aktiviteyi arttırarak bozunmayı hızlandırır. C mikroorganizmalar tarafından kullanıldıktan sonra CO2 olarak salındığından zamanla toprak organik maddesindeki C/N oranı düşer e bu oran 1/17 oranına geldiğinde mikroflora azotu kendi metabolizması için kullanamaz hale gelerek NH3 halinde salgılar ve toprak organik maddesi bozunması bu iki gazın çıkışı ile sürer. Oran 1/11 civarına indiğinde de organik madde bozunması dengeye yaklaşır ve yavaşlar. Kayaçlarda azotlu mineral bulunmaması, mağmanın soğuması sırasında azotun gaz halinde atmosfere geçmesi nedeniyle yeryüzündeki tüm azot canlılar tarafından fikse edilmiş olan azottur. Havadaki azot kozmik ışınlar ve yıldırım düşmesi gibi enerji sağlayan olaylarla toprakta fikse edilebilirse de bu önemsiz düzeydedir. Havadaki azotun fikse edilmesini, bitkiler tarafından kullanılır hale getirilmesinde rol alan mikroorganizmalar Azotobacter, Beijerinckia, Clostridium, Nitrobacter, Nitrosomonas ile bitkilerle ortak yaşayan Rhizobium ve Spirillium bakterileridir. Rhizobium Leguminosae ve Mimosoidae familyaları cins ve türleri bitkilerin köklerinde ortak yaşayarak azot fikse eden nodüller oluşturduğundan, Spirillium ise Graminae türleri simbiyontu olarak diğer serbest yaşayan cinslerden farklıdır. Azotobacter hava azotu fiksasyonunda rol alan ototroflar arasındaki en önemli gruptur ve tümü toprak organik maddesinde C/N oranı yüksek olduğunda çoğalıp etkili olmaya başlarlar. Serbest azot termodinamik açıdan çok kararlı bir molekül olduğundan tepkimeye sokulması için çok enerji gerekir. Bu açıdan azot fikse eden bakterilerin canlılığın sürmesindeki rolü fotosentetik canlılar kadar önemlidir. Tipik olarak toprak üst tabakasında %3 - 5 oranında olan organik maddede %5 civarında azot bulunur. Oran bunun altına doğru azaldıkça bu bakteri grubunun etkinliği artar. Karbohidratları kullanarak havanın azotunu amonyak ve nitrata çevirirler. Ortalama olarak 1 ton topraktaki 100 kg. karbohidratı uygun nem ve sıcaklıkta 20 günde tüketirler, arazi koşullarında ise 1 dönümde ancak 10 - 15 kg. azotlu biyomas oluştururlar. Fakat ortamda diğer mikroorganizmalarca sağlanan inorganik azot bileşikleri varsa tercih ederler. Mavi - yeşil alglerden Anabaena, Nostoc cinsleri de havanın azotunu fikse edebilen canlılardır. Bakterilerle funguslar arasında bulunan aktinomisetler gene kalsiyumca zengin ve otların hakim olduğu topraklarda bulunur, funguslar ise asidik topraklara dayanıklıdır ve orman topraklarında boldurlar, bakterilerden daha az sayıda olmakla birlikte toplam kütleleri daha yüksektir. Toprakta mikrobiyolojik aktivite artışına paralel olarak onlarla beslenen protozoa da artarsa toprak organik madde artışına önemli katkıda bulunur. Topraktaki amonyak ve amonyumu nitrata oksitleyen ototrofik nitrifikasyon bakterileri çevrimi nemli ve sıcak, iyi havalanan toprakta en etkin olarak yürüten aerobik canlılardır. Enerjiyi canlı artıklarından, azotu havadan sağlayan bakteriler yanında Leguminosae ve Mimosoidae türlerinin kök nodüllerinde yaşayan ve enerji ile karbon gereksinimini bitkiden sağlayan bakteriler de vardır. Nitrifikasyon yüksek sıcaklıklarda solunumun artışı sonucu fosfor dekompozisyonunun da maksimum olmasını sağlar. Genellikle kalsiyum gereksinimleri yüksek olduğundan hafif alkali topraklarda gelişirler. Nemli, sıcak ve iyi havalanan hafif alkali topraklarda 1 gr. toprakta yoğunlukları 1 milyar bakteri / 1 gr. toprağa kadar yükselebilir. Amonyaklaşma canlı artıklarının anaerobik ortamda mikrobiyal bozunma ürünüdür ve havaya karışır veya amonyum hidroksit halinde çözünür, ya da oksitlenerek fikse edilir. Nitrobacteriaceae familyasından Nitrosomonas, Nitrosospira, Nitrosococcus ve Nitrosolobus nitrozobakterileri amonyağı nitritlere yükseltger. Bitki ve hayvanlar için toksik olan nitritler ise özellikle Nitrobacter ve Nitrospina, Nitrococcus tarafından nitratlara yükseltgenir. Organik maddenin bozunması sırasında proteinlerin azotu amonyak haline açığa çıkarsa da suyla hemen oluşturduğu amonyum hidroksit bakterilerce oksitlenerek nitrata dönüştürüldüğünde çözünürlüğü yüksek tuzlar yapar. Cinsler arasında amonyum ve nitrat alım oranları açısından farklılıklar görülür, örneğin bazı Graminae cinsleri özellikle ilk büyüme ve gelişme dönemlerinde amonyumu daha etkili kullanırken pamukta durum tersinedir. Azotobacter, Clostrodium, Nitrosomonas ve Nitrobacter havanın azotunun amonyağa ve daha sonra da oluşan amonyum hidroksitin nitröz asidi üzerinden nitrik aside oksidasyonunu sağlar, son ürün olarak ta CaNO3 başta olmak üzere tuzlar oluşur, bitkilerce alınarak kullanılır. Rhizobium ise legümler ve Mimosoidae türleri ile diğer bazı odunlu cinslerinin köklerinde oluşturdukları nodüllerde azot fiksasyonu yaparlar ve özellikle nötr-hafif asidik, yeterli P, Ca, Mo içeren topraklarda etkilidirler. Azotobacter alkali, Clostrodium ise asidik topraklarda daha etkindir. Azotobacter C/N oranı 33 den büyük ve P, Ca, Fe ve Mo elementleri yeterli topraklarda yeterli etkinlik gösterebilir. Toprakta azot iz miktarlardaki N2O, NOx ve daha yüksek olabilen NH3 gazları, NH4+, NO2- , NO3- iyonlarının asit ve özellikle tuzları halinde bulunur. Tuzlar bitkilerce alınamazsa kolayca yıkanarak alt horizonlara iner. Bu nedenle erozyon toprağın azotça fakirleşmesine neden olur. Günümüzde artan hava kirliliği nedeniyle atmosferde biriken NOx gazlarının yağışla toprağa inmesi sonucu oluşan azotlu asitler ve toprakta dönüştükleri tuzları bitkilere önemli oranda azot kaynağı sağlayabilmektedir. Öte yandan azotlu gübrelerin kullanımı da kirletii azotlu gazların oluşumu ile hava kirliliğine, yıkanan nitrit ve nitratlarla da toprak ve su kirliliğine katkı yapmaktadır. Nemli koşullarda organik maddece zengin ve fakir topraklar arasında da CO2 ve NH3 çıkışı toplamı arasında 1/11 gibi büyük bir fark vardır. Toprağın alt horizonlarında ise C/N oranı 6/1e kadar düşebilmektedir. Toprak organik maddesindeki proteinler ve peptidlerin bozunması ile amino gruplarını içeren maddelerin bir karışımı oluşur. Bu aminasyon ürünleri mikrobiyolojik aktivite sonucu su ile birleşerek amonyağa dönüşür. Amonifikasyon sonrası açığa çıkan amonyağın bir kısmı ototrof nitrifikasyon bakterilerince nitrite yükseltgenir. Bu bakteriler enerji kaynağı olarak inorganik tuzları, C kaynağı olarak da CO2 i kullanırlar. Amonyağı oksijenle birleştirerek nitritlere dönüştürürken hidroksonyum açığa çıkışı olur ve bakteriler enerji elde ederler. Nitritlerin oksijenle nitratlara yükseltgenmesi de eksotermiktir. Oksijen gereksinimi nedeniyle bakteryel etkinlik iyi havalanan, kaba tekstürlü topraklarda artar ve toprak organik maddesinin pH değeri biraz düşer. N2 + 10 H3O + 8 e- ® 2 NH4 + 3O2 ® 2 NO2- + 2 H2O + 4 H3O+ + E ® 2 NO3- + E nitrojenazlar Özellikle anaerobik koşullarda organik biyoması sübstrat olarak kullanan ve elektron kaynağı olarak Mo, Fe veya Cu, V içeren nitrit redüktaz etkisiyle denitrifikasyon sonucu serbest N2 çıkışı azot çevrimini tamamlar. Anaerob koşullar N2 benzeri koordinasyon molekülü olan O2 in rekabetini engeller, aerobik koşullarda ise heme proteinleri gibi Fe li O2 akseptörleri ile bakteri rekabeti önler. Amonyak ve nitrat bitkiler tarafından alınarak organik azot bileşiklerine çevirilebilen azot formlarıdır. Amonyum ise killerce değişebilir ve sabitleşmiş şekilde adsorbe edilir ve çözeltiye geçen oranı düşüktür. Köklerce özellikle iyon değişimi ile alınır. Killerin mineralojik bileşimlerine göre amonyum değiştirme ve fikse etme oranları değişir. Fiksasyon oranı arttıkça mikrobiyolojik veya bitkilerce kullanılabilir oran uzun vadeli olarak düşer. Topraktaki tipik yararlı/ toplam azot oranı %2, organik maddece zengin üst katmanda fikse azot ise %7dir. Derinlere doğru fikse azot oranı %60 a kadar artar. Bu nedenle toprak ıslahı için derin köklü ve azot fikse edebilen nodüllere sahip bitki dikiminden yararlanılır. Bitkiler genelde nitratın birkaç ppm düzeyindeki miktarlarından yararlanabilir. Çünkü daha yüksek miktarları toksiktir. Ancak kumul bitkileri organik maddesiz ortamda normal gelişimlerini gösterebilir. Organik madde bozulumu moleküler düzeye kadar sürdüğünden iyon bağlama kapasiteleri yüksektir. Özellikle linyin gibi dayanıklı moleküller CE depo kapasitesini arttırırlar. 1 gr. toprak organik maddesinin CEC değeri 1 gr. kilinkinden daha yüksek olduğundan en verimli topraklar orman topraklarıdır. Organik maddede de CEC > AECdir, çünkü reaktiv grupların çoğunluğunu karboksiller oluşturur. Sülfür bakterileri de topraktaki S formu dönüşümlerinde çok önemli yer tutar. Topraktaki pirit (-2 değerlikli iyonik FeS2 ) veya FeS, CuS, CuFeS2 içeren mineralleri ve elementel S ü, CO2 i redükte ederek elde ettikleri elektronlarla suda sülfürik asit olarak çözünen SO3 e oksitleyen Thiobacillus türleri gibi kemoototroflar ağır toksisitesi ve düşük pH a dayanıklılıkları ile dikkat çekicidirler. Topraktaki S kaynakları iklim bölgelerinde farklılık gösterir. Nemli iklimlerde özellikle pirit- FeS2, jips - CaSO4 mineralleri halinde bulunur ve tipik olarak %0.01 - 0.15 oranında toplam S ile 50 - 500 ppm çözünür sülfat sağlar. Kurak ve yarı-kurak bölgelerde ise toplam miktarının çoğunu çözünür toprak alkali sülfatları oluşturursa da toplam S %80 -90 oranında organik maddede bulunur. Sülfat killerce, özellikle Al ve Fe oksitleri tarafından AEC çerçevesinde depo olarak tutulabilmektedir. Organik maddedeki biyolojik S büyük oranda proteinlerdeki -S-H ve S-S bağları ile bağlı olan, az bir kısmı ise çözünür sülfat tuzlarından oluşur. Aerobik koşullarda sülfat mikroorganizmalar ve bitkilerce alınır veya yıkanarak derinlere inerken proteinlerdeki sülfürün bir kısmı oksitlenir, diğer kısmı ise önce redüklenerek hidrojen sülfür gazına dönüşür. S ancak mikrobiyolojik canlıların O2 ile H2S ü tersinir bir tepkimeyle oksitleyerek sülfata dönüştürmesiyle yararlı hale geçebilir. Bu arada toprak asitleşirse de fosfatdan farklı olarak toprak kolloidlerince adsorplanabildiğinden toprağın organik ve kil kolloid miktarı artışı asitleşmeyi azaltır. Topraktaki S yıkanma ve bitkisel tüketime ek olarak erozyon etkisiyle tükenebilir. Özellikle bazı türler çok S kullanırlar ve toprağı fakirleştirirler, hava kirliliği ve asit yağmurları ise toprağa S sağlar. Topraktaki S genelde %0.05 civarındadır ve üst tabakada 500 kg/dönüm kadar bulunur.

http://www.biyologlar.com/topragin-mineral-madde-verimliligi

Bakteriyofaj Nedir ?

Bakteri yiyen canlı bakterilerin büyümesine engel olan onları eriten ve ancak elektron mikroskopla görülebilen bir ültravirüs. Süzgeçlerden geçen ve kültürden kültüre nakledilmesi mümkün olan bu ultra- virüs bakteri kolonilerinde görülebilen değişiklikler yapabilmekte ve bakteri hücrelerini hiç bir artık bırakmadan eritebilmektedir. bakteriyofajlar ın bilhassa zararlı bakterilerden meydana gelen çeşitli salgınlarda bakterileri yok etmek suretiyle önemli rolleri vardır Synechococcus bakterisinin fajı S-PM2 elektron mikroskobu fotoğrafı Bakteriyofaj bakteri ve Yunanca phagein yemek fiilinden tÜretme bakterileri enfekte eden bir virüstür. Terim genelde kısaltılmış hali olan faj olarak kullanılır. Ökaryotları hayvan bitki ve mantarları enfekte eden virüsler gibi fajlarda da büyük bir yapısal ve işlevsel çeşitl ilik vardır. Tipik olarak proteinden oluşan bir kabuk ve içinde yer alan genetik malzemeden oluşurlar. Genetik malzeme dna veya RNA olabilir ama genelde 5 – 500 kilo baz çifti uzunluğunda çift sarmallı dnadan oluşur. Bakteriyofajlar genelde 20 ila 200 nm arası büyüklükte olurlar. Fajlar her yerde mecutturlar ve bakterilerin yaşadığı ortamlarda örneğin Toprakta veya hayvan bağırsaklarında bulunabilirler. Faj ve diğer virüslerin en yoğun doğal kaynaklarından biri deniz suyudur. Deniz yüzeyinde mililitrede 109 etkin faj taneciği virion bulunmuştur ve deniz bakterilerinin %70i fajlar tarafından enfekte olmuş olabilirler Tarihçe 1913te Britan yalı bakteriyolog Frederick Twort bakterileri enfekte edip öldüren bir etmen keşfetmiş ama konuyu daha fazla ta kip etmemiştir. Fransız-Kanadalı mikrobiyolog Felix dHérelle 3 eylül 1917de dizanteri basilinin düşmanının görünmez bir mikrobunu keşfettiğini açıklayıp ona bakteryofaj adını verdi Çoğalması bakteriyofajların, litik veya lizogenik hayat döngüleri olabilir bazılarında her ikisi de olur. T4 fajı gibi öldürücü fajlarda görülen litik döngüde virionun çoğalmasının hemen ardından konak hücre parçalanır ve ölür. Hücre ölür ölmez virionların kendilerine yeni bir konak bulmaları gerekir. Lizo genik döngü buna tezat olarak konak hücrenin parçalanmasına neden olmaz. Lizogenik olabilen fajlara ılımlı fajlar temperate phage denir. Viral genom konak genoma dahil olur ve oldukça zararsız bir şekilde onunla beraber eşlenir. Konak hücrenin sağlığı yerinde olduğu sürece Virüs sessiz bir şekilde varlığını sürdürür ama konağın şartları bozulursa örneğin besin kaynaklarının tükenmesi durumunda endojen fajlar profaj olarak adlandırılırlar etkinleşirler. Bir çoğalma süreci başlar sonucunda konak hücre parçalanır. ilginç bir şekilde lizogenik döngü konak hücrenin çoğalmasına izin verdiği için hücrenin yavrularında da virüs varlığını devam ettirir. Bazen profajlar inaktif oldukları dönemde bakteri genomuna yeni işlevler kazandırarak konak bakteriye fayda sağlarlar bu olguya lizogenik dönüşüm lysogenic conversion denir. Bunun iyi bilinen bir örneği Vibrio cholera nın zararsız bir suşunun bir faj tarafından enfekte edilerek kolera hastalığı etmenine dönüşümüdür. Bağlanma ve giriş T4 bakteriyofajının yapısı. 1. baş 2. Kuyruk 3. Nükleik asit 4. Kapsit 5. Yaka 6. Kın 7. Kuyruk lifleri 8. Ekserler 9. Taban plakası.Konak hücreye girmek için bakteryofajlar bakterinin yüzeyindeki öz gül reseptörlere bağlanırlar bunlar arasında lipoPolisakkaritler teikoik asitler proteinler sayılabilir. Bu nedenle bir bakteryofaj ancak bağlanabileceği reseptörler taşıyan bakterileri enfekte edebilirler. Faj virionları kendiliklerinde hareket etmediklerinden dolayı kendi reseptörleriyle solüsyondayken rassal olarak buluş up bağlanırlar. Karmaşık bakteryofajlar örneğin T-çift fajları genetik malzemelerini hücrenin içine enjekte etmek için şırınga benzeri bir hareket kullanırlar. Uygun reseptörle temas kurduktan sonra kuyruk lifleri taban plakasını hücre yüzeyine yaklaştırırlar. iyice bağlandıktan sonra kuyruk büzülür bu da genetik malzemenin dışarı itilmesine neden olur. Bazı fajlar nükleik asiti hücre zarından içeri iter bazıları hücre yüzeyine birakır. Başka yöntemlerle genetik malzemlerini içeri sokan bakterifajlar da vardır. protein ve Nükleik asit sentezi Kısa süre bazen Dakikalar içinde bakteri ribozomları viral mrnanın Proteine çevirimine translasyonuna başlarlar. RNA-fajlarında RNA-replikaz bu sürecin başlarında sentezlenir. Erken sentezlenen proteinler ve virionla gelen bazı proteinler bakterinin RNA polimerazını modifiye edip onun viral mrnayı tercihen çevirmesine neden olabilirler. Konağın kendi Protein ve nükleik asit sentezi de bozularak viral ürünlerin sentezine yönlendirilir. Bu ürünler ya hücreyi parçlamaya yarayacaklaklar ya yeni virionların oluşmasına yardımcı olacaklar veya yeni virionları oluşturacalardır. Virion oluşumu T4 fajları durumunda yeni fajların inşası özel yardımcı molekülleri gerektiren karmaşık bir süreçtir. Önce taban plakası oluşur kuyruk onun üzerinde büyür. kafa kapsidi ayrı olarak oluşup kendiliğinden kuyruk ile birleşir. Henüz bilinmeyen bir şekilde dna kafanın içine sıkı bir şekilde yerini alır. Bütün süreç yaklaşık 15 dakika alır. Virionların salınımı Fajlar ya hücre parçalanması lizis veya salgılanma yoluyla salınırlar. T4 fajları durumunda hücre içine girmelerinden 20 Dakikadan biraz sonra hücre parçalanması yoluyla sayıları 300ü bulabilen faj salınır. Bunun gerçekleşmesi hücre duvarındaki peptidoglikanı parçalayan endolizin adlı enzim sayesinde olur Bazı virüler ise parazite dönüşüp konak hücrenin sürekli olarak yeni virüs tanecikleri salgılamasına neden olabilirler. Yeni virionlar hücre zarından tomurcuklanarak koparlar beraberlerinde hücre zarının bir kısmını da götüren bu fajlar örtülü virüse olarak ortama salınırlar. Salınan virionların her biri yeni bir bakteriyi enfekte edebilir. Faj terapisi Bir bakteriyi enfekte etmek üzere ona bağlanmakta olan bakterilerin şematik gösterimiKeşiflerinin ardında fajlar anti-bakteriyel etmen olarak denenmişlerdir. Ancak antibiyotikler keşfedilince bunların fajlardan daha kullanışlı oldukları görülmüştür ve Batıda faj tedavisi üzerine yapılan araştırmalar bırakılmıştır. Bun karşın Sovyetler Birliğinde 1940lardan beri antibiyotiklere alternatif olarak kullanımı devam etmiştir. Bakteri suşlarında doğal seleksiyon yoluyla antibiyotik direncinin oluşması bazı tıbbi araştırmacıları faj tedavisini antibiyotik tedavisine bir alternatif olarak tekrar değerlendirmeye sevketmiştir. Antibiyotiklerden farklı olarak fajlar milyonlarca yıldır süregeldiği gibi bakterilerle beraber evrimleştikleri için sürekli bir direncin oluşma olasılığı yok sayılabilir. Ayrıca etkili bir faj özgül bakterisini tamamen bitene kadar enfekte etmeye devam edecektir. Belli bir faj genelde ancak belli bir bakteri tipini enfekte edebildiği için ki bu birkaç bakteri türü olabileceği gibi bir türün sadece bazı alt türleri de olabilir bakteri tipinin doğru tanımlandığından emin olmak gerekebilir bu da 24 saat sürebilir. Faj terapisinin bir diğer avantajı başka bakterilere zarar gelmeyeceğinden dar spektrumlu antibiyotik terapisine benzemesidir. Ancak sıkça olduğu gibi birden fazla bakterinin beraberce neden oldukları enfeksiyonlarda bu bir dezavantaj oluşturabilir. Bakteryofajların bir diğer sorunu vücudun bağışıklık sisteminin saldırısına uğramalarıdır. Fajlar enfeksiyonla doğrudan temas durumunda etki gösterirler onun için açık bir yaraya uygulanmaları en iyi Sonuç doğurur. Sistemik enfeksiyonlarda bu pratik olarak mümkün değildir. Sovyetler birliğinde diğer tedavilerin çalışmadığı durumlarda gözlenen başarılı sonuçlara rağmen çoğu araştırmacı faj terapisinin tibbi bir geçerliliğe ulaşacağına şüphe ile bakmaktadır. Faj tedavisinin etkinliğini belirlemek için büyük ölçekli klink testler yapılmamıştır ama antibiyotik dirençli bakteri türlerinin çoğalmasından dolayı bu konuda araştırmalar sürmektedir. Ağustos 2006da ABD gıda ve ilaç idaresi Food and Drug Administration bazı etlerde Listeria monocytogenes bakterisinin öldürülmesi için bakteryofaj kullanımını onaylamıştır.  

http://www.biyologlar.com/bakteriyofaj-nedir-

Yatay gen transferi

Yatay gen transferi, bir organizmanın, ikinci bir organizmadan türemeden, o ikinci organizmaya ait genetik malzeme edinmesini sağlayan herhangi bir süreçtir. Buna karşın, dikey transfer bir organizmanın kendi atalarından (yani ebeveynlerinden) genetik malzeme edinmesidir. Genetik bilmi bu iki transfer biçiminden daha yaygını olan dikey transfere odaklanmış olmakla beraber, yakın zamanda yatay transferin de anlamlı bir olgu olduğu bilincine varılmıştır. Yatay gen transferinin yapay biçimi bir genetik mühendislik şeklidir. Yatay gene transferi ilk defa 1959'da, farklı bakteri türleri arasında antibiyotik direncinin aktarılabildiğinin gösterilmesi ile keşfedilmiştir. Japon araştırmacılar tarafından yapılan bu buluşunun ne anlama geldiği Batı bilimcileri tarafından anlaşılması için bir 10 yıl geçti. Michael Syvanen bu konuda çalışmış ilk batılı araştırmacılardandır. Syvanen, 1984'ten itibaren yatay gen transferi üzerine bir dizi makale yayınlamış, yatay gen trasnferinin olduğunu öngörmüş, yeryüzünde yaşamın başlangıcından itibaren evrim tarihini etkilemiş olan bir süreç olduğunu belirtmiştir. Gen ve genom çalışmaları prokaryotlar arasında önemli miktarda yatay gen transferi olduğunu göstermekteler. Bu olgunun tek hücreli ökaryotlar için de anlamlı olduğu görülmektedir. Bulgular, protistaların evriminde de yatay gen transferinin önemli bir rol oynadığını göstermektedir. Bitki ve hayvanların da bu olgudan etkilendiğine dair belirtiler vardır, ama bunun ne derece önemli olduğu açık değildir Virüsler Mimivirüs adı verilen virüs, sputnik adlı uydu virüs tarafından enfekte edilebilir. Sputnik virüsünün genlerinde 13'ü herhangi başka hiçbir gene benzemekle beraber, 3 tanesi mimivirüs ve mamavirüs genleriyle yakın ilişkilidir. Bu genlerin mimivirüsün kendini paketlemesi sırasında edinilmiş olduğu tahmin edilmektedir. Bu bulgular, bazı uydu virüslerin, virüsler arasında yatay gen transferi yapabileceğini göstermektedir. Bakteriyofajların bakteriler arasında gen taşıması da buna benzetilebilir. Prokaryotlar Yatay gen transferi birbirine uzak akraba olan bakteriler arasında dahi yaygındır. Bu süreç, antibiyotik direncinin baçlıca nedeni olarak sayılmaktadır; bir bakteri direnç edinince, direnç genini kısa sürede başka türlere de aktarabilmektedir. Enterik bakteriler, içinde bulundukları bağırsaktaki diğer bakterilerle genetik alışverişte bulunurlar. Yatay gen transferi için başlıca üç mekanizma vardır: Transformasyon, hücre içine yabancı genetik malzeme (DNA veya RNA) girmesi sonucu hücrenin kalıtsal değişime uğramasıdır. Bu süreç bakterilerden göreceli olarak yaygındır, ama ökaryotlarda daha enderdir. Transformasyon, deneysel, endüstriyel amaçlar için bakterilere yeni genlerin sokulması için sıkça kullanılır. Bakınız moleküler biyoloji ve biyoteknoloji maddeleri. Transdüksiyon (genetik), bakteri DNA'sının bir virüs (bakteriyofaj, veya kısaca faj) aracılığıyla bir bakteriden diğerine taşınması. Bakteriyel konjugasyon, bir bakterinin hücresel temas yoluyla DNA'sını bir diğer bakteriye aktarması. Ökaryotlar DNA dizilerinin analizi ökaryotların içinde, mitokondri ve kloroplast genomlarından çekirdek genomuna, yatay gen transferinin olmuş olduğuna işaret etmektedir. Endosimbiyoz teorisinde belirtildiği gibi, kloroplast ve mitokondrilerin kaynağı, ökaryotik hücrelerin atası bir hücrenin içindeki bakteriyel endosimbiyontlardı. DNA dizi karşılaştırmaları farklı türler arasında pek çok genin yatay transferini göstermiştir, bu transferlerin bazıları farklı üst-alemler arasında dahi gerçekleşmiştir. Bakterilerden bazı mantarlara, özellikle Saccharomyces cerevisiae mayasına yatay gen transferi iyi belgelenmiştir. Aduki fasulya kınkanatlısının kendi endosimbiyontu Wolbachia 'dan genetik malzeme edindiğine dair de kanıtlar vardır. Wolbachia bakterilerini artropod ve filaria nematodlarında önemli bir genetik malzeme kaynağı olduğu gösterilmiştir Rafflesiaceae bitki ailesinin parazitlerinin, konak bitkiden bazı mitokondri genlerini yatay transfer yapmış olduğu da gösterilmiştir. Ayrıca, henüz kimliği bilinmeyen bir bitkinin kloroplastından Phaseolus fasulyasının mitokondrisine transfer olduğu gösterilmiştir.  

http://www.biyologlar.com/yatay-gen-transferi

Virüsler Hakkında Bilgi

Virüsler Hakkında Bilgi

Virüs, canlı hücreleri enfekte edebilen mikroskopik taneciktir. Virüsler ancak bir konak hücreyi enfekte ederek çoğalabilirler.

http://www.biyologlar.com/virusler-hakkinda-bilgi

E. coli Besiyerleri

Geliştirme koşullarından bağımsız olarak yeterli bir aktivite gösteren karakteristik yapısal enzimlerin belirlenmesi bakterilerde hızlı bir identifikasyon sağlamaktadır. E. coli, bir kaç Salmonella ve Shigella suşu dışında ß-D-glucuronidase (MUGase) enzimine sahip Enterobacteriaceae üyesi olan tek türdür. Bu enzim, 4-methylumbelliferyl-ß-D-glucuronide (MUG)'i uzun dalga boylu UV ışığı altında fluoresans veren 4-methylumbelliferon 'a parçalar. E. coli aranması/sayılması için hazırlanan besiyerlerine MUG ilave edilmesi, geliştirilmesin bu besiyerinde yapılması ve sonuçta sıvı kültürün/koloninin uzun dalga boylu UV lamba ile kontrolü E. coli tayinini hemen hemen bitirmektedir. Sahte pozitif reaksiyonlardan kurtulmak için indol testi yeterli olmaktadır. Hepsi Merck/fluorocult cinsi olmak üzere; BRILA (Brillant Green Bile Broth), CASO (Tryptic Soy) Agar, DEV Lactose Peptone Broth, ECD (E. coli direct) Agar, Lauryl Sulphate Broth, LMX Broth besiyerlerinde UV ile fluoresans pozitif alındıktan sonra doğrudan sıvı besiyerinde gelişen kültürün üzerine veya katı besiyerinde gelişen koloni üzerine Kovac's indol ayıracı damlatılarak indol testi yapılır. Floresan ve indol pozitif tek bakteri E. coli 'dir.Bazı kültürlerde MUG reaksiyonu (fluoresans) net bir şekilde belirlenemez. Bu gibi durumlarda 1N NaOH 'den 1 mL kadar ilave edilmesi ile fluoresans reaksiyon netleşir. MUG, selektif katkı olarak besiyeri üreten diğer firmalar tarafından da pazarlanmaktadır.E. coli 0157: H7 Agar (Merck)Enterohemorajik E. coli 0157: H7 'nin izolasyonu ve ayrımı için geliştirilmiş bir besiyeridir. Bileşimindeki sodium deoxycholate gram pozitiflerin gelişimini inhibe eder. Bromothymol blue pH indikatörü olarak sorbitolun kullanımını gösterir. Sorbitol pozitif bakteri kolonileri sarı renk alırken sorbitol negatif koloniler yeşil renkli olarak kalırlar. Sodium thiosulphate ve ammonium iron (III) citrate, H2S oluşturan patojenlerin ayrımında rol alır. E. coli 0157: H7, diğer E. coli suşlarından farklı olarak MUG negatif bir özellik gösterir. Bu besiyerinde gelişebilen farklı bakterilerin kültürel özellikleri aşağıdaki gibidir.Bakteri Koloni rengi Presipitat MUG SorbitolE. coli 0157: H7 yeşilimsi - - -E. coli sarı ± + +Proteus mirabilis siyah-kahve - - -Shigella sonnei yeşilimsi - + -Enterobacter aerogenes sarı ± - +Chromocult Coliform Agar (Merck)Karakteristik bakteriyel enzimlerin kromojenik bir substrat ile belirlenmesine yönelik hızlı bir identifikasyon yöntemi ve bu yönteme dayalı besiyeridir. Kromojenik substrat besiyeri bileşimine dahil edilmiştir. İdentifikasyon, karakteristik koloni rengi ile bir anlamda tamamlanır. Renk bir kaç gün stabil kalır, pH 'dan sıcaklıktan ve ışıktan etkilenmez. Renk, besiyerine difüze olmadığı için yüksek sayıda koloni varlığında dahi tek koloni izolasyonu mümkündür.Besiyeri formülasyonu içinde yer alan seçilmiş peptonlar, pyruvate ve fosfat tampon aşırı hasar görmüş koliformlar için gelişme ortamı sağlar. Lauryl sulphate koliform bakteriler için bir olumsuzluk yaratmazken Gram pozitif bakterilerin gelişimini önemli ölçüde inhibe eder.Koliform grubu bakteriler için karakteristik olan ß-D-galactosidase enzimi kromojenik bir substrat olan Salmon-GAL ile, E. coli için karakteristik olan ß-D-glucuronidase enzimi ise yine kromojenik bir substrat olan X-glucuronide ile belirlenir.35-37 oC 'da 24-48 saat inkübasyon sonunda koyu mavi-menekşe renkli koloniler üzerine Kovac's çözeltici damlatılarak indol reaksiyonu belirlenebilir. Bu besiyerinde gelişen bakterilerin kültürel özellikleri aşağıdaki gibidir.Salmon X-Bakteri Koloni rengi -GAL Glucuronide IndolE. coli koyu mavi/menekşe + + + Citrobacter freundii kırmızı + - -Klebsiella pneumoniae kırmızı + - -Enterobacter cloacae kırmızı + - -Salmonella enteritidis renksiz - - -Shigella flexneri renksiz - - -

http://www.biyologlar.com/e-coli-besiyerleri

Virüslerin Keşfi

Kuduz gibi viral hastalıklar, insanları asırlarca etkilemiştir. Eski Mısır'da çiçek hastalığı olduğuna dair hiyeroglif kanıtlar vardır. Ancak, bu hastalıkların nedeni ancak yakın zamanlarda keşfedilmiştir. 1717'de Osmanlı İmparatorluğu'nda İngiliz sefirinin eşi olan Mary Montagu, Türk kadınlarının çiçek hastalığına karşı çocuklarını aşıladığını gözlemlemiştir. 18. yy sonlarında Edward Jenner, daha evvel inek çiçeği hastalığı geçirmiş Sarah Nelmes adlı bir sütçü kadının, benzer bir hastalık olan çiçek hastalığına bağışıklığı olduğunu farkedip, bu gözlemine dayanarak ilk başarılı aşıyı geliştirmiştir. Uzun süreli bir aşı kampanyası sonucunda Dünya Sağlık Örgütü 1979'da çiçek hastalığının ortadan kalktığını ilan etmiştir. 19. yy. sonlarında Charles Chamberland porselenden yapılmış bir filtre imal etmiştir ve bu filtre ilk tanımlanmış virüs olan tütün mozaik virüsünün araştırılmasında kullanılmıştır. Kısa bir süre sonra Dimitri İvanovski enfekte olmuş tütün bitkilerinin yapraklarından elde edilen özütün, içindeki bakteriler bu filtreden geçirilerek arındırıldıktan sonra dahi sağlıklı bitkileri hasta edebildiğini göstermiştir. Yaklaşık aynı zamanda, başka araştırmacılar da filtrelenebilen enfeksiyöz etmenlerin varlığını belgelemiş ve başka deneylerle de virüslerin bakterilerden farklı olduğunu, fakat canlılarda hastalık yapabildiklerini göstermişlerdir. "Virüs" terimi, ilk olarak Hollandalı mikrobiyolog Martinus Beijerinck tarafından kullanılmıştır. 20. yy başlarında Frederick Twort, bakterilerin virüslerin saldırısına uğrayabildiğini keşfetmiştir. Ondan bağımsız olarak çalışmakta olan Felix d'Herelle, virüs çözeltisinin agar üzerine yayılmış ince hücre kültürlerinde ölü hücrelerden oluşan bölgelere yol açtığını göstermiş ve ölü bölgeleri sayarak süspansiyondaki virüs sayısını hesaplayabilmiştir. Virüsleri görmek ise elektron mikroskopunun icadı ile mümkün olmuştur. 1935'te Wendell Stanley tütün mozaik virüsünü kristalleştirip onun başlıca proteinden oluştuğunu göstermiştir. Kısa bir süre sonra virüs, protein ve nükleik asit kısımlarına ayrıştırılmıştır.

http://www.biyologlar.com/viruslerin-kesfi

E. coli Besiyerleri

Geliştirme koşullarından bağımsız olarak yeterli bir aktivite gösteren karakteristik yapısal enzimlerin belirlenmesi bakterilerde hızlı bir identifikasyon sağlamaktadır. E. coli, bir kaç Salmonella ve Shigella suşu dışında ß-D-glucuronidase (MUGase) enzimine sahip Enterobacteriaceae üyesi olan tek türdür. Bu enzim, 4-methylumbelliferyl-ß-D-glucuronide (MUG)'i uzun dalga boylu UV ışığı altında fluoresans veren 4-methylumbelliferon 'a parçalar. E. coli aranması/sayılması için hazırlanan besiyerlerine MUG ilave edilmesi, geliştirilmesin bu besiyerinde yapılması ve sonuçta sıvı kültürün/koloninin uzun dalga boylu UV lamba ile kontrolü E. coli tayinini hemen hemen bitirmektedir. Sahte pozitif reaksiyonlardan kurtulmak için indol testi yeterli olmaktadır. Hepsi Merck/fluorocult cinsi olmak üzere; BRILA (Brillant Green Bile Broth), CASO (Tryptic Soy) Agar, DEV Lactose Peptone Broth, ECD (E. coli direct) Agar, Lauryl Sulphate Broth, LMX Broth besiyerlerinde UV ile fluoresans pozitif alındıktan sonra doğrudan sıvı besiyerinde gelişen kültürün üzerine veya katı besiyerinde gelişen koloni üzerine Kovac's indol ayıracı damlatılarak indol testi yapılır. Floresan ve indol pozitif tek bakteri E. coli 'dir.Bazı kültürlerde MUG reaksiyonu (fluoresans) net bir şekilde belirlenemez. Bu gibi durumlarda 1N NaOH 'den 1 mL kadar ilave edilmesi ile fluoresans reaksiyon netleşir. MUG, selektif katkı olarak besiyeri üreten diğer firmalar tarafından da pazarlanmaktadır.E. coli 0157: H7 Agar (Merck)Enterohemorajik E. coli 0157: H7 'nin izolasyonu ve ayrımı için geliştirilmiş bir besiyeridir. Bileşimindeki sodium deoxycholate gram pozitiflerin gelişimini inhibe eder. Bromothymol blue pH indikatörü olarak sorbitolun kullanımını gösterir. Sorbitol pozitif bakteri kolonileri sarı renk alırken sorbitol negatif koloniler yeşil renkli olarak kalırlar. Sodium thiosulphate ve ammonium iron (III) citrate, H2S oluşturan patojenlerin ayrımında rol alır. E. coli 0157: H7, diğer E. coli suşlarından farklı olarak MUG negatif bir özellik gösterir. Bu besiyerinde gelişebilen farklı bakterilerin kültürel özellikleri aşağıdaki gibidir.Bakteri Koloni rengi Presipitat MUG SorbitolE. coli 0157: H7 yeşilimsi - - -E. coli sarı ± + +Proteus mirabilis siyah-kahve - - -Shigella sonnei yeşilimsi - + -Enterobacter aerogenes sarı ± - +Chromocult Coliform Agar (Merck)Karakteristik bakteriyel enzimlerin kromojenik bir substrat ile belirlenmesine yönelik hızlı bir identifikasyon yöntemi ve bu yönteme dayalı besiyeridir. Kromojenik substrat besiyeri bileşimine dahil edilmiştir. İdentifikasyon, karakteristik koloni rengi ile bir anlamda tamamlanır. Renk bir kaç gün stabil kalır, pH 'dan sıcaklıktan ve ışıktan etkilenmez. Renk, besiyerine difüze olmadığı için yüksek sayıda koloni varlığında dahi tek koloni izolasyonu mümkündür.Besiyeri formülasyonu içinde yer alan seçilmiş peptonlar, pyruvate ve fosfat tampon aşırı hasar görmüş koliformlar için gelişme ortamı sağlar. Lauryl sulphate koliform bakteriler için bir olumsuzluk yaratmazken Gram pozitif bakterilerin gelişimini önemli ölçüde inhibe eder.Koliform grubu bakteriler için karakteristik olan ß-D-galactosidase enzimi kromojenik bir substrat olan Salmon-GAL ile, E. coli için karakteristik olan ß-D-glucuronidase enzimi ise yine kromojenik bir substrat olan X-glucuronide ile belirlenir.35-37 oC 'da 24-48 saat inkübasyon sonunda koyu mavi-menekşe renkli koloniler üzerine Kovac's çözeltici damlatılarak indol reaksiyonu belirlenebilir. Bu besiyerinde gelişen bakterilerin kültürel özellikleri aşağıdaki gibidir.Salmon X-Bakteri Koloni rengi -GAL Glucuronide IndolE. coli koyu mavi/menekşe + + + Citrobacter freundii kırmızı + - -Klebsiella pneumoniae kırmızı + - -Enterobacter cloacae kırmızı + - -Salmonella enteritidis renksiz - - -Shigella flexneri renksiz - - -

http://www.biyologlar.com/e-coli-besiyerleri-1

Besiyeri Hazırlanmasında Kullanılan Maddeler

Besiyeri bileşimine giren maddeler gelişme açısından; a) Gelişme için gerekli olanlar, b) inhibitörler olarak 2 gruba ayrılabilir. Gelişme için gerekli olan maddeler doğrudan mikroorganizmaların beslenme şekilleri ile ilgilidir ve bu maddeler besiyeri içinde bir anlamda zorunlu olarak bulunurlar. İnhibitörler ise gelişmesi istenmeyen mikroorganizmalar için gerektiğinde selektif besiyerlerine ilave edilirler. Besiyerlerine giren kimyasal maddeler hakkında aşağıda kısaca bilgi verilmiştir.1. SuBesiyeri hazırlamada kullanılan suyun; distilasyon veya deiyonizasyon ile taze hazırlanmış olması, başta bakır olmak üzere toksik metallerden arı olması gerekir. İyon değiştirici reçineden geçirilerek elde edilen deiyonize (= demineralize) su kullanıldığında bu suyun içinde yüksek sayıda mikroorganizma bulunabileceği dikkate alınmalıdır. Destile (= Distile) su için en ideali cam sistemlerin kullanılmasıdır.Gerek deiyonize, gerek destile su eldesinde saf su sisteminin ve benzer şekilde saf suyun depolandığı kapların belirli aralıklarla temizlenmesi gerekir.Taze hazırlanmış saf suyun pH'sı 6,5-7,5 arasında olmalıdır. Depolanmış saf su atmosferik karbondioksitin absorbe edilmesi sonucu asit pH gösterir. Eğer saf suyun pH'sı 5,5'in altında ise bu su ısıtılarak CO2 uzaklaştırılır ve pH yeniden kontrol edilir. Eğer pH hala düşük ise NaOH ile saf su nötral pH 'ya getirilir ve saf su sistemi kontrol edilir. Besiyeri hazırlamada kullanılan su, asit özellik gösteriyor ise ve besiyeri bileşimde bikarbonat tamponlar varsa bunları etkileyerek hazırlanmış besiyerinde bir takım olumsuzluklara yol açabilir.2. Peptonlar"Pepton" deyimi ilk kez 1880 yılında Nageli tarafından kullanılmıştır. Nageli, kemoorganotrof mikroorganizmaların kısmen parçalanmış (hazmedilmiş = sindirilmiş = digested) protein içeren besiyerinde iyi geliştiklerini ilk açıklayan bakteriyologdur. Bugün pepton deyimi, proteinlerin hidrolizi ile elde edilen ürünlere verilen genel isimdir. Yaşayan tüm hücreler gibi mikroorganizmalar da azot, karbon, tuzlar ve diğer besin maddelerine gereksinirler. İstisnalar dışında mikroorganizmalar genel olarak proteini azot kaynağı olarak kullanamazlar ve azotlu bileşikleri daha kolay kullanabilecekleri protein hidrolizatlarına gerek duyarlar.Peptonlar sadece azot değil, aynı zamanda karbon kaynağı olarak da mikroorganizmalar tarafından kullanılırlar. Bunun yanında peptonların bileşiminde bulunan bazı aminoasitler ve vitaminler bazı mikroorganizmaları için gelişme faktörü olarak işlev görürler.Proteinler; kuvvetli asitler, kuvvetli alkaliler ile ya da enzimatik olarak temel bileşenleri olan peptit ve amino asitlere ayrışırlar. Bu amaçla en çok kullanılan proteolitik enzimler papain, pepsin ve pankreatin'dir.Peptonlar çeşitli ticari firmalar tarafından çeşitli hayvansal dokulardan, sütten ve soyadan farklı yöntemlerle elde edilirler ve farklı ticari isimler ile pazarlanır ve/veya dehidre besiyerleri içine ilave edilirler. Hammadde ve üretim yöntemi farklılığı doğal olarak peptonların bileşimlerinde farklılıklar oluşturur. Dolayısı ile farklı amaçlar için farklı peptonlar kullanılır.3. Ekstraktlar1. Maya EkstraktıMaya ekstraktı (maya özütü = yeast extract) otolize edilmiş (parçalanmış) bira mayasının (Saccharomyces cerevisiae) sulu ekstraksiyonu ile elde edilir. Özellikle yüksek B kompleksi vitamin konsantrasyonu nedeniyle çoğu mikroorganizmanın iyi bir şekilde gelişmesini sağlar. Bileşimindeki amino asitler, peptidler, vitaminler, karbohidratlar ve mineraller sayesinde pek çok mikrobiyolojik çalışmada kullanılır. Doğal karbohidratları nedeniyle fermentatif çalışmalarda kullanılmaz.2. Et EkstraktıEt ekstraktı (et özütü= meat extract = beef extract = lab lemco powder) genellikle yağı ve tendonları ayrılmış, ekstraksiyon öncesi hafifçe hidrolize edilmiş etten elde edilir. Karbohidrat içermez. Bu nedenle fermentasyon çalışmalarında kullanılabilir. Besiyerlerinde et peptonları yerini alabilir.3. Malt EkstraktıMalt ekstraktı (malt özütü = malt extract) biralık arpadan elde edilir. Başta maltoz olmak üzere çeşitli karbohidratların yüksek konsantrasyonuna bağlı olarak maya ve küflerin geliştirilmesi için kullanılır.4. Beyin ve Kalp EkstraktıBeyin ekstraktı (= brain extract) ve kalp ekstraktı (heart extract) zor gelişen (= fastidious) patojen bakterilerin (streptokoklar, pneumokoklar, meningokoklar, gonokoklar vs) geliştirilmesi için besiyeri bileşimine katılır (Brain Heart Broth, Brain Hearth Infusion).5. Pirinç EkstraktıPirinç ekstraktı (rice extract), başta Candida türleri olmak üzere mayaların ayrımında kullanılan Rice Extract Agar 'ın bileşimine girer. Bu besiyerinde besin maddesi olarak sadece pirinç ekstraktı bulunur.4. Jelleştiriciler1. AgarBesiyerlerinin katı hale getirilmesi için en çok kullanılan jelleştirici agar (= agar agar)'dır. Agar, bir poligalaktozid olup "agarophytes" olarak tanımlanan bazı kırmızı deniz yosunlarından (Gellidium, Eucheuma, Gracilaria, Acanthopeltis, Ahnfeltia, Pterocladia türleri) elde edilir. Bazı hidroksil grupları sülfürik asit ile esterifiye edilmiştir.Katılaştırma (= jelleştirme) özelliğini bileşimindeki D-galakton sağlar. Bileşiminde ayrıca inorganik tuzlar, çok az miktarda protein benzeri maddeler ve eser miktarda yağ vardır. Mikrobiyolojide kullanılan agarlar özel olarak saflaştırılırlar ve antimikrobiyel maddelerden arındırılırlar.Agarın bileşimindeki agaroz ve agaropektin adlı 2 polisakkarit agarın etkisini belirler. Agaroz, agarın yüksek jelleştirme özelliğinden sorumlu iken, agaropektin viskoz özellikler verir. Agardaki agaroz : agaropektin oranı hammaddelere göre değişmekle beraber agaroz oranı % 75'e kadar çıkabilir.Agar, besiyeri bileşimine sadece jelleştirici olarak katılır. Bir kaç istisna dışında mikroorganizmalar için agar, uzun ve dallanmış zincir yapısı nedeniyle mikroorganizmalar için besin maddesi değildir.Agar, 85 oC'da erir, 40 oC'da jelleşir. Gerek erime, gerek jelleşme sıcak-lığına ortamın pH'sı etkilidir. 5'in altındaki pH 'larda agar jelleşme özelliğini yitirir. Agarın jelleşme sıcaklığı literatürde 32-36 oC ve 32-39 oC olarak verilmektedir. Bununla beraber, petri kutularına döküm sırasında petri kutularının oda sıcaklığında (20 oC) olduğu ve dolayısıyla petri kutusu ile besiyeri arasında ısı değişimi olacağı dikkate alınarak döküm sıcaklığının 40 oC kadar olması gerekir.Agar, besiyerine amaca göre % 0,05-3 gibi geniş bir sınırda ilave edilebilir. Düşük agar konsantrasyonları (% 0,05-0,3) genellikle hareketliliğin belirlenmesi, mikroaerofillerin geliştirilmesi vb özel amaçlarla kullanılır. Standart kullanım konsantrasyonu %1-1,5'dur. Yüksek konsantrasyonlar ise yüksek asitli besiyerlerinde agarın jelleşme özelliğini göreceli olarak geri kazanması amacıyla kullanılır.2. JelatinMikrobiyolojinin gelişme yıllarında ilk kez Robert KOCH tarafından jelleştirici olarak kullanılan jelatin bu gün daha ziyade proteolitik aktivitenin belirlenmesi amacıyla kullanılmaktadır.Kollegen protein yapısında olup fermente olabilir karbohidratları içermez. Jelleştirici olarak besiyerine ilave edildiğinde jelatinin ısıya duyarlığı nedeni ile 115 oC 'da 10 dakika gibi düşük sterilizasyon normu kullanılmalıdır. Jelatin, 121 oC'da sterilizasyonda ise jelleşme özelliğini kayda değer ölçüde yitirir. Besiyeri bileşimine % 12-15 düzeyinde katılır. Yaklaşık 28 oC 'da eridiğinden jelatin kullanılan besiyerleri 28 oC 'ın altında inkübe edilmelidir.5. KarbohidratlarBazı besiyerlerinin bileşimine bakteriler için enerji ve karbon kaynağı olarak katılan karbohidratların bir başka kullanım şekli karbohidrat fermentasyonuna dayalı identifikasyon testleridir.Besiyeri bileşiminde karbon kaynağı olarak en çok kullanılan karbohidratlar glukoz, laktoz ve sakkarozdur. Bunlardan glukoz pek çok bakteri tarafından kullanılabildiği için daha çok genel besiyeri bileşimlerinde yer alır.Adonitol, arabinoz, sellobioz, sellüloz, dekstroz (= glukoz), dulsitol, galaktoz, inositol, inulin, laktoz, levuloz (= fruktoz), maltoz, mannitol, mannoz, melezitoz, mellibioz, nişasta, rafinoz, rhamnoz, sakkaroz (= sukroz), salisin, sorbitol, trehaloz, ksiloz çeşitli fermentasyon testlerinde kullanılmak üzere sıvı besiyerlerine katılabilmektedir.Glukoz, laktoz sakkaroz, mannitol gibi bazı karbohidratlar çeşitli katı besiyerlerine yine fermentasyonun izlenmesi ve buna göre koloninin ön identifikasyonunda yararlanmak amacı ile katılır.Koliform grup bakterilerin geliştirileceği besiyerlerinin hemen hepsinde C kaynağı olarak laktoz kullanılır. Koliform grubun geliştirilmesine yönelik olarak hazırlanmış besiyerlerinde laktozdan gaz oluşumu koliform grup için belirleyicidir.Nişasta, kullanımı (hidrolizi) bazı bakteriler için tipik olduğundan çeşitli özel besiyerlerinin bileşimine katılır.Karbohidratların genel olarak filitrasyon ile sterilize edilmesi önerilir. Bazı besiyerlerinin bileşimine katılan glukoz, laktoz, sakkaroz gibi bazı şekerler besiyeri ile birlikte otoklavda sterilize edilebilirler.6. TuzSodyum klorür, çoğu besiyerinin bileşimine izotonik bir ortam oluşturmak için katılır. Tuza dayanıklı bakterilerin selektif izolasyonu için yüksek konsantrasyonlarda özel besiyerlerinin bileşimine katılır.7. Tampon MaddelerMikroorganizmalar genel olarak nötr ve nötre yakın pH 'larda iyi gelişirler. Bazı mikroorganizmalar alkali pH 'ları yeğlerken (örneğin Rhizobium bakterileri) bazıları (örneğin mayalar, küfler, asidofilik bakteriler) asidik ortamları severler.Bir besiyerinde elden geldiğince çok sayıda mikroorganizma geliştirilmesi isteniyorsa pH nötre yakın değerde olmalı, tersine olarak geliştirilmesi istenen mikroorganizma yüksek asitliğe veya yüksek alkaliliğe dirençli (= rezistans) ise besiyeri pH'sı bu mikroorganizmanın gelişebileceği pH 'ya ayarlanmalıdır.Asitlik/alkalilik, besiyerlerinin selektivite kazandırılmasında çok kolay ve dolayısıyla çok yaygın olarak kullanılan bir faktördür. Örneğin maya ve küflerin, asidofilik bakterilerin geliştirileceği ortamlarda pH düşürülerek pek çok mikroorganizmanın gelişmesi kayda değer ölçüde önlenir/kısıtlanır.Metabolizmaya bağlı olarak besiyeri pH 'sında değişmeler meydana gelir. Bazı çalışmalarda inkübasyon sırasında pH 'nın değişmesi geliştirilmesi istenen mikroorganizmaya zarar vereceği için istenmez. pH değişmesinin minimumda tutulması amacıyla besiyerine çeşitli tampon (buffer) maddeler ilave edilir. Tampon olarak en çok kullanılan maddeler, fosfatlar (K2HPO4, KH2PO4, Na2HPO4, ß gliserofosfat), karbonatlar, asetatlar ve sitrat 'dır.8. İndikatörler1. pH İndikatörleriMikrobiyel metabolizma sonunda bazı besiyeri bileşenlerinden çeşitli asit veya alkali ürünler meydana gelir. PH 'daki değişme en kolay olarak pH indikatörleri ile belirlenir ve pH indikatörlerinin renk değişimine bağlı reaksiyonlar o besiyerinde gelişen mikroorganizmalar için önemli göstergelerdir.Aşağıda, besiyeri bileşiminde kullanılan çeşitli pH indikatörleri ve pH 'ya bağlı renkler verilmiştir.İndikatör Asit pH / renkAlkali pH / renkFenol blueFenol redBrom Cresol GreenBrom Cresol PurpleBrom Thymol BlueCresol RedLitmusMetil RedNeutral RedRosalic Asit 2. Redoks indikatörleriEn yaygın olarak kullanılan redoks indikatörü TTC (2,3,5 Triphenyl-tetrazolium chloride)'dir. Enterokokların selektif geliştirilmesinde yaygın olarak kullanılır. Enterokoklar TTC 'yi indirgeyerek kırmızı renkli bir bileşiğe (formazon) dönüştürürler. Özel besiyerinde oluşan kırmızı renkli kolonilerin enterokok kolonileri olduğu bu şekilde anlaşılır.Resazurin, yaygın olarak kullanılan bir diğer redoks indikatörüdür.3. Diğer İndikatörlerMikrobiyel metabolizmaya bağlı olarak bazı kimyasalların çeşitli reaksiyonlar sonucu oluşturdukları ürünlerin belirlenmesi bu besiyerlerinde gelişen mikroorganizmaların ön identifikasyonunda kullanılır. Aşağıda bu tip reaksiyonlarda kullanılan indikatörlere örnekler verilmiştir.- MUG (4-Methylumbelliferyl-ß-Glucuronide): E. coli tanımında son yıllarda en yaygın olarak kullanılan bir bileşiktir. E. coli 'deki MUGase enzimi MUG 'u UV ile fluoresans veren bir bileşiğe parçalar. MUG hakkında aşağıda 7.1.1. bölümünde ayrıntılı bilgi verilmiştir.- Kan: Defibrine kan (çoğunlukla koyun kanı) hemoliz reaksiyonunun belirlenmesi için besiyeri bünyesine katılır.- Lesitin: Yumurta sarısı ve soya fasulyesinde bulunan lesitin, çeşitli bakterilerdeki lesitinaz enzim aktivitesi sonunda parçalanır ve lesitin katılmış katı besiyerinde koloni etrafında berrak zonlar görülür.- Jelatin ve kazein: Jelatin ve kazein proteolitik bakterilerin belirlenmesi amacıyla besiyeri bünyesine katılır. Proteolitik bakteri kolonileri etrafında proteoliz sonunda berrak zonlar oluşur.- Tributirin: Lipolitik aktivitenin belirlenmesi için kullanılır. Lipolitik bakteri kolonileri etrafında lipoliz sonunda berrak zonlar oluşur.9. İnhibitörlerSelektif besiyeri bileşimlerinde istenmeyen mikroorganizmaların gelişmesini engelleyen/baskılayan çeşitli inhibitör maddeler kullanılır.İnhibitör maddelerin etki şekilleri çok farklıdır. Etkileri, öncelikle konsantrasyonlarına bağlıdır.Bir yaklaşıma göre her maddenin yüksek konsantrasyonlarda inhibisyon etkisi vardır. Örneğin çoğu besiyerine ozmotik basınç sağlamak için katılan NaCl, yüksek konsantrasyonlarda pek çok mikroorganizmanın gelişimini engeller. Çoğu mikroorganizma için C kaynağı olarak kullanılan glukoz, % 50 konsantrasyonda ozmofilik/ozmotolerant mayaların gelişimine izin verirken, diğer mikroorganizmaların gelişimini inhibe eden bir etki yapar.Besiyerlerinde inhibitör olarak kullanılan maddeler genel ve selektif inhibitörler olarak kabaca 2'ye ayrılabilir. Genel inhibitörler daha geniş bir spektrumda istenmeyen mikroorganizma gelişimini engellerken, selektif inhibitörler belirli mikroorganizmaların gelişimini etkiler.İnhibisyon etki, yukarıda belirtildiği gibi öncelikle konsantrasyona bağlıdır. Bunun dışında mikroorganizma cinsi ve hatta türü inhibisyonda önemlidir. Belirli bir madde (örneğin tellurit) bazı bakteriler için inhibitör etki yaparken bazı bakteriler telluriti metalik telluriuma indirgerler, sonuçta gri-siyah renkli koloni oluşumu tipik bir morfolojik göstergedir.İnhibitör olarak kullanılan maddenin görevi, istenmeyen mikroorganizmaların gelişmesini önlemek iken, kuşkusuz gelişmesi istenen mikroorganizma için inhibitör etki yapmamalıdır. Sadece belirli bir türün dışında tüm mikroorganizmaların gelişimini etkileyen inhibitör madde kullanımı oldukça nadirdir. Örneğin Malahit yeşili (Malachite Green) ve Cetrimide, Pseudomonas aeruginosa dışında, tüm refakatçi florayı inhibe eder.Besiyerinde tek bir inhibitör kullanımı yerine birden fazla inhibitör kullanmak ve/veya gelişmesi istenmeyen mikroorganizmayı kısıtlı besin maddesi bulundurmak, O/R potansiyelini değiştirmek, inkübasyon sıcaklığını ayarlamak vb yöntemlerle engellemek yaygın olarak uygulanan inhibisyon şekilleridir.İnhibitör olarak kullanılan tüm maddelerin hangi mikroorganizmalar için hangi konsantrasyonda ve hangi mekanizma ile inhibisyon etki sağladıklarını listelemek çok güçtür ve bu kitabın kapsamı dışındadır. Bununla beraber en çok kullanılan inhibitörler hakkında aşağıda kısaca bilgi verilmiştir.- Boyalar: Metakrom sarısı (Metachrome Yellow) Proteus kolonilerinin yayılmasını; Eosin Y, metilen mavisi (Methylen Blue) gram pozitif bakterilerin gelişimini; malahit yeşili (Malachite green) Pseudomonas aeruginosa dışındaki refakatçi floranın gelişimini engeller/baskılar.- Sodyum Azid: Gram negatif bakterilerin gelişimini engeller.- Safra Tuzları (Bile salts, Ox bile): Gram pozitiflerin gelişimi engeller. - Antibiyotikler: Genellikle bakterileri engellemek için geniş spektrumlu olarak küf geliştirme besiyerlerinde veya refakatçi bakteriyel florayı inhibe etmek için dar spektrumlu olarak kullanılırlar.- Deoksiçolat (Deoxycholate): Gram pozitif bakterileri, kısmen koliformları ve zayıf olarak Shigella 'yı engeller.Bunların dışında selenit, tetratiyonat, bizmut, lauryl sülfat, yüksek konsantrasyonda asetat vb maddeler çeşitli besiyerlerinde inhibitör madde olarak kullanılırlar.

http://www.biyologlar.com/besiyeri-hazirlanmasinda-kullanilan-maddeler

Biyoteknolojiyle saglikli gelecek

Pirinç tüketiminin yüksek oldugu ülkelerde A vitamini eksikligi nedeniyle her yil binlerce çocuk kör oluyor. A vitaminince zengin pirinç üretimine yönelik biyoteknolojik arastirmalar basariya ulastigi takdirde, bu hastaliklarin önüne geçilebilecek. Biyoteknolojideki gelismeler sayesinde, gelecekte insanlarin, çok düsük fiyatla taze tükettikleri meyvelerle, sebzelerle veya onlardan üretilen asilarla asilanabilecegi, astronomik fiyatlarla satilan ilaçlarin da düsük maliyetlerle, bitkilerle üretilebilecegi bildirildi. Ankara Üniversitesi (A.Ü) Biyoteknoloji Enstitüsü tarafindan düzenlenen 2. Ankara Biyoteknoloji Günleri, A.Ü. Tip Fakültesi Morfoloji Binasi’nda basladi. Biyoteknoloji Enstitüsü Müdürü Prof. Dr. Akar, bugün birçok hastaligin tani ve tedavisinde biyoteknolojik yöntemlerin yaygin olarak kullanilmaya baslandigini ve gelismelerin hizla devam ettigini söyledi.Türkiye’de de bu çalismalari hizlandirmak amaciyla Ekim 2002’de kurulan enstitünün, ekonomik getirisi olan ürün olusturmayi, biyoteknoloji arastirici gücünü artirmayi ve bu konuda çalisanlari tek platformda toplamayi amaçladigini kaydetti. GIDA AÇIGI KAPATILACAK Dünya nüfusunun 50 yil içerisinde 9 milyara ulasacaginin tahmin edildigine isaret eden Prof. Dr. Akar, bu nüfusun beslenebilmesi için gida üretiminin de ikiye katlanmasi gerektigini vurguladi. Prof. Dr. Akar, son 15 yilda gerçeklestirilen “biyoteknoloji devrimiyle” bu gida açiginin kapatilabilecegini ifade etti. Prof. Dr. Akar, biyoteknolojide gerçeklesen ilerlemeler sayesinde; hastaliklara, böceklere, virüslere, ot öldürücülere, kurakliga, dona, sel baskinlarina, toprak tuzlulugu ve asitliligine dayanikli bitki çesitleri elde edildigini; bitkilerin verimleri, besleme degerleri ve depolama sürelerinin de artirilabildigini anlatti. Pirinç tüketiminin yüksek oldugu ülkelerde A vitamini eksikligi nedeniyle her yil 500 bin çocugun kör oldugunu anlatan Prof. Dr. Akar, A vitaminince zengin pirinç üretimine yönelik biyoteknolojik arastirmalarin yogun olarak devam ettigini, bu proje gerçeklestigi takdirde A vitamini eksikliginden kaynaklanan hastaliklarin önüne geçilebilecegini bildirdi. “TRANSGENIK PATATES” Prof. Dr. Akar, biyoteknolojideki gelismelerin, insan tedavisinde kullanilan çok pahali asi ve ilaçlarin da bitkiler üzerinde çok ucuza ve bol miktarda üretimine olanak saglayacagini vurgulayarak, su örnekleri verdi: “Hepatit B virüsü, kronik karaciger hastaligina neden oluyor. Bu hastaliga karsi mayalardan asi gelistirilmesine karsin fiyatinin yüksek olmasi ve eksik donanim asi kullanimini engelliyor. ABD’de, biyoteknolojik yöntemler kullanilarak Hepatit B yüzey antijeni üreten transgenik tütün ve patates bitkileri elde edildi. Patates yumrularinin agizdan farelere verilmesi sonucunda, farelerin savunma sistemlerinin uyarildigi belirlendi. Benzer çalismalar, gelismis ülkelerde muz üzerine de yogunlasti.” Kizamik, çocuk felci, difteri, kuduz ve viral hastaliklara karsi kullanilan asilarin bitkilerle üretimi konusunda da yogun çalismalar yürütüldügünü anlatan Prof. Dr. Akar, “Gelecekte insanlar, çok düsük bir fiyatla taze olarak tükettikleri meyvelerle, sebzelerle veya onlardan üretilen asilarla asilanabilecekler” dedi. PAHALI ILAÇLARIN YERINI ALACAK Asilarin yani sira hastaliklarin tedavisinde kullanilan çok pahali ilaçlarin transgenik bitkilerde üretimine yönelik çalismalarin da devam ettigini kaydeden Prof. Dr. Akar, akcigerlerdeki sivi ve tuz dengesini bozan “kistik fibrosis” hastaligi ve karaciger hastaliklarinda kullanilan proteinin, çeltik bitkisinde üretilebildigini bildirdi. Prof. Dr. Akar, ayrica, kalitim yoluyla geçen ve ölümcül olan “Gaucher” hastaliginda kullanilan, dünyanin en pahali ilaci olan ve insan plasentasindan elde edilen maddenin de tütün bitkisinde üretildigini kaydetti. “Simdilik bu ürünlerle ilgili en önemli problem, bitkilerde üretim seviyesinin düsük ve saf olarak elde edilmelerinin güç olmasi” diyen Prof. Dr. Akar, bu problemlerin zamanla asilacagini, bu gerçeklestigi takdirde, astronomik fiyatlarla satilan ilaçlarin, çok düsük maliyetlerle ve bol miktarlarda bitkilerle üretilebilecegini vurguladi. SAKINCALARI Biyoteknolojinin, sagladigi yararlarin yani sira bazi olumsuzluklari da beraberinde getirdigine isaret eden Prof. Dr. Akar, “Bitkileri hastaliklara, böceklere dayanikli kilan genler, çogunlukla bakterilerden elde edilip bitkilere aktariliyor. Bu genlerin bakteriyel kökenli olmalari, birçok bilim adami ve tüketicileri endiselendiriyor. Genetik olarak degistirilmis bu bitkilerin üretiminin, çevre açisindan da birçok olumsuzlugu beraberinde getirecegi düsünülüyor” dedi. Biyoteknolojide son gelismelerin ele alinacagi uluslararasi katilimli “2. Ankara Biyoteknoloji Günleri”, 26 Eyül’de sona erecek. Kaynak: www.saglikplatformu.com

http://www.biyologlar.com/biyoteknolojiyle-saglikli-gelecek

Besiyeri Çeşitleri

Besiyerleri farklı mantıklar altında gruplandırılabilir. Örneğin, besiyerleri fiziksel özelliklerine göre sıvı ve katı olmak üzere 2 gruba ayrılırken bir başka bakış açısı ile orijinlerine göre bitkisel, hayvansal, sentetik, türev, karışık vb şekillerde sınıflandırılabilirler. Besiyerlerinin kullanım amacına (=fonksiyonlarına) göre sınıflandırılması ise bir anlamda besiyerlerinin formülasyonları ile doğrudan ilgilidir ve sınıflandırmada en çok kullanılan şekildir.Besiyerlerinin kullanım amaçlarına göre sınıflandırılmalarında da farklı yaklaşımlar vardır. Bir kısım araştırıcıya/kullanıcıya göre belirli bir grupta yer alan bir besiyeri bir diğer kısmına göre ise başka bir grupta sınıflandırılmaktadır. Aşağıda, besiyerleri kullanım amacına göre en çok kabul gören sınıflandırma şekli ile gruplandırılmıştır. Bu sınıflama şeklinde besiyerleri öncelikle "genel besiyerleri" ve "özel besiyerleri" olarak 2 gruba ayrılmakta, özel besiyerleri ise kendi içinde alt gruplara ayrılmaktadır.1. Genel BesiyerleriHerhangi bir inhibitör madde içermeyen, besin maddelerince yeterli veya zengin, herhangi bir mikroorganizma grubunun gelişmesini özel olarak desteklemeyen, bazı zor gelişen (fastidious) mikroorganizmaların da dahil olduğu çok sayıda bakterinin gelişmesini sağlayan besiyerleridir.Genel besiyerleri başlıca, çeşitli örneklerdeki toplam mezofil aerob bakteri sayımı, toplam psikrofil aerob bakteri sayımı, bozulma/hastalık etmeninin ön izolasyonu amaçları ile kullanılır.- Başta gıda maddeleri olmak üzere pek çok örnekte "toplam mezofil aerob bakteri sayısı" ile "toplam psikrofil aerob bakteri sayısı" tayinleri önemli kalite kriterleridir. Toplam mezofil aerob bakteri sayısından kasıt 37 oC'da gelişebilen aerob bakterilerin sayısıdır. Kuşkusuz 37 oC'da gelişebilen aerob bakterilerin tümü bu tip besiyerlerinde gelişemez. Ancak pratik uygulamada genel besiyerlerinde gelişebilenler dikkate alınır.- Nedeni hakkında bir ön fikir edinilemeyen bozulma/hastalık etmeninin izolasyonu için yine genel besiyeri kullanılır. Burada amaç, "bozulma/hastalık etmeninin her ne olursa olsun öncelikle izole edilmesidir" ve genel bir besiyeri kullanmak bir anlamda zorunludur. Bozulma/hastalık etmeninin zor gelişen bir mikroorganizma olabileceği varsayımı ile bu tip izolasyonlarda zor gelişen mikroorganizmaların da gelişebileceği besiyerleri kullanmak daha doğru olur.Tüm bakterilerin geliştirilebileceği nitelikte bir genel besiyeri yoktur. Genel besiyerleri, zor gelişen bakterilerin sadece bir bölümünün gelişmesini sağlayabilir. İnkübasyon koşullarının değiştirilmesi ile psikrofillerin, mikroaerofillerin, aerotolerantların ve özel inkübasyon koşullarının sağlanması ile kısmen anaerobların geliştirilmesinde kullanılır.2. Özel BesiyerleriBir tarife göre genel besiyerleri dışında kalan tüm besiyerleri "özel besiyerleri" grubuna girer.2.1. Selektif BesiyerleriSelektif besiyerleri, karışık bir mikrobiyel floradan gelişmesi istenmeyenleri baskılamak ve inhibe etmek, ancak gelişmesi istenenler için herhangi bir olumsuz etki yapmamak üzere formülüze edilirler. Bu amaçla çeşitli inhibitör maddeler kullanılır.İnhibitör maddelerin konsantrasyonu ile inhibe edilmesi hedeflenen mikroorganizma(lar)ın cins ve türlerine göre değişmek üzere, selektif besiyerleri istenmeyen mikroorganizmalar için zayıf, orta veya yüksek selektivite gösterirler. Selektif besiyerleri, belirli bir grup hatta yüksek selektivite gösterenlerde tek bir cins/tür mikroorganizmanın gelişmesine izin vereceğinden bu besiyerleri selektif izolasyon, selektif sayım ve hatta ön identifikasyon amaçları ile kullanılır.Bir besiyerine selektivite kazandırılması her zaman inhibitör madde ilavesi ile yapılmaz. Geliştirilmesi istenilen mikroorganizmanın kullanabileceği, ancak refakatçi mikroflora tarafından kullanılamayan besin maddeleri besiyerine karbon ve azot kaynağı olarak verilerek selektivite sağlanabilir. Örneğin GSP Agar (Merck) besiyerinde glutamat ve nişastadan başka besin maddeleri yoktur. Nişasta ve glutamat Pseudomonas ve Aeromonas türleri tarafından besin maddesi olarak kullanılırken gıda maddeleri, atık sular ve gıda endüstrisi ekipmanında bu bakteriler ile birlikte bulunan bakteriler (=refakatçi mikroflora) bu maddeleri metabolize edemez ve dolayısıyla gelişemez ya da bu maddeleri çok kısıtlı olarak kullanabilenler ihmal edilebilecek kadar küçük koloni oluştururlar.2.2. Diferansiyel BesiyerleriSelektif besiyeri hazırlamak ve kullanmak; inhibitörlerin gelişmesi istenen mikroorganizmaya az da olsa bir miktar zarar verebilmesi, inhibitör kullanımı ile istenmeyen mikroorganizmaların inhibisyonun her zaman mümkün olmaması, bazı inhibitörlerin insan sağlığı için de zararlı olması vb nedenlerle her zaman istenilen sonucu vermemektedir. Mikrobiyolojide besiyeri olarak selektif ortamlar yerine diferansiyel besiyerlerinin hazırlanması ve kullanılması ile çoğu kez tatmin edici sonuçlar alınmaktadır.Diferansiyel besiyerlerinde gelişmesi istenen mikroorganizma yanında diğer mikroorganizmalar da gelişebilir, ancak başta koloni morfolojisi olmak üzere çeşitli farklılıklar ile hedef mikroorganizma diğerlerinden ayrılır.Bu tarif altında diferansiyel besiyerleri zayıf ve orta güçte selektivite gösteren selektif besiyerlerinin modifikasyonu olarak nitelendirilebilir.Ayırt edici (fark ettirici) koloni özelliği, çeşitli pH indikatörleri, boya maddeleri, indirgeyiciler, diğer indikatörler vb maddelerin besiyerine ilavesi ile yapılır. En basit olarak besiyeri bünyesine, ayırt edilmek istenen mikroorganizmanın kullanabileceği, ancak ortamda bulunan diğer bakterilerin yararlanamayacağı bir karbohidrat ilave edilir ve mikroorganizmanın bu karbohidratı kullandığı çeşitli indikatörlerle belirlenir. Örneğin koliform grup bakteriler için laktozdan gaz oluşturulması tipik bir ayırt edici özelliktir ve gaz oluşumu durham tüpleri kullanılarak belirlenir. Pek çok mikroorganizma belirli bir karbohidratı kullanırken asit oluşturur ve bu asitlik pH indikatörü ile rahatlıkla belirlenebilir. Tersine olarak gelişmesi istenen mikroorganizma besiyerine katılan bir maddeden alkali ürünler oluşturabilir. Bu durum yine pH indikatörleri ile belirlenebilir. Ya da mikroorganizmanın jelatinaz, lipaz, lesitinaz vb enzim aktiviteleri besiyerinde oluşan çeşitli berrak zonlar ile belirlenebilir.Diferansiyel besiyerinde gelişen mikroorganizmaların ayrımı koloni morfolojisi, enzimatik aktivitelerin belirlenmesi, gaz oluşumunun izlenmesi vb çıplak gözle yapılabileceği gibi bunlara ilave olarak fluoresansa dayalı olarak da yapılabilmektedir. MUG ilave edilmiş besiyerleri E. coli için yaygın bir şekilde kullanılırken, setrimid (=cetrimide) katılmış besiyerlerinde Pseudomonas aeruginosa yine UV ile ayırt edilmektedir.Diferansiyel besiyerleri sadece selektif besiyerlerinin bir modifikasyonu değildir. Çeşitli genel besiyerlerine ilave edilen özel bazı katkılar bu besiyerlerine diferansiyel bir nitelik kazandırabilir. Hemoliz reaksiyonları için kullanılan kanlı agar besiyeri buna en tipik örnektir. CASO Agar (Merck) besiyerine MUG ilave edilerek yapılan besiyerinde toplam mezofil aerob bakteri sayımı yanında E. coli sayımı da fluoresans ile yapılabilmektedir.Diferansiyel besiyerleri, amaca göre selektif izolasyon, selektif sayım ve ön identifikasyon amaçları ile kullanılmaktadır.2.3. Zenginleştirme BesiyerleriKarışık bir mikroflora içinde hedeflenen bir mikroorganizmayı geliştirmek, sayısını artırmak vb amaçlarla kullanılan zenginleştirme besiyerleri, önzenginleştirme besiyerleri ve selektif zenginleştirme besiyerleri olarak 2 alt gruba ayrılırlar.Önzenginleştirme besiyerleri genel olarak hasar görmüş (= injured = yaralanmış) mikroorganizmaların aktivitelerini kazanmaları için kullanılan, bileşiminde inhibitör içermeyen ve dolayısı ile aktivite kazanması istenen mikroorganizma yanında refakatçi mikrofloranın da gelişmesini sağlayan sıvı besiyerleridir ve bu tarif altında "özel amaçla kullanılan genel besiyerleri" olarak nitelendirilebilir. Önzenginleştirmede kullanılan besiyerlerine en tipik örnek gıdalarda Salmonella aranmasına yönelik çalışmaların ilk aşaması olan "önzenginleştirme" amacıyla kullanılan Tamponlanmış Peptonlu Su besiyeridir. Bileşiminde litrede 10 g et peptonu, 5 g NaCl ve 10 g fosfat tampon olan bu besiyerinde Salmonella yanında ortamdaki diğer bakteriler de gelişebilmektedir.Selektif zenginleştirme besiyerleri ise özel amaçla kullanılan selektif sıvı besiyerleridir. Bunlara en tipik örnekler ise Listeria ve Salmonella aranmasında kullanılan besiyerleridir. Selektif zenginleştirme aşamasında karışık kültür olarak bulunan bakterilerden gelişmesi istenmeyenler çeşitli selektif inhibitörler ile engellenir. Selektif zenginleştirme aşamasını genellikle selektif bir katı besiyerine sürme yapılarak aranan bakterinin selektif izolasyonu aşaması izler. Bu çerçevede selektif zenginleştirmenin amacı, selektif izolasyonda başarı şansını artırmak için aranan mikroorganizmanın karışık kültür içindeki sayısını artırmaktır.Selektif zenginleştirme aşaması her zaman önzenginleştirme aşamasını izlemez. Gıda maddelerinde Salmonella aranırken yukarıda da belirtildiği gibi işlem sırası önzenginleştirme/selektif zenginleştirme/selektif katı besiyerine sürme şeklinde iken Salmonella 'dan şüphe edilen gayta (=dışkı) örnekleri doğrudan selektif zenginleştirme /selektif katı besiyerine sürme aşamalarını izler. 2 farklı örneğe farklı işlem uygulanmasının nedeni gayta örneğinde aktif ve yüksek sayıda Salmonella olmasıdır. Gıda maddesi ise önzenginleştirme aşamasından geçirilerek bir anlamda önzenginleştirme kültürü Salmonella sayısı ve aktivitesi açısından gayta örneğine benzer bir hale getirilir.2.4. İdentifikasyon BesiyerleriTam selektif ve diferansiyel besiyerlerinin ön identifikasyonda kullanılabileceğine yukarıda değinilmiş idi.Tam selektif bir besiyerinde gelişen bir mikroorganizmanın identifikasyonu cins ve hatta bazı durumlarda tür bazında tamamlanabilir. Diferansiyel besiyerlerinde de aynı durum geçerlidir.Bir mikroorganizma izolatının identifikasyonu için en çok kullanılan testler biyokimyasal nitelikli olanlardır. İdentifikasyon besiyerleri, mikroorganizmanın belirli bir besin maddesini (genellikle karbohidratlar) kullanıp/kullanmadığının saptanması, belirli bir besin maddesinden metabolizma sonunda tayin edilebilecek metabolitleri (örneğin triptofandan indol) oluşturup/oluşturmadığının belirlenmesi vb amaçlar ile kullanılır. Bakterinin hareketli olup olmadığının saptanması amacıyla kullanılan yarı katı (semi solid) besiyerleri de identifikasyon besiyerleri grubuna katılmaktadır.3. Diğer BesiyerleriAntimikrobiyel duyarlık testlerinde kullanılan agar disk difüzyon besiyerleri ile minimal inhibisyon konsantrasyonu testlerinde kullanılan sıvı ve katı besiyerleri, vitaminlerin ve amino asitlerin mikrobiyel yolla belirlenmesinde kullanılan besiyerleri, saf kültürlerin korunması (=kolleksiyonu) amacıyla kullanılan besiyerleri gibi özel amaçlara yönelik olarak kullanılan çeşitli besiyerleri de vardır.BESİ YERİ AYRINTILI BİLGİ İÇİN http://www.orlab.net/mikrobiyoloji/942300030.pdf TIKLAYIN

http://www.biyologlar.com/besiyeri-cesitleri

Genetik ve Biyomühendislik

Genetik ve Biyomühendislik bö¬lümü iki mühendislik branşının yani Genetik Mühendisliği ve Biyomühendisliğin birleşmiş halidir. Dolayısıyla bu bölümü anlatmaya bu iki branşı anlatarak devam edeceğiz. Genetik Mühendisliği Doğal yollarla oluşma ihtimali olma¬yıp insan eli ile oluşturulan genetik de¬ğişiklikler genetik mühendislik olarak olarak adlandırılmaktadır. Hayvan ve bitkilerde bilinen geleneksel melezleme ve mutasyon oluşturma teknikleri yerine rekombinant DNA teknikleri kullanılır. Oluşan yeni canlı genetiği değiştirilmiş organizma olarak adlandırılır. Bu yön¬temlerle ilk üretilmiş canlı 1973 yılında bir bakteridir. Daha sonra 1974'te fare, 1982 yılında insülin üreten bir bakteri ve 1994 yılında da gıda bitkisi üretilip satılmaya başlanmıştır. Genetiği değişti¬rilmiş ilk bitki, 1986 yılında geliştirilen yabani ot ilacına karşı dirençli tütündür. En yaygın olarak genetik mühendis¬lik uygulaması, fonksiyonu bilinen bir genin başka bir canlının kromozomuna dahil ederek fonksiyonel hale getirilme¬sidir. Diğer bir uygulama da canlıda var olan bir genin sakatlanmasıyla fonksiyo¬nunun ortadan kaldırılmasıdır. Günümüzde biyoteknoloji ve tıp gibi birçok alanda genetik mühendisliği kul-lanılmaktadır. Tıpta insülin ve büyüme hormonu üretimi, deneysel amaçlı re-kombinant fare üretimi örnek verilebi¬lir. Tarımda, böcek ve tarım ilaçlarına dirençli bitki üretimi, bitkilerde ilaç üre¬timi, sütünde rekombinant protein sal¬gılanan keçi üretimi yapılabilmektedir. Farklı bir organizmadan gen akta¬rılmış canlıya transgenik denir. Transgenik canlının oluşturulmasındaki ilk adım özelliğinden faydalanılacak genin izole edilmesidir. Farklı bir canlı türün¬den de elde edilebilen bu gen, vektör a¬dı verilen taşıyıcılara aktarılır. Vektörler yapısı değiştirilmiş virüs veya plazmid yapısında olabilir. Bu aşamada genin yapısında ilaveler ve değişiklikler ekle¬nerek yeni özellikler eklenebilmektedir. Daha sonra hedef canlının kromozom yapısına bu gen aktarılır. Bu aşamalarda kullanılan teknikler her geçen gün daha da geliştirilmekte ve son derece karma¬şık ve ileri teknoloji gerektiren laboratu-var ortamlarına ihtiyaç duyulmaktadır. Kullanım alanları: Genetik mühendisliği, tıp, araştırma, endüstri ve tarım gibi alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Hayvanlarda, bitkilerde ve çeşitli mikro organizmalar üzerinde değişiklikler yapılmaktadır. Tıpta kullanım alanlarına örnek ola¬rak; insülin, büyüme hormonu, albümin, monoklonal antikorlar, aşı ve bir¬çok ilaç üretimini verebiliriz. İnsandaki hastalıkların daha iyi anlaşılıp tedavi metodu geliştirilebilmesi için deney hayvanlarında hastalık modelleri oluş¬turulabilmektedir. Kanser, obezite, kalp hastalıkları, şeker hastalığı, artritler, yaşlanma ve Parkinson hastalığı gibi hastalıklar için genetik mühendisliği ile fare modelleri geliştirilmiştir. Bu model¬ler üzerinde çalışılarak yeni ilaç ve teda¬vi yolları test edilip geliştirilmektedir. İnsandaki bazı genetik hastalılar da bu yöntemlerle tedavi edilmektedir. Sınırlı olmakla beraber kalıtsal bağışıklık siste¬mi hastalığındaki tedaviyi örnek olarak verebiliriz. Yöntemler sürekli gelişti¬rilmekte ve daha verimli sonuçlar elde edilmeye çalışılmaktadır. Endüstriyel alanda birçok transgenik bakteri kullanılmaktadır. Endüstriyel önemi olan enzimlerin üretilmesinde, petrol veya kimyasal atıklarla kirlenmiş olan su ve toprağın temizlenmesinde, biyolojik atıkların dönüştürülmesinde ve enerji elde edilmesinde bakterilerden ve onlardan elde edilen enzimlerden ya¬rarlanılmaktadır. Günümüzde 25 ülkede genetiği değiş¬tirilmiş bitkilerin tarımı yapılmaktadır. Rekombinant bitkiler, viral, bakteriyel ve mantar hastalılarına karşı direnç ka¬zanırlar. Bu uygulamalarla tarımda kul¬lanılan kimyasal ilaçlara ihtiyacı ortadan kaldırmakta, çevre kirliliğini azaltmada katkı sağlamaktadır. Bu bitkiler soğuğa, kuraklığa ve aşırı tuzlanma gibi farklı toprak yapısına dirençli olmaktadır¬lar. Ayrıca vitamin, mineral ve protein değerleri de arttırılabilmektedir. Tıpta kullanılmak amacıyla bitkilerde çeşitli ilaçlar ve aşılar da üretilebilmektedir.

http://www.biyologlar.com/genetik-ve-biyomuhendislik

Bakteriyolojinin tarihçesi

Bakteriler ilk defa 1676'da Antonie van Leeuwenhoek tarafından, kendi tasarımı olan tek mercekli bir mikroskopla gözlemlenmiştir. Onlara "animalcules" (hayvancık) adını takmış, gözlemlerini Kraliyet Derneği'ne (Royal Society'ye) yazılmış bir dizi mektupla yayımlamıştır. Bacterium adı çok daha sonra, 1838'de Christian Gottfried Ehrenberg tarafından kullanıma sokulmuş, eski Yunanca "küçük asa" anlamına gelen βακτήριον -α (bacterion -a)'dan türetilmiştir. Latince kullanımıyla Bacteria, bakteri sözcüğünün çoğulu, bacterium ise tekilidir. Louis Pasteur 1859'da fermantasyonun mikroorganizmaların büyümesi sonucu meydana geldiğini ve bu büyümenin yoktan varoluş yoluyla olmadığını gösterdi. (Genelde fermantasyon kavramıyla ilişkilendirilen maya ve küfler, bakteri değil, mantardır.) Kendisiyle ayni dönemde yaşamış olan Robert Koch ile birlikte Pasteur, hastalık-mikrop teorisi'nin erken bir savunucusu olmuştur. Robert Koch tıbbi mikrobiyolojide bir öncü olmuş, kolera, şarbon ve verem üzerinde çalışmıştır. Verem üzerindeki araştırmalarında Koch mikrop (germ) teorisini kanıtlamış, bundan dolayı da kendisine Nobel Ödülü verilmiştir. Koch postülatları'nda bir canlının bir hastalığın nedeni olduğunu belirlemek için gereken testleri ortaya koymuştur; bu postülatlar günümüzde hâlâ kullanılmaktadır. On dokuzuncu yüzyılda bakterilerin çoğu hastalığın nedeni olduğu bilinmesine rağmen, antibakteriyel bir tedavi mevcut değildi. 1910'da Paul Ehrlich Treponema pallidum 'u (frengiye neden olan spiroket) seçici olarak boyamaya yarayan boyaları değiştirerek bu patojeni seçici olarak öldüren bileşikler elde etti, böylece ilk antibiyotiği geliştirmiş oldu. Ehrlich, bağışıklık üzerine yaptığı çalışmasından dolayı 1908 Nobel ödülünü kazanmış, ayrıca bakterilerin kimliğini tespit etmek için boyaların kullanılmasına öncülük etmiştir; çalışmaları Gram boyası ve Ziehl-Neelsen boyasının temelini oluşturmuştur. Bakterilerin araştırılmasında büyük bir aşama, Arkelerin bakterilerden farklı bir evrimsel soya ait olduklarının 1977'de Carl Woese tarafından anlaşılmasıdır. Bu yeni filogenetik taksonomi, 16S ribozomal RNA'nın dizilenmesine dayandırılmış ve üç alanlı sistem'in parçası olarak prokaryot alemini iki evrimsel alana (üst âleme) bölmüştür

http://www.biyologlar.com/bakteriyolojinin-tarihcesi

Insecta (Hexapoda, Entoma, Böcekler) Sınıfı

Insecta (Hexapoda, Entoma, Böcekler) Sınıfı Bu sınıf böcekleri yani haşareleri içerir. Erişkinlerde vücut belirgin olarak 3 bölüme ayrılmıştır. Bunlar baş, göğüs ve abdomendir. Başta bir çift anten vardır ve göğüs 3 segmentden oluşmuştur. Bu halkaların her birinden birer çift ayak çıkar. Bazı türlerde ise thoraxdan bir veya iki çift kanat çıkar. Abdomen ise değişik sayıda segmentlerden oluşmuştur. Baş (Capot) : Oval veya küremsi yapıdadır. Genellikle iki adet küremsi (bileşik, compound) göz bulunur. Ayrıca üçgen şeklinde dizilmiş üç basit göz "ocellus" bulunur. İnsectlerdeki bu petek gözler çok büyük olup, başın sağlı sollu iki geniş alanını kaplarlar. Böceklerde çok iyi gelişmiş olan bu gözler çok iyi bir görme olanağı sağlarlar. Başta bir çift anten bulunur. Antenler duyu organları olup, başın önemli organlarıdırlar. Bu antenlerin üzerlerinde hava akımlarına karşı duyarlı tüyler bulunur. Ayrıca anten üzerinde çeşitli kokuları almaya yarayan bir çift anten vardır. Antenler çeşitli segmentlerden meydana gelir ve değişik türlerde farklıdır. Böceklerde ağız organelleri üç değişik tipte olabilir. Bunlar kesici-parçalayıcı, sokucu-emici ve yalayıcı-emici ağız tipleridir. Ancak nadiren bazı türlerde örneğin myiasis etkenlerinde ağız organelleri redüksiyona uğramıştır. Bu ağız organelleri tiplerinden sokucu-emici tip kan emicilerde iyi gelişmiş olup, ağız yapılışı bir hortum (rostellum) dan ibarettir. Bu hortum anten, palp, üst dudak (labrum), üst çene (mandibula), alt çene (1. maxilla), hypopharynx (tükrük yolu) ve alt dudak (labium, 2. maxilla) dan oluşmuştur. Göğüs (Thorax) :Thorax üç segmentden oluşmuştur. Bunlardan birincisine ve önde bulunana prothorax, ortadakine mesothorax arkadakine ise metathorax adı verilir. Bu halkalar belirgin ise de bazen ilk ikisi bazende üçü birden birbiriyle kaynaşmıştır. Ayak ve kanatlar bu halkalara yapışırlar. Kanat; böcekler için önemli bir organ olup, normal olarak her böcekte iki çift kanat vardır. Eğer kanat varsa bunlar mesothorax ve metathoraxdan çıkarlar. Bazı böcek türlerinde metathoraxdan çıkan kanat redüksiyona uğramış ve bir halter şeklini almıştır. Bu halter şeklindeki kanat denge organı görevi yapar. Bit ve pire gibi insectlerde kanat bulunmaz. Karıncalarda ise kanat bir süre bulunur ve sonra atılırlar. Önemli olan Diptera takımında ise iki çift kanat bulunur. Kanadın üzerindeki tüy ve lekeler ile kanadın şekli, rengi ve üzerindeki damarlar tür ayrımında önemlidir. Boru şeklinde olan damarların içinden sinir iplikleri ve kanadı besleyen sıvı geçer. Coleopteralarda ön kanatlar kitini ve mat olup, zar şeklinde olan arka kanatlan muhafazada kullanılır. Göğüsün her segmentinden bir çift ayak çıkar. Yani insectler üç çift bacaklıdırlar. Ayak sıra ile coxae, trochanter, femur, tibia, tarsus ve pulvillus denen kısımlardan oluşur. Tarsusun uç kısmında tutunmaya yarayan pulvillum denen yastıkçılar ve kancalar bulunabilir. Abdomen (karın) : Abdomendeki halkalar genel olarak belirgin olup, halka sayısı değişmekle beraber genellikle 11 halkadan oluşmuştur. Bu segmentlerin bazıları birbiriyle kaynaşmışlardır, Abdomenin arka tarafında türlere göre değişmek üzere anüs ve cinselorganlar bulunur. Erkeklerde çiftleşmeye yarayan genital organlar hypopygium adını alır ve bazenda kılıfıyla birlikte penis bulunur. Dişilerde ise yumurtlamaya hizmet eden ovipozitor bulunur. İnsectlerde sindirim sistemi ağızIa başlar ve birçok kör keselerden oluşan mide ve bağırsaklarla devam eder ve anüsle sona erer. Bağırsaklar ön, orta (mideye tekabül eder) ve son bağırsaktan ibarettir. Midenin bağırsağa geçtiği yerde birçok kanalcık yani malpighi kanalları vardır. Bu kanallar böceğin ekskresyon aygıtları olup, artık maddeleri toplar ve son bağırsağa dökerler. Böceklerde kaslar çeşitli halkalar içerisinde uzunlamasına ve enlilemesine şeritler meydana getirirler. Bunlar çizgili kaslardandır. Kaslar çeşitli organları özellikle de ayak ve kanatları hareket ettirirler. Örneğin uçan bir sineğin kanadı dakikada 300 kez çırpma yapar. İnsectlerde sinir sistemi merdiven şeklinde olup, vücudun dorsalinde arkaya doğru uzanır. Bu sinir ipcikleri birbirlerine sinir ipleriyle bağlıdır. Merkezi sinir sistemi, başta bulunan cervical ganglion (gelişmemiş ilksel bir beyin) ve bunların oesophagus etrafında birleşmeleri ile oluşur. Karın sinirleri ise başta beyin görevini yapan baş sinir ganglionundan çıkarlar. Böceklerde duyu organları,antenlerde, palplerde, başın çeşitli girinti ve çıkıntı yapan bölgelerinde, coxae ve trochanter üzerinde bulunurlar. Böceklerde solunum sistemleri karın halkalarının yan taraflarında bulunan ve stigma (solunum deliği) adını alan organellerde sonuçlanan, vücut içinde bir yumak halinde bulunan borucuklardan ibarettir. Solunum sistemi genel olarak trachea sistemiyle yapılır. Dallı ve budaklı borucuklar şeklinde olan bu trachealar stigmalarla dışarı açılır. Stigmalar abdomendeki segmentlerin yan taraflarından dışarı açılır. Her segmentde birer çift olabilir. Baş ve thoraxda genelde stigma olmaz. Stigmalar yalnız abdomen halkalarının iki yanında bulunurlar. Stigmaların etrafı kalın bir kitin tabakasıyla çevrilmiş ve kaslarla idare edilen bir kapağa sahitir.Böcek istediği zaman burayı kapatır. Solunum hareketleri kas kontraksiyonları ve vücut duvarının genişlemesiyle olur. Dolaşım sistemi yönünden böceklerde kapalı bir durum görülmemektedir. Böceklerde gerçek bir karın boşluğu yoktur. Bunların iç organlarının üzerini bir yağ tabakası örter ve aralarında boşluklar bulunur. Kalp dorsalde ve arkada yer alır ve genişlemiş bir damardan ibarettir. İnsectlerde kan dolaşımları açıktır ve vücudun dorsalinde üzerinde delikler bulunan, iç kısmında vücudun ön tarafına doğru açılıp arka tarafına doğru kapanan kapakcıkları taşıyan bir damardan ibarettir. Vücut boşluğunda serbest olarak dolaşan kan hemolenftir. Bu hemolenf kalp adı verilen damar içine girer ve bunun sıkışması ile de ön tarafa doğru hareket eder. Bunun sonucunda üzerindeki deliklerden vücut boşluğuna hemolenfi iter. İnsectlerde üreme sistemleri erkek ve dişi bireylerde farklıdır. Böceklerde erkek ve dişi ayrılmışlardır. Erkek üreme organları, genellikle ikiadet testis, ve sırası ile vasa defferens (boşaltı kanalı), vesicula seminalis (tohum kesesi), ductus ejaculatorius (boşaltım borusu) ve eklenti bezlerinden oluşur. Dişilerde ise iki tane yumurtalık vardır. Bu ovaryumların her biri bileşik borucuklardan yani ovarial tüplerden oluşmuştur. Her iki ovaryum oviducta (yumurta yolu) açılır. Oviduct vajinaya bağlıdır. Ayrıca çiftleşme esnasında spermatozoitleri toplayan receptaculum seminis (tohum torbası) yada spermatheca adı verilen bir torba bulunur. Bu torba vajinaya açılır. Dişilerde en son organ olarak da yumurtlamaya yardımcı olan ovipositor adını alan organ vardır. Böceklerin çoğunda yaşamları boyunca bir kez kopulasyon olur. Döllenmeden sonra erkek ölür, spermatozoitler dişinin yaşamı boyunca spermatekada canlı kalırlar ve gelişen yumurtayı döllerler. Dişi ve erkek böcek çiftleştikten sonra türlere göre değişrnek üzere yumurta, larva yada pupa bırakırlar. Bu duruma göre bazı insectler ovipar (Dişileri yumurta bırakır), bazıları vivipar (Dişileri canlı, hareketli larvaları bırakır, buna larvipar da denir.) ve hatta bazılarıda pupipar (Dişilerin doğrudan pupa bırakması) 'dır. İnsectlerin üzerleri kitin tabakasından oluşan bir kılıfla örtülüdür. Böceklerin biyolojik gelişmeleri sırasında erişkin hale yani olgun (matur) hale gelebilmesi için, böceğin büyüyüp gelişebilmesi için üzerindeki bu kılıfı atması olayına gömlek değiştirme adı verilir. Bu gömlek değiştirme olayı böceğin gelişmesi sırasında tüm dönemlerde meydana gelir. Böceklerde sırası ile erişkin -yumurta -larva -pupa ve erişkin dönemleri görülür. Ancak bazı türlerde bu biyolojik gelişme evrelerinde değişiklikler olur. Yani erşkin-yumurta-nymph-erişkin böcek dönemleri görülür. Böceklerin gelişmesi sırasında iki tip larva şekli görülür. Bunlar; Magot Larva: Başları küçük ve ayakları bulunmayan larvalara magot larva adı verilir. Dipteralarda ve pirelerde görülür. Oligopod Larva: Bu tip larvaların başları belirgindir ve thoraxda üç çift bacak bulunur. Coleopteralarda görülür. Pupa: Tam metamorfoz geçiren böceklerin biyolojilerini tamamlarken girmiş oldukları hareketsiz safhaya pupa adı verilir. Pupayı çevreleyen ve onu koruyan yapıya ise kokon adı verilir. İki çeşit pupa vardır. Bunlar, Obtek pupa: Pupa ince bir zarla örtülüdür ve pupa serbestçe hareket eder. Örn : Nematocera ve Brachycera 'larda, Koarktat pupa ise pupa içinde böcek görülmez ve pupa hareketsizdir. Örn : Cyclorrhapha 'larda görülen pupa şeklidir. İnsectlerde Gelişme (Metamorfosis-Metamorphosis-Metamorfoz -Başkalaşım) : İnsectlerin gelişmesinde yumurtadan çıkan genç artropod az çok erginlerine benzeyebileceği gibi bazı türlerde ise yumurtadan çıkan genç artropodlar erginlere hiç benzemezler. Yumurtadan çıkan ve erişkine hiç benzemeyen artropodun erişkine benzeyinceye kadar geçirdiği değişiklikler olayının tümüne metamorfosis adı verilir. Yani metamorfoz gelişme döneminde bir böcekte meydana gelen yapısal ve şekilsel değişikliklerdir. Metamorfoz yönünden insectler üç grupta toplanırlar. a) Metamorfosis göstermeyen yada ilkel bir metamorfosis gösteren insectler : Bu gruptaki insectler direk gelişirler. Yumurtadan çıkan genç formlar büyüklükleri dışında erişkinlere tamamen benzerler. Bu formlar kısa sürede gelişip erişkinlerin büyüklüklerine erişirler. Apterygota alt sınıfındaki insectler bu gruptandır. Bu gruptaki insectlerin bu tip gelişmelerine ametabola adı da verilir. b) Yarım metamorfosis veya basit metamorfosis (Bemimetabola) gösteren insectler : Bu gruptaki insectlerin gelişmesinde yumurta -nymph -erişkin (imago) dönemleri sırası ile görülür. Yani yumurtadan çıkan genç formlar erginlere bazı eksiklikler dışında (kanatlannın olmayışı gibi) tamamen benzerler. Bu döneme nymph dönemi adı verilir. Nymph'ler türlere göre değişrnek üzere birkaç kez gömlek değiştirdikten sonra erişkin yani imago haline geçerler. Bu tip gelişme Pterygota alt sınıfına bağlı Exopterygota bölümündeki insectlerde görülür. Bunlardan bazılan Orthoptera, Mallophaga, Anoplura ve Hemiptera 'lardır. c) Tam veya komplex metamorfosis (Bolometabola) gösteren insectler : Tam başkalaşım geçiren böceklerin biyolojilerinde sırası ile Yumurta -Larva -Pupa -Erişkin böcek dönemleri görülür. Yani yumurtadan çıkan genç formlar erişkinlere hiç benzemezler ve kurtcuk biçimindedirler. Bu döneme larva adı verilir. Larvalar birkaç gömlek değiştirdikten sonra hareketsiz ve sakin bir devreye girerler. Bu esnada artropodun etrafında koruyucu bir kılıf veya kabuk meydana gelir. Bu koruyucu kılıfa kokon ve kokon içerisindeki döneme ise pupa yada bazı insect türlerinde krizalit adı verilir. Daha sonra kokon açılarak erişkin böcekler dışarı çıkarlar.Yani bu tür insectlerin gelişmesinde görülen dönemler arasında hiç bir morfolojik fark yönünden benzerlik yoktur. Bunun içİn de bu gruptaki böceklerde tam metamorfosis görülür. Örneğin Pterygota alt sınıfındaki Endopterygota bölümünde bulunan insectlerde bu tip bir gelişme yani holometabola görülür. Örn: Lepidoptera, Siphonaptera ve Diptera takımlarında tam başkalaşım görülür. İnsecta Sınıfının Sınıflandırılması (Classificationu) İnsecta sınıfında iki alt sınıf vardır. 1- Subclasis (Alt sınıf) : Apterygota Bunlar kanatsız insectlerdir. Gelişmelerinde metamorfoz göstermezler. Bu alt sınıftaki türlerin Veteriner Hekimlik yönünden bir önemleri yoktur. Bu alt sınıfa bağlı; Thysanura Diplura Collembala Protura takımları bulunur. 2- Subclasis : Pterygota Bu alt sınıftakiler erişkin dönemlerinde kanatları olan veya kanatlı formlardan köken almış yada evoluasyon sonucu sonradan kanatsız olmuş insectlerdir. Pteryagota 'lar tam veya yarım metamorfoz geçirirler. Bunlar iki alt bölüme (division) aynlırlar. 2.a- Exopterygota bölümü (Hemimetabola bölümü) : Bu bölümdeki böceklerin kanatları dışa doğru bir sürgün veya tomurcuk gibi gelişir. Biyolojilerinde yarım metamorfosis gösterirler ve bunun içinde hernimetabola bölümü olarakta adlandınlırlar. Bu insectlerin erişkin olmayan yani genç dönemleri (immature) yapıları ve yaşadıkları yerler bakımından erginlerine benzerler. Exopterygota bölümünde bulunan önemli takımlar şunlardır: Takım (Order) : Orthoptera (Blattaria, Hamam böcekleri, Çekirge) Takım: Mallophaga (Isıran bitler) Takım: Anoplura (Siphunculata, Sokucu bitler) Takım: Herniptera (Tahta kurulan) Takım: Odonata (Kız böceği) Takım: Thysanoptera (Ekin -Fidan bitleri) Takım: Dermaptera (Kulağa kaçanlar) Takım: Plecoptera (Taş sinekleri) Takım: Isoptera (Termitler. beyaz kanncalar) Takım: Psocoptera (Kitap bitleri) 2.b- Endopterygota bölümü (Holometabola bölümü) : Bu bölümdeki insectlerin gelişmelerinde tam metamorfoz görülür. Kanatları internal olarak yani bir kokan içinde veya koza içinde gelişir. Bu bölümde bulunan önemli takımlar şunlardır. Takım: Coleoptera (Kın kanatlılar) Takım: Hymenoptera (Zar kanatlılar, bal arıları, normal karıncalar ve eşek arıları) Takım: Lepidoptera (Kelebek ve güveler) Takım: Neuroptera (Sinir kanatlılar) Takım: Siphonaptera (Aphaniptera, Pireler) Takım: Diptera (Gerçek sinekler, çift kanatlılar) Exopterygota Bölümü Bu bölüm içerisinde çok sayıda takım varsa da bunlar içerisinde Veteriner Hekimlik yönünden önemli olanlar üzerinde durulacaktır. Yani insan ve hayvan sağlığı yönünden önemli olan, hastalıklar oluşturan ve vektörlük yapan türlerden bahsedilecektir. OrthopteraTakım; (Syn: Blattaria) Bu takım; hamam böcekleri yanında, ağustos böcekleri ve çekirgeleri kapsar. Bunlar veteriner ve insan hekimliği yönünden parazitlik etkileri olmamalarına karşılık bazı hastalık etkenlerine arakonaklık yapmaları ve taşıyıcılık görevi yapmaları yönünden önemlidir. Bunlardan Melanoplus cinsine bağlı çekirgeler Tetrameres americana ve Cheilospirura amulosa'ya arakonaklık yaparlar. Hamam böcekleri değişik uzunlukta ve büyüklükte olup, vücutları dorso -ventral olarak basıktır. Vücut caput, thorax ve abdomenden meydana gelmiştir. Başlarında bir çift anten, bir çift göz ve parçalamaya ve çiğnemeye elverişli ağız organelleri vardır. Göğüs halkalarının dorsalinden masothorax ve metathoraxdan iki çift kanat çıkar. Bunlardan birincisi sertleşmiş ve kitini yapıda olup, metathoraxdan çıkan ve ince bir zar gibi olanının üzerini örter. Göğüs halkalarının ventral kısmından uzun üç çift bacak çıkar. Hamam böcekleri kanatlı olmalarına rağmen uçamazlar. Sıcak ve rutubetli yerlerde yaşarlar. Mekaniksel olarak bazı protozoon kistlerini taşırlar ve bir kısım nematodlara arakonaklık yaparlar.Hamam böceklerinden üç tür yurdumuzda bulunmuştur. Bunlar; Blatta orientalis (Şark hamam böceği) Blatella germanica (Alman hamam böceği) Periplanata americana'dır. Hamam böcekleri spirurida takımındaki bazı nematodlara, Gongylonema 'ya bazı tavuk cestodlarına (Raillietina sp) ve oxyspirura cinsi nematodlara arakonaklık yaparlar. Bakterilerden salmanella 'lara vektörlük yapabilirler. Yine değişik bakteri, protozoon, mantar gibi değişik hastalık etkenlerini mekanik olarak bir yerden başka bir yere taşırlar ve özellikle yiyeceklere bulaştırırlar. Kolera, tifo ve verem basilleri ile Entamoeba coli, Entamoeba histolytica, Balantidium coli, Giardia intestinalis ve Trichomonas hominis kistlerinin yayılmasında aktif olarak rol oynarlar. Aynca helmintlerden Tetrameres, Acuaria, Hymenolepis ve Moniliformis cinslerine arakonaklık yaparlar. Hamam böcekleri sıcak yerlerde yaşar ve karanlıkta dolaşırlar. Duvarların çatlak ve oyuklarına, tahta kenarlarının arasına yada arkalarına, su ve kalorifer borularının arkasına ve dolaplara gizlenirler. Bu insectler nişastalı ve şekerli besinleri severler. Ancak diğer besinlerle de beslenebilirler. Bu nedenle mutfaklarda yiyecek konulan dolaplarda, kiler ve fırınlarda sıkça rastlanılır. Ayrıca hayvan barınaklarında da bunlara sıkça rastlanılır. Blatella germanica yani alman hamam böceği 15 mm uzunlukta olup, açık kahverengindedir. Thoraxın üst kısmında iki koyu çizgi görülür. Kanatlar her iki cinsiyette de mevcut olup, vücut uzunluğunu biraz geçer. Şark hamam böceği (Blatta orientalis) ise nisbeten daha büyük olup, 25 mm uzunluğunda ve koyu siyah renktedir. Kanatlar erkeklerde abdomenin ucuna kadar ulaşmaz ve dişilerde ise kanatlar daha da küçülmüştür. Hamam böceklerinin dişileri içlerinde yumurtaları bulunan ve yumurta paketleri adını alan silindir şeklindeki yumurta paketlerini uygun yerlere bırakırlar. Bu yumurta paketleri içerisinde çok sayıda yumurta bulunur. Uygun ısı ve besin bulunduğu ortamda çabucak gelişerek nymphler oluşur. Yumurtadan erişkinlerin oluşması normal şartlarda 30 -50 gün kadar sürer. Hamam böcekleri ile mücadelede insectisit yani insect öldürücü ilaçlar kullanılır. Toz şeklinde olanIarı hamam böceklerinin geçecekleri yerlere dökülür yada bir puar yardımı ile toz ilaçlar bunların saklandıkları yerlere serpilirler. Toz ilaçların kullanılması bu tip ilaçların kalıcı etkisinden dolayı daha faydalıdır. Bunun yanısıra solüsyon halindeki ilaçlarda bunların saklandıkları yerlere püskürtülürler. Ancak bu solüsyonların mutlak süratte hamam böceklerinin vücutlarına temas etmesi gerekir. Kontrolde dieldrin ve lindan gibi klorlu hidrokarbonlu insectisitler sprey şeklinde saklandıkları yerlere püskürtülerek uygulanır. Ancak yumurtadan çıkacak yeni nesilleri öldürmek için ilaç tekrarlanmalıdır. Bu amaçla sentetik pyretroidlerde kullanılabilir. Bunlann dışında 25 gr kaynamış patatese 75 gr borik asit karıştırılarak un haline getirilir. Etrafta yiyecek bulundurmamak şartıyla küçük tabaklar içinde hamam böceklerinin yemesine bırakılır. Hamam böcekleri ile mücadelede meskenlerin tümünde mücadele yapılır ve temizliğe dikkat edilir. Kullanılan ilaçlara karşı direnç gelişebileceği için farklı gruplardan insektisitlerin değiştirilerek kullanılmasında yarar vardır. Phthiraptera (Bitler) Gözle görülebilecek büyüklükte olan bitler 1 -2 mm büyüklüktedirler. Vücutları dorso -ventral olarak basıktır. Vücut caput, thorax ve abdomenden oluşur. Erişkin formlarında daima üç çift bacak bulunur. Kanatları yoktur. .Gözleri rudimenterdir yada yoktur. Bitler bütün yaşam dönemlerini (yumurta -nymph -erişkin) konak üzerinde geçiren insectlerdir. Yani daimi ve tek konaklı parazitlerdir. Bitler kan emen hakiki bitler (Anoplura) ile tüy ve yapağı yiyen bitler (Mallophaga) olmak üzere iki takımda incelenirler. Mallophaga ve Anoplura takımındaki türler arasındaki farklar şunlardır: MalloRhaga Takımı AnoRlma Takımı- Baş ve Thorax Baş thoraxdan geniş Baş thoraxdan dar ve ve kalkan seklindedir. sivrilmis sekildedir. Ağız organelleri Kesmeye -parçalamaya Sokmaya -emmeye elverislidir. elverislidir. Gtdası Epidermis artıkları Konakçımn kam ve tüvler Konaklan Türlerin çoğunluğu Hepsi memelilerde bulunur kanatlılarda, çok azı ise memelilerde bulunur. Mallophaga Takımı: Bu takıma bağlı üç alt takım (suborder) vardır. Bunlardan Amblycera ve Ischnocera alt takımları daha önemlidir. Suborder : Amblycera Antenleri başın iki yanındaki çukurlarda olup, kolayca görülemez. Bunların mandibulaları önden ısırır. Çok hareketli, uzun yapılı ve sarı renklidirler. Mesothorax ve metathorax arasında genellikle görülebilen bir çizgi vardır. 1) Familya (Aile): Gyropidae Memeli hayvanlarda ve daha çok kemiricilerde (kobay) bulunurlar. Genus (Cins) : Gyropus Bu cinse bağlı en önemli tür Gyropus ovalis'dir. Kemirici hayvanlarda bulunurlar. Kobayların mallophagose'unu meydana getirir. Erkekleri 1 mm, dişileri ise 1.2 mm uzunluğundadır. 2) Familya: Menoponidae Kanatlılarda görülür. Bu ailedeki türlerin başları çok genişlemiş ve üç köşeli bir görünüm almıştır. Antenleri dört eklemlidir ve tarsuslarında bir çift tırnak bulunur. Bu ailede bulunan önemli türler: Species (Tür) : Menopon gallinae Species : Menopon phaeostomum Species : Holomenopon leucoxanthum Species : Menacanthus stramineus Species : Trinoton anserinum Bunlardan en yaygın olarak görülen cins menapon' dur. Daha ziyade konağının derisi üzerinde yaşadığından vücut biti adını alır. Süratli hareket eder. Özellikle genç hayvanlarda ölüme sebep olabilirler. Suborder : Ischnocera Bu alt takımdakilerin mandibulaları alttan ısırır ve antenleri kolay görülür. Hareketleri nisbeten yavaştır. Geniş yapılıdırlar ancak bazı türleri dar ve uzundurlar. Renkleri kırmızı esmer veya gri siyahtır. Mesothorax ve metathorax kaynaşmıştır. I) Familya: Philopteridae: Kanatlılarda, kuşlarda görülürler. Bu ailedeki önemli türler: Species : Lipeurus heterographus Lipeurus'lann vücutları dar ve uzundur. Vücut kenarları birbirine paraleldir. Species : Lipeurus caponis Species : Goniodes gigas Goniodes'ler tavuk tüylerinin sapı üzerinde bulunurlar ve renkleri kırmızımtrak esmerdir. Species : Goniocotes gallinae Species : Chelopistes meleagridis Species : Columbicola columbae Species: Anaticola crassicornis Philopteridae ailesindeki türlerin antenleri 5 eklemlidir. Ayak tarsuslarının uç kısmında bır çift tırnak bulunur. 2) Familya: Trichodectidae : Antenleri 3 eklemlidir. Tarsusların uç kısmında tek bir çengel bulunur. Bu ailedeki türler memelilerde görülür. Memelilerin tüyleri arasında yaşarlar. Bu ailede üç önemli cins bulunur, Cins: Trichodectes Species: Trichodectes canis: Köpeklerde bulunan mallophaga türüdür. Açık san renktedir. Başı dikdört.gen şeklinde olup, antenleri tüylüdür. Cins: Felicola Species : Felicola subrostrata: Kedilerde bulunur. Başlarının ön kısmı üçgen şeklindedir. Genus: Damalinia (Bovicola) : Ayaklan ve ayak uçlarındaki çengelleri uzundur. Species : Damalinia (Bovicola) bovis : Sığırlarda görülür. Species : Damalinia (Bovicola) ovis : Koyunlarda bulunur. Species : Damalinia (Bovicola) equi : Tektırnaklılar konaklarıdır. Species : Damalinia (Bovicola) caprae : Keçilerde Species : Damalinia (Bovicola) painei : Keçilerde Species : Damalinia (Bovicola) limbala : Keçilerde bulunan mallophaga türleridirler. Suborder : Rhynchophthirina : Bu alt takımda bulunan mallophaga türleri fazla önemli değidirler. Önemli cins ve türü ise; Cins: Haematomyzus Species : Haematomyzus elephantis'dir. Fil bitleri'dir. Anoplura (Siphunculata) Takımı Gerçek bitler olup, yalnız memelilerde bulunurlar ve konaklarından kan emerek beslenirler. Bu takıma bağlı 5 aile vardır. I) Familya: Haematopinidae : Hayvan bitleridir. Aile adından da anlaşıldığı gibi kan emenler anlamına gelir. Gözleri bazen hiç yoktur bazen de çok basittir. Baş ön tarafa doğru çıkıntılar yapmıştır. Bacaklar aynı büyüklüktedir. Bu ailedeki önemli cinsler; Genus: Haematopinus Species : Haematopinus asini : At bitidir. At, katır ve eşeklerin kuyruk ve yelelerindeki kıllarda bulunur. Species : Haematopinus bufali: Mandalarda bulunur. Species : Haematopinus suis: Domuzlarda bulunur. Species : Haematopinus eurysternus : Sığırlarda görülür. Özellikle kaşektik sığırların uzun kıllı kısımlarında bulunur. Species: Haematopinus tuberculatus: Mandalardabulunur. 2) Familya: Linognathidae: Gözleri olmayabilir. Ön bacaklar daha küçüktür, yani birinci çift bacaklar çok zayıftır. Bu ailedeki cins ve bağlı olan türler; Genus: Linognathus : Koyun, sığır, keçi, köpek ve tilkilerde görülür. Bulundukları hayvanlarda linognathose adı verilen belirtilere sebep olurlar. Bu cinse bağlı türler; Species : Linognathus ovillus : Koyunlarda vücut biti türüdür. Species : L. africanus: Koyunlarda bulunur. Species : L. pedalis : Koyunların bacaklarında bulunur ve bacak biti adını alır. Specıes: .stenopsıs: Keçi bitidir Species : L. vituli : Konakları sığırlardır. Species : L. setosus : Köpek ve tilkilerde görülür. Genus: Solenopotes Species : Solenopotes capillatus : Sığırlarda bulunur. Species : Microthoracius cameli: Deve biti. 3) Familya: Pediculidae : İnsan bitleri bu grupta bulunurlar. Maymunlarda ve insanlarda yaşarlar. Gözleri vardır. Tarsuslarının nihayetinde bir tek çengel bulunur. Bu ailedeki türler tarafından insanlarda meydana getirilen belirtilere yada enfestasyon olayına "pediculosis" adı verilir. Bu ailede bulunan türler; Species : Pediculus humanus: İnsanlarda parazitlenir. Bu türün iki varyetesi vardır. Bunlardan Pediculus humanus capitis baş biti adını alır ve kafa saçı, bazan sakal, kaş v,e bıyıkta yerleşir. Diğeri ise Pediculus humanus corporis olup, daha çok gövde kısımlarında ve çamaşırların katlanmış, kıvrım yerlerinde bulunurlar. Bu son türe İnsanlardaki vücut biti adı verilir. Species : Phthirus pubis: Oran olarak diğer türlere göre daha geniş yapılıdırlar. Ancak abdamenleri daha kısadır ve orta bacak ile arka bacakların tırnakları kuvvetlidir. İnsanlarda eşeysel organların ve anüsün civarındaki kılların arasında bulunurlar. Bunun içinde insanların kasık biti veya edep biti adını alırlar. Bu bölgelerden kan emerken tahrişlere ve ekzamalara yol açarlar. Bu belirtilere "Phthiriosis" adı verilir. Aynca pediculidae ailesine bağlı olarak Pedicinus cinsi bulunur. Pedicinus cinsi maymunlarda bulunan bit türüdür. 4) Familya: Hoplopleuridae: Bu ailedeki türler fare ve kemiricilerde parazitlenirler. Bulunan türler; Genus: Polyplax, Hoplopleura, Haemodipsus. Species : Polyplax spinulosa: Farelerde ve sıçanlarda yaşarlar. Bu tür protozoonlardan Haemobartonella türlerini bulaştırır. Ayrıca fare tifusü, bulaşıcı anemia ve fare trypanosomiosis hastalıklarıın insanlara bulaştırırlar. Species : Polyplax serrata' Kemiricilerde bulunur. Eperythrozoon ve Francisella türlerini bulaştırırlar. Bu türlerden başka bu aileye bağlı olarak kemiricilerdede Hoplopleura ve Haemodipsus cinsleri de vardır. 5) Familya: Echinophthiriidae: Foklarda ve deniz fıllerinde yaşarlar. Bu bitlerin kara yırtıcılarından denizde yaşayan memelilere geçtikleri tahmin edilmektedir. Vücutları kılların değişmesinden dolayı pullarla örtülüdür. Familya: Cimicidae (Gerçek tahtakuruları) Bu ailedeki tahtakurularının antenleri dört eklemlidir. Kanatları iyice küçülmüş ve atrofiye olmuştur. Vücutları oval ve dorso -ventral olarak basıktır. Bunlar hoşa gitmeyen bir koku yayarlar ve geceleri beslenirler. İnsan omurgalı hayvanlar ve kanatlılardan kan emerler. Bu aileye bağlı olarak bulunan önemli cins ve türler Familya: Formidae (Karmcalar) : Bu ailede karıncalar bulunur. Kanatlı veya kanatsız olabilirler. Ağız organelleri parçalayıcı ve çiğneyici tiptedir. Toplu halde yaşarlar. Yumurtayla çoğalırlar. Kopulasyondan sonra dişi ve erkekler kanatlarını kaybederler. İşçi karıncalar ise iyi gelişmemiş dişiler olup, kanatsızdır ve bunların zehir bezleri vardır. İnsan ve hayvanları ısırdıklarında şiddetli kaşıntıya sebep olabilirler. Bu aileye bağlı en önemli tür Formica fusca' dır. Bunların hekimlik yönünden önemleri kanatlı cestodlarından Raillietina türlerine ve trematodlardan Dicrocoelium dentriticuma arakonaklık görevi yapmalarıdır. Familya: Vespidae Yaban arıları adını alan, bu ailedeki türler tek tek yada toplu halde yaşarlar. Bunlar etcildirler. Ancak hem hayvansal hemde bitkisel besinlerle beslenirler. Karın bölgesi hareketli olduğundan ağılı iğnelerini her yönde kullanabilirler. Yaban arılan türlerinden özelikle Vespa crabro,Vespa germanica ve Vespa orientalis türlerinin sokması çok acı verir, ağır klinik belirtilere hatta ölümlere yol açabilirler. Çeşitli hastalık etkenlerini besinlere mekanik olarak bulaştırabilirler.Tesadüfen ağıza girdiklerinde insan ve hayvanların dil yada boğaz çevresini sokarak buraların şişmesine sebep olabilirler, ayrıca allerjik reaksiyonlara ve anfılaktik şoka sebep olarak ölümlere yol açabilirler. Familya: Apidae (Bal anları) Bu aile bal anlarını kapsar. Bunlar genellikle toplu halde yada tek tek yaşarlar. Zehirli iğneleri yönünden insan ve hayvanlar için çok zararlı olabilirler. Bu arı ağılaması olayına Hymenopterismus adı verilir. Arı sokmaları sonucu acı, allerjik bozukluklar ve hatta anafılaktik reaksiyonlar oluşur. Boğaz ve dil gibi hayati bölgeleri sokmaları sonucu ölümler görülebilir. Arı sokmalarında eğer arı iğnesi içeride kalmışsa çıkarılır. Bu yerlere gazyağı ve benzin damlatılır. Uzun süre arı sokması sonucu bazı kişilerde bağışıklık gelişir. Bazı fertlerde ise şiddetli bir duyarlılık görülmektedir. Yılan zehirine karşı hazırlanan serum arı zehirine karşı da kullanılmaktadır. An soktuğu zaman deride kaldığı sürece zehir bezesinden salgı yapar. Bunun için arı sokmalarında iğnenin en kısa sürede çıkarılması gerekir. İğnesi kopan arı kısa sürede ölmektedir. Bu ailede bulunan en önemli tür Apis mellifera (Apis mellifica) dır. Bu tür bal arısı olarak adlandırılır. Ekonomik olarak en önemli türdür. Normal bir arı topluluğu 40.000 -70.000 ergin bireyden oluşur. Bundan daha az birey içeren yuvalar zayıf olarak nitelendirilir ve kışı geçirmeleri zayıf ihtimaldir. Bir yuvada yani kovanda üreme yeteneği olan bir kraliçe (ana arı), dişi olan ve üreme yeteneği olmayan işçi arılar ve üreme dönemlerinde ortaya çıkan erkek arılar vardır. Ana arı 20 -25 mm boyunda, anteni 12 segmentli ve nokta gözler alında birbirine değmez. İşçi anlarda ana arı özelliklerini gösterirler. Ancak büyüklükleri 13 –15 mm kadardır. Erkek arılar da 15 -17 mm boyunda olup, işçilere ve ana arıya göre daha tıknaz yapılıdır. Arıların gelişmelerinde yumurta, larva, pupa ve erişkin dönemleri vardır yani tam metamorfoz geçirirler. Ana arının görevi Mart'ın başından Eylül'ün sonuna kadar yumurta bırakma ve salgıladığı feromonla yuvanın düzenini ve böylece bütünlüğünü sağlamaktır. Günde yaklaşık 3.000 yumurta bırakırlar. Yumurtadan ergin oluncaya kadar işçi anlar için 21 gün. Ana arılar için 16 ve erkek arıların gelişmesi içinde 24 gün geçmesi gerekir. İnsan ve hayvanları en çok sokan arı türleri ; Apis mel!ifica (Bal arısı), Vespa crabro, V. silvetris (Sarıca arılar), Polistes gallicus ve Bombus sp.'dir.Arılarda alkalen zehir bezi (küçük olan) ve asit zehir bezi (büyük ve çatal şeklinde olan) olmak üzere iki adet zehir keseleri bulunur. Bunların; alyuvarları eritici, sinir uçlarını ağılayıcı, yangı yapıcı, allerji oluşturucu ve bölgesel nekroz oluşturucu etkileri vardır. Hymenopterismus’un tedavisinde yapılacak işlemler. -Bir pens veya bıçak ucu ile dikkatlice iğne çıkarılır. -Sokulan bölgeye buz tatbik edilir. -Antihistaminikli solüsyon veya pomadlar lokal olarak uygulanır. -Antihistaminikler oral veya parenteral olarak verilebilir. Şayet anafilaktik reaksiyonlar oluşmuş ise; -Özel enjektörlerde bulunan adrenalin 0.3-0.5 ml (1:1000 sulandırılmış) deri altı veya damar içi yolla verilir. -Parenteral olarak antihistaminikler verilir. -Damar içi serum fizyolojik verilir. -Kortizon endikedir. -Solunum yolu açık tutulur. Eğer siyanoz varsa oksijen verilir. An sokmalarına karşı duyarlı kişilere koruyucu olarak arı antitoksini verilebilir. Neuroptera Takımı (planipennia -Sinirkanatlılar) Bu takımdaki böcekler küçük kelebeklere ve odonata takımındaki insectlere morfolojik olarak benzerler. Vücut caput, thorax ve abdomenden meydana gelmiştir. Çiğneyici ağız organelleri ve yarım küre şeklinde büyük bileşik gözlere sahiptirler. İki çift kanatları vardır. Çeşitli türlerde kanatlar renklenmeler ve desenler gösterirler. Cam gibi saydam olan kanatlar, çoğunlukla kahverengi benekler şeklindedir. Kanat üzerindeki damarlar kanat kenarlarına doğru çatallaşır ve birbirlerine birçok enine damarla bağlanırlar. Böceğin dinlenmesi sırasında kanatlar genellikle abdomenin üzerinde çatı şeklinde dururlar. Gelişmelerinde tam başkalaşım görülür ve çoğunlukla akşamları ve geceleri aktiftirler. Lepidoptera Takımı (Kelebek ve Güveler) Lepidoptera takımında kelebek ve güveler bulunur. Kelebeklerin ağız organelleri iyi gelişmemiştir. Besinlerini çiçeklerin nektar ve polenlerinden sağlarlar. Bazı türleri ise kısa süren yaşamlarında hiç besin almazlar. Kelebekler böcekler içerisinde kanadı, gövdesi ve bacakları pullarla tamamen örtülü olan insektlerdir. İki çift kanatlrın vardır. Kanat üzerindeki renkli ve kitini olan bu örtüler kelebeklere güzel bir görünüm verirler. Lepidoptera takımındaki .artropodların gelişmelerinde sırası ile yumurta, larva (tırtıl), krizalit (koza içinde) ve erişkin dönemleri vardır. Yani gelişmelerinde holometabol görülür. Ancak bunların larvalarına tırtıl, pupa dönem karşılıklarına da krizalit adı verilir. Larvaları çok ayaklı olup, polipod larva türüne örnektir. Kelebek tırtıllarının üzerindeki kılların zehir keseleri ile ilişkili olduğu ve bu nedenle tırtılların insanlarda allerjik dermatitislere neden olduğu belirtilmektedir. İşte kelebek türlerinden bazılarının canlı yada ölü tırtıllarının diplerinde zehirli salgı yapan bezeler bulunan vücut kıllarının insaınn derisi üzerine yada gözüne düşerek dokulara saplanması sonucu oluşan allerjik dermatitise tırtıl dermatitisi ya da Lepidopterizm (Lepidopterismus) adı verilir. İnsanlarda deride oluşan lezyonlara analjezik ve anti inflamatuar merhemler sürülür. Bulunan kıllar pensle çıkarılır. Bu tırtılları yiyen hayvanlarda ölümle sonuçlanabilen hastalıklar oluşabilir. Bu yüzden ördek ve tavuklarda zehirlenmeler görülmüştür. Aynca bu takımda bulunan ve arılarda büyük ekonomik kayıplara sebep olan türler vardır. Bunlar; Aile: Galleridae Species : Galleria mellonella (Büyük balmumugüvesi) Species : Achroia grisella (Küçük balmumugüvesi) Bu türlerden başka bu takımda evlerde görülen değişik güvelerde bulunmaktadır. Bunlar içerisinde en önemlisi olan ve arı güvesi olarak bilinen büyük balmumugüvesi hakkında bilgi verilecektir. Galleria mellonella Arıların büyük mum güvesi olarak bilinen bu parazit özellikle havalanması iyi olamayan karanlık ve zayıf kovanlarda etkili olur. Bu parazit küçük mum güvesi olan Achroia grisella'ya göre daha zararlıdır. Büyük mum güvesi karanlık, sıcak ve iyi havalandırılmayan yerlerde depolanmış peteklerde büyük zarar verirler. Genellikle alçak rakımlı yerlerde daha yaygındırlar. Yüksek rakımlı yerlerde yoğunluğu ve zararları daha azdır. Güve larvaları peteklerde tüneller açarak, peteklerdeki bal, polen ve balmumunu yiyerek koloniye büyük zarar verirler. Zararlı etkisi daha çok depolanmış sahipsiz peteklerde ve ağ örerek olmaktadır. Ayrıca güçsüz kolonilerdeki peteklerde de aynı zararı yapabilmektedirler. Güçsüz ve hastalıklı koloniler güve için uygun gelişme ortamıdırlar. Güve larvaları petek gözlerinde açtıkları tüneller sebebiyle, petek gözlerinin bozulmasına ve balın akmasına sebep olurlar. Dişi Galleria mellonella türleri yumurtalarını genellikle kovandaki yarık ve çatlaklara, ışıktan uzak loş yerlere kümeler halinde bırakırlar. Bir küme içinde 80 -100, hatta bazen daha fazla yumurta bırakabilmektedirler. Herbir dişinin bıraktığı yumurta sayısı 500 kadardır. Yumurtadan larvalar 24 -26 derece sıcaklıkta 5 -6 günde, 10 -l5 derece sıcaklıkta 34 günde çıkar. Larvalar hareketlidir, peteklerde yuva yapar ve gelişmesini sürdürürler. Larva dönemi 30 derece sıcaklıkta ortalama bir ay sürer. Ancak bu süre alınan gıdaya ve sıcaklığa göre değişir. Larva gelişmesi için en uygun sıcaklık 30 -35 derece sıcaklıktır. Gelişmesini tamamlayan larvalar sert, tüylü, beyaz renkli ipek bir koza örerler. Koza içerisinde larva pupaya (krizalit) dönüşür. Pupa dönemi 8 -14 gün sürer. Pupadan grimsi kahverengi ergin kelebekler çıkar. Dişi kelebekler kozadan çıktıktan 4 -10 gün sonra yumurtlamaya başlar. Erginler iklim şartlarına bağlı olarak değişmek üzere 2 -5 hafta yaşarlar. Ömürleri düşük sıcaklıkta daha da uzar. Pupadan çıkan ergin kelebekler çiftleşerek yumurtlamak üzere tekrar koloniye girmeye çalışırlar. Galleriosis'li kovanlarda larvalar gelişmesini tamamladıktan sonra kovan içinde sert tüylü ipekten ağ ve koza örerek kovandaki arıların faaliyetlerine engel olurlar. Böylece de büyük ekonomik kayıplara yol açarlar. Ayrıca bu zararlarının yanısıra larvalar peteklerdeki balın sır kısımlarını zedeleyerek, tüneller açarlar ve balın dışarı akmasına neden olurlar. Galleriosis'de kontrol ve korunma: Arıcılıkta Galleria enfestasyonlarının kontrolünde şu tedbirler alınır. l- Balmumu güvesinin en etkili düşmanı arıların kendisidir. Bunun için koloniler güçlü tutulmalıdır. Bu tip güçlü kolonilerde arılar güve larvalarını kovan dışına taşıyarak, zararlı etkilerinden kurtulurlar. 2- Kovanda yarık ve çatlaklar bırakılmamalı, kırıntı ve her türlü artıklar temizlenmelidir. 3- Arılı kovanlara verilecek ilaçlar anlar içinde zararlı olabileceği için, ilaçlı mücadele depolanmış arısız petek ve ancılık malzemelerinde uygulanmalıdır. 4- Boş petekler ve diğer malzemeler yeterli hava akımının bulunduğu bir odada 60 derecede 34 saat, -12 derece sıcaklıkta 3 saat tutulmalıdır. Düşük ısı ve yüksek sıcaklık balarısı zararlılarının bütün dönemlerindeki bireyleri öldürmektedir. 5- Petek güvesine karşı bakteriler, mantarlar ve peradatör böcekler kullanılarak biyolojik mücadele yapılmaktadır. Bunun için de arılara zararlı olmayan ancak kelebek larvalarına (tırtıl) etkili olan Bacillus thuringuensis toxinleri kullanılmaktadır. 6- Kontrolde diğer bir önlemde ilaçlamadır. Bunun için güve görülen kovanlardaki arılar başka temiz bir kovana boşaltılır. Güveli çerçeveler bir kovan yada sandık içinde, paradiklorbenzen (PDB ), ethylene dibromit, metyl bromid, karbondisülfid gibi ilaçlarla ilaçlanır. Çerçeveler tamamen asalaklardan temizlendikten sonra istenilen kovana konulabilir. Ayrıca depolarda da ilaçlamalar yapılır. ilaçlar ergin kelebekleri, larva ve pupaları öldürür. Ayrıca toz kükürt fumigasyon halinde kullanılabilir. Siphonaptera (= Aphaniptera) Takımı (Pireler) Pireler, sıcak kanlı memelilerden yani kanatlı ve memelilerden kan emen ve yalnız ergin devrelerinde geçici parazit olan insectlerdir. insecta sınıfının genel özelliklerini gösterirler. Vücut caput, thorax ve abdomene ayrılmıştır. Vücutları latero -lateral yani iki yanlı olarak (bilateral) basıktır. Vücut parlak sarı kahverenginde sağlam bir kitinle örtülüdür. Pirelerin erginleri 1.5 -5 mm büyüklüğünde olup, 3. çift bacakları çok uzun ve sıçramaya elverişlidir. Yani, pireler zıplayan böceklerdir. Kanatları redüksiyona uğramış olup, görülemez. Ağız organelleri sokmaya -emmeye elverişlidir. Pirelerde baş (capitilum) önden yuvarlağımsı ve ellipsoidal, iki yandan basık ve gövdeye yapışık görünümdedir. Başlarında bir çift antenleri ve bazı türlerinde ise bir çift gözleri vardır. Pire türlerinin bazılarında siyah iri dikenler şeklinde tarak (ctenidia) lar vardır. Bu taraklar başın alt kısmında ise genal tarak (yanak tarağı), boyun kısımlarında ise pronotal tarak (boyun tarağı, omuz tarağı) adını alır. Thorax üç kısımdan oluşmuştur. Thorax üstte notum, altta ise sternum olarak adlandırılır. Thorax pronotum, mesonotum ve metanotumdan meydana gelir. Thoraxın ventralinde uzunlukları önden arkaya doğru artan üç çift bacak çıkar. Bunlardan 3. çift bacaklar çok uzundur ve sıçramaya elverişlidir. Abdomen halkalardan oluşmuştur ve bu karın halkaları birbirine geçmelidir. Onun için pireler çok fazla kan emebilirler. Karın halkaları üstte tergum, altta ise sternum olarak adlandırılır. Sekiz karın halkası vardır. Her halkada spiracle (stigma) bulunur. Ayrıca son halkada pygidium (his organeli), antipygidial bristil (uzun diken) ve anal stylet adını alan değişik dikenler bulunur. Dişilerin arka taraftarında kitinsel bir kese biçiminde olan, türlere göre şekilleri değişen spermatheca (reseptaculum seminis, tohum kesesi) bulunur.Erkeklerde ise kitinsel, ince, uzun ve dinlenme sırasında spiral biçiminde kıvrılmış kopulasyon organı olan clasper bulunur. Pirelerin yumurtaları oval ve beyaz renkte olup, 0.5 mm büyüklüğündedir. Pirelerin gelişmesinde tam metamorfoz görülür. Larvaları kurtcuk biçiminde olup, beyaz renklidir. Olgunlaşan larvaları 6 mm kadar uzunlukta olabilir. Pireler pupa dönemini yaklaşık 4x2 mm ebatlarında olan bir kokon içerisinde geçirir. Kokonun çevresi toz ve toprak ile bulaşıktır. Pireler kozmopolit yani her yerde bulunabilen canlılardır. Her türlü konaktan kan emerler (euroxen parazit). Ancak bazı türleri özellikle kendi konaklarına daha çok gelirler. Dişileri çiftleşmeden sonra toplu iğnenin 1/4'i başı büyüklüğündeki, krem rengindeki yumurtalarını toz, toprak içerisine bırakırlar. Ancak konak üzerine bırakılan yumurtalarda yapışıcı özellikte olmadıklarından kayarak toprağa düşerler. Yumurtadan 1 -2 hafta içerisinde kurtcuk şeklinde ve üzerleri tüylü larvalar çıkar. Larvalar çok aktiftirler. Bunlar topraktaki organik maddelerle, hayvansal artıklarla, kan pıhtılarıyla, kokuşan bitkisel maddelerle yada konağın dışkılarıyla beslenirler. Bunun sonucunda büyüyerek gelişirler ve 11 halkalı kurtçuk şeklini alırlar. Larvalar ışıktan kaçarlar. Larva dönemi 9 -200 gün arasında değişir. Larvalar saldıkları bir salgıyla toz toprak arasında kendilerine bir kokon (koza) örerler. Bu pupa dönemi 10 gün ile bir kaç ay arasında değişir. Bu kokonun içerisinde pire gelişir ve kokonu açarak dışarı çıkar. Ancak Tungidae ailesindeki pirelerin biyolojileri biraz daha farklıdır. Bu ailedeki türlerde dişiler yumurtalarını konak derisinde meydana getirdikleri şişliklerin içerisine ya da yaralara bırakırlar. Larvalar yumurtayı konak üzerindeyken terkeder ve daha sonra yere düşerler. Bu larvalar daha sonra bir kokon içerisinde pupa dönemini geçirerek ergin erkek ve dişiler oluşur. Tungidae ailesindeki pirelerin bu özelliklerinden dolayı pireler geçici parazitizmden daimi parazitizme geçiş halinde olan artropodlar olarak kabul edilirler. Siphonaptera takımında bulunan aile ve türler: Familya: Tungidae Bu ailedeki pirelere oyuk, tünel açan pireler adı verilir. Çünkü dişileri döllendikten sonra konakçısının derisine girer, çok şiddetli olarak irrite eder ve etrafındaki doku şişerek pireyi içine hapseder. Dişi pireler yumurtalarını buralara bıraktıktan sonra dokunun sıkıştırması sonucu ölürler. Tungidae ailesindeki pireler küçük ve ayakları diğer türlere oranla kısa ve zayıftır. Genal ve pronotal taraklar bulunmaz. Bu ailede iki önemli tür vardır. Species : Tunga penetrans Bu türün büyüklüğü 1 mm kadardır. Başın ön kısmı sivrilmiştir. Thorax segmentleri çok dardır. Gözleri geniş ve piğmentlidir. Kırmızı esmer renktedirler. Dişilerde spermatheca konik şekildedir. Başlıca konakları kanatlılardır. Fakat domuz, evcil memeliler ve insanlardan da kan emebilirler. Konaklarına çok şiddetli ağrılar verirler ve hatta deri içerisinde ezilen pirenin dokuları gangrene yol açabilir. Bu tür Güney Amerika' da ve Afrika' da yaygındır. Species : Echidnophaga gallinacea Başlıca konakları tavuklar ve diğer kanatlılardır. Büyüklükleri 1.5 mm' dir. Baştaki alın kısmı köşelidir. Thorax'ın notumları dardır. Genal ve pronotal tarak yoktur. Spermatheca iyi kitinize olmuştur. Bu tür köpek, rat, insan ve diğer hayvanlardan da kan emebilir. Tropik ve subtropik bölgelerde görülmektedir. Familya: Pulicidae Bu ailedeki türlerde genellikle gözler mevcuttur. Bazı türlerinde genal ve pronotal taraklar bulunabilir. Bu ailede bulunan türler; Species : Pulex irritans İnsan piresi olarak bilinen ve insanlardan kan emen bu tür, karnivorlardan ve diğer hayvanlardan da kan emebilir. 1.5 -4 mm uzunluğundadır. Gözünün alt kısmında uzunca bir diken bulunur. Thorax segmentlerinde birer sıra, birinci karın halkasında 2 ve ikinci ile 7. abdominal tergumda ise birer sıra diken bulunur. Erkeklerde clasper geniştir ve biri uzun üç hareketli çıkıntısı vardır. Dişilerde spermathecanın başı yuvarlak ve kitinize olup, kuyruk kısmı kıvrılmış bir parmağa benzer. Genal ve pronotal taraklar yoktur. Pulex irritans doğal şartlarda olmasa bile deneysel koşullarda veba hastalığına vektörlük yapabilmektedir. Türkiyede bu pire türüne rastlanılmıştır. Bu tür ayrıca helmintlerden Hymenolepis nana, Hymenolepis dimunata ve Dipylidium caninum'a arakonaklık yapar. Species : Ctenocephalides canis Köpek piresi olan bu tür, 2 -3.5 mm uzunluktadır. Her kenarda sekiz adet diken ihtiva eden genal ve pronotal tarakları bulunur. Baş yuvarlağımsı şekildedir. Şeritlerden Dipylidium caninum'un arakonaklığını yapar. İnsan ve diğer karnivorlardan da kan emerler. Species : Ctenocephalides felis Kedi piresi olarak tanımlanır. Ancak köpek ve insanlardan da kan emebilir. 2 -3 mm büyüklüğündedir. Alın kısmı daha uzun, dar ve sivridir. Genal ve pronotal tarakları vardır. Genal tarağın ön dikeni hemen hemen 2. nin uzunluğu kadardır. Türkiye'de yaygındır. Species : Spilopsyllus cunuculi Tavşanlarda görülen pire türüdür. Genal tarak 5 -6, pronotal tarak ise 14 -17 koyu renkli büyük dikenden oluşur. Genal tarak subvertikal olarak yerleşmiştir. Dişilerde spermathecanın deliği terminaldir. Tavşanlarda görülmesinin yanında kedi, tilki ve ratlarda da saptanmıştır. Bu tür myxomatosis virusuna vektörlük yapar. Species : Xenopsylla cheopis Xenopsylla genusu içinde bulunan türlerin en yaygınıdır. Asya rat piresi olarak bilinir. Thoraxın mesonotumunda kitini vertikal bir çizgi bulunur. Antenlerinin 3. eklemi asimetriktir. Göz kılı gözün önündedir. Genal ve pronotal taraklar mevcut değildir. Afrika'da ve Güney Amerika'da yaygındır. Ancak dünyanın her kıtasına yayılmıştır. Bu tür veba hastalığı etkeni olan Pasleurella pestis'in vektörlüğünü yapar. Species : Leptopsylla segnis Farelerde görülen pire türüdür. Genal ve pronotal tarak vardır. Ayrıca alında küçük ve az sayıda dikenden ibaret bir alın tarağı bulunur. Familya: Ceratophyllidae Bu ailenin bazı türlerinde frontal çıkıntı vardır. Gözler genellikle mevcuttur. Küçük memelilerle, kuşlarda bulunurlar. Species : Ceratopyllus gallinae Erginleri 2 -3 mm uzunluğunda, vücutları uzunca ve genel olarak renkleri esmerdir. Baş yuvarlak olup, genal tarak yoktur. Pronotal tarak bulunur ve 12 diken taşırlar. Kanatlılarda ve özellikle de tavuklarda bulunurlar. Kuş piresi yada Avrupa kanatlı piresi olarak adlandırılırlar. Kanatlılarda şiddetli yaralanmalara neden olurlar. Species: Ceratopyllus columbae Güvercin piresi olarak adlandırılır. Özellikleri C. galhnae'ye benzer. Species : Nosopsyllus fasciatgs Fare ve sıçanlarda bulunur. Avrupa rat piresi olarak adlandırılır. Ancak diğer hayvanlardan da kan emebilirler. Genal tarak yoktur. Pronotal tarak vardır ve 8 dikenlidir. Gözleri iyi gelişmiştir. Pirelerin Yaptığı Zararlar: Erişkin pireler mutlak süratle kan emerler. Bunun ıçınde buldukları her konak üzerine giderler. Bunların her canlıdan kan emmeleri hastalık etkenlerini bu canlılar arasında nakletmelerine sebep olurlar. Pireler fare ve sıçanlarda bulunan veba etkenlerini kan emmeleri esnasında alırlar. Pire tarafından alınan bu etkenler pirenin midesinde çoğalırlar. Bu pirelerin insanlara gelip kan emmeleri esnasında bu etkenleri onlara aktarırlar. Aynca fare ve rat pireleri fare tifüsu etkeni olan Rickettsiya typhı’yı taşırlar. Tavşan piresi myxomatosis virusunu, köpek piresi Dipyhdium caninum'u, yine köpek ve kedi pireleri Dipetalonema reconditum,Dirofilaria immilis, insan pireleri Hymenolepis nana'yı naklederler. Pireler ayrıca Tularemi'yi mekanik olarak naklederler. Pirelerin zararlı etkilerini sıralayacak olursak; Yukarıda anlatıldığı gibi hastalık etkenlerine vektörlük veya arakonaklık yapmaları, Bazı pire türleri konaklarına traumatik (yaralayıcı) olarak etki yapmaları, Konaklarından kan emmeleri sonucu soyucu -sömürücü etki yapmaları, AIlerjik etkilerinin olması. Özellikle köpeklerde bu tip etkiler sıkça görülmektedir. Konaklarını huzursuz etmeleri, Deride irrtasyon sonucu kaşıntı, dermatitis ve ürtikerlere neden olmaları, Deride tünel açan pire türleri deri altına yerleşerek, kaşıntı, şiddetli ağrı ve bulunduğu yerde irinleşmelere sebep olmaları gibi etkileri vardır. Pirelere karşı mücadelede insektisitler bir hafta ara ile iki kez uygulanmalıdır. Mücadelede insan ve hayvan meskenlerinde pirenin yumurta ve larvaları toprakta bulunduğundan, eğer meskenler toprak zeminli ise buralara insectisitler püskürtülür, toz şeklinde olanlar ise serpilirler. Hayvanlar üzerinde bulunan pireler için insectisitler solüsyon halinde ise püskürtülür veya banyo edilir. Toz halinde ise hayvanların tüyleri arasına serpilirler. BHC'li ve organik fosforlu ilaçlar tercih edilir. Fenol bileşikleri ve BHC'li ilaçlar kedilerde kullanılmaz. Pire allerjisine karşı kortikosteroidler kullanılır. Organik fosforlulardan dichlorvos, sentetik pyretroidlerden permethrin, organik klorlulardan ise lindan kullanılabilir. Ancak lindan kediler için toksiktir. Pirelerde kontrol amacıyla kedi ve köpeklerde dichlorvos ve diazinon ihtiva eden tasmalar kullanılabilir. Fire enfestasyonlarının kontrolündeki başarı barınaklar ve meskenlerde özellikle yataklarda yapılacak ilaçlamaya ve temizlik işlemlerine bağlıdır. Son yıllarda bu amaçla methoprene aerosol kontrol amacıyla kullanılmaktadır. Bu ilaç pire larvalarının bulunabileceği yataklık, halı, kilim gibi yerlere uygulanır. Larvalar tarafından alınan ilaç etkisini pupa döneminde gösterir. İlaç pupalardan erişkin formların çıkışını önleyerek kontrolü sağlar.Kanatlılarda pire mücadelesinde ise malathion ve carbaryl kullanılabilir. Bu ilaçlar toz ve özellikle Echidnophaga enfestasyonlarında solüsyon şeklinde uygulanır. Korunma için kanatlı bannaklarında altlıklar uzaklaştırılır ve yakılır. Barınaklar (kümesIer) % 1 ronnel solüsyonu ile 14 gün aralıklarla iki defa ilaçlanmalıdır. Diptera Takımı (Sinekler = İkikanatlılar) İnsecta sınıfının en önemli takımlarındandır. Bu takımda bulunan artropodlar insecta sınıfının genel özelliklerini gösterir. Yani vücut caput, thorax ve abdomene ayrılmıştır. Diptera (di= iki, ptera= kanat) ların başlarında bir çift anten, bir çift petek göz, sokucu- emici, parçalayıcı veya yalayıcı -emici ağız organellerine sahiptir. Erginlerinin mesothoraxlarından çıkan bir çift fonksiyonel kanatları vardır. Arkadan çıkan kanatlar rudimenter olup, topuz şeklindedir ve denge organı görevini yaparlar. Sinek uçarken dengeyi sağlar. Bazı türlerinde ise ağız organelleri atrofiye olmuştur. Böylece bunların beslenmeleri söz konusu değildir. Topuz şeklinde olan ve dengeyi sağlayan kanatlara halter adı verilir. Dişiler yumurta, larva veya pupa meydana getirerek çoğalırlar. Yani dipteraların gelişmelerinde tam bir metamorfoz vardır. Sokucu -emici olanlarda hortum (probiscic) iyi gelişmiştir ve çoğunlukla insan ve hayvanlardan kan emerler. Kan emmeleri esnasında oluşturdukları anemi ve sokma yerlerindeki toksik etkiden dolayı kızarıklık ve kaşıntının yanısıra, bazı hastalık etkenlerini (bakteri, virus, protozoon, helminth gibi) canlılar arasında nakletmeleri ile önemlidirler. Bu takımdaki bazı sinekler larvalarından dolayı önem taşırlar. Çünkü bu sineklerin larvaları konaklarının iç ve dış paraziti olabilmektedirler yani myiasis oluşturmaktadırlar. Dipteraların bazı türlerinin larva şekillerinin insan ve hayvanlarda hastalık oluşturmaları olayına. myiasis adı verilir. Myiasise neden olan türlerin erişkin şekillerinin hiçbir paraziter etkisi yoktur ve ömürleri çok kısadır. Diptera takımında insan ve hayvan sağlığı yönünden önemli olan üç alt takım bulunur. Bunlar ; Suborder (Alttakım) : Nematocera Genellikle uzun vücutlu ve narin yapılı sivrisineklerdir. Küçük sinekler olup, erişkinlerin antenleri baş ve thoraxdan daha uzundur. Olgun sineklerin antenleri çok sayıda (8'den fazla) eklemden (segmentden) oluşmuştur. Antenlerin üzerinde "arista" adı verilen üzeri tüylü bir kıl yoktur. Kanatları pullu, kıllı yada parlaktır. Kanat venleri birbiri ile kesişmez. Ayakları çok uzun veya biraz uzuncadır. Dişileri kan emerler. Larvalarının baş kısmı iyi gelişmiştir. Larvaların mandibulaları yatay olarak (horizantal) ısırır. Larva ve pupaları obtektir ve suda yaşarlar. Ayın zamanda hareketlidirler. Su border: Brachycera Nematoceralara göre daha tıknaz yapılı ve kuvvetli yapılıdır. İri sineklerdir. Erişkinlerin antenleri thoraxdan kısa olup, 6'dan daha az segmentlidir. Antenleri birbirinden farklı şekilleri olan segmentlerin birleşmesinden meydana gelmiştir. Antenleri üzerinde (3. segment) bir. arista bulunabilir. Arista antenin ucuna doğru yer alır. Karekteristik damarlanma görülen kanatlarda, kanat venlerinde kesişme görülür. Dişileri kan emerler. Larvalarında baş kapsülü kısmen yada tamamen körelmiştir. Larvaları suda yaşar ve pupalarıda obtek olup, suda yaşarlar. Larvaların mandibulaları vertical (dikey olarak) olarak ısırır. Suborder : Cyclorrhapha Bu alttakımdaki türlerin erginleri tüylü ve çeşitli metalik renklere sahiptirler. Kan emen türlerin dişi ve erkekleri kan emer. Olgun sineklerin antenleri 3 segmentlidir ve aristalıdır. Arista 3. segmentin dorsalinde yer alır. Kurt benzeri olan larvalarında baş yoktur. Bu tip larvalar hareketli olup, magot adını alırlar. Pupa koarktat olup, hareketsizdir. Larva ve pupa dönemleri toprakta geçer. Suborder : Nematocera Bu alttakımda bulunan aileler şunlardır. Familya: Culicidae (Sivrisinekler) Familya: Ceratopogonidae (= Heleidae, Acısinekler) Familya: Simuliidae (= Melusinidae, Siyahsinekler, Körsinekler) Familya: Psychodidae (Tatarcıklar) Culicidae Ailesi (Sivrisinekler) Sivrisinekler yaz geceleri düşünülebilecek her yerde bulunan, özellikle ışıklar söndürüldükten sonra insanlardan kan emen ve vızıltısı ile insanları sürekli rahatsız eden insectlerdir. Sivrisinekler 2 -10 mm uzunluğundadır. Bu ailedeki artropodların vücutları; narin, başları küçük ve küreseldir. Bacakları uzundur. Vücutları genellikle silindirik yapıdadır. Antenleri 14 -15 segmentden meydana gelmiştir ve erkeklerde tüylüdür. Ağız organelleri uzun ve silindirik bir biçimde olup, sokmaya -emmeye elverişlidir. Abdomen uzun yapılı ve thorax karekteristik olarak kama şeklindedir. Kanatları uzun ve dar olup, kondukları zaman abdomen üzerinde düz katlanırlar. Culicidae ailesinde bulunan önemli sivrisinek cinsleri; Anopheles, Aedes, Culex, Mansonia ve Theobaldia' dır. Bunlardan özellikle ilk üç tür önemlidir. Sivrisinekler su kenarlarında çoğunlukla bulunurlar. Durgun sularda, durgun deniz sularında larvaları gelişir. Sivrisineklerin sadece dişileri insan ve hayvanlardan kan emerler. Erkek sivrisineklerde alt ve üst çene (maksilla ve mandibula) kısalmış olduklarından konağın derisini delememekte ve kan emememektedirler. Bunlar bitki artıklarından doku özsuyu emerek beslenirler. Sivrisineklerin biyolojisi Dişi sivrisinekler yumurtalarını su yüzeyine veya suda yüzen bitki üzerlerine bırakırlar. Yumurta bırakma şeklinde her türün kendine has özellikleri vardır. Anopheles ve Aedes cinsindekiler yumurtalarını tek tek bıraktıkları halde, Culex cİnsindekiler yumurtalarını paketler halinde bırakırlar. Bazı türler yumurtalarını temiz akarsulara, bir kısmı durgun su birikntilerine yada ağır akan su yollarına, hatta bazıları da deniz suyuna bırakırlar. Culex cinsindekiler yumurtalarını foseptik sularına da bırakmaktadırlar. Yumurtadan çıkan larvalar 10 -11 halkalı olup, kurtçuk şeklindedirler. Larvalar aktif ve hareketli olup, bükülüp açılma şeklinde bulundukları su içinde hareket ederler. Larvalar türlere göre değişmek üzere vücut halkalarında hava borusu taşırlar. Bu hava deliklerini su yüzeyine doğru uzatırlar. Anopheles'lerin larvaları vücutlarının son 3 -4 halkasında hava borusu taşıdıklarından içinde bulundukları suyun yüzeyine parelel dururlar. Culex ve Aedes larvaları ise vücutlarının son halkasında hava borusu taşıdıklarından içinde bulundukları suyun yüzeyine dikey dururlar. Larvalar 4 defa gömlek değiştirdikten sonra pupa safhasına girerler. Pupa evresinde baş ve thorax yuvarlak kokon benzeri bir yapının içinde bulunurken abdomen serbest vaziyettedir. Bu dönemde daha az aktiftirler. Pupalardan çıkan erişkin sinekler, beslenmek amacı ile çoğaldıkları yerden birkaç kilometre ve hatta rüzgar ve değişik vasıtalarla çok daha uzağa gidebilirler. Erişkin sivrisineklerin kondukları yüzeye duruş şekilleride farklıdır. Anopheles'ler kondukları yüzeye eğik durdukları halde, Aedes ve Culex'ler paralel dururlar. Yaşam süreleri sıcak bölgelerde 6 aydır. Türkiye'de ise bu süre 1 -2 ay kadardır. Culicidae'ler bitki özsularıyla ve şekerli suyla beslenebilirler. Fakat dişiler yumurtlayabilmek için mutlaka bir miktar kan emmek zorundadırlar. Dişi bireyler geceleyin ışığa doğru ve konakçısının vücut ısısına doğru yönelirler. Gündüzleri ise karanlık ve kuytu köşelerde saklanırlar. Sivrisineklerin (Culicidae) Önemi Konaklarını huzursuz ederler. Kan emilen yerde çok rahatsız edici kaşıntıların meydana gelmesine neden olurlar. Çok sayıda oldukları zaman kan emerek soyucu -sömürücü etkilerini gösterirler. Sivrisineklerin esas önemleri sıcak ülkelere doğru gittikçe sıklığı artan, birçok hastalığın bulaşmasına aracılık etmeleridir. İnsan, maymun ve kanatlılar arasında sıtma etkeni olan plasmodium'ların biyolojik vektörüdürler. Dişi Anopheles türleri insanlarda sıtmaya neden olan plasmodium türlerine, Anopheles, Culex ve Aedes türleri ise kanatlılarda sıtmaya neden olan plasmodium türlerine vektörlük yaparlar. Ayrıca sivrisineklerden bazı türler nematodlardan Wuchereria bancraıli (insanlarda fil hastalığı etkeni) ve köpeklerde Dirofilaria immitis larvalarını naklederek, bu helmintIere arakonaklık yaparlar. Bakterilerden Borrelia anserina (Kanatlı spiroketası) 'yı Aedes cinsindeki türler bulaştırır. Yine Mansonia türleri Brugia malayi'nin naklini sağlarlar. Sivrisinekler sarı humma virusuna, doğu ve batı at encephalitislerine ve Japon B encephalitisine vektörlük yapar. Ayrıca kanatlı çiçeğine mekanik taşıyıcılık yaparlar. Tavşan myxomatosis'ine de vektörlük yaparlar. Sivrisineklere karşı mücadele Sivrisineklere karşı mücadele larvalara ve erişkinlere karşı olmak üzere iki şekilde yapılır. Larvalara karşı mücadelenin başında bunların yaşadıkları yerlerin ortamını bozmak gelir. Bunun için taşkınları önlemek, kanalizasyon sistemlerini iyi yapmak ve bataklıkları kurutmak gerekir. Bataklıklar ve durgun sular drenajla kurutulmaya çalışılır. Bunun mümkün olmadığı durumlarda ise bu bölgelere insectisitler sürekli olarak yada planlı olarak belirli periyodlarla kullanılır. Bu amaçla en çok kullanılan ilaçlar organik klorlu ve organik fosforlu insectisitlerdir. Taşkınlara bu ilaçlar püskürtülerek uygulanır. Ayrıca larvalara karşı mücadelede biyolojik savaş metodları da kullanılmaktadır. Bunun için Gambusia cinsi balık türleri, yetiştirilmelidir. Bu balıklar sinek larvalarını yiyerek kontrolü sağlarlar. Bu amaçla ayrıca larvalar için patojen olan ve larvalarda salgınlar oluşturan çeşitli bakteri, protozoon ve helmintler de uygulanabilir.Sivrisineklerin erişkinlerine karşı ise insectisitler kullanılmalıdır. Bunun için en uygunları karbamatlı ve organik fosforlu insektisitlerdir. Ayrıca özellikle Anophellere karşı kalıcı etkili ilaçların kullanılması ile iyi bir kontrol sağlanmaktadır. Ancak çevreye etkilerinden dolayi bu tip ilaçlar pek tercih edilmemektedir. Ayrıca mekanik önlemler ve sinekleri uzaklaştırıcı tedbirlerde alınır. Familya: Ceratopogonidae (= Heleidae, Acısinekler) Bu ailedeki türler sivrisineklerden daha küçük olup, 1 -3 mm boyundadırlar. Antenleri 13 -15 segmentlidir. Dişilerde çok seyrek ve kısa kıllıdır. Erkeklerde ise çok kıllı ve uzundurlar. Ağız organelleri sokucu -emici tiptedir. Hortumları kısadır. Thoraxın her üç parçası kaynaşmıştır. Thorax başın üst tarafına doğru bir kamburlaşma yapar. Kanatları geniş, uçları yuvarlak ve üzerlerinde duman renginde benekler vardır. Kanatlarında pulların olmasıyla sivrisineklerden, daha uzun antenlere sahip olmaları ile de Simulium'lardan ayrılırlar. En tipik özellikleri benekli kanatlara sahip olmalarıdır. Ceratopogonidae ailesindeki türler konaklarını soktuklarında büyük acı verirler. Bunun içinde acısinekler adını alırlar. Dişileri kan emer, erkekleri ise bitki özsuyu ile beslenirler. Bu ailede bulunan ve hekimlik açısından önemli olan Cilicoides (acısinek)'dir. Culicoides'lerin kanatları tüylüdür. Bu cinse bağlı önemli tür ise Culicoides robertsi' dir. Bu türe kumsinekleri adı da verilir. Bu sinekler bataklık bölgelerde ürerler. Dişiler döllenmiş yumurtalarını sığ akarsuların kıyılarına, su içindeki bitkilerin ve taşların üzerine bırakırlar. Dişiler yaşamları boyunca birkaç kez yumurta bırakırlar. Yumurtadan çıkan kurtçuk benzeri larvalar hem karada hemde suda yaşayabilirler. Daha sonra pupa dönemini geçirerek erişkin sinekler meydana gelir. Erişkinler yumurtlamadan önce kan emerler. Sabah vakitleri ve ikindi vaktinde daha çok saldırgan olurlar. Ayrıca bulutlu ve kapalı havalarda çok aktiftirler. Erişkinleri yazın Mayıs ayından Eylül ayına kadar görülürler. Yaz aylarında gelişme süresi 1 -2 aydır. Kışı ise larva döneminde çamura gömülü olarak geçirirler. Veteriner Hekimlik yönünden önemli olan Culicoides'ler sivrisineklerden daha küçük yapılı oldukları için sivrisinekler için yapılan tellerden kolaylıkla geçebilirler. Culicoides 'ler toplu halde uçuşurlar. İnsanlardan ve hayvanlardan kan emerler. Çok sayıda olduklarında hayvanları ürkütüp kaçıştırırlar. Konaklarından kan emerek soyucu -sömürücü etki gösterirler ve fazla sayıda olduklarında anemiye yol açarlar. Ayrıca konaklarını sokmaları kuvvetli tepki oluşturur. Sokma yerinde kaşıntı, ödem ve şiddetli acıya neden olabilirler. Bazen 2 cm büyüklüğünde, seröz bir sıvı dolmuş kabarcıklar meydana gelir. Daha çok orman ve açık arazide çalışanlara saldırırlar. Culicoides türlerinin en önemli

http://www.biyologlar.com/insecta-hexapoda-entoma-bocekler-sinifi

Bakterilerde Köken ve erken evrim

Modern bakterilerin ataları, yaklaşık 4 milyar yıl önce, dünyada gelişen ilk yaşam biçimi olan tek hücreli mikroorganizmalardı. Yaklaşık 3 milyar yıl boyunca tüm canlılar mikroskopiktiler, bakteri ve arkeler yaşamın başlıca biçimleriydi. Bakteri fosilleri, örneğin stromatolitler, mevcut olmakla beraber, bunların kendine has morfolojilerinin olmaması, bunlar kullanılarak bakteri evriminin anlaşılmasına veya belli bakteri türlerinini kökeninin belirlenmesini engellemektedir. Ancak gen dizileri bakteri filogenetiğinin inşası için kullanılabilir, bu çalışmalar bakterilerin arke/ökaryot soyundan ayrılmış evrimsel bir dal olduğunu göstermiştir. Bakteri ve arkelerin en yakın zamanlı ortak atası muhtemelen yaklaşık 2,5-3,2 milyar yıl önce yaşamış bir hipertemofil'di. Bakteriler, evrimdeki ikinci büyük ayrışmada, ökaryotların arkelerden oluşmasında da yer almışlardır. Bunda, eski bakteriler, ökaryotların ataları ile endosimbiyotik bir ilişki kurmuşlardır. Bu süreçte, proto-ökaryotik hücreler, alfa-proteobakteriyel hücreleri içlerine alıp mitokondri veya hidojenozomları oluşturdular. Bu organeller günümüz ökaryotlarının tümünde hala bulunmaktadır ("mitokondrisiz" protozoalarda dahi aslında son derece küçülmüş olarak mevcutturlar). Daha sonraki bir dönemde, farklı bir olay sonucu, bazı mitokondrili ökaryotların, siyanobakteri-benzeri canlıları içlerine alması sonucunda, bitki ve yosunlardaki kloroplastlar oluştu. Hatta bazı yosun gruplarında bu olayı izleyen başka içe almalar meydana gelmiş, bazı heterotrofik ökaryotik konak hücrelerin, ökaryotik bir alg hücresini içine alması sonucunda "ikinci kuşak" bir plastid oluşmuştur.

http://www.biyologlar.com/bakterilerde-koken-ve-erken-evrim

Bakterilerin Morfolojik Yapısı

Bakterilerin Morfolojik Yapısı

Bakteriler, morfoloji olarak adlandırılan, şekil ve boyutları bakımından büyük bir çeşitlilik gösterir. Bakteriyel hücreler ökaryotik bir hücrenin yaklaşık onda biri boyundadır, tipik olarak 0,5-5,0 mikrometre uzunluktadırlar.

http://www.biyologlar.com/bakterilerin-morfolojik-yapisi

<b class=red>Bakterilerde</b> Hücresel yapı

Bakterilerde Hücresel yapı

Bakteri hücresi hücre zarı olarak adlandırılan bir lipit zarla çevrilidir. Bu zar, hücrenin içindekiler içine alıp, besinler, protein ve sitoplazmanın diğer gerekli bileşenlerini hücrenin içinde tutar.

http://www.biyologlar.com/bakterilerde-hucresel-yapi

Bakerilerde Hücre dışı yapılar

Hücre zarının dışında bakteriyel hücre duvarı bulunur. Bakteriyel hücre duvarları peptidoglikan (eski metinlerde mürein olarak adlandırılırdı)'dan oluşur. Peptidoglikan, peptit zincirlerle birbirine çapraz bağlanmış polisakkarit zincirlerden oluşur, bu peptitler, hücredeki diğer protein ve peptitlerden farklı olarak, D-amino asitler içerir. Bakteri hücre duvarları bitki ve mantar hücre duvarlarından farklıdırlar; bitki hücre duvarları selülozdan, mantarlarınkiler ise kitinden oluşur. Bakteri hücre duvarları arkelerinkinden de farklıdır, bunlarda peptidoglikan bulunmaz. Hücre duvarı çoğu bakterinin varlığını sürdürmesi için gereklidir, bu yüzden bir antibiyotik olan penisilin tarafından peptidoglikan sentezinin engellemesi bakterilerin ölümüne neden olur. Bakterilerde başlıca iki tip hücre duvarı olduğu söylenebilir, bunlar Gram-negatif ve Gram-pozitif olarak adlandırılır. Bu adlar, hücrelerin Gram boyasıyla tepkimesinden kaynaklanır. Bu, bakterilerin sınıflandırılmasında çok eskiden beri kullanılan bir testtir. Gram-pozitif hücreler, pek çok peptidoglikan ve teikoik asit tabakasından oluşan kalın bir hücre duvarına sahiptir. Buna karşın, Gram-negatif bakteriler birkaç peptidoglikan tabakası bulunur, bunun etrafını ikinci bir hücre zarı sarar, bu zarda lipopolisakkaritler ve lipoproteinler bulunur. Çoğu bakteri Gram-negatif bir hücre duvarına sahiptir, sadece Firmicutes ve Actinobacteria'lar (bunlar daha evvel düşük G+C ve yüksek G+C Gram pozitif bakteriler diye bilinirdi) Gram-pozitif, düzene sahiptirler. Bu yapısal farklılık, antibiyotiklere duyarlılıkta farklılık yaratabilir; örneğin vankomisin Gram-pozitif bakterileri öldürmesine karşın, Haemophilus influenzae veya Pseudomonas aeruginosa gibi Gram-negatif patojenlere karşı etkisizdir. Çoğu bakteride hücrenin dışını proteinlerden oluşmuş sert bir bir S-tabakası kaplar. Bu tabaka, hücre yüzeyine kimyasal ve fiziksel bir koruma sağlar ve makromoleküllerin difüzyonuna karşı bir engel oluşturur. S-tabakalarının çeşitli ama az anlaşılmış işlevleri vardır. Kampilobakter'lerde virülans faktörü olarak etki ettikleri ve Bacillus stearothermophilus 'ta yüzey enzimleri içerdikleri bilinmektedir. Kamçılar (flagellum, çoğul hali flagella), sert protein yapılardır, çapları yaklaşık 20 nanometre olup uzunlukları 20 mikrometreyi bulabilir, hareket etmeye yararlar. Kamçının hareketi için gereken enerji, hücre zarının iki yanı arasındaki bir elektrokimyasal gradyan boyunca iyonların taşınması sonucu elde edilir. Fimbrialar ince protein iplikçiklerdir, sadece 2-10 nanometre çaplı olup uzunlukları birkaç mikrometreyi bulabilir. Hücrenin yüzeyine dağılıdırlar, elektron mikroskobunda ince saçlara benzerler. Fimbriaların, sert yüzeylere veya başka hücrelere bağlanmakla ilişkili oldukları sanılmaktadır, ve bazı bakterilerin virülansı için gereklidirler. Piluslar fimbrialardan biraz daha büyük hücresel uzantılardır, konjügasyon denen bir süreç ile bakteri hücreleri arasında genetik malzeme aktarılmasını sağlarlar (aşağıda bakteri genetiği ile ilgili bölüme bakınız). Çoğu bakteri kapsül veya sümük tabakaları üreterek kendilerini bunlarla çevreler. Bu yapılar farklı derecede karmaşıklık gösterir: hücre dışı bir polimer olan sümük tabakası tamamen düzensizdir, kapsül veya glikokaliks ise çok düzenlidir. Bu yapılar, bakterileri makrofaj gibi ökaryotik hücreler tarafından yutulmaya karşı korur. Bunlar ayrıca antijen olarak etki edip hücre tanınmasında rol oynayabilir, ayrıca yüzeylere bağlanmak ve biyofilm oluşmasına yardımcı olabilir. Bu hücre dışı yapıların biraraya gelmesi salgı sistemlerine dayalıdır. Bunlar proteinleri sitoplazmadan periplazmaya veya hücre dışı ortama aktarırlar. Çeşitli salgı sistemleri bilinmektedir ve bu yapılar virülans için gerekli olduğu için yoğun bir sekilde araştırılmaktdadır.

http://www.biyologlar.com/bakerilerde-hucre-disi-yapilar

Bakterilerde Metabolizma

Üst organizmalardan farklı olarak bakterilerde görülen metabolik tipler büyük bir çeşitlilik sergiler. Metabolik özelliklerin bir bakteri grubu içinde dağılımı geleneksel olarak onların taksonomisini tanımlamak için kullanılmıştır ama bu özellikler çoğu zaman modern genetik sınıflandırmaya karşılık gelmez. Bakteriyel metabolizmayı besinsel gruplara göre ayırırken üç ana kıstas kullanılar: büyüme için kullanılan enerji türü, karbon türü ve elektron vericisi. Solunum yapan mikroorganizmalar için kullanılan bir diğer kıstas, aerobik veya anaerobik solunum için kullanılan elektron alıcılarıdır. Bakterilerde karbon metabolizması ya heterotrofiktir, organik bileşikler karbon kaynağı olarak kullanılır veya ototrofiktir, yani hücresel karbon, karbon dioksitin karbon fiksasyonu elde edilir. Tipik ototrofik bakteriler arasında fototrofik siyanobakteriler, yeşil kükürt bakterileri ve bazı mor bakteriler sayılabilir, ama pekçok kemolitrofik türler de, örneğin azotlayıcı ve kükürt yükseltgeyici bakteriler de bu grupta yer alır. Bakterilerin enerji metabolizması ya fototrofiye, yani ışığın fotosentez yoluyla kullanımına, ya da kemotrofiye, yani enerji için kimyasal bileşiklerin kullanımıdır ki bu bileşiklerin çoğu oksijen veya ona alternatif başka elektron alıcıları yoluyla yükseltgenir (aerobik veya anaerobik solunum). Nihayet, bakteriler ya inorganik ya da organik bileşikler elektron vericileri kullanmalarına göre, sırasıyla, litotrof veya organotrof olarak siniflanirlar. Kemotrofik organizmalar, hem enerji korunumu (solunum veya fermantasyon ile) hem de biosentetik tepkimeler için bu elektron vericilerini kullanır, buna karşın fototrofik organzmalar onları sadece biyosentetik amaçla kullanırlar. Solunum yapan organizmalar enerji kayanğı olarak kimyasal bileşikler kullanırlar, bunun için elektronlar bir yükseltgenme-indirgenme (redoks) tepkimesi ile indirgenmiş bir substrattan bir son elektron alıcısına taşınır. Bu tepkimenin açığa çıkardığı enerji ile ATP sentezlenir ve metabolizma yürütülür. Aerobik organizmalarda oksijen elektron alıcısı olarak kullanılır. Anaerobik organizmalarda nitrat, sülfat veya karbon dioksit gibi başka inorganik bileşikler elektron alıcısı olarak kullanılır. Bunlar sonucunda ekolojide büyük önem taşıyan denitrifikasyon, sülfat indirgenmesi ve asetogenez süreçleri meydana gelir. Kemotroflarda, bir elektron alıcısının yokluğu halinde, bir diğer olası yaşam yolu fermantasyondur, bunda indirgeniş substratlardan elde edilen elektronlar yükseltgenmiş ara ürünlere aktarılarak fermantasyon ürünleri meydana getirir, örneğin laktik asit, etanol, hidrojen, butirik asit gibi. Substratların enerji seviyesi ürünlerinkinden daha yüksek olması sayesinde fermantasyon mümkün olur, böylece organizmalar ATP sentezler ve metabolizmalarını çalıştırırlar. Bu süreçler, çevre kirlenmesine olan biyolojik tepkilerde de önemlidirler: örneğin sülfat indirgeyici bakteriler, cıvanın çok toksik şekillerinin (metil- ve dimetil-cıva) üretiminden büyük ölçüde sorumludur. Solunum yapmayan anaeroblar fermantasyon yoluyla enerji üretip indirgeyici güç elde ederler, bu sırada metabolik yan ürünleri (biracılıkta etanol gibi) atık olarak salgılarlar. Seçmeli anaeroblar (fakültatif anaeroblar), içinde bulundukları çevresel şartlara göre fermantasyon ile farklı elektron alıcıları arasında seçim yaparlar. Litotrofik bakteriler enerji kaynağı olarak inorganik bileşikler kullanırlar. Yaygın kullanılan elektron vericileri hidrojen, karbon monoksit, amonyak (nitrifikasyona yol açar), feröz demir ve diğer indirgenmiş metal iyonları, ve bazı indirgenmiş kükürt bileşikleridir. Metan gazı metanotrofik bakteriler tarafından hem bir elektron kaynağı hem de karbon anabolizmasında bir substrat olarak kullanılması bakımından dikkat çekicidir. Hem aerobik fototrofi hem de kemolitotrofide, oksijen nihai elektron alıcısı olarak kullanılır, anaerobik şarlarda ise inorganik bileşikler kullanılır. Çoğu litotrofik organizma otortorfiktir, buna karşın organotrofik organzmalar heterotrofiktir. Karbon dioksitin fotosentezle fiksasyonuna ek olarak bazı bakteriler, nitrojenaz enzimini kullanarak azot gazını sabitlerler (azot fiksasyonu). Çevresel olarak önemli olan bu özellik, yukarıda sayılmış metabolik tiplerin herbirindeki bazı bakterilerde görülür ama evrensel değildir.

http://www.biyologlar.com/bakterilerde-metabolizma

Bakterilerde Büyüme ve üreme

Çok hücreli organizmalardan farklı olarak, tek hücreli organizmalarda büyüme (hücre büyümesi) ve hücre bölünmesi yoluyla üreme sıkı bir sekilde birbirine bağlıdır. Bakteriler belli bir boya kadar büyür ve sonra eşeysiz üreme şekli olan ikili bölünme ile ürerler. En iyi şartlarda bakteriler büyük bir hızla büyür ve ürerler; bakteri topluluklarının sayısı her 9,8 dakikada ikiye katlanabilir. Hücre bölünmesinde birbirinin aynı iki yavru hücre meydana gelir. Bazı bakteriler, eşeysiz üremelerine rağmen, daha karmaşık yapılar oluştur, bunlar yavru hücrelerin yayılmasını kolaylaştırır. Buna örnek myxobacteria'larda tohum yapıları ve Streptomyces'te hif oluşumudur. Bazı bakterilerde ise tomurcuklanma olur, hücre yüzeyindeki meydana gelen bir uzantı kopunca bir yavru hücre meydana gelir. Laboratuvarda bakteriler çoğu zaman katı veya sıvı ortamda büyütülürler. Katı büyüme ortamı olarak agar kapları kullanılır, bunlar aracılığıyla bir bakteri suşunun saf bir kültürü elde edilir. Ancak, büyümenin hızının ölçülmesi veya büyük miktarda hücrenin eldesi gerektiğinde sıvı büyüme ortamları kullanılır. Karıştırılan bir ortam içinde büyüyen bakteriler homojen bir hücre süspansiyonu olştururlar, böylece kültürün eşit olarak bölünmesi ve başka kaplara aktarımı kolay olur. Ancak sıvı ortamda tek bakteri hücrelerinini izole edilmesi zordur. Seçici ortam (belli besin maddeleri eklenmiş veya eksik bırakılmış, veya antibiyotik eklenmiş ortam) belli organizmaların kimliğinin tespitine yardımcı olur. Bakteri büyütmek için kullanılan çoğu laboratuvar tekniğinde, çok miktarda hücrenin hızlı ve ucuz olarak üretilmesi için bol miktarda besinler kullanılır. Ancak, doğal ortamlarda besinler sınırlı miktradadır, bu yüzden bakteriler ilelebet üremeye devam edemez. Besin sınırlaması farklı büyüme stratejilerinin evrimleşmesine yol açar (bakınız r/K seçilim teorisi. Bazı organizmalar besinler mevcut olunca son derece hızlı çoğalır, örneğin yaz aylarında bazı göllerde yosun ve siyanobakteriyel büyümelerinde olduğu gibi. Başka bazı organizmalar sert çevresel şatlara adaptasyonları vardır, örneğin Streptomyces'in rakip organizmaları engellemek için çoklu antibiyotik salgılaması gibi. Doğada çoğu organizma besin teminini kolaylaştıran ve çevresel streslere karşı koruyucu topluluklar halinde (biyofilm gibi) yaşar. Bu ilişkiler belli canlı veya canlı gruplarının büyümesi için şart olabilir (sintrofi). Bakteriyel büyüme üç evre izler. Bir bakteri topluluğu yüksek besin bulunduran bir ortama ilk girdiğinde hücrelerin yeni ortamlarına adapte olmaları gerekir. Büyümenin ilk evresi bekleme aşamasıdır (latent dönem veya lag fazı), bu yavaş büyüme döneminde hücreler yüksek besili ortama adapte olup hızlı büyümeye hazırlanırlar. Hızlı büyüme için gerekli olan proteinler üretilmekte olduğu için bekleme döneminde biyosentez hızı yüksektir. Büyümenin ikinci evresi logaritmik faz (log fazı) veya üssel faz olarak adlandırılır. Bu evrede üssel büyüme olur. Bu evrede hücrelerin büyüme hızı (k), hücre sayısının iki katına çıkma süresi de jenerasyon zamanı (g) olarak adlandırılır. Besinlerden biri tükenip sınırlayıcı olana kadar süren log fazı sırasında besinler en yüksek hızla metabolize olur. Büyümenin son evresi durağan faz olarak adlandırılır, ve besinlerin tükenmiş olmasından kaynaklanır. Hücreler metabolik etkinliklerini azaltır ve gerekli olmayan hücresel proteinlerini harcarlar. Durağan faz, hızlı büyümeden bir strese tepki haline geçiş dönemidir, DNA tamiri, antioksidan metabolizması, ve besin taşıması ile ilişkili genlerin ifadesinde bir artış olur.

http://www.biyologlar.com/bakterilerde-buyume-ve-ureme

Hücre teorisi

1)Bütün canlılar hücrelerden meydana gelmiştir. 2)Hücreler bağımsız hareket ettikleri halde birlikte iş görürler. 3)Hücreler bölünerek çoğalırlar. Bilinen en büyük hücre deve kuşu yumurtasıdır.Bilinen en uzun hücre ise sinir hücresidir. Hücreler ökaryot ve prokaryot olmak üzere iki kısımda incelenir. Prokaryot hücre: Kalıtım maddesi etrafında çekirdek zarı bulunmayan ve ribozom hariç hücre organellerine sahip olmayan ilkel hücre tipidir. Bakteri ve mavi – yeşil alg örnek verilebilir. Ökaryot hücre Kalıtım maddesi etrafında çekirdek zarı bulunan ve hücre organellerine sahip olan gelişmiş hücre tipidir. Ökaryot hücre üç kısımda incelenir. 1) HÜCRE ZARI · Yağ,protein az miktarda karbonhidrattan oluşur.Hücre zarının yapısı akıcı-mozaik zar modeli ile açıklanır.Bu modele göre zar; yağ denizinde yüzen proteinlerden oluşmuştur. · Karbonhidratlar hücre zarındaki yağlarla birleşerek glikolipid, proteinlerle birleşerek glikoprotein şeklinde bulunur.Bunun sağladığı avantaj ise hücrelerin birbirini tanıması ve bağışıklıktır.Hücre zarının özgüllüğünü veren kimyasal madde glikoproteindir. Glikolipidi ve glikoproteini golgi sentezler. · Madde giriş-çıkışı proteinler üzerindeki porlardan olur. · Zarın özellikleri : Canlıdır,saydamdır,esnektir ve seçici geçirgendir. · Zardaki proteinler enzim görevi yapar. · Zarın görevleri : Hücreyi dağılmaktan korur. Hücreye şekil verir. Hücreyi dış etkilerden korur. Madde alışverişini sağlar. Zarın seçici-geçirgen olması onun canlı olduğunu gösterir. Hücre çeperi cansızdır,esnek değildir,tam geçirgendir.Hücrenin dayanıklılığını arttırır, hücreye şekil verir.Üzerindeki deliklere geçit denir. Selülozik yapıdadır. Prokaryot hücrelerde de bulunur ama yapısı selülozik değildir. 2) SİTOPLAZMA Hücre zarı ile çekirdek arasını dolduran, canlı, renksiz, yarısaydam, suda çözünmeyen bir sıvıdır. İki kısımdır. a) Sıvı kısım: Su,protein,yağ,karbonhidrat,mineral,vitamin,RNA çeşitleri,nükleotidler,ATP ve enzimler gibi organik ve inorganik maddelerden oluşmuştur Görevi: 1) Biyokimyasal reaksiyonlar için zemin oluşturmak 2) Organellere yataklık etmek. 3) Rotasyon ve sirkülasyon hareketleri ile organellerin hareketini sağlamak. b) Organeller:Özel yapı ve görevi olan sitoplazmik cisimlerdir. ENDOPLAZMİK RETİKULUM Hücre zarından çekirdek zarına kadar uzanan zarlı kanallar sistemidir. Memeli alyuvarı hariç bütün çekirdekli hücrelerde bulunur. Hücre içine ve dışına madde taşır.Bazı maddeleri depolar.(Ca ve protein). Çekirdek zarı ve golgiyi yapar.Hücreyi bölmelere ayırarak,sitoplazmadaki asidik ve bazik tepkimelerin birbirini etkilemeden yapılabilmesini sağlar. Üzerinde ribozom bulunanlarına granüllü ER; bulundurmayanlara da granülsüz ER denir. Granüllü ER enzim salgılayan hücrelerde, granülsüz ER yağ sentezleyen hücrelerde çoktur. GOLGİ Çekirdeğe yakın bulunur.Hücre zarı yapımına katılır. Salgı maddelerin yapılması,paketlenmesi ve salgılanmasından sorumludur.Onun için süt bezi, tükrük bezi,ter bezi gibi salgı yapan hücrelerdeki sayısı diğer hücrelerdekilere oranla daha fazladır. Enzimleri paketliyerek lizozomu oluşturur.Hücre zarı yapımına katılır. Glikoprotein,lipoprotein,mukus,bağ dokusu ara maddesi ve ayrıca bitkilerde selülozlu maddeler salgılar. Memeli alyuvarı hariç bütün çekirdekli hücrelerde bulunur. LİZOZOM Büyük moleküllü besinleri parçalar.Kurbağa larvalarında kuyruğun kopması,salgılama dönemi biten memelilerde süt bezlerinin körelmesi,pasif kalan kasların küçülmesi,harap olmuş dokuların, yaşlı alyuvarların ve vücuda giren mikropların yok edilmesi lizozom sayesindedir. Fagositoz ve pinositoz yapan hücrelerde çoktur.ÖRNEK:Akyuvar hücresi ve tek hücreliler. Lizozom parçalanırsa hücre kendini sindirir.Buna otoliz denir. Lizozomun etrafındaki zar golgiden oluşur. İçerisindeki enzimler ribozomlarda üretilir. Üretilen enzimler ER ile taşınır. ER ile taşınan enzimler golgide paketlenerek lizozom oluşturulur. · Yani lizozomun oluşmasında ribozom,golgi ve ER etkilidir. NOT 1 : (Bazı kitaplara göre)Hayvanlara özgüdür.Bitkilerde ise lizozom benzeri yapılara fitolizozom denir. RİBOZOM Bütün hücrelerde bulunan en küçük organeldir. Protein ve rRNA’dan oluşur.Çekirdekçikte üretilir. Zarsızdır ve iki birimdir.Üst birim(büyük birim) protein,alt birimse(küçük birim) rRNA’dan oluşur. Protein ve enzim sentezler. Granüllü ER ve çekirdek zarı üzerinde,mitekondri ve kloroplastın sıvısında ve ayrıca sitoplazma da bulunabilir. Yoğun protein sentezi sırasında yan yana gelerek polizomları oluştururlar. Her canlıda ribozomların farklı olmasının sebebi rRNA’ ların farklılığındandır. Bir hücrenin canlılığını sürdürebilmesi için mutlaka ribozoma ihtiyacı vardır.(Enzimlerden dolayı) Enzim salgılayan bez hücrelerinde sayısı daha fazladır. MİTOKONDRİ Çift zarlıdır.İç zar kıvrımlıdır. Kıvrımlara krista,zarların arasını ve içini dolduran sıvıya matriks denir. Oksijenli solunum yaparak enerjinin üretildiği ve depolandığı yerdir. Enerji ihtiyacı fazla olan kas,sinir ve karaciğer gibi hücrelerde sayısı daha fazladır. Bulundukları hücrenin de enerjiye en çok ihtiyaç olan bölümlerinde toplanırlar. ÖRNEK:Sinirlerin sinaps bölgelerinde,spermlerin kuyruklarında ve kasların kasılma bölgelerinde,karaciğer hücrelerinde ve beyin hücrelerinde çok bulunur. Kendine ait DNA,RNA,ribozom ve ETS’si bulunur. Kendi DNA’sı olmasına rağmen hücre DNA’ sına bağımlıdır. Bitkilerde mesozom ve klorofil bulunduğundan dolayı mitokondri miktarı daha azdır. Prokaryotlarda ve memeli alyuvarında bulunmaz. SENTROZOM Bazı su yosunu,mantar,hayvan ve insan hücrelerinde bulunur. Sentriol denilen iki alt birimden oluşur. Hücre bölünmesi sırasında kendini eşleyerek zıt kutuplara çekilir ve iğ ipliklerinin oluşmasını sağlar. Hücre dışına uzanan kirpik,kamçı,sil gibi yapıları oluşturur. Sentrioller dikine duran dokuz çift tüpçükten oluşur. PLASTİDLER Sadece bitki hücrelerinde bulunan renk maddesidir.3 tiptir. a) Kloroplast Bitkiye yeşil rengini verir. Çift zarlıdır.İç zarı katmanlıdır.Bu katmanlara grana,içini dolduran sıvıya ise stroma denir. Fotosentez yaparak besin üretir. Kendine has DNA,RNA,ribozom ve ETS’si bulunur. Granalar içinde bitkiye yeşil rengini veren ve fotosentez için gerekli ışığı absorbe eden klorofil vardır. Bütün bitki hücrelerinde bulunmaz.ÖRNEK:Kökte. b) Kromoplast Bitkilerde meyve ve çiçeklerin rengini verir.Likopin(kırmızı),ksantofil(sarı) ve karoten (turuncu) olmak üzere üç çeşittir. Bitkilerde diğer renkler; koful öz suyunun asit veya baz oluşuna göre renk değiştiren aktokyan denen maddeler ile oluşturulur. c) Lökoplast Renksizdir.Genelde kök,gövde ve tohumda bulunur. Nişasta,yağ ve protein depolar. Işıkla karşılaşınca kloroplastlara dönüşür. KOFUL ER’dan,golgiden,hücre zarından ve lizozomdan oluşabilir. Hayvansal hücrelerde az ve küçük,bitkisel hücrelerde ise gençken küçük,yaşlandıkça büyürler.Çünkü tuzlu artıklar kofullarda biriktirilir. Hücre içi osmatik basınç ve pH’ı ayarlar. Kofulda bulunan su turgor basıncı oluşturarak hücreye diklik ve direnç verir. Metabolizmanın aktiflik derecesini belirler.Eğer koful büyük ve sitoplazmada miktarı çok ise metabolizma yavaşlar. Besin kofulu : Fagositoz ve pinositozla alınan besinlerin bir zarla çevrilmesiyle oluşur.Akyuvarlar mikropları fagositoz ve pinositozla aldığında dolayı,akyuvarlarda daha fazla sayıda besin kofulu bulunur. Kontraktil (vurgan) koful : Tatlı su tek hücrelilerinde bulunan daimi kofuldur.Fazla suyu dışarı atar. Boşaltım kofulu : Artık maddeleri ekzositozla dışarı atar. PEROKSİZOM Bitkisel ve hayvansal hücrelerde bulunan ve içerisinde katalaz enzimi bulunan organeldir. İçerisindeki katalaz enzimi H2O2 ‘yi H2O ve O2′ye parçalar. H2O2 hücre için çok tehlikelidir.Çünkü O2′nin reaksiyona girmesini yani solunumu önler. Sitoplazmanın pH derecesi 8,0′dır. Hücre Çeperi: Hücre zarı üzerinde selüloz birikmesi ile oluşur. Bitki hücresine sertlik ve desteklik verir. Bitki hücrelerinde bulunur.ölüdür.bazen yapısına bağlı olarak kütin, lignin mum gibi maddeler katılır. 3) ÇEKİRDEK Hücre bölünmesini sağlar.Kalıtım bilgisini taşır. Hücresel olayların yönetilmesinde ve karakterlerin sonraki nesillere aktarılmasında görevlidir4 bölümdür. A) ÇEKİRDEK ZARI · Çift katlı bir zardır. · Üzerindeki deliklere por denir.Bunlar hücre zarındaki porlardan daha büyüktür. · Hücre bölünmesi sırasında kaybolan bu zarın bölünmeden sonra yeniden yapılmasında ER ve golgi görevlidir   B) ÇEKİRDEK SIVISI · Homojen görünümlüdür.İçerisinde bol miktarda ATP,nükleotit,ribozom ve protein bulunur. C) ÇEKİRDEKÇİK · Bol miktarda RNA ve protein bulunur.Ribozom sentezi yapılır.Bakterilerde yoktur. D) KROMATİN İPLİK · Hücrede en çok bulunan maddedir. · DNA’nın kendisi olup kromozomları oluşturur.Kromozomlar DNA ve proteinden oluşmuştur. Kalıtsal karakterleri taşır.Üreme ve büyümeyi sağlar.Hücreyi yönetir. Kromozom sayısı, türlere göre değişkenlik gösterir. Örneğin insanda 46, soğanda 16 kromozom bulunur. Homolog Kromozom:Birisi anneden diğeri babadan gelen şekil ve yapısı aynı olan karşılıklı lokuslarında aynı karakter üzerine etkili genleri taşıyan kromozomlara denir. Homolog kromozom taşıyan hücrelere diploid( 2n) hücre denir.Üreme hücreleri gibi (n) kromozom taşıyan hücrelere haploid hücre denir.

http://www.biyologlar.com/hucre-teorisi

Bakterilerde Genetik Yapı

Çoğu bakteride tek bir dairesel kromozom bulunur, bunun büyüklüğü endosimbiyotik bir bakteri olan Candidatus Carsonella ruddii de 160.000 baz çiftinden, bir toprak bakterisi olan Sorangium cellulosumda 12,200,000 baz çiftine kadar uzanır. Borrelia cinsine ait spiroketler bu genel özelliğin bir istisnasıdır, Borrelia burgdorferi (Lyme hastalığı etmeni) gibi türlerde tek bir doğrusal kromozom bulunur. Bakteriyel kromozomlardaki genler genelde tek bir sürekli DNA parçasından oluşur, bazı bakterilerde intronlar bulunmuşsa da bunlar ökaryotlarda olduğundan çok daha enderdir. Bakteriler aynı zamanda plazmidler de bulunabilir, bunlar kromozomdan ayrı DNA parçalarıdır, antibiyotik direnç genleri veya virülans faktörleri içerebilirler. Bir diğer tip bakteriyel DNA, kromozoma entegre olmuş virüslere (bakteriyofajlara) aittir. Çeşitli bakteriyofaj türleri vardır, bazıları sadece konak bakterilerini enfekte edip onu parçalar, diğerleri ise hücre içine girdikten sonra DNA'larını bakteriyel kromozoma dahil ederler. Bir bakteriyofaj konak hücresinini fenotipine katkıda bulunan genler taşıyabilir: örneğin Escherichia coli O157:H7'nin evrimi sırasında entegre olmuş bir fajın toksin genleri, zararsız bir atasal bakteriyi ölümcül bir patojene dönüştürmüştür. Bakteriler, eşeysiz organizmalar olarak, ana hücrelerinin genlerinin kopyalarını devralırlar. Ancak tüm bakteriler, DNA'larındaki değişikliklerin (mutasyon ve genetik rekombinasyonun) seçilimi ile evrimleşir. Mutasyonlar DNA ikileşmesi sırasında meydana gelen hatalar veya mutajenlerden kaynaklanır. Mutasyon hızları farklı bakteri türleri ve hatta aynı bakterinin farklı suşları arasında büyük farklılıklar gösterir. Bazı bakteriler ayrıca genetik malzemelerini hücreler arasında aktarabilirler. Bu üç yolla meydana gelebilir. Birincisi, bakteriler ortamlarıdaki yabancı DNA'yı içlerine alabilirler, buna transformasyon denir. Genler ayrıca transdüksiyon yoluyla, bir bakteriyofajın yabancı bir DNA parçasını kromozomun içine yerleştirmesiyle aktarılabilir. Gen aktarımını üçüncü yolu bakteriyel konjügasyondur, bunda DNA doğrudan hücresel temas yoluyla aktarılır. Başka bakteri veya ortamdan gen edinimine yatay gen transferi denir ve doğal şartlarda bu yaygın olabilir. Gen transferi özellikle antibiyotik direncinin oluşmasında önemlidir, çünkü bu, farklı patojenler arasında direnç genlerinin transferini sağlar

http://www.biyologlar.com/bakterilerde-genetik-yapi

Bakterilerde Hareket

Hareketli (motil) bakteriler Kamçı (Biyoloji), bakteriyel kayma, seğirmeli hareket ve batmazlık (buoyuans) değişmesi yoluyla hareket ederler. Seğirmeli hareketlilikte bakteriler tip IV piluslarını bir kanca olarak kullanır, tekrar tekrar onu uzatır, bir yere saplar ve büyük bir kuvvetle (>80 pN) geri çeker. Bakteriyel türler kamçılarının sayı ve düzenine göre farklılık gösterirler; bazılarının tek bir kamçısı vardır (tek kamçılı veya monotrik), bazılarının iki uçta birer kamçısı (iki kamçılı veya amfitrik), bazılarının uçlarında kamçı kümeleri (iki demet kamçılı veya lofotrik), diğerlerinin ise tüm yüzeylerine yayılmış kamçıları vardır (çok kamçılı veya peritrik). Bakteri kamçısı yapısı en iyi anlaşılmış hareketlilik yapısıdır, 20 proteinden oluşur, ayrıca onun düzenlenmesi ve inşası için yaklaşık 30 diğer protein gereklidir. Kamçının tabanında bulunan motor, membranın iki yanı arasındaki elektrokimyasal gradyanı güç için kullanır. Bu motor, bir pervane gibi çalışan iplikçiği döndürür. Çoğu bakterinin (E. coli gibi) iki farklı hareket biçimi vardır: ileri hareket (yüzme) ve yuvarlanma (tumbling). Yuvarlanma sayesinde bakteri yönünü değiştirir ve izlediği yol üç boyutlu bir rassal yürüyüş şeklini alır (Aşağıda verilen dış bağlantılarda ilgili videoya bakınız) Spiroketlerin kamçısı periplamik boşlukta iki zar arasında bulunur. Bu bakterilerin kendilerine has sarmal bir gövdeleri vardır ve hareket ederken kıvrılırlar. Hareketli bakteriler belli uyaranlar tarafından çekim veya itime uğrarlar, bunun neden olduğu davranışlara taksis denir: bunların arasında kemotaksis, fototaksis ve manyetotaksis bulunur. Myxobacterialerde, bireysel bakteriler beraber hareket ederek hücre dalgaları oluşturur, bunlar farklılaşıp içinde sporlar bulunduran tohum yapıları oluşturur. myxobacteria'lar yalnızca katı ortam üzerindeyken hareket ederler, buna karşın E. coli hem sıvı hem katı ortamda hareketlidir. Birkaç Listeria ve Şigella türü, konak hücreler içinde hareket ederken, normalde organellerin hücre içinde taşınmasını sağlayan hücre iskeletini kullanırlar. Kendi hücrelerinin bir kutbunda aktin polimerizasyonunu sağlayarak bir cins kuyruk oluştururlar, bu onları konak hücre sitoplazması içinde iter.

http://www.biyologlar.com/bakterilerde-hareket

<b class=red>Bakterilerde</b> Sınıflandırma ve kimlik tespiti

Bakterilerde Sınıflandırma ve kimlik tespiti

Sınıflandırma, bakterileri benzerliklerine göre gruplandırıp adlandırarak onlardaki çeşitliliği betimlemeye yarar.

http://www.biyologlar.com/bakterilerde-siniflandirma-ve-kimlik-tespiti

Mikrobiyal Biyoteknoloji Bölüm 1

Biyoteknoloji Nedir ? - Biyolojik araç, sistem ve süreçlerin üretim ve hizmet endüstrilerine uygulanması - Endüstriyel uygulamalarda başarılı olabilmek için Biyokimya, Mikrobiyoloji ve Mühendislik bilimlerinin ortak kullanımı ile mikroorganizmaların, doku ve hücre kültürlerinin kapasitelerinin artırılması - Çeşitli yararlı maddelerin üretilmesi için biyolojik özellikleri kullanan bir teknoloji olması - Biyolojik araçlar tarafından üretilen materyallerin daha iyi ürün ve hizmet vermek üzere bilim ve mühendislik ilkelerinin uygulanması - Biyoteknoloji sadece teknik ve süreçlerin toplamına verilen bir addır. - Biyoteknoloji canlı organizmaları ve onların yapıtaşlarını tarım, gıda ve diğer endüstrilerde kullanan bir tekniktir. - Biyoteknoloji konu olarak “multidisipliner” yani bağımsız pek çok bilim dalını birarada barındırır. Eğer biyoteknoloji çalışması yapanları bir liste altında toplamak gerekirse Biyokimyacılar, Mikrobiyologlar,Genetikçiler, Moleküler biyologlar, Hücre biyologları, Botanikçiler, Ziraat mühendisleri, Virologlar, Analitik kimyacılar, Biyokimya mühendisleri, Kimya mühendisleri, Kontrol mühendisleri, Elektronik mühendisleri ve Bilgisayar mühendisleri bu liste içerisinde sayılabilir. BİYOTEKNOLOJİDE MİKROBİYAL SİSTEMLER 1-)Bakteriler ve Cyanobacteria (mavi-yeşil bakteriler) A-) Bakteriler: Toprak, hava, su, hayvan ve bitki yüzeylerinde bulunurlar. Bazıları hastalık etkeni olmakla beraber çoğu zararsız ve organik atıkların geri dönüşümü sırasındaki yararlı etkileri ve birçok faydalı ürünü üretmeleri nedeniyle biyoteknolojide oldukça önemli bir yere sahiptirler. Aynı genusa ait bazı türler endüstriyel açıdan faydalı özelliklere sahipken bazıları insanlar için zararlıdır. Örneğin Bacillus türleri toprakta yaşarlar ve aerop veya fakültatif anaerop metabolizmaya sahiptirler. § B. subtilis endüstride kullanılan amilaz enziminin kaynağıdır. § B. thruringiensis ise birçok bitki zararlısı böceğin patojenidir. Ve bu nedenle böceklere dirençli bitkilerin oluşturulmasında genetik mühendisliğinin önemli çalışma konularından birini oluşturur. § B.athracis ise insanlara patojen etkiye sahiptir ve şarbon hastalığının nedenidir. Prokaryotik biyolojik sistemler: § E.coli dışındaki diğer prokaryotlar § Acremonium chrysogenum § Bacillus brevis § Basillus subtilis, Basillus thuringiensis § Corynebacterium glutamicum § Erwinia herbicola § Peudomonas spp § Rhizobium spp § Streptomyces spp § Trichoderma resei § Xanthomonas campestris § Zymomonas mobilis Bu organizmalar iki grup altında toplanabilir. 1-) Özel bir fonksiyona sahip bir gen için konak olma. Ör: termofillerden izole edilen ve PCR teknolojisinde kullanılan ısıya dirençli DNA polimeraz enziminin E.coli’de klonlanması ve üretimin gerçekleşmesi. 2-)Belirli işleri çok daha etkin yapabilmek için genetik mühendisliği ile geliştirilme. Ör: Endüstriyel açıdan önemli amino asitlerin çok fazla üretilmesi için Corynebacterium glutamicum’un çeşitli türlerinin geliştirilmesi. 2-) Cyanobacteria (mavi-yeşil bakteriler): Mavi-yeşil bakteriler prokaryotlar sınıfına dahil olup fotosentez özelliğine sahiptir. Örnek olarak Anabaena cylindris, Nostok muskorum, Spirulina platensis türleri verilebilir. İlk kez varlıkları fosillerde saptanmıştır. Dünya oluşumunda belki de ilk canlı organizmalardır. Tatlı ve tuzlu suların yüzeylerinde bulunurlar. Karada ise ışığın ve nemin olduğu çamur ve kaya, tahta veya bazı canlı organizmaların yüzeylerinde bulunabilirler. Koyu yeşilimsi-mavi pigmentlerinden dolayı bu isimle adlandırılırlar. Sadece birkaç organizma atmosferik azotu amonyağa redüklemek yoluyla a.a. ve proteinleri üretmek üzere organik asitlere dönüştürülebilir. Azot fikse edebilen bakteriler gibi mavi-yeşil bakterilerde böyle bir yeteneğe sahiptir. Hücreler nitrogenaz enzimi ile bu reaksiyonu gerçekleştirirler. Bu enzim oksijen ile inaktive olur. Bu nedenle azot fikse eden hücrelerin içindeki koşullar anaerobik olmalıdır. Anabaena gibi bazı mavi-yeşil bakterler azot fiksasyonundan sorumlu heterosit adı verilen özel kalın duvarlı hücrelere sahiptirler Mavi-yeşil bakterilerin biyoteknolojik önemi: Mavi-yeşil bakteriler fotosentez yetenekleri, yüksek protein içerikleri ve basit besiyerlerinde hızlı çoğalmaları nedeniyle besin kaynağı olarak kullanım alanına sahiptir. Tek hücre proteini (THP) elde edilmesinde en çok denenen günümüzde insan ve hayvanların beslenmesinde geniş uygulama alanı olan mavi-yeşil bakteriler, diğer mikroorganizmalardan farklı olarak yeterli miktarda karbondioksit, belirli derecede aydınlatma, geniş üretim ortamı gibi özel koşullara gereksinim gösterirler. Sprilulina platensis Afrika ve güney Amerika’da ki sığ göllerde doğal olarak bulunur. Binlerce yıldan beri yöredeki insanlar tarafından toplanan bu algler kurutulduktan sonra besin kaynağı olarak çoğunlukla sos şeklinde veya çorba içinde kullanılmaktadır. Nostoc ise Peru ve Güney doğu Asya ‘da besin maddesi olarak kullanılan bir diğer siyanobakteridir. Gübre olarak kullanılmaları: Mavi-yeşil bakterilerin azot fiksasyon özelliği saptandıktan sonra kurutulmuş Tolypthrix tenuis pirinç tarlasına serpildiğinde azot fiksasyonunda ve verimde artış gözlenmiştir. M-Y bakterilerin Hindistan da pirinç tarlalarında gübre olarak kullanımıyla toprağın havalandırılması sonucunda su geçişi ve toprağın sıcaklığının daha homojen olması sağlanmaktadır. Azot fiksasyonu için M-Y bakterilerin Rhizobium’ların yerini almasının bazı avantajları vardır. Mavi-Yeşil bakteriler havadaki azotu amonyuma redüklerken fotosentez metabolik yolunu kullanırlar. Yani bir bitki ile simbiyotik bir yaşam ve enerji kaynağı olarak herhangi bir organik molekül ilavesi gerekmez. Tarımda azot fikse eden mavi-yeşil bakteriler organik gübre olarak kullanılabilir. Çin, Hindistan, Filipinler gibi pirinç tüketimi fazla olan bölgelerde büyük oranlarda ürerler. Pirincin büyüme sezonunun başında eğer suya siyanobakterlerin başlangıç kültürleri ekilirse pirinç veriminde %15-20 oranında artış olduğu bildirilmektedir. Mavi-Yeşil bakteriler antibiyotiklerin ve diğer biyolojik olarak aktif moleküllerin ticari boyutlardaki üretimi için büyük bir potansiyel oluştururlar. Çünkü Mavi-Yeşil bakteriler heterotrofturlar. Bu özellikleri de onların fermentasyon koşullarında üretilmelerine olanak sağlar. Henüz araştırma aşamasında olan Anacystis nidulans ile yapılan rekombinant DNA teknolojisi çalışmalarıyla nadir bileşiklerin üretiminde kullanımları amaçlanmaktadır. Araştırmalar Mavi-Yeşil bakterilerin güneş enerjisi dönüşüm sisteminde yer alması için devam etmektedir. Anabaena cylindrica heterocystleri vejatatif hücrelerde fotosentez yoluyla oluşturdukları oksijeni dışarı verirler. Azot yokluğunda ise heterositlerde nitrogenaz enzimi katalizörlüğünde elektronlar H+ iyonuna transfer edilerek Hidrojen gazı açığa çıkarırlar. Oksijen ve Hidrojen her ikisi de endüstride ihtiyaç duyulan gazlardır. Sonuç olarak; Fermentör koşullarında üreyebilirler, uzun süreli fizyolojik stabiliteye, basit besin gereksinimine, köpük oluşturmama özelliğine sahiptirler. Diğer alglerden farklı olarak azot fiksasyonu yapabilme farklılığına sahiptirler. Optimum sıcaklık 35oC dir. Karanlıkta veya gün ışığında heterotrofik olarak ürerler. 2-) MAYALAR: Tek hücreli tomurcuklanma veya bölünerek eşeysiz çoğalan ökaryotik mikroorganizmalardır. Mayaların tanımlanması maya biyoteknolojisi için oldukça önemlidir. Örneğin endüstriyel süreçlerde yabani ve kültüre edilmiş mayalar arasındaki farkı gösterebilmek esastır. Bira üretiminde üründe istenmeyen aroma oluşumuna neden olan yabani ırkın karışması veya ekmek mayası üretiminde şeker transport yeteneği daha fazla olan Candida utilis mayasının karışması ekmek mayası üretiminde kullanılan Saccharomyces cerevisiae mayasının üremesini engelleyecektir. Maya genuslarının ayrımında fizyolojik testlerle birlikte morfolojik testler de kullanılır. Günümüzde 700 civarında maya türü tanımlanmıştır. Fakat bu sayı maya çeşitliliğinde sadece çok küçük bir bölümü temsil etmektedir. Tanımlanmamış maya genus ve tür sayısı çok daha fazladır. Maya biyologları için maya çeşitliliğini tanımlamak kadar diğer önemli bir nokta özellikle biyoteknolojik öneme sahip türleri belirleyip saklamak ve koruyabilmektir. Moleküler biyoloji tekniklerinin yaklaşımıyla türler daha hızlı ve kolay bir şekilde karakterize edilebilmektedir. Günümüzde 6 mayanın genom projesi tamamlanmış ve işlevsel genomik çalışmaları ile genlerin işlevlerinin belirlenmesine devam edilmektedir. Maya hücreleri klorofil içermez ve zorunlu olarak kemoorganotrofiktirler. Üremek için organik karbona gerek duyarlar. Karbon metabolizmaları çok çeşitlidir. Örneğin basit şekerleri, polioller, organik ve yağ asitleri alifatik alkoller, hidrokarbonlar ve çeşitli heterosiklik ve polimerik bileşikleri karbon kaynağı olarak kullanabilirler. Bu özellikleri nedeniyle farklı habitatlar için özelleşmiş türler kolaylıkla saptanabilir. Mayalar toprak, hava ve sudan izole edilebilirler. Bazı mayalar ekstrem ortamlarda örneğin ozmofilik mayalar şeker bakımından zengin ortamlarda yaşayabilirler. Bu tür mayalar genellikle gıda bozucu olarak bilinir. Bunun dışında fırsatçı patojen olarak bazı maya türleride örneğin Candida albicans pek çok infeksiyondan sorumludur. Mayalar insanlar için; ekonomik, sosyal ve sağlık açısından oldukça önemli en eski evcilleştirilmiş organizmalardır. Alkollü içeçeklerin üretiminde, ekmek yapımında hamurun kabarması için binlerce yıl öncesinden beri kullanılmaktadırlar. Gerçekte bira yapımı belkide dünyanın ilk biyoteknolojisini temsil etmektedir. Günümüzde mayalar geleneksel gıda fermentasyonunun dışında çok çeşitli alanlarda da kullanılmaktadır. Özellikle genetik mühendisliğiyle geliştirilmiş mayalar hastalıkların önlenmesinde ve tedavisinde kullanılan pek çok farmasötik ajanın üretilmesinde yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Biyoteknolojik Öneme Sahip Bazı Mayalar - Axula adeninivorans: Nitrat ve aminleri asimile eder, 45 C üzerinde üreyebilir, pek çok hidrolaz salgılayabilir. - Candida türleri: C.albicans hidrokarbonlardan aminopenisillanik asit ve B6 vitamin üretimi, C.boidinii NAD, FAD metil ketonlar ve sitrik asit üretimi, C.famata riboflavin, C.maltosa biyokütle proteini için yağ asiti ve alkan kullanımı, C.tropicalis triptofan, C.pelliculosa selülozik materyalden biyokütle proteini, C.utilis, pek çok ürün eldesi, ksilozda üreyebilme, klonlama teknolojisinde kullanım, C.shehatae ksiloz fermentasyonu - Hansenula polymorpha: Heterolog gen anlatımı için kullanılabilen metilotrofik maya. - Kluyveromyces marxianus ve K.lactis: Laktoz ve polyfruktosanı fermente eder. Doğal kakao fermentayonu. Pek çok enzim için kaynak olabilir, klonlama teknolojisinde kullanılabilir. - Pachysolen tannophilus: Bitki lignoselülozik hidrolizatlarından kaynaklı pentoz şekerlerinin fermentasyonu. - Phaffia rhodozyma ve Pichia türleri: Gıda boyası olan astaksantin pigment üretimi. P.guilliermondii riboflavin sentezi ve hidrokarbonlardan biomas protein eldesi. P.methanolica etanol biosensörü olarak kullanılan alkol oksidaz üretimi.P.pastoris metanolden biomas protein eldesi, heterolog gen anlatımı ve insan terapötik proteinlerini üretebilen metilotrofik maya. - Rhodosporidium toruloides: Fenilketanüri tedavisinde kullanılan PAL enzim kaynağı. - Saccharomyces türleri: S.cerevisiae klasik gıda fermentasyonu. Bira, şarap, ekmek, rom, cin yapımı. Yakıt, alkol, gliserol, invertaz ve hayvan besini kaynağı.Rekombinant DNA teknolojisiyle sayısız protein üretimi. - Saccharomycopsis türleri: S.fibuligera amilolitik maya - Schizosaccharomyce pombe: Geleneksel Afrika alkollü bira yapımı. Şarapların deasidifikasyonu. Yüksek etanol ozmotik tolerans, biyokütle protein eldesi, heterolog gen anlatımı ve mutagenez testlerinde kullanım - Schwanniomyces türleri: S.castellii ve S.occidentalis amilolitik mayalar. Nişastanın ve inülinin etanole çevrimi ve heterolog gen anlatımında kullanılabilirler. - Trichosporon cutaneum: Fenol varlığına ilişkin bisensor olarak kullanılır. - Yarrowia lipolytica: Lipid ve hidrokarbonlardan biomas protein eldesi. Sitrik asit ve hücredışı enzim üretimi. Ø Zygosaccharomyces rouxii: Japon soya sosu karakteristik aromasını vermede kullanılan halofilik ve ozmotolerant maya türü. Alkollü içeçeklerin üretiminde mayalar Endüstriyel mayaların çoğu, özellikle de fermente içeçeklerin üretiminde kullanılanlar, genetik bakımından karmaşıktırlar ve stabil bir haploidi göstermezler. Örneğin bira yapımında kullanılan Sacchoromyces türleri poliploid veya anöpliod (diploid-heptaploid) ırklardır. Bu nedenle geliştirilmelerinde eşeyli üreme özelliklerinden yararlanılamaz. Bunun yerine klasik bira tadını veren organoleptik özellikleri iyi olan karakteristik fermentasyon yapan ırklardan doğal seçimle en iyi olan şeçilir. Bunun dışında endüstriyel mayaların geliştirilmesinde şüphesiz genetik mühendisliğinin önemi oldukça fazladır. Rekombinant DNA teknolojisi ile geliştirilen rekombinant mayalar tarafından üretilen biyolojik olarak aktif rekombinant proteinlerin veriminin arttırılmasında iki önemli yaklaşım vardır. Bunlar; moleküler genetik tekniklerin kullanımı ve fermentasyon teknolojisidir. Gıda tüzüğüne uygun olarak ekmek mayasının (glikoz baskısından kaçınmak ve hamurlaşmayı önlemek için) maltoz kullanım genleri değiştirilmiştir. Bira mayasında ise Maltodekstrinleri kısmi olarak parçalayan STA2 genini içeren plazmid bulunmaktadır. Genetik mühendisliği ile geliştirilmiş mayaların lignoselülozik (odunsu) atıkları substrat olarak kullanarak etanol üretmeleri yönünde yoğun çalışmalar yapılmaktadır. Etanol dışında mayaların ürettiği diğer biyoalkoller; gliserol ( alkollü içecekler için aroma katıcı, nitrogliserin türevli patlatıcılar yapımında), ksilitol (şeker yerine diyabetik ürünlerin yapımında), sorbitol, arabinitol (düşük şeker içerikli gıdaların yapımında; ilaçların kaplanmasında yenilebilir kaplama maddesi olarak) Etanolün yenilenebilir kaynaklardan mayalar kullanarak üretilmesi tüm dünyanın ilgisini çeken konulardan biridir. İlk üretim 1930’larda başlamıştır fakat petrol fiyatları düşürülünce teknoloji bırakılmıştır. 1970’deki petrol krizi ile birlikte yeniden gündeme gelmiştir. Brezilya, şeker kamışını ve melası substrat olarak kullanarak ürettiği petrolü yakıt amaçlı kullanmaktadır. Brezilya’da otomobillerin çoğu alkol veya alkol+benzin karışımı (gasohol) ile çalışmaktadır. KÜFLER Küfler hifli mantarlardır. Birçok organizma ve gıda maddesi ( ekmek, meyve, sebze.. vb) üzerinde oluşturdukları pamuk görüntüsündeki doku nedeniyle mayalardan çok daha önce keşfedilmişlerdir. Küfler, endüstride birçok ürünün eldesinde, atıklardan değerli ürünlerin oluşturulmasında kullanılan farklılaşma göstermeyen ve klorofil içermeyen mikroorganizmalardır. Doğada ve toprakta yaygın olarak bulunan küflerden endüstriyel mikrobiyoloji alanında önem taşıyanlar mikroskobik olanlardır. Küflerin üredikleri ortama proteaz, lipaz, karbonanhidrazlar gibi litik enzimleri salgılamaları ve küflerin ürettikleri çeşitli metabolitlerin birçok alanda kullanılabilir olması bu organizmaların endüstrideki önemini oldukça artırmaktadır. Ayrıca insan, hayvan ve bitkiler için patojen olan türleride bulunmaktadır. Küflerin Biyolojisi: Bir küf, protoplazma iplikleri veya uzantıları olan hiflerden ve sporlardan oluşur. Hiflerin yaptığı yumağı misel adı verilir. Hifler, bölmeli hifler ve bölmesiz hifler olarak ikiye ayrılır. Bölmeli hifler bölmeler ile hücrelere ayrılırlar ve her hücrede bir veya iki hücre çekirdeği bulunur. • Bölmesiz hiflere sönositik hif adı da verilir. • Bölme içermezler ve çok çekirdeklidirler. • Üreme hifleri genellikle koloninin yüzeyinde bulunan ve üreyen hücreleri veya sporları taşıyan hiflerdir. • Hifsel üreme ortamın besin koşulları ile yakından ilgilidir. • Beslenme hifleri ise koloniye besin sağlayan hiflerdir. Beslenme hifleri sayesinde hücrenin bulunduğu noktadan uzakta olan substratlara ulaşmaları sağlanır. • Küflerin hücre duvarı glukan, kitosan ve kitin gibi farklı glukoz polimerlerinden yapılabilir.

http://www.biyologlar.com/mikrobiyal-biyoteknoloji-bolum-1

Bakterilerin Diğer organizmalarla etkileşimleri

Görünür basitliklerine rağmen, bakteriler diğer canlılarla karmaşık etkileşimler içindedir. Bu simbiyotik ilişkiler parazitizm, mutualizm ve komensalizm olarak üçe ayrılırlar. Komensal bakteriler her yerde bulunur, hayvan ve bitkiler üzerinde büyümeleri başka yüzeyler üzerinde büyümeleri ile aynıdır (ancak sıcaklık ve ter bunların büyümesini hızlandırabilir); insanlarda bu organizmalardan çok sayıda olması vücut kokusunun nedenidir. Mutualistler Bazı bakteriler varlıklarının devamı için gerekli olan, mekânsal olarak yakın ilişkilere girerler. Bu tür mutualist ilişkilerden biri olan türler arası hidrojen transferi olarak adlandırılır, butirik asit veya propiyonik asit tüketip hidrojen tüketen anaerobik bakteriler ile, hidrojen tüketen metanojenik arkeler arasındadır. Bu ilişkide yer alan bakteriler kendi başlarına bu organik asitleri kullanamazlar çünkü bu reaksiyon sonucu aşığa çıkan hidrojen çevrelerinde birikir. Hidrojen tüketici arkelerle yakın ilişkileri sayesinde hidrojen konsantrasyonu yeterince düşük kalır ve bakteriler büyüyebilir. Toprakta, rizosferde (kökün yüzeyi ve kökü bağlı olan topraktan oluşan bölgede) mikroorganizmalar azot fiksasyonu yaparlar, yani azot gazını azotlu bileşiklere dönüştürürler. Bu süreç sonucunda bitkilerin (ki onlar azot fiksasyonu yapamazlar) kolayca absorbe edebildiği bir azot kaynağı meydana gelir. Pekçok başka bakteri, insan ve başka canlılarda simbiont olarak bulunurlar. Örneğin normal insan bağırsağındaki bağırsak florasındaki 1000'den fazla bakteri, bağırsak bağışıklığına, bazı vitaminlerin (folik asit, K vitamini ve biyotin) sentezine, süt proteinlerinin laktik asite dönüştürülmesine (bkz. Laktobasiller) katkıda bulunur, ayrıca sindirilmemiş kompleks karbonhidratların fermantasyonunu sağlar. Bu bağırsak floarası ayrıca potansiyle patojen bakterilerin büyümesini engellediği için (genelde yarışmalı dışlama ile) bu faydalı bakterilerin probiyotik besin katkısı olarak alınmasının olumlu etkileri bulunmuştur. Patojenler Eğer bakteriler başka organizmalarla parazitik ilişkiler kurarlarsa patojen olarak sınıflandırılırlar. Patojen bakteriler insan larda ölüm ve hastalığın başlıca nedenidir; neden oldukları enfeksiyonlar arasında tetanoz, tifo, tifüs, difteri, frengi, kolera, besin kaynaklı hastalıklar, cüzzam ve verem sayılabilir. Bilinen bir hastalığın patojenik kaynağının keşfi yıllar sürebilir, örneğin mide ülseri hastalığı ve Helicobacter pylori durumunda olduğu gibi. Bakteryel hastalıklar tarımda da önemlidir, bakteriler bitkilerde yaprak beneği, ateş yanıklığı ve solmaya, çiftlik hayvanlarında da paratüberküloz, mastit, salmonella ve şarbona neden olur. Her patojen türün insan konağı ile etkileşimlerinin karakteristik bir spektrum oluşturur. Bazı organizmalar, örneğin Stafilokok veya Streptokok, deri enfeksiyonu, pnömoni, menenjit ve hatta sistemik sepsis (şok, masif vazodilasyon ve ölümle sonuşlanan sistemik bir enflamasyon tepkisi) neden olur. Lakin bu oganizmalar aynı zamanda normal insan florasına aittir, genelde insan derisi ve burununda bulur ve hiç bir hastalığa yol açmazlar. Buna karşın bazı başka organizmalar her durumda insanda hastalık yaparlar. Örneği Rickettsia, ancak başka canlıların hücrelerinin içinde büyüyüp çoğlabilen, zorunlu bir hücreiçi parazittir. Rickettsia'nin bir türü tifüse, bir diğeri ise Kayalık Dağlar benekli hummasına neden olur. Klamidya, zorunlu hücre içi paraziti bir diğer takımı içinde bulunan bazı türler pnömoni, veya idrar yolu enfeksiyonuna neden olabilir, ayrıca koroner kalp hastalığı ile de ilişkili olabilirler. Nihayet, bazı bakteri türleri, Pseudomonas aeruginosa, Burkholderia cenocepacia, ve Mycobacterium avium gibi, fırsatçı patojendirler ve sadece immün yetmezlik çeken veya kistik fibrozlu kişilerde hastalık yaparlar. Bakteriyel enfeksiyonlar antibiyotikle tedavi edilebilirler, bu antibiyotikler bakterileri öldürürse bakteriosidal, sadece onların çoğalmasını engelliyorsa bakteriostatik olarak sınıflandırılır. Pekçok antibiyotik vardır ve bunların her sınıfı patojende olup konağında olmayan bir süreci engeller. Antibiyotiklerin nasıl seçici toksiklik gösterdiğine bir örneği kloramfenikol ve puromisindir, bunlar bakteri ribozomlarını engellerler, ama yapısal olarak farklı olan ökaryotik ribozomlara etki etmezler. İnsan hastalıklarını tedavide kullanılan antibiyotiklerin hayvancılıkta da hayvanlarının büyümesini hızlandırmak için kullanılması, bakterilerde antibiyotik direnci gelişmesine neden olabilir. Enfeksiyonları engellemek için antiseptik önlemler alınır, örneğin deri bir iğne ile delinmeden evvel sterilize edilir. Cerrahi ve dişçilik araçları da kontaminasyon ve bakteriyel enfeksiyonu önlemek için sterilize edilir. Çamaşır suyu gibi dezenfektanlar, eşya yüzeylerinde bulunan bakteri ve diğer patojenleri öldürüp kontaminasyonu önlemek ve enfeksiyon riskini daha da azaltmak amacıyla kullanılır.

http://www.biyologlar.com/bakterilerin-diger-organizmalarla-etkilesimleri

Bakterilerin Teknoloji ve Endüstrideki Önemi

Bakteriler, çoğu zaman laktobasil türleri, maya ve küflerle beraber, fermante edilmiş gıdaların (peynir, turşu, soya sosu, sauerkraut, sirke, şarap ve yoğurt gibi) hazırlanmasında binlerce yıldır kullanılmaktadır. Bakterilerin çeşitli organik bileşikleri parçalayabilme yetenekleri dikkate değerdir ve atıkların işlenmesi ve değerlendirilmesinde (bioremediation) kullanılmıştır. Petroldeki hidrokarbonları sindirebilen bakteriler çoğu zaman petrol saçılmalarının temizlenmesinde kullanılır. 1989'da meydana gelen Exxon Valdez tanker kazasının ardından Prince William Sound kıyılarına gübre dökülerek bu doğal bakterilerin büyümesi teşvik edilmişti. Bu yöntem, çok fazla petrol kaplanmamış kıyılarda etkili olmuştu. Bakteriler ayrıca endüstriyel toksik atıkların değerlendirilmesinde de kullanılırlar. Kimya endüstrisinde, enantiyomerik olarak saf kimyasalların üretilmesinde (bunlar ilaç ve tarımsal kimyasalların hammadesidir) bakteriler önemli rol oynarlar. Bakteriler ayrıca biyolojik haşare kontrolünde haşare ilaçlarının yerine kullanılabilirler. Bunun en yaygın örneği, Gram pozitif bir toprak bakterisi olan Bacillus thuringiensisdir (BT olarak da adlandırılır). Bu bakterinin alt-türleri kelebeklere (Lepidoptera türlerine) özgül bir böcek öldürücü olarak kullanılır. Spesifik olmalarından dolayı bu böcek öldürücüler çevre dostu olarak kabul edilir; insanlara, yabani hayvanlara, polinasyon yapan ve diğer faydalı böceklere etkileri çok az veya hiçtir. Hızlı büyüme ve kolaylıkla manipüle edilebilmelerinden dolayı bakteriler moleküler biyoloji, genetik ve biyokimyada birer araç olarak kullanılırlar. Bakteri DNA'sında mutasyon yapıp bunun fenotipini inceleyerek bilimciler genlerin, enzimlerin ve metabolik patikaların işlevlerini belirleyebilmekte, sonra edindikleri bilgileri daha karmaşık canlılara uygulayabilmektedirler. Muazzam miktarda enzim kinetiği ve gen ifadesi verileri, canlıların matematiksel modellerinde kullanılarak hücrenin biyokimyasının anlanması amaçlanmaktadır. Çok çalışılmış bazı bakterilerde bu mümkündür, Escherichia coli metabolizmasının modelleri üretilmekte ve denenmektedir. Bakteri metabolizması ve genetiğinin bu seviyede anlaşılır olması sayesinde bakterilerin biyoteknoloji kullanılarak yeniden tasarımı mümkün olmakta, böylece onların tedavi amaçlı proteinleri (insülin, büyüme faktörleri veya antikorlar gibi) daha verimli sekilde üretmesi sağlanabilmektedir.

http://www.biyologlar.com/bakterilerin-teknoloji-ve-endustrideki-onemi

Oksidase Testi

Bu test, mikroorganizmalar tarafından sentezlenen ve intrasellüler olan oksidase enziminin (sitokrom C oksidase) varlığını ortaya koymada kullanılır. Deneyden aynı zamanda cinslerin (Moraxella (+), Neisseria (+), Yersinia (-), Acinetobacter (-), ve türlerin (B. ovis (-), B.neotomae (-) ve B. abortus ( + ) ayırımında yararlanılır. Oksidase reaksiyonu, bakterilerde (aerobik olanlarda) sitokrom oksidase sisteminin bulunduğunu ifade eder. Bu sistem reaksiyonda son hidrojen alıcısı olarak oksijenin kullanımını sağlayarak moleküler oksijeni hidrojen perokside redükte eder. Anaerobik mikroorganizmalarda oksidase sistemi yoktur. Oksidase testi bakterilerde sitokrom C 'nin varlığını ortaya koyarYukarıda da görüldüğü gibi (2. basamak) okside olmuş sitokrom C, ayıraçta bulunan p-amino dimetilanilini okside ederek, renkli bileşik oluşturur (kırmızı - mavi renk).Materyal1) Petri kutusunda veya tüplerde katı besi yeri (sıvı besi yeri de kullanılabilir).2) Mikroorganizmanın saf ve taze kültürleri .3) Kontrol pozitif (P.aeruginosa) ve negatif (E. coli ) suşlarının kültürleri 4)Ayıraç ( %0.5, tetrametil-p-fenilendiamin )MetotMikroorganizmalar katı besi yerine ekildikten sonra 37 °C de 1-5 gün inkubasyona bırakılır. Üremiş koloniler üzerine ayıraç damlatılır.Değerlendirme Üzerine ayıraç damlatılan kolonilerin 1-2 dakika içinde kırmızı mavi renk almaları pozitif oksidase testi olarak kabul edilir. Hiç bir renk değişikliğinin olmaması negatif olarak değerlendirilir. Kolonilerin siyah renk alması öldüklerini ifade eder.Dikkat edilecek noktalar1) Ayıraç sadece kolonilerin üzerine damlatılır. Bütün plate veya tüpe yayılmaz.2) Ayıraçlar taze hazırlanmalıdır. Gerektiğinde buzdolabı sıcaklığında muhafaza edilebilirler.3) Gerektiğinde test filtre kağıt şeritlerinde de yapılabilir. Ayıraca emdirilmiş kağıt şeritler üzerine mikroorganizma kolonileri konur. Kısa bir süre içinde (10-15 saniye ) kırmızı rengin oluşumu pozitif olarak dikkate alınır.4) Besi yerlerinde glikoz ve nitrat bulunmamalıdır. Triptikase soy agar (TSA), nutrient agar (NA) uygundur.5) Koloni alınırken platin öze veya cam çubuk kullanılmalıdır.6) Oksidase ayıracı, serbest oksijen tarafından kolayca okside olur ve duyarlılığını kaybeder. Bunu azaltmak için %0.1 askorbik asit katılabilir.

http://www.biyologlar.com/oksidase-testi-1

Mantarların beslenmesi, fizyolojisi ve metabolizması

Mantarların kendilerine özgü bir beslenme tarzları bulunmaktadır. Enerji kaynağı için organik bileşiklere ve biyosentez için de karbonlu kaynaklara gereksinim duyarlar. Mantarlar, genel olarak, heterotrofik organizmalar olarak kabul edilirler. Basit organik moleküller (monosakkaridler, amino asitler, organik asitler, vs.) hücre membranlarından kolayca içeri girebilirler. Buna karşın, makromoleküller ise (disakkaridler, polisakkaridler, polipeptid ve proteinler, vs.) dışarıda enzimatik olarak ayrıştırıldıktan ve membrandan geçebilecek bir düzeye indikten sonra içeri girebilirler. Bazı mantarlar da (Myxomycestes) gıdalarını fagositozis veya endositozis ile alabilirler. Mantarlar gıdalarının bir kısmını kendileri sentez edebilirler. Ancak, büyük bir bölümünü de dışardan sağlarlar. Dışarıda bulunan makromoleküllerin veya polimerlerin membrandan girebilmesi ekstrasellüler enzimlerin aktiviteleri ile mümkündür. Bu hidrolitik enzimler, hücre içinde sentezlendikten sonra, bir kısmı (yeteri kadarı) hücre içinde kalır ve diğer bir kısmı da dışarıya bırakılırlar. Bu enzimler polimerleri monomer haline getirirler. Bu monomerler de aktif ve/veya pasif transportla hücre içine girerler. Hücre içine ulaşan bu maddeler burada daha küçük birimlerine ve yapı taşlarına kadar ayrıştırıldıkları gibi bir kısmı da olduğu gibi sentez olaylarında kullanılırlar. Ekstrasellüler enzimlerin dışarı çıkmasında ve hücre duvarına kadar taşınmalarında vesiküllerin büyük rolleri olduğu bildirilmektedir. Vesiküller, sitoplasmik membrana kadar gelerek içindeki enzimleri buraya bırakır ve buradan da enzimler dışarı çıkarlar. Enzimlerin ve hücre içindeki metabolitlerin dışa çıkmasında ve dışardan içeri monomerlerin girişinde suyun rolü büyüktür. Enzimlerin bir kısmı, aynen bakterilerde olduğu gibi, yapısal ve bir bölümü de indüklenebilen bir karaktere sahiptir. Mantarlar karbon ve enerji kaynaklarını bir çok substratlardan temin edebilirler. Doğada serbest olarak yaşayan mantarların bir çoğu enerji için bitkisel orijinli kaynaklardan yararlanırlar. Mantarların büyük bir ekseriyeti de glikoz, sakkaroz, nişasta, maltozu ayrıştırabilir ve bunlardan yararlanabilir. Bazıları da yağ asitlerini, organik asitleri ve gliserolu da enerji kaynağı olarak ve ayrıca, hekzos ve pentoz şekerlerinin derivatlarını da (uronik asit ve şeker alkollerini) kullanabilirler. Bunların hücre membranlarından geçişinde permease enzimlerinin rolü fazladır. Bir polisakkarid (birbirine beta 1 - 4 bağlarıyla birleşmiş glikoz monomerlerinden oluşmuş düz zincirli homopolimer) olan nişasta hücre duvarı yapısında bulunması bakımından önemlidir. Sellüloz da mantar hücrelerin sentezledikleri sellülase enzimleri tarafından ayrıştırılır. İki enzim (endo - beta - glukonase ve beta - glukosidase) tarafından ayrıştırılan selüloz küçük moleküllere kadar indirilir. endo-beta beta-glukosidase Sellüloz ¾———® Sellobiose ¾¾¾—¾——®glikoz glukonase Bu enzimlere topluca sellülase kompleksi adı verilmektedir. Bunlar indüklenebilen enzimlerdendir. Ancak, sellülazın sentezi, ortamda glikoz veya çabuk ayrışabilen diğer şekerler varsa suprese olabilir (katabolik baskılama). Enzimlerden endo glukonazın M.A. 11000 - 65000 ve beta glukosidase de 50000 ile 65000 molekül ağırlığı civarındadır. Bazı mantarlar üremeleri için basit inorganik bileşiklerden de yararlanabilir, eğer bunlar karbon kaynakları bulabilirse. Bir kısmı da tiamin, biotin, vs. gibi vitaminlere gereksinim duyarlar. Mantarların Fizyolojisi Mantarların hücre duvarlarında kitin ve selüloz karakterinde substansların bulunması, bunların devamlı değişen ve çok değişik olan çevre koşullarına uymalarında büyük yardımcı olurlar. Örn. mantarlar, bakterilerin dayanamayacakları kadar yüksek konsantrasyondaki şeker(%50) solüsyonuna direnç gösterirler. Çünkü, yüksek ozmotik basınca karşı, bakteriler kadar duyarlı değillerdir ve bunu hücre duvarının yapısındaki maddeler sağlarlar. Bu nedenle, reçel ve jöleler mantarlar tarafından kolayca kontamine edilebilirler. Ancak, bazı mantar türlerinin de %15 şeker yoğunluğunda üremelerinde sınırlanma oluşmaktadır. Mantarlar genellikle düşük pH derecelerinde bile kolayca üreyebilir ve böyle ortamlara adapte olabilirler. Bu sebeple, mantarların minimal ve maksimal pH-limitleri 2-11 arasında değişebilir. Asit karakterdeki meyveler veya suları (özellikle, domates, portakal, limon, greyfurt, mandalina, vs.) buz dolabı ısısında olsalar bile mantarların üremeleri için iyi bir ortam oluştururlar. Hatta, bazı türler, 1 N asetik asit ve 2 N sülfürik asite dirençlidirler. Bunlara karşın, mantarların türlerine göre değişmek üzere, optimal pH'ları, üreme ve çeşitli metabolit sentezi ile paralellik göstermeyebilir. Buna, diğer çevresel koşulların ve üreme ortamının yapısının da büyük etkisi bulunmaktadır. İnsan ve hayvanlarda hastalık oluşturan mantarlar (patojenik mantarlar), üredikleri bölgelere ait pH limitleri, genellikle, kendileri için optimal bulunmaktadır. Rutubet, mantarların üremelerinde çok önemli faktörlerden birini oluşturmaktadır. Yüksek orandaki rutubet, genellikle, üreme üzerine olumlu etkide bulunur. Rutubet azaldıkça, mantarların çoğalmaları da sınırlanmaya başlar. Mantarların rutubete olan gereksinmeleri, türler arasında değişiklik gösterir. Bazı mantar türleri relatif rutubeti %10-15 arasında bulunan ortamlarda veya suyu çok azalmış olan kuru danelerde üreme yeteneğine sahiptirler. Patojenik mantarların, özellikle, dermatofitlerin insan veya hayvan vücutlarında yerleşebilmesi ve hatta hastalık oluşturabilmesi için rutubet yine önemli bir faktördür.Eğer deri, su ile ıslanmış ise, mantarların yerleşmesi ve üremesi daha kolay olmaktadır. Mantarların üreme ısısı limitleri oldukça geniştir ve türler arasında farklar gösterir. Bu sınırlar, 0° ile 60°C arasında değişebilmektedir. Hifalar maksimal ısı limitinin dışında kolayca ölmelerine karşılık, sporları yüksek ısıya ve değişik çevre koşullarına çok fazla dayanıklılık gösterirler. Buz dolabı ısısında üreyebilen ve gıdaların bozulmasına neden olan mantarlara her zaman rastlamak mümkündür. Termofilik olanlar ise 60°C nin üstünde gelişebilirler. Ancak optimal ısı, üreme için en uygun olanıdır. Patojenik mantarlar için optimal ısı, üzerinde veya içinde üredikleri canlının ısı derecesi olarak kabul edilmektedir. Ancak, deride lokalize olan mantarlar dış ortamla da temasta bulunduklarından optimal ısı, çevrenin ısısı ile bir yakınlık göstermektedir. Bu nedenle, dermatofitler için optimal üreme ısısı 20-25° C'ler arasındadır. Mantarlar, aynı bakterilerde olduğu gibi, üreme ısısı derecelerine göre başlıca 3 kısma ayrılırlar. Soğuk sevenler (psikrofilikler), genellikle 0° ile 15°C'ler; Ilık sevenler (mesofilikler), 15° ile 40°C'ler arasında ve sıcak sevenler (termofilikler) ise 40°C'den yukarıda üreyebilme kabiliyetine sahiptirler. Çok fazla soğuk, mantarların muhafazasında kullanılmaktadır. Sıfırın altında 195°C'de mantarlar uzun süre canlı kalabilirler. Mantarlar, genellikle, aerobik karakter taşırlar ve oksijenin bulunduğu ortamlarda gelişirler ve ürerler. Bu nedenle, havada bulunduğu miktar (veya oran) kadar oksijen, üreme için gereklidir. Patojenik mantarlardan, Actinomyces bazı türleri hariç olmak üzere, diğerleri aerobik koşullarda ürerler. Oksijenin azlığı veya mikroaerofilik koşullar üremeyi ve gelişmeyi sınırlar. Mantarların üremeleri için ışık, gereksinme duyulan önemli bir faktör değildir. Işık olmadan da kolayca gelişebilirler. Patojenik mantarlar da direkt ışık olmadan üreyebilme yeteneğine sahiptirler. Direkt güneş ışınları, üremeyi ve gelişmeyi sınırlar. Ultraviolet ışınları fungistatik bir etkiye sahip olmasına karşın iyonizan ışınlar öldürebilirler (fungisid). Mantarların klorofilleri olmadığı için fotosentez yapamazlar. Bu nedenle gıda gereksinimlerini (beslenme) dışardan karşılamak zorundadırlar. Bazı mantarlar basit yapıdaki ortamlarda (minimal ortam) gelişebildikleri halde, diğerlerinin ise üremeleri ve gelişmeleri için inorganik (C ,H, O, K, P, N, S, Fe, Mn, Mo, Cu, Zn, Ca, vs.) maddelere ve özel üretme faktörlerine (tiamin, biotin, Vit. B6, pantotenik asit, inositol, riboflavin, vs.) ihtiyaçları vardır. Mantarların karbon kaynaklarını, daha ziyade karbonhidratlar, alkol, organik asitler ve proteinler oluşturmaktadır. Nitrogen kaynağı için amonyum tuzları, sitratlar, proteinler, pepton, peptid, amino asit, üre, vs. den yararlanırlar. Bazı türler de amonyak ve nitratı bu amaç için kullanırlar. Mantarların bazıları kendilerine lüzumlu olan vitamin veya diğer gerekli maddeleri sentez edebilme kabiliyetine sahiptirler. Patojenik mantarlardan bir kısmı için tiamin, inositol veya biotin üremeyi artırıcı veya üretme faktörü olarak önemlidir. Örn. T. equinum üremesi için nikotinik asit, T. megnii için de L-histidine gereksinim duyulur. Tiamin, T. tonsurans 'ın üremesini artırır. Patojenik mantarları üretmek ve izole etmek için, laboratuvarlarda, bileşiminde çeşitli inorganik ve organik maddeler bulunan besi yerleri kullanılmaktadır. Bunlar arasında en fazla Sabouraud dekstroz agar, Brain-heart infusion kanlı agar, Czapek agar, Patates dekstroz agar, vs. sayılabilir. Mantarların bazıları kuvvetli enzimler sentezleyerek bunların aracılığı ile çevredeki gıda maddelerini ayrıştırır ve bunlardan yararlanırlar. Bu enzimler, daha ziyade protease, karbonhidrase, nuklease ve lipase karakterindedirler. Bazı mantarlar da birden fazla enzim sentez edebilmektedirler. Örn. Aspergillus niger (amilase, sellobiase, katalase, lipase, protease, maltase, vs.) ve A.oryzae (amidase, amilase, katalase, lipase, protease, maltase, vs.) ve P. camamberti (amidase, laktase, lipase, maltase, protese, nuklease, vs.) gibi. Mantarlar toprak fertilitesinin sağlanmasında, peynirlerin olgunlaşmasında ve bazı önemli endüstri ürünleri elde edilmesinde çok büyük yararlar sağlarlar. Organik asitler (asetik, formik,fumarik, gallik, glukonik, laktik, malonik, sitrik, oksaIik asitIer ve diğerleri), alkoller (alkol, gliserol, eritritol, mannitol, vs.), enzimler (amidase, amilase, invertase, lipase, protease, maltase, vs.), pigmentler (aleoamodin, auratin, beta karoten, aspergillin, vs.), polisakkaridler (glikojen, reguloz, nişasta, vs.), steroller (kolesterol, ergosterol, fungisterol, fitosterol, vs.), antifungal maddeler (griseofulvin, mikostatin, nistatin, vs.), antibiyotikler ( penisilin, eritromisin, sikloserin, sefalosporin, kanamisin, streptomisin, vs.) ve diğer bir çok önemli maddeler ( vitaminler, proteinler, ergot alkaloidleri, lipidler, toksin ve diğer toksik substanslar) bu ürünlerin arasında yer alırlar. Mantarlar insan ve hayvanlarda, gerek kutan ve subkutan ve gerekse sistemik infeksiyonlar oluşturması bakımından da medikal önemleri fazladır. Bu hastalıkların bazıları da zoonotik bir karaktere sahiptir. Mantarlar insan gıdası olarak da kullanıldıklarından, beslenmede özel bir yerleri vardır. Bu amaçla, zehirsiz türde mantarlar üretilmekte ve yemek olarak kullanılmaktadırlar. Mayalardan ekmek yapımına ve içkilerin fermentasyonunda (bira, şarap, viski, vs.) da büyük yararlar elde edildiği gibi bazı peynirlerin (Roquefort, Camemberti, Gorgonzola, Stilton, vs.) olgunlaşmasında da önemli görevler yaparlar. Ayrıca, maya hücrelerinin sentezlediği vitaminler (tiamin, riboflavin nikotinik asit, pentotenik asit, biotin, pridoksin, vs) de insan ve hayvanlarda kullanılan medikal önemleri olan maddeler arasındadır. Mantarların sentezledikleri ve sekonder metabolitlerden olan toksinler (mikotoksinler) insan ve hayvan sağlığı için büyük tehlike göstermektedirler. Bunlar arasında A. flavus 'un ve diğer mantarların sentezledikleri Aflatoksin karaciğerde kanser oluşturacak nitelikte etkiye sahiptir. Ayrıca, Rubratoksin, Okratoksin, Fusariotoksin ve diğer toksik substanslar da çeşitli mantarlar tarafından oluşturulurlar. Mantarlar, meyve, sebze, ağaç gövdeleri, depolardaki çeşitli dane ve diğer gıdalarda da üzerinde veya içinde üreyerek bozulmalarına, değerinin ve kalitesinin düşmesine neden olurlar. Mantarların Metabolizması Mantarların metabolik aktiviteleri alg ve yüksek bitkilerden biraz farklılık gösterir. Fotosentez yetenekleri olmadığından, enerjice zengin karbon kaynaklarına ihtiyaçları vardır. Heterotrofik bir beslenme özelliği gösteren mantarların metabolizmaları oldukça fazladır. Bunu gerçekleştirmek için fazla enerjiye ve dolayısıyla da enerji üretimine gereksinimleri vardır. Mantarlarda da, diğer ökaryotik ve prokaryotiklerde olduğu gibi, adenozin trifosfat ( ATP) merkezi bir role sahiptir. Enerji üretiminde şekerler ve şeker derivatlarının ayrıştırılması (glikolizis) önemli olup başlıca 3 yolla sağlanmaktadır. 1) Embden - Meyerhof - Parnas (EMP), 2) Hekzos monofosfat yolu (HMP) ve 3) Entner - Deudoroff (ED) biyokimyasal yollarıdır. Mantar türlerine göre değişmek üzere, bunlardan birinci veya ikinciler en fazla tercih edilen metabolik yollardandır ve bu sayede enerji üretimi gerçekleştirilir. Her üç metabolik yolla da pürivik asit merkezi role ve basamağa sahiptir. Şekerlerin veya derivatlarının oksidatif ayrışmasında (aerobik) daha fazla enerji açığa çıkar. Çünkü, son ürün olarak karbondioksit ve su meydana gelir. Halbuki, fermentatif ayrışmada (anaerobik) organik asitler daha fazla teşekkül eder ve oluşan enerjinin büyük bir kısmı bu asitlerin atomları arasında saklı kaldığından daha az oranda enerji üretilir (daha az ATP meydana gelir). EMP metabolik yolundan bir molekül glikozdan 2 molekül ATP oluşmasına karşın, HMP yolundan ise 1 M glikozdan ancak 1 molekül ATP üretilir. Fermantasyonda, elektron alıcısı olarak organik moleküller ve respirasyonda ise inorganik moleküller görev yaparlar. Metabolik aktivite sonunda mantar hücreleri içinde birçok depo maddeleri birikebilir. Bunlar arasında lipidler ve karbonhidratlar vardır. Mantar hücre duvarında kitin (N-acetyl glucose amine monomerlerinin birbirlerine beta 1-4 bağları ile birleşmesinden oluşan düz bir zincir halinde polimerdir) de bulunmaktadır. Kitinin sentezinde görev alan chitin synthase enzimi birçok mantarda zymogen (inaktif formda) halinde sentezlenir. Sonradan, proteolitik enzimlerin (kısmi proteolitik) etkileri ile aktif enzim haline dönüştürülür. Son yıllarda, elektron mikroskopla yapılan çalışmalarda chitin synthase enziminin hücre içinde partiküller halinde (chitosome) bulunduğu gösterilmiştir. Bunların yuvarlak (40-70 nm çapında) ve etrafında 7 nm kalınlıkta bir membranla çevrili oldukları ortaya konulmuştur. Eğer, kitosomlar, enzim, aktivatör (proteolitik enzim ve substrat) N-acetyl glucose amine ile birlikte inkube edilirse, bir süre sonra tipik kitin mikrofibrillerinin oluştuğu gözlenebilir. Mantar hücrelerinde, birçok amino asit, organik asitlere amonyağın ilavesiyle (aminasyon) veya transaminasyon ile (amino asit ile organik asit inkorporasyonu) elde edilmektedir. Mantarlarda sekonder metabolizma olarak tanımlanan ve ancak, normal metabolizmanın sınırlandığı durumlarda aktif hale gelen diğer bir metabolizma olayı da bulunmaktadır. Şimdiye dek 1000 den fazla sekonder metabolit bildirilmiştir. Bu metabolitlerin kimyasal yapıları farklı olup türlere özgü bir karakter taşımaktadırlar. Bazı metabolitlerin ticari değerleri çok fazladır (antibiyotikler, hormonlar, vs.) bazıları da insan ve hayvan için oldukça toksiktirler (mikotoksinler gibi). Üremeleri kısıtlanan ve durma dönemine giren mantarlar tarafından sentezlenen bu sekonder metabolitler, bir mantar için hayati önemde olmayıp normal üreme döneminde sentezlenen primer metabolitlerden oldukça farklıdırlar. Primer metabolizma ürünleri arasında bazı hidrolitik enzimler (protease, karbohidrase, lipase, organik asitler, pigmentler, polisakkaridler, steroller, vs. metabolitler) bulunmaktadır. Bunların da ticari önemleri oldukça fazladır. Mantarların hücre yapısında makromoleküller ve mikromoleküller bulunmaktadır. Makromoleküllerden, nukleik asitler, DNA ve RNA ( tRNA, mRNA, rRNA) lar bulunur. Ribosomal RNA 80 S (60 S + 40 S) karakterinde olup, prokaryotiklerden (70 S) farklıdır. Mantar türlerine göre % G + C oranı da değişiklik gösterir. Proteinlerin büyük bir çoğunluğunu enzimler teşkil ederler. Polisakkaridler ise hücre duvarında ve hücre içi depo maddelerinde bulunurlar. Mikromoleküller arasında çeşitli inorganik elementler (minareller, vs.) vardır. Mantar hücrelerinde ayrıca, lipidler, pigment maddeleri, tuzlar, vs. vardır. [1] Kaynak : Temel Mikrobiyoloji Prof. Dr. Mustafa Arda

http://www.biyologlar.com/mantarlarin-beslenmesi-fizyolojisi-ve-metabolizmasi

Mantarların Sınıflandırılmaları ve İsimlendirilmeleri

Mantarlar kök, gövde, yaprak, çiçek ve klorofile sahip olmayan ökaryotik, heterotrofik çok hücreli organizmalardır. Klorofilin bulunmaması nedeniyle fotosentez olayına rastlanamaz. Çok hücreli ve büyük olmaları, üreme tarzları, yaşam siklusları, çekirdek etrafında bir zarın bulunması, çok kromozoma sahip olması, nukleolus içermeleri ve hücre içi organellerin (mitokondrium, golgi aparatı, endoplasmik retikulum, vesikül, vakuol, vs) bulunmaları gibi nedenlerle prokaryotiklerden ayrılırlar. Mantarlar doğada (kara ve sularda) çok yaygın bir yaşam spektrumu gösterirler. Büyük bir çoğunluğu saprofitik bir yaşantıya sahip olup kendilerine gerekli gıda maddelerini cansız materyallerden ve basit organiklerden temin ederler. Bir kısım mantarlar da, insan ve hayvanların yanı sıra, bitki, balık, kerevit, algler, insektler vs. canlılar üzerinde parazitik, sembiyotik veya komensal bir yaşam içinde bulunurlar. Şimdiye dek 110000' den fazla mantar türü (bunun 30000' den fazlası Basidiomycetes, 30000 den fazlası Deuteromycetes, 30000 den fazlası Ascomycetes sınıflarına aittir) saptanmış olup bazılarının da karakterleri henüz tam olarak aydınlatılamamıştır. Çok doğaldır ki bu kadar fazla ve aynı zamanda çeşitlilik gösteren türlerin bütün özelliklerini ayrıntıları ile saptamak, açıklamak oldukça güçtür ve ayrıca zaman alıcıdır da. Hatta, bazılarının biyokimyasal, sitolojik, fizyolojik ve genetik özellikleri de hala tam bir açıklığa kavuşturulamamıştır. Mantarları klasifiye etmede, bunların başlıca, makroskobik ve mikroskobik morfolojileri, miselyal özellikleri, spor, sporulasyon ve sporangium şekilleri, yaşam siklusları, üreme tarzları ve diğer önemli karakterleri dikkate alınmaktadır. Ancak, bakterilerde olduğu gibi, mantarlarda da henüz kesinleşmiş ve yerleşmiş bir sistematik bulunmamaktadır. Patojenik mantarlar, yukarıda açıklanan kriterler dikkate alınarak bazı sınıflandırmalara tabi tutulmuşlardır. Bunlar da özetle şöyledir: I) Mikroskobik Morfolojilerine Göre Sınıflama Bu sınıflamaya göre, mantarların hifa yapısı (septumlu, septumsuz, branşlı, spiral, makro ve mikro konidiumlar, artrospor, klamidospor, blastospor, vs.), konidiumlar (basit, kompleks, vs.) ve sporangioforların özellikleri dikkate alınır. II) Üreme Özelliklerine Göre Sınıflama 1) Perfekt mantarlar: Seksüel veya hem seksüel ve hem de aseksüel üreme yeteneğine sahip olan mantarlar. 2) İmperfekt mantarlar: Sadece aseksüel üreme sistemine sahip olan mantarlar için kullanılan bir terimdir. Çünkü, böyle mantarların seksüel durumları henüz bilinmemektedir. III)Yerleştikleri Bölgelere Göre Sınıflama 1) Kutan mikozeslere neden olanlar: Bunlar derinin kutan tabakasında yerleşerek hastalıklara neden olurlar. Epidermofiton, Mikrosporum, Trikofiton cinslerine ve diğer cinslere ait mantar türleri gibi. 2) Subkutan mikozeslere neden olanlar: Sporotrichum schenkii, Rhinosporidiumseeberi, vs. mantarlar subkutan dokulara yerleşerek bozukluklara yol açarlar. 3) Sistemik mikozeslere neden olanlar: Bazı mantarlar da çeşitli iç organlara yerleşerek hastalık meydana getirirler. Bunlar arasında, A. fumigatus, C. albicans, B. dermatitidis, C. immitis, C. neoformans, H. capsulatum, N. asteroides, N. brasiliensis vs. vardır. IV) Makroskobik Morfolojilerine Göre Sınıflama Bu tür sınıflamada koloni morfolojisi esas alınmaktadır. Miselyal ve maya benzeri koloniler, difazik ve monofazik mantarlar, yuvarlak, oval, vs. durumlar dikkate alınır. V) Toksin Sentezlemelerine Göre Sınıflama Mikotoksin sentezleyenler ve sentezlemeyenler olarak başlıca iki grup mantar oluşturulabilmektedir. Doğadaki tüm mantarlar Alexopulos (1979'da) tarafından yapılan sınıflamada Mycetae 'ye konulmaktadır. Bu da aşağıda belirtilen tarzda bir taksimata tabi tutulmaktadır. Alem (Kingdom):Mycetae (mantarlar) Divizyon:Mycota Altdivizyon-1 :Myxomycota (hücre duvarı olmayan mantarlar) Altdivizyon-2:Eumycota (hücre duvarı olan mantarlar) Sınıf-1 :Mastigomycotina (zoosporlu mantarlar) Sınıf-2 :Zygomycotina (Zygomycetes) Sınıf-3 :Ascomycotina (Ascomycetes) Sınıf-4 :Basidiomycotina (Basidiomycetes) Sınıf-5 :Deuteromycotina (Deuteromycetes, fungi imperfecti) Mantarlar da aynen bakterilerde olduğu gibi, binomial sisteme göre iki kelime ile adlandırılırlar. Bunlardan ilki cins (genus) adı olup büyük harfle başlar. Diğeri ise tür (species) ismi olup küçük harfle başlar ve yazılır. Bu isimler de italik olarak yazılır. Mantarların alt bölümlerinin belirlenmesinde de, genellikle, bitkilere uyulmaktadır. Bu sıralama şöyledir. Alem, divizyon, alt divizyon, sınıf, altsınıf, order, familya, seksiyon, kabile, cins ve tür. Bu düzenlemeye göre, patojenik bir mantar olan Histoplasma capsulatum'un durumu aşağıdaki gibidir. Alem:Mycetae Divizyon:Mycota Altdivizyon:Eumycota Sınıf:Deuteromycetes Order:Moniliales Familya:Moniliaceae Seksiyon:Amerosporeae Kabile :Eleuriosporeae Cins:Histoplasma Tür:Histoplasma capsulatum Yukarıda açıklanan mantar bölümlerini ifade etmede mantarların sonlarına bazı ekler konulmaktadır. Örneğin, divizyon ...mycota ; sınıf ..mycetes ; alt sınıf ...mycetidae ; order ....ales ; familya ...aceae gibi eklerle ifade edilirler.  

http://www.biyologlar.com/mantarlarin-siniflandirilmalari-ve-isimlendirilmeleri

Bilimin doğuşunu ve fizik kimya biyoloji matematik olarak temel biirmler haline dönüşmesini tarihsel boyutta açıklayınız

Ortaçağ sonlarında özellikle İtalya'da, zamanın siyasal istemleri teknolojiye yeni bir önem kazandırdı. Böylece askeri ve sivil mühendislik mesleği doğdu. Leonardo da Vinci bu mühendislerin en ünlüsüydü. Dahi bir ressam olarak insan anatomisini yakından inceledi ve resimlerine gerçeğe çok benzeyen biçimler aktardı. Bir heykelci olarak, zor metal döküm tekniklerini başardı. Sahne yapıtlarının yapımcı ve yönetmeni olarak, özel efektler sağlamak amacıyla karmaşık makineler geliştirdi. Askeri mühendis olarak bir kentin surlarından aşırılan havan topu mermisinin yörüngesini gözleyerek bu yörüngenin Aristoteles'in öne sürdüğü gibi iki doğrudan (eğimli bir çıkış ve ardından düşey düşüş) oluşmadığını belirledi. Leonardo ve arkadaşları doğayı gerçekten bilmek istiyorlardı. Gerçek deneyimin yerini hiçbir kitap tutamazdı ve hiçbir kitap olgular üzerinde egemenlik kuramazdı. Gerçi antik felsefenin nüfuzu kolayca kırılamayacak kadar sağlamdı, ama sağlıklı bir kuşkuculuk da gelişmeye başlamıştı. Eski otoritelerin gördüğü geleneksel kabule inen ilk önemli darbe, 15. yüzyıl sonunda Yenidünya'nın bulunuşu oldu. Büyük astronom ve coğrafyacı Ptolemaios, Avrupa, Afrika ve Asya olarak yalnızca üç kıtanın var olduğunu öne sürmüştü. Aziz Augusti-nus ve Hıristiyan bilginleri de bu görüşü benimsemişlerdi. Yoksa dünyanın öteki tarafındaki insanların baş aşağı yürümeleri gerekirdi. Yenidünya'nın bulunuşu, matematik çalışmalarını da hızlandırdı. Zenginlik ve ün arayışı denizciliğin gerçek bir bilime dönüşmesine yol açtı. Rönesans'ta canlanan düşünsel etkinlikler, antik bilgilerin tümüyle gözden geçirilmesine olanak sağladı. Ortaçağ düşüncesinin temelini oluşturan Aristoteles'in yapıtlarına Platon'un ve Galenos'un yapıtlarının çevirileri ve daha da önemlisi Arkhimedes'in, kuramsal fiziğin geleneksel felsefenin dışında nasıl oluşturulabileceğini gösteren yapıtları eklendi. Rönesans biliminin yönünü belirleyen antik yapıtların başında, Musa'nın çağdaşı olduğu kabul edilen efsanevi rahip, peygamber ve bilge Hermes Trismegistos'a dayandırılan Hermetika gelir. Hermetika yaratılış konusunda insana geleneksel metinlere göre çok daha önemli bir rol veriyordu. Tann insanı kendi suretinde yaratmıştı. Bir yaratıcı olarak ve yaratma sürecinde insan Tann'yı taklit ediyordu. Bunun için de doğanın gizlerini bilmek zorundaydı. Yakma, damıtma ve öbür simya işlemleriyle doğa işkenceden geçirilerek gizleri elde ediliyordu. Başarının ödülü, sıkıntı ve hastalıklardan kurtuluşun yanı sıra sonsuz yaşam ve gençlik olacaktı. Bu düşünce, insanın bilim ve teknoloji aracılığıyla doğaya boyun eğdirebileceği görüşüne yol açtı. Modern bilime temel oluşturan bu görüşün yalnızca Batı'da egemen olduğunu vurgulamak yerinde olur. Doğadan yararlanma konusunda yüzyıllarca geride bulunan Batı'nın Doğu'yu geçmesinde bu yaklaşımın önemli rolü olsa gerektir. Hermetika, aydınlanma ve ışık kaynağı olan Güneş üzerine coşkulu bölümler içerir. Hem Platon'un, hem de Hermetika'mn çevirmeni Floransalı Marsilio Ficino, 15. yüzyılda Güneş üzerine yazdığı incelemede adeta putperestçe hayranlığa varan bir üslup kullanmıştı. 16. yüzyılın başlarında bir Polonyalı öğrenci, İtalya'daki gezisi sırasında bu düşüncelerden etkilendi. Ülkesine döndükten sonra Ptolemaios'un astronomi sistemi üzerinde çalışmaya başladı. Görevli bulunduğu kilisenin yardımıyla, kilisenin gereksinim duyduğu Paskalya ve öteki yortuların tam günlerinin saptanması gibi önemli hesapların yapılmasında kullanılan astronomi gözlem aygıtlarını geliştirmeye koyuldu. Bu genç öğrencinin adı Mikoiaj Kopernik'tir. Fiziğin doğuşu: Yaklaşık yarım milyon yıl önce ilk insanlar, elde yapılmış yalın araçlar kullanıyor ve ateşi biliyorlardı. Bundan 20 000 yıl önce yaşayan Taş devri insanı, mağara duvarlarına resimler yapabiliyor, ok ve yay kullanabiliyordu (günümüzde bile, hâlâ Taş devri teknolojisiyle yaşamını sürdüren topluluklara Taşlanmaktadır). Günümüzden 10 000 yıl önce insanlar, toprağı işlemeye başlamışlardı. Bilimin ilk temel işaretleri ise, bundan 5 000 yıl Önce Babil'de ortaya çıkmaya başladı. Ancak Ortaçağ teknolojisi. Roma teknolojisinden pek farklı değildi; hattâ Romalıların su sistemleri daha iyiydi. Günümüzdeki anlamıyla bilim, XVII. yüzyılda ortaya çıktı. XVIII. ve XIX. yüzyıllarda endüstri devrimi gerçekleştirildi. XX. yüzyılda ise fizik, günlük yaşamda büyük bir yer tutmaya başladı. Günümüzde, bu bilim dalına dayanmayan bir yaşam düşünülemez. Klasik fiziğin temelleri, XVII. yüzyılda, GALİLEİ, KEPLER, BÖYLE, NEWTON, HOOKE, HUYGENS, GUERİCKE, TORRİCELLİ gibi bilginler tarafından atıldı. Günümüzdeki uygarlık düzeyi varlığını, bu temellere borçludur. XVII. yüzyılda, aynı zamanda, felsefe ile fiziğin birbirinden ayrılması da gerçekleşti. XVIII. yüzyıldan önce fiziğe, «doğal felsefe Bilimsel yöntem: Bilimsel yöntem, gerçeğin ortaya çıkarılmasını sağlayan «yanılmaz Neden-sonuç ilişkisi, çağımızda çok açık görünmesine karşılık, her zaman kabul edilmemiştir. Eskiden doğal olayların açıklanması, tanrıya bağlanmaktaydı. Günümüzde fizik, anlayış düzeyimizi biraz daha derine götürmeye ve olayların altında yatan gerçek nedenleri ortaya çıkarmaya çalışmaktadır. Çevrelerindeki olayları kaydeden ilk insanlar İ.Ö. 3000 yıllarında yaşayan Babillilerdi (Mezopotamya). Yazıyı bilen bu insanlar, gökcisimlerinin hareketlerini kataloglara geçirdiler. Aynı dönemde Kuzeybatı Avrupa'da yaşayanlar ise, yazıyı bilmemelerine karşılık, taşları kullanarak, gökcisimlerinin hareketlerini toprak üstünde belirtmeye çalıştılar. Babillilerin ve eski Mısırlıların tuttuğu kayıtlar, Yunanlıların eline geçti. Yunanlılar bunları yeniden düzenleme çabalarına girişti. Mekanik ve statikte bazı ilkol kavramlar (ARKHİMEDES'in banyo deneyi ve kaldıraç yasaları gibi) ortaya kondu. Yunanlıların en büyük katkısı, fiziğin gelişmesinde önemli payı bulunan bazı MATEMATİK ilkelerini bulmalarıdır. İ.S. III. yüzyılda Diophantos bazı fizik temellerini ortaya koymuştur, ama fiziğin bugünkü dayanağını oluşturan cebir daha sonra geliştirilmiştir. Bilimin geliştirilmesi, Yunanlılardan sonra Araplar tarafından yürütüldü. Bazı yeni buluşlar, sözgelimi İbni Heysem'in OPTİK konusuna ve matematik simgelere ilişkin düşünceleri, önceleri İtalya, daha sonra da Kuzey Avrupa'da ortaya çıkan bilimsel anlayışın ilk kıvılcımı oldu. Matematiğin Tarihi Gelişimi Ortaçağ İslâm Dünyası'nda başta aritmetik olmak üzere, matematiğin geometri, cebir ve trigonometri gibi dallarına önemli katkılarda bulunan matematikçiler yetişmiştir. Ancak bu dönemde gerçekleşen gelişmelerden en önemlisi, geleneksel Ebced Rakamları'nın yerine Hintlilerden öğrenilen Hint Rakamları'nın kullanılmaya başlanmasıdır. Konumsal Hint rakamları, 8. yüzyılda İslâm Dünyası'na girmiş ve hesaplama işlemini kolaylaştırdığı için matematik alanında büyük bir atılımın gerçekleştirilmesine neden olmuştur. Daha önce Arap alfabesinin harflerinden oluşan harf rakam sistemi kullanılıyordu ve bu sistemde sayılar, sabit değerler alan harflerle gösteriliyordu. Örneğin için a harfi, 10 için y harfi ve 100 içinse k harfi kullanılıyordu ve dolayısıyla sistem konumsal değildi. Böyle bir rakam sistemi ile işlem yapmak son derece güçtü. Erken tarihlerden itibaren ticaretle uğraşanların ve aritmetikçilerin kullanmaya başladıkları Hint Rakamları'nın üstünlüğü derhal farkedilmiş ve yaygın biçimde kabul görmüştü. Bu rakamlar daha sonra Batı'ya geçerek Roma Rakamları'nın yerini alacaktır. Cebir bilimi İslâm Dünyası matematikçilerinin elinde bağımsız bir disiplin kimliği kazanmış ve özellikle Hârizmî, Ebu Kâmil, Kerecî ve Ömer el-Hayyâm gibi matematikçilerin yazmış oldukları yapıtlar, Batı'yı büyük ölçüde etkilemiştir. İslâm Dünyası'nda büyük ilgi gören ve geliştirilen bilimlerden birisi olan astronomi alanındaki araştırmalara yardımcı olmak üzere trigonometri alanında da seçkin çalışmalar yapılmıştır. Bu konudaki en önemli katkı, açı hesaplarında kirişler yerine sinüs, kosinüs, tanjant ve kotanjant gibi trigonometrik fonksiyonların kullanılmış olmasıdır. Yeniçağ Bu dönem diğer alanlarda olduğu gibi matematik alanında da yeniden bir uyanışın gerçekleştiği ve özellikle trigonometri ve cebir alanlarında önemli çalışmaların yapıldığı bir dönemdir. Trigonometri, Regiomontanus, daha sonra da Rhaeticus ve Bartholomaeus Pitiscus`un çabalarıyla ve cebir ise Scipione del Ferro, Nicola Tartaglia, Geronimo Cardano ve Lodovice Ferrari tarafından yeniden hayata döndürülmüştür. Yapılan çalışmalar sonucunda geliştirilen işlem simgeleri, şu anda bizim kullandıklarımıza benzer denklemlerin ortaya çıkmasına olanak vermiş ve böylelikle, denklem kuramı biçimlenmeye başlamıştır. Rönesans matematiği özellikle Raffaello Bombelli, François Viète ve Simon Stevin ile doruk noktasına ulaşmıştır. 1585 yılında, Stevin, aşağı yukarı Takîyüddîn ile aynı anda ondalık kesirleri kullanmıştır. Bu dönemde çağdaş matematiğin temelleri atılmış ve Pierre de Fermat sayılar kuramını, Pascal olasılık kuramını, Leibniz ve Newton ise diferansiyel ve integral hesabı kurmuşlardır. Yakınçağ Bu dönemde Euler ve Lagrange, integral ve diferansiyel hesabına ilişkin 17. yüzyılda başlayan çalışmaları sürdürmüş ve bu çalışmaların gök mekaniğine uygulanması sonucunda fizik ve astronomi alanlarında büyük bir atılım gerçekleştirilmiştir. Mesela Lagrange, Üç Cisim Problemi'nin ilk özel çözümlerini vermiştir. Bu dönemde matematiğe daha sağlam bir temel oluşturmaya yönelik felsefi ağırlıklı çalışmalar genişleyerek devam etmiştir. Russell, Poincaré, Hilbert ve Brouwer gibi matematikçiler, bu konudaki görüşleriyle katkıda bulunmuşlardır. Russell, matematik ile mantığın özdeş olduğunu kanıtlamaya çalışmıştır. Matematiğin, sayı gibi kavramlarını, toplama ve çıkarma gibi işlemlerini, küme, değilleme, veya, ise gibi mantık terimleriyle ve matematiği ise "p ise q" biçimindeki önermeler kümesiyle tanımlamıştır. Hilbert'e göre ise, matematik soyut nesneleri konu alan simgesel bir sistemdir; mantığa indirgenerek değil, simgesel aksiyomatik bir yapıya dönüştürülerek temellendirilmelidir. Sezgici olan Brouwer de matematiğin temeline, kavramlara somut içerik sağlayan sezgiyi koyar; çünkü matematik bir teori olmaktan çok zihinsel bir faaliyettir. Poincaré'ye göre de matematiğin temelinde sezgi vardır ve matematik kavramlarının tanımlanmaya elverişli olması gerekir. Yine bu dönemin en orijinal matematikçileri olarak Dedekind ve Cantor sayılabilir. Dedekind, erken tarihlerden itibaren irrasyonel sayılarla ilgilenmeye başlamış, rasyonel sayılar alanının sürekli reel sayılar biçimine genişletilebileceğini görmüştür. Cantor ise, bugünkü kümeler kuramının kurucusudur. Kimya'nın Tarihsel Gelişimi Kimya sözcüğünün ( Eski Mısır dilinde "kara" ya da "Kara Ülke" ) sözcüğünden türediği sanılmaktadır Bir başka sav da khemeia (Eski Yunanca khyma: "¤¤¤¤l dökümü) sözcüğünden türediğidir Kimyanın kökenleri felsefe, simya, ¤¤¤¤lürji ve tıp gibi çok çeşitli alanlara dayanır Ama kimya ancak 17 yüzyılda mekanikçi felsefenin kurulmasıyla ayrı bir bilim olarak ortaya çıkmıştır Mezopotamyalılar, Çinliler, Mısırlılar ve Yunanlılar çok eski çağlardan beri bitkilerden boyarmadde elde etmeyi, dokumaları boyamayı, deri sepilemeyi, üzümden şarap, arpadan bira hazırlamayı, sabun üretimini, cam kaplar yapmayı biliyorlardı Eski çağlarda kimya sanatsal bir üretimdi Daha sonra Antik Çağın deneyciliği, Yunan doğa felsefesi, Rönesans simyası, tıp kimyası gelişti 18 yüzyılda kuramsal ve uygulamalı kimya, 19 yüzyılda organoteknik ve fizikokimya, 20 yüzyılda ise radyokimya, biyokimya ve kuvantum kimyası gibi yeni dallar ortaya çıktı Ünlü kimya tarihçisi Hermann Kopp, İS 300- 1600 arasını, soy (asal) olmayan ¤¤¤¤lleri soy ¤¤¤¤llere dönüştürecek filozof taşının ve insan ömrünü sonsuzlaştıracak yaşam iksirinin arandığı simya çağı; 1600- 1700 arasını ilaçların hazırlandığı iyatrokimya (tıp kimyası) çağı; 1700- 1800 arasını, yanma sürecinin araştırıldığı filojiston kimyası çağı; bundan sonraki dönemi ise nicel kimya çağı olarak adlandırmıştır 16- 18 yüzyıllar arasındaki dönem yeniçağ kimyası olarak da tanımlanır Kimyanın kökeninin, yaklaşık olarak Hıristiyanlık çağının başlarında Mısır'ın İskenderiye kentinde biçimlenmeye başladığı kabul edilir Eski Mısır'ın ¤¤¤¤lürji, boya ve cam yapımı gibi üretim zanaatları ile eski Yunan felsefesi İskenderiye'de bir araya gelerek kaynaşmış ve İS 400'lerde uygulamalı kimya bilgisi gelişmeye başlamıştır Justus von Liebig'e göre simyacılar önemli aygıt ve yöntemler bulmuşlar, sülfürik asit, hidroklorik asit, nitrik asit, amonyak, alkaliler, sayısız ¤¤¤¤l bileşikleri, şarap ruhu (alkol), eter, fosfor ve Berlin mavisi gibi çok çeşitli maddeleri kullanmışlardır Hıristiyanlığın ilk yüzyılında Yahudi Maria olarak bilinen bir kadın simyacı çeşitli türde fırınlar, ısıtma ve damıtma düzenekleri geliştirmiş, simyacı Kleopatra ise altın yapımı konusunda bir kitap yazmıştır Maria'nın buluşu olan su banyosu günümüzde de "benmari" adı altında kullanılmaktadır 350- 420 arasında İskenderiye'de yaşayan Zosimos, simya öğretisinin en önemli temsilcisidir ve 28 ciltlik bir simya ansiklopedisi yazmıştır Roma İmparatorluğu ve Bizans İmparatorluğu'nda, daha sonra da İslam ülkelerinde kimya tekniğinde büyük ilerlemeler olmuş ve Aristoteles'in bütün maddelerin sonuçta dört öğeden (toprak, su, hava, ateş) oluştuğu ve bunların birbirine dönüştüğü biçimindeki kuramı İskenderiyeli ve daha sonra da Cabir, İbn Hayyan, Ebubekir el-Razi ve İbn Sina gibi Arap simyacılar tarafından geliştirilmiştir İbn Sina özellikle dönüşümle ilgilenmiş ve el-Fennü'l-Harmis nün Tabiiyat adlı kitabının mineralojiyle ilgili bölümünde mineralleri taşlar, ateşte eriyen maddeler, kükürtler ve tuzlar olarak dört gruba ayırmıştır İbn Sina madde ve biçimin bir birlik olduğunu, doğa olaylarının açıklanmasında doğaüstü ve maddesel olmayan güçlerin etkisinin olmadığını söylemiş, kuramsal düşünceyi ve kavram üretmeyi öne çıkarmıştır Rönesans döneminde geçmiş yılların getirdiği kimya bilgisinin birikimiyle, tıp ve kimyasal üretim alanlarında uygulamalı kimya ortaya çıktı Bu dönemde eczacılıkta inorganik tedavi maddelerinin kimyasal yöntemlerle elde edilmesine "kemiatri" (kimyasal tedavi) adı verildi Kemiatrinin kimya temeline dayalı ilaç üretimi biçimindeki pratik amacının yanı sıra, hastalıklar ve madde alışverişi olaylarının kimyasal yorumu gibi kuramsal bir amacı da vardı Bu kuramsal amaçla ilgili yönelime iyatrokimya denir Günümüzde kemiatrinin karşılığı farmasötik kimya ve kuramsal biyokimyadır İyatrokimyanın öncüsü olan İsviçreli hekim Paracelsus'a ( 1493- 1541) göre tuz, kükürt ve cıva, var olan bütün cisimlerin temel yapıtaşı olan beden, can ve ruhun karşılığıydı Bu üçlü arasında denge bozulduğunda hastalık başlıyordu Paracelsus midenin bir kimya laboratuvan olduğunu, özsuların yoğunlaşmasıyla hastalıkların ortaya çıktığını ve bu durumun ilaçla giderilebileceğini savundu ve farmakolojide kimyasal maddelerden yararlanılması yolunda çaba harcadı Johann Baptist van Helmontx(1580-1644) ve Johann Rudolph Glauber (1604-68), Rönesans kimyasının temsilcileridir Suyun temel element olduğuna inanan van Helmont'un en önemli çalışmaları çeşitli süreçlerle gaz üretimini ilk kez açıkça gerçekleştirmesi ve deneylerinde teraziyi kullanarak kimyasal çalışmalara nicel özellik kazandırmasıdır Glauber'in en büyük başarısı ise, yemeklik tuzu sülfürik asitle parçalayarak tuz asidi (hidroklorik asit) ve sodyum sülfat elde etmesidir Sodyum sülfat dekahidrat günümüzde de onun adıyla Glauber tuzu olarak bilinir Glauber ayrıca ilk kez ¤¤¤¤llerin tuz asidi içinde çözünmesiyle ¤¤¤¤l klorürlerin oluşacağını gösterdi Simya 16 ve 17 yüzyıllarda Avrupa'da derebeyi saraylarında giderek yayıldı ve bu durum, bilimsel kimya gelişene ve elementlerin birbirine dönüştüğü inancının sarsılmaya başlamasına değin sürdü 17 yüzyılda kimyanın sanat ya da bilim olup olmadığı çok tartışıldı Bu yüzyılda, çağdaş anlatımla, uygulamalı ve kuramsal kimya ayırımı vardı Kemiatri, ¤¤¤¤lürji kimyası, madencilik ve demircilik kimyası uygulamalı kimyanın içinde yer alıyordu Kuramsal kimya ise betimlenebilen "tüm doğa bilimleri" anlamına gelen physica'nın içindeydi Yeniçağdaki oluşum deneyimden (experientia) deneye {experimentum) doğru oldu ve deneyin doğa araştırmasındaki bilimsel önemi kabul edildi Kimya zamanla simyadan ayrıldı ve eski çağların gizemli görüşlerinden uygulamalı kimyaya geçildi Eski kimyada madde ve bileşikler yalnızca beklenen son ürün açısından önemliydi Çeşitli reçeteler ise beklenen sonuca götüren bir araçtı Eski düşünce ve bilgilerin doğruluk ya da yanlışlıklarının denetlenmesi ancak kimyasal tepkimelerin gözlenmesi ve tepkime sürecinin incelenmesiyle olanaklıydı Mekanikçi felsefe ile kimyanın etkileşimine en iyi örnek Robert Boyle'un çalışması oldu İngiliz bilim adamı Robert Boyle 1661'de yayımladığı The Sceptical Chymist (Kuşkucu Kimyacı) adlı yapıtıyla Aristotelesçi görüşleri çürüttü Böyle, kimyasal elementleri maddenin parçalanmayan yapıtaşları olarak açıkça tanımladı, ilk kez kimyasal bileşikler ile basit karışımlar arasında ayrım yaptı, kimyasal birleşmelerde özelliklerin tümüyle değiştiğini, basit karışımlarda ise böyle değişimlerin olmadığını söyledi; gazlar üzerinde yürüttüğü deneylerde gazların basıncı ile hacimleri arasındaki bağıntıyı belirleyen yasayı buldu ve ilk kez elementlerin ve bileşiklerin doğru tanımını yaptı Böyle ayrıca havanın yanma olaylarındaki rolünü keşfetti ve havanın tartılabilir bir madde olduğunu söyledi 18 yüzyılda kimyanın temel sorunu yanma olayının (ateş ruhlarının işlevlerinin) açığa kavuşturulması oldu 17 yüzyıl ortalarına doğru maddedeki elementlerden birinin yanmaya neden olduğu ileri sürülmüş ama bu sav, ateşin maddesel bir cisim olamayacağı gerekçesiyle ünlü simyacı van Helmont tarafından reddedilmişti Alman simyacı Johann Joachim Becher (1635-82) bu öneriyi daha sonra 1669'da yeniden gözden geçirdi ve terra pinguis olarak adlandırılan ateş elementinin yanma sırasında kaçıp giden bir nesne olduğunu varsaydı Becher'in öğrencisi ve Berlinli bir hekim olan Georg Ernst Stahl ( 1660- 1734) bu nesneye "flojiston" adını verdi Yanma olayına yanlış da olsa ilk kez bir bilimsel açıklama getiren flojiston kuramına göre yanıcı maddeler, yanıcı olmayan bir kısım ile flojistondan oluşur Buna göre ¤¤¤¤l oksitler birer element, ¤¤¤¤ller ise kil (¤¤¤¤l oksit) ile flojistondan oluşan birer bileşik maddedir ¤¤¤¤l yandığında eksi kütleli "plan flojiston bir ruh gibi ayrılır ve elementin külü (¤¤¤¤l oksit) açığa çıkar Küle yeniden flojiston verildiğinde de yeniden ¤¤¤¤l oluşur Örneğin çinko oksit flojistonca zengin olan kömürle ya da hidrojen gazıyla ısıtıldığında yeniden çinko oluşur ve hafifler Bir yüzyıl boyunca kimyaya egemen olan bu kuram element kavramına uygun olmamakla birlikte kimyanın bilimsel gelişmesinde çok büyük rol oynadı Cavendish, Priestley ve Scheele ise çalışmalarında karbon dioksit, oksijen, klor, ¤¤¤¤n (bataklık gazı) ve hidrojen gazlarını ayrı gazlar olarak tanımladılar Cavendish ayrıca gazları yoğunluklarına göre ayırdı İlk kez suyun bir element olmayıp oksijen ile hidrojenin bir bileşiği olduğunu kanıtladı Bu çalışmaların da yardımıyla flojiston kuramı yıkıldı Aynı zamanda bir fizikçi olan Antoine-Laurent Lavoisier ( 1743-94) kimyanın babası sayılır Lavoisier ¤¤¤¤l oksitlerinin daha önce Priestley ve Scheele'nin keşfettiği oksijen ile ¤¤¤¤llerin yaptığı bileşikler olduğunu kanıtladı, yanma ve oksitlenme olaylarının günümüzde de geçerli olan açıklamasını yaparak kimyada yeni bir çığır açtı Kapalı kaplarda yaptığı deneylerde, kimyasal tepkimeler sırasında kütlenin değişmediğini saptayarak 1787'de kütlenin korunumu yasasını ortaya koydu Kimya'daki devrim yalnızca kavramlarda değil yöntemlerde de gerçekleşti Ağırlıksal yöntemler duyarlı çözümler yapmayı olanaklı kıldı ve kütlenin korunumu yasasıyla nicel kimya dönemi başladı Lavoisier'den sonra 1798'de Alman kimyacı Richter birleşme ağırlıkları yasasını, 1799'da gene Alman kimyacı Proust sabit oranlar yasasını ve 1803'te ingiltere'den John Dalton katlı oranlar yasasını geliştirdi Gay-Lussac da Alexander von Humboldt'un yardımıyla öbür gazlarla tepkimeye giren bir gazın her zaman belirli hacim oranlarıyla birleştiğini buldu İtalyan fizikçi Amedeo Avogadro 1811'de, gaz halindeki pek çok elementin birer atomlu değil, ikişer atomlu oldukları ve aynı koşullar altında bulunan gazların eşit hacimlerinde eşit sayıda molekül bulunacağı varsayımını geliştirdi Avogadro'nun bu varsayımını 50 yıl sonra, 1860'ta Stanislao Cannizzaro yasa düzeyine çıkardı 19 yüzyılın başlarında ingiliz kimyacı Humphry Davy ve öteki bilim adamları, volta pillerinden sağladıkları güçlü elektrik akımlarını bileşiklerin çözümlenmesi ve yeni elementlerin bulunması çalışmalarına uyguladılar Bunun sonucunda kimyasal kuvvetlerin elektriksel olduğu ve örneğin aynı elektrik yüklü iki hidrojen atomunun birbirini iteceği ve Avogadro varsayımına göre birleşerek çok atomlu molekülü oluşturmayacağı ortaya çıktı 1859'da Alman fizikçi Gustav Kirchhoff ve kimyacı Robert Bunsen'in bulduğu tayf çözümleme tekniğinin yardımıyla da o güne değin bilinen elementlerin sayısı 63'ü buldu Elementlerin atom ağırlıkları ile fiziksel ve kimyasal özellikleri arasındaki bağıntıyı bulan Rus kimyacı Dimitriy İvanoviç Mende-leyev 1871'de ilk kez kimyasal elementlerin periyodik yasasını açıkladı Mendeleyev'e göre hidrojenin dışındaki elementler artan atom ağırlıklarına göre bir sırayla düzenlendiğinde, bunlann fiziksel ve kimyasal özellikleri de bu sıraya göre düzgün bir değişim gösteriyordu Ama bu düzgün gidiş kesintilerle birkaç sıra halindeydi ve bu sıralara periyot adı verildi Mendeleyev'in tablosunda atom ağırlığı daha büyük olan bazı elementlerin ön sıralarda yer alması atom ağırlıklarının ölçüt alınamayacağını gösterdi İngiliz fizikçi HG Moseley 1913'te X ışınımı yardımıyla elementlerin atom numaralarını saptadığında bu sıralamada atom numaralarının temel alınması gerçeği ortaya çıktı Bundan sonra Mendeleyev'in tablosundaki boş olan yerler yeni keşfedilen elementlerle dolmaya başladı Wilhelm Röntgen'in 1895'te X ışınımını bulmasından hemen sonra Henri Becquerel 1896'da, uranyumdaki doğal radyoaktifliği keşfetti ve 1900'de fizikçi Max Planck kuvantum kuramını ortaya attı Rutherford 19J9'da havadaki azotu, radyum preparat-lanndan salınan alfa taneciklerinin yardımıyla oksijene ve hidrojene dönüştürerek ilk yapay element dönüşümünü gerçekleştirdi August Kekule'nin 1865'te kurduğu yapı kuramının genişletilmesi sonucunda, bire-şimleme (sentez) ve ayrıştırma yoluyla pek çok yeni madde elde edilebildi Bu kurama göre atomlar değerliklerine karşılık gelecek biçimde bileşikler halinde birleşirler ve her atomun belirli bir değerliği vardır Kekule' nin bu açıklamalarından sonra kimyasal bileşikler yeni bir biçimde değerlendirilmeye başladı Örneğin su (H2O) H-O-H, karbon dioksit (CO2) O-C-O, biçiminde gösterildi Bu gösterimden bireşimleme kimyası çok yararlandı Kekule ayrıca moleküllerin farklı özelliklerinin atomların birbiriyle yaptığı farklı bağlarla belirlendiğini kanıtladı ve kapalı formülü C6Ü6 olan benzenin halka biçiminde birleşmiş bir yapısı olduğunu çözdü Yapı kuramına dayanarak varlığı düşünülen bileşiklerin bireşimsel olarak üretilebilmesine yönelik özel yöntemler geliştirildi; yapısı bilinmeyen doğal ya da yapay bileşiklerin iç yapılarını çözmek amacıyla da tam tersi bir yol izlenerek bunların yapılan sistemli bir biçimde ve aşamalı olarak parçalanarak bulundu Kekule'nin buluşu aromatik karbon kimyasının hızla gelişmesini olanaklı kıldı F Wöhler, siyanür bileşikleriyle çalışırken üreyle formülü aynı olan amonyum siyanatı bireşimledi Biri mineral, öbürü hayvansal kökenli olan her iki ürün de aynı elementlerin aynı sayıdaki atomlarından oluşuyordu Bu buluşla izomerleşme olgusu ortaya çıktı ve inorganik kimya ile organik kimya arasındaki farklılık ortadan kalktı Kimya alanındaki çalışmalar sonraları maddelerin tepkime biçimleri, ısı etkisi, çözeltiler, kristallenme ve elektrolizle ilgili konulara yöneldi ve galvanizleme konularındaki gelişmelerden fiziksel kimya (fizikokimya) doğdu Bu arada M Berthelot termokimyanın temellerini attı Raoult, W Ostwald, van't Hoff, J W Gibbs, Le Chatelier ve S Arrhenius fiziksel kimyanın gelişmesinde önemli rol oynadılar İtalyan bilim adamı Alessandro Volta'nın 1800'de iki ¤¤¤¤l levha arasına nemli bez ya da tuz çözeltisi koyarak elektrik akımı elde etmesi kimyada önemli gelişmelere neden oldu Humphry Davy 1807'de özel olarak geliştirdiği Volta pilini kullanarak erimiş külden elektrik akımı geçirdi ve bu yolla önce potasyum adını verdiği elementi, sonra da sodadan sodyum elementini ayırmayı başardı Bu da elektrokimya dalında önemli adımlar atılmasını olanaklı kıldı Çağdaş bilimin gelişmesiyle Sanayi Devrimi arasında yakın bir ilgi olduğu düşünülmekle birlikte, Sanayi Devrimi'nin anayurdu olan İngiltere'de bile bilimsel buluşların dokuma ve ¤¤¤¤lürji sanayisini doğrudan etkilediğini göstermek zordur, 18 yüzyılda bilim dikkatli bir gözlem ve deneyciliğin sanayide üretimi önemli ölçüde iyileştirebileceğini gösterdi Ama ancak 19 yüzyılın ikinci yansından başlayarak bilim sanayiye önemli katkıda bulunmaya başladı; kimya bilimi anilin boyalar gibi yeni maddelerin üretilmesini olanaklı kıldı ve boyarmadde ile ilaç sanayisi hızla gelişen ilk kimya sanayisi oldu 20 yüzyılda madencilik, ¤¤¤¤lürji, petrol, dokuma, lastik, inşaat, gübre ve gıda maddeleriyle doğrudan ilişkisi olan kimya sanayisi elektrikten sonra bilimin uygulamaya geçirildiği sanayiler arasında ikinci sırayı aldı Yalnızca kimyanın değil, fiziğin de kimya sanayisine girmesiyle laboratuvarda elde edilen sonuçlann doğrudan uygulamaya sokulduğu kimya fabrikaları kurulmaya başladı Bu süreçlerin denetlenmesinde çeşitli aygıtlara gerek duyulduğundan fiziksel kimyacılar ve fizikçiler kimya sanayisinde etkin olmaya başladı ve böylece kimya mühendisliği mesleği doğdu. Biyolojinin Tarihsel Gelişimi Biyoloji bilimi, insanın kendini ve çevresindeki canlıları tanıma merakından doğmuştur İlk insanlar çevrelerinde yaşayan sığır , geyik ve mamut gibi hayvanların resimlerini mağara duvarlarına çizerek bunları incelemeye başlamışlardır. Antik çağdan günümüze kadar biyoloji bilimindeki gelişmeleri, ilgili bilim adamlarıyla aşağıdaki gibi özetleyebiliriz: Thales (Tales) (M.Ö. VII. yy .) İlk biyolojik yorumları yapmıştır. Aristo (M.Ö. 384-322) Canlılar dünyasını inceleyen ve ‘’bilimsel doğa tarihi’nin kurucusu olan ilk bilim adamıdır. Aristo, bir bilim adamında bulunması gereken iki önemli özelliğe, yani iyi gözlem yapabilme ve bunlardan doğru sonuçlar çıkarabilme yeteneğine sahiptir .Çalışmalarını ‘’Hayvanların Tarihi, Hayvan nesli üzerine'’ ve ‘’Hayvan Vücutlarının Kısımları Üzerine'’ adlı kitaplarında toplamıştır. Aristo, canlıların oluşumlarını ‘’kendiliğinden oluş (abiyogenez)'’ hipotezi ile açıklamış, ayrıca ilk sınıflandırmayı da yapmıştır. Galen (M.Ö. 131-201) Canlı organlarını inceleyerek fizyoloji biliminin doğmasını sağlamıştır . Galileo (Galile) 1610 yılında ilk mikroskobu bulduğu samlmaktadır. Mikroskobun keşfi biyolojik çalışmalara büyük ivme kazandırmıştır . Robert Hooke (Rabırt Huk) 1665 yılında mikroskop ile mantar kesitini inceleyerek ilk hücre ( cellula )yi tanımlamıştır. Leeuwenhoek (Lövenhuk) 1675 yılında geliştirdiği mikroskop ile ilk bir hücrelileri (bakterileri) göstermiştir. Carolus Linnaeus (Karl Linne) 1707-1778 yıllarında ilk sınıflandırmayı yapmıştır. Schleiden (Şlayden) 1838′de bitki hücreleri üzerinde çalışmalar yapmıştır. Schwann (Şivan) 1839′da hayvan hücresini bitki hücresiyle karşılaştırdı.Schleiden ve Schwann’ın hücre teorisinin ortaya konulmasında katkıları olmuştur. Charles Darwin (Çarls Darvin) 1859 yılında ‘’Türlerin Kökeni'’ adlı yayınlayarak ‘’doğal seleksiyon’ yoluyla türlerin evrimini ortaya koymuştur. Pasteur (Pastör) (1882-1895) Biyogenez hipotezini kanıtladı. Mikroskobik canlıların fermantasyona (mayalanma) neden olduğunu tespit etti. Aynca kuduz aşısının bulunmasını sağladı . Gregor Mendel (1822-1884): Kilisesinin bahçesinde yetiştirdiği bezelyelerde yaptığı deneyler sonucunda kalıtsal özelliklerin dölden döle geçişi ile ilgili önemli sonuçlar elde etmiştir. Mendel bu çalışmalarıyla genetik bilimin kurucusu olmuştur . Miescher (Mişer) 1868′de nükleik asitleri bulmuştur. Beijrinck (Bayerink) 1899′da tütün yapraklarında görülen tütün mozaik hastalığını incelemiştir. Virüslerin keşfine katkıda bulunmuştur . Wilhelm Röntgen (Vilhem Röntgen) 1895 yılında tıpta kullanılan röntgen ışınlarını bulmuştur . Sutton (Sattın) 1903 yılında kalıtımın kromozom kuramını yani genlerin kromozomlar üzerinde bulunduğunu açıklamıştır . Wilhelm Roux (Vilhem Ru) (1850-1924) Embriyolojinin kurucusu olmuştur. Otto Mayerhof (Otto Mayerhof) 1922′de kastaki enerji dönüşümlerini inceleyerek Nobel tıp ödülünü almıştır. Sir Alexender Fleming (Sör Aleksendır Fleming) 1927′de penisilini bularak bakteriyal enfeksiyonlara karşı etkin mücadeleyi sağlamıştır . E.A.F Ruska 1931 yı1ında elektron mikroskobunu bulmuştur. James Watson (Ceyms Vatsın), Francis Crick (Fransis Krik) 1953 yı1ında DNA molekül modelini ortaya koymuşlardır .İkili sarmal modeli günümüzde de geçerliliğini korumaktadır. Steven Howel (Stivın Havıl) 1986 yı1ında ateş böceklerinin ışık saçmasını sağlayan geni ayırarak tütün bitkisine aktarmış, tütün bitkisinin de ışık saçmasını sağlamıştır. İşte bu olay gen naklinin başlangıcı olmuştur. Wilmut (Vilmut) 1997 yı1ında bir koyundan alınan vücut hücresinin çekirdeğini, başka bir koyuna ait çekirdeği çıkarılan yumurta hücresine aktararak genetik ikiz elde etmiştir . Tüm bu çalışmalar biyolojiyi 21. yüzyılın en önemli bilim dallarından biri yapmıştır Biyoloji ile ilgili bazı bilgilerin tarih öncesinde ortaya çıkmış olduğunu arkeolojik veriler ortaya koymuştur. Cilalı Taş Devri'nde, çeşitli insan toplulukları tarımı ve bitkilerin tıp alanında kullanımını geliştirmişler, sözgelimi eski Mısırlılar, bazı otları ilaç olarak ve ölülerin mumyalanmasında kullanmışlardır. Bununla birlikte bir bilim dalı olarak biyolojinin gelişimi, eski Yunan döneminde ortaya çıkmıştır. Tıbbın kurucusu sayılan Hipokrates, insan biyolojisinin ayrı bir bölüm olarak gelişmesine büyük katkıda bulunmuştur. Biyolojinin temel gereçleri olan gözlem yapma ve problem belirleyerek çözüme ulaştırmayı kurumlaştıran Aristoteles'tir. Aristoteles'in özellikle üremeye ilişkin gözlemleri ve canlıların sınıflandırılması sistemiyle ilgili görüşleri önemlidir. Biyoloji incelemelerinde öncülük daha sonra Roma'ya ve İskenderiye'ye geçmiş, M.Ö. II. yy. ile M.S. II. yy'a kadar incelemeler özelikle tarım ve tıp çevresinde odaklanmıştır. Ortaçağ'da ise, biyoloji incelemesinde islâm bilginleri öne geçmişler ve eski Yunan metinlerinden öğrendikleri bilgileri geliştirerek, özellikle tıp bilimine büyük katkıda bulunmuşlardır. Rönesans'la birlikte Avrupa'da, özellikle de İtalya, Fransa ve İspanya'da biyoloji araştırmaları hızla gelişmiş, XV. ve XVI. yy'larda Leonardo da Vinci ve Micheangelo, güzel sanatlarda kusursuzluğa erişme çabaları içinde, son derece usta birer anatomi bilgini haline gelmişlerdir. Bu arada Andreas Vesalius, öğretim gereci olarak ölülerin kesilip incelenmesinden yararlanma uygulamasını başlatmış, ölüler üstünde kesip biçmelere dayalı ilk anatomi kitabıyla anatomi ve tıp araştırmalarında bir devrim gerçekleştirmiştir. XVII. yy'da William Harvey insanda dolaşım sistemine ilişkin çalışmaları başlatmıştır. XVIII. ve XIX. yüzyıllarda ise biyoloji bilimi önemli bir ilerleme kaydetmiştir.Bu dönemde yapılan çalışmalar aşağıdaki gibi özetlenebilir: Jean-Baptiste Lamarck omurgasız canlıların sınıflandırılmasının detaylı çalışmasına başladı. 1802 Modern anlamda "Biyoloji" terimi, birbirlerinden bağımsız olarak Gottfried Reinhold Treviranus ve Lamarck tarafından kullanıldı. 1817 Pierre-Joseph Pelletier ile Joseph-Bienaime Caventou klorofili elde ettiler. 1828 Friedrich Woehler, organik bir bileşiğin ilk sentezi olan ürenin sentezini gerçekleştirdi. 1838 Matthias Schleiden tüm bitki dokularının hücrelerden oluştuğunu keşfetti. 1839 Theodor Schwann tüm hayvan dokularının hücrelerden oluştuğunu keşfetti. 1856 Louis Pasteur mikroorganizmaların fermentasyonda etkili olduklarını vurguladı. 1869 Friedrich Miescher hücrelerin çekirdeğinde bulunan nükleik asitleri keşfetti. 1902 Walter S. Sutton ve Theodor Boveri mayoz bölünme sırasında kromozomların hareketlerinin Mendel'in kalıtım birimleriyle paralellik gösterdiğini saptayıp, bu birimlerin kromozomlarda bulunduğunu ileri sürdü. 1906 Mikhail Tsvett organik bileşiklerin ayrıştırılması için kromatografi tekniğini keşfetti. 1907 Ivan Pavlov sindirim fizyolojisi ve eğitim psikolojisi bakımından büyük önem taşıyan salya akıtan köpeklerle klasik koşullanma deneyini tamamladı. 1907 Emil Fischer yapay olarak peptid amino asit zincirlerinin sentezini gerçekleştirdi ve bu şekilde proteinlerde bulunan amino asitlerin birbirleriyle amino grubu - asit grubu bağlarla bağlandıklarını gösterdi. 1909 Wilhelm Ludwig Johannsen kalıtsal birimler için ilk kez "gen" terimini kullandı. 1926 James Sumner üreaz enziminin bir protein olduğunu gösterdi. 1929 Phoebus Levene nükleik asitlerdeki deoksiriboz şekerini keşfetti. 1929 Edward Doisy and Adolf Butenandt birbirlerinden bağımsız olarak östrojen hormonunu keşfettiler. 1930 John Northrop pepsin enziminin bir protein olduğunu gösterdi. 1931 Adolf Butenandt androsteronu keşfetti. 1932 Hans Krebs üre siklusunu keşfetti. 1932 Tadeus Reichstein yapay olarak gerçekleştirilen ilk vitamin sentezi olan Vitamin C'nin sentezini başardı. 1935 Wendell Stanley tütün mozaik virüsünü kristalize etti. 1944 Oswald Avery pnömokok bakterilerde DNA'nın genetik şifreyi taşıdığını gösterdi. 1944 Robert Woodward ve William von Eggers Doering kinini sentezlemeyi başardı 1948 Erwin Chargaff DNA'daki guanin birimlerinin sayısının sitozin birimlerine ve adenin birimlerinin sayısının timin birimlerine eşit olduğunu gösterdi. 1951 Robert Woodward kolesterol ve kortizonun sentezini gerçekleştirdi. 1951 Fred Sanger, Hans Tuppy, ve Ted Thompson insulin amino asit diziliminin kromatografik analizini tamamladı. 1953 James Watson ve Francis Crick DNA'nın çift sarmal yapıda olduğunu ortaya koydu. 1953 Max Perutz ve John Kendrew X-ray kırınım çalışmalarıyla hemoglobinin yapısını belirledi. 1955 Severo Ochoa RNA polimeraz enzimlerini keşfetti. 1955 Arthur Kornberg DNA polimeraz enzimlerini keşfetti. 1960 Robert Woodward klorofil sentezini gerçekleştirmeyi başardı. 1967 John Gurden nükleer transplantasyonu kullanarak bir kurbağayı klonlamayı başarıp, bir omurgalı canlıyı klonlayan ilk bilim adamı olarak tarihe geçti. 1970 Hamilton Smith ve Daniel Nathans DNA restriksiyon enzimlerini keşfetti. 1970 Howard Temin ve David Baltimore birbirinden bağımsız olarak revers transkriptaz enzimlerini keşfetti. 1972 Robert Woodward B-12 vitamininin sentezini gerçekleştirdi. 1977 Fred Sanger ve Alan Coulson dideoksinükleotidleri ve jel elektroforezini kullanımını içeren hızlı bir gen dizisi belirleme tekniğini bilimin hizmetine sundu. 1978 Fred Sanger PhiX174 virüsüne ait 5,386 bazlık dizilimi ortaya koydu ki bu tüm genom dizilimi gerçekleştirilen ilk canlıydı. 1983 Kary Mullis polimeraz zincir reaksiyonunu keşfetti. 1984 Alex Jeffreys bir genetik parmak izi metodu geliştirdi. 1985 Harry Kroto, J.R. Heath, S.C. O'Brien, R.F. Curl ve Richard Smalley Karbon-60 Buckminster-fulleren molekülünün olağanüstü stabilitesini keşfettiler ve yapısını açığa çıkardılar. 1985 Wolfgang Kratschmer, Lowell Lamb, Konstantinos Fostiropoulos ve Donald Huffman Buckminster-fulleren'in benzende çözülebilirliğinden dolayı isten ayrılabildiğini keşfettiler. 1990 ve 2000’li yıllarda yapılan biyolojik çalışmaların çoğu genetik kopyalamalar üzerine oldu.Bu durum da XXI.yüzyılın genetik bilimi üzerine kurulacağı işaretlerini veriyor.

http://www.biyologlar.com/bilimin-dogusunu-ve-fizik-kimya-biyoloji-matematik-olarak-temel-biirmler-haline-donusmesini-tarihsel-boyutta-aciklayiniz

CANLILAR ARASI ETKİLEŞİM VE EKOLOJİK NİŞ

CANLILAR ARASI ETKİLEŞİM VE EKOLOJİK NİŞ

Her tür kendi tarzı yaşamını sürdürebilmek için doğa ve diğer canlılarla mücadele etmek zorundadır.

http://www.biyologlar.com/canlilar-arasi-etkilesim-ve-ekolojik-nis

Embriyogenez

Biyolojinin bütün problemleri arasında en büyüleyici ve en zor olanı embriyogenez yani embriyonun yaratılmasıdır. Embriyogenez; tek hücrenin döllenmiş yumurtanın, hedef aldığı çok hücreli karmaşık organizmaya ulaşırken attığı adımlarla ilgilidir. Bu hedef bütün ince ayrıntılarıyla, gelişme olayının orkestrasyonu üzerine talimatları içeren, DNA'da yazılıdır. Bu harikulade işin nasıl olduğunu henüz anlayamamış olduğumuzu hemen söyleyebilirim, ama en azından çevresinde araştırmalar yapıyoruz. Hücreler Birbirine Yapışır ve Uzmanlaşır Döllenmiş bir yumurta, diğer daha basit tek hücreli yaratıklar gibi yaşamına iki ayrı hücre oluşturmak için bölünerek başlar; bu iki hücre bölünüp dört olur ve bu böyle sürüp gider. Tek hücreli yaratıkları gözlemleyerek, her bölünmeden sonra hücrelerin ayrılacağını umuyoruz. Ama döllenmiş yumurtadan üreyenler ayrılmıyorlar, toplumsal bir girişime katıldıklarını bilirlermiş gibi birbirlerine sıkıca yapışıyorlar. Kısa bir süre sonra başka bir şey açığa çıkıyor. Hücreler birbirlerine benzemeyen ve değişik davranan gruplar oluşturuyorlar. Hücre grupları artık uzmanlaşmaktadırlar. Her grup belirli sayıda özel görevleri yapmakla yükümlüdür. Uzmanlaşma işinin geriye dönüşü yoktur. Erken embriyogenez iki özelliği, hücre yapışması ve hücre uzmanlaşması, bunlar gelişme işleminin temelinde yatıyorlar. Değişkenliğin Kökeni Şimdiye kadar organizmaların nasıl uzun zaman geçtikçe giderek farklılaştığım belirleyen ve bütün canlı yaratıklar için geçerli yasaları öğreniyorduk. Bütün canlı yaratıklar kendilerini oluşturan bilgiyi DNA'da biriktirirler, DNA'yı mesajcı RNA'ya kopya ederler, mesajcı RNA'yı proteine "tercüme ederler". Dahası, DNA'nın mutasyonla veya cinsel karışımla değişmesi proteinlerin kalıcı değişimine neden olur. Böylece organizmalar arasında gittikçe artan farklılıklar ortaya çıkar ve sonunda yeni türler doğar. Bazı bakımlardan embriyogenez, evriminin, kısa bir zaman aralığında ve mikrokosmosta tekrarı gibidir. Hayvan embriyosunun gelişmesini değişik aşamalardan geçerken gözlemleyelim. Embriyo, erişmesi beklenen yetişkin yaratığa benzemeden önce balığa benzer. Balığa benzerlik yalnız görünüşte değildir; erken embriyo oksijen ve besini göbek bağı yoluyla annesinden alır, ama gereksinimi olmadığı halde su altında nefes almaya yarayan solungaçlara da sahiptir. Açıkçası embriyonun evrimsel gelişmenin bir aşamasını yinelemesi için görünürde hiçbir neden yok. Ama embriyogenez süresince farklılık nasıl doğar, hücreler deri hücresi, kas hücresi, sinir hücresi olmaya ne zaman karar verirler diye sorsak, doğa boş bakışlarla cevap verir bize; hücrelerdeki bilgi işleminin evrensel mekanizması üzerine bir sürü şey öğrenmemize izin verdi, ama sıra hücreleri birbirinden farklı yapan nedenlere gelince bilgisizlik içinde oturuyoruz. Bazı bilim adamları embriyogenezin derinliklerine dalabilmek için tümüyle yeni kavramlara ve yöntemlere gereksinimimiz olduğuna inanıyorlar. Bunun böyle olduğundan kuşkuluyum. Yalnızca, hücreleri değişik yapan nedenler şimdiye kadar bulduklarımızdan daha karışığa benziyor. Tıbbın Embriyogenezle İlgisi Tıp bilimi için embriyogenezin anlaşılması önemlidir. Tıp adamlarının ilgilerini başka hiç bir olaya benzemeyen ölçüde bileyen, yalnızca bir tek hücrenin tam bir bireye dönüşebilmesi değil. Tıbbın; hamilelik, doğum kontrolü, çocuk ölümleri, doğuştan itibaren görülen hastalıklar, kalıtım hastalıkları ve kanser gibi problemlerin daha iyi denetlenmesi üzerine araştırmalarıyla da ilişkili. Bilim adamlarının embriyogenezin anlaşılmasının çok sayıdaki tıbbi probleme ışık tutacağı beklentileri var. Hücrelerin Yapışkanlığı Üzerine Birkaç Söz Daha Döllenmiş yumurta bölünmeye başladıktan sonra, hücrelerin birbirinden ayrılmayıp yapıştıklarından söz etmiştim. Yapışmalarını ne sağlıyor? insanın aklına bir yapışkan maddenin varlığı geliyor, ama gerçekte yapışkanlığı sağlayan bir madde değildir. Daha çok hücrelerin yüzeylerinde girintiler, çıkıntılar varmış gibi görünüyor (diğer hücrelerin çengellerine geçebilen ufacık çengeller). Hücrenin DNA'sı, gerçekte protein-yapan makineye, hücrenin dışına doğru göç edip orada girintili çıkıntılı bir yüzeyde çengel gibi davranacak belirli özel proteinler yapması talimatını vermiştir. Hücreler, bedenin değişik kısımlarını oluşturmak için uzmanlaşırken, yüzey protein çengelleri de amaca göre biçimlenirler. Bunlarla hücre tipleri birbirinden ayırt edilir. Embriyogenez İçin Enerji Şimdi bütün yapım işlerinde enerjinin gerekliliğine tümüyle duyarlı hale gelmiş olmalısınız. Hücrelerinin yakılıp ATP üretebilmesi için gelişmekte olan embriyoya şeker verilmelidir. Balıklarda, sürüngenlerde, kuşlarda ve embriyonun bir yumurta içinde büyüdüğü diğer yaratıklarda, yumurtanın sarısı embriyonun besinini sağlar. Annelerinin rahminde büyüyen hayvanlarda başka bir araç kullanılır. Anne iç duvarıyla embriyo arasındaki plasenta denen tabaka embriyo ile aynı hızla büyür. Plasenta, annenin kanıyla gelişen embriyonun kanının karıştığı yerdir. Annenin yediği besini getiren kan burada embriyonun kanına karışır. Yapım projesi için enerji böylece sağlanır. Bütün Hücrelere Aynı Bilgi Dağılmıştır Döllenmiş yumurta, anneden ve babadan aldığı tam büyüklükteki DNA ile yaşama başlar. Bölündükçe, yeni gelen her hücre kuşağı yetişkinliğe ulaşana kadar aynı büyüklükte DNA alır. Sonunda 60 trilyon hücreden oluşan bir insanda 60 trilyon birbirinin aynısı DNA kopyası bulunur! Bedenin her hücresinde, tamamen aynı bilgi bulunur. Yalnız üreme hücreleri diğer hücrelerin yarısı kadar DNA içerirler. Gen İfadesinin Denetlenmesi Embriyogenezin sırrının DNA'nın genlerinin ifadelerinin hücreler tarafından nasıl kontrol edildiğinin bilinmesinde gizli olduğu görülüyor. Bir yetişkini yaratmak için gerekli bütün bilgi hücrededir. Gelişen embriyonun her hücresinin içinin derinliklerini gözlemleyebilseydik, bazı şeylerin oluşumunu izleyebilecektik. Enzimler, döllenmiş yumurtanın DNA'sının genlerinin bazılarını mesajcı RNA'ya kopya etmeye başlayacaklardı. Mesajcı RNA'lar, daha en başta yumurtanın içinde bulunan, embriyoda etkin olan ribosomlara gideceklerdi ve burada gerekli proteinlerin sentezi başlayacaktı. Döllenmiş yumurta, reçetesinde yazılı proteinlerin tümünü biraz daha ribosomla birlikte toparladıktan sonra (ve DNA'sını iki katına çıkardıktan sonra) bölünecekti. Sonuçta oluşan hücre çiftlerinde, şimdi yeni bir tam ölçü DNA, yeni ribosomlar ve yeni her şey bulunacaktı. Kendisinden doğdukları hücrenin tümüyle tıpkısı olacaklardı. Protein sentezi işlemi ve yeni hücre yapımı kendi kendisim, yineleyerek, hücre sayısı dört hücreye ulaştırılacak, sekiz hücreye çıkmak için yeniden... Kısacası bunun böylece sürüp gittiğini görecektik. Buraya kadar işlem, bölünen bakteride sürüp gidenin hemen hemen aynı. Her kuşak hücre kendisinden öncekinin aynen yinelenmesi. Fakat uzmanlaşma başladığı zaman, yeni bir şeyler katılıyor olmalı. Eğer üreyecek hücrelerin bir grubu deri, diğeri kas, bir başkası beyin vb. olacaksa, DNA gerekli yönlendirmeyi sağlamalıdır. Yalnızca hücreler arasındaki sürekli artan farklılığı değil, aynı zamanda farklılığın ne zaman başlayacağını belirlemelidir. Gelişen hücre topluluğu içindeki her bir hücrede tamı tamına aynı ölçüde DNA bulunur. O zaman hücreler nasıl farklı olabilirler? Birincisi şunu hatırlayalım, deri hücresi, kas hücresi, beyin hücresi olsun, belli bir hücrenin karakterini, yaptığı proteinler belirler. Örneğin, deri hücreleri, keratin denilen özel bir protein yönünden zengindirler (deriye bizi koruyan özel yeteneğini veren protein). Kas hücreleri myosin denilen bir proteinle sarılmıştır. Bu proteinin özel yeteneği, bir eş proteinle etkileşip uzunluğunu değiştirebilmesidir. Böylece kas liflerinin kasılmasına yol açarlar. Beyin hücreleri elektrik güçler iletmeye yardımcı proteinler içerirler. Diğer bütün uzmanlaşmış dokuların hücreleri, hücrenin özel karakterini belirleyen kendilerine özgü proteinleri üreteceklerdir. Böylece bazı hücreler deri hücreleri olarak amaçlarını gerçekleştirmek için keratin üretmeye; diğerleri kas hücresi olabilmek için myosin üretmeye başlayacaklardır. Aslında, bütün hücrelerdeki DNA'larda keratin için bir gen myosin için diğer bir gen bulunur. Genler orada hazır bekliyorlar. Öyle görünüyor ki deri hücrelerinde keratin yapılması ifade edilirken, myosin baskı altına alınmak zorunda. Diğer yandan, kas hücrelerinde myosin ifade edilmeli ve keratin geni bastırılmalıdır. Yani deri hücrelerindeki keratin geni, keratin mesajcı RNA'sı olarak okunuyor. Ribosoma gidiyor orada keratin proteinine çevriliyor. Bütün bunlar gerçekleştikten sonra hücre deri hücresi haline geliyor. DNA, embriyo gelişimi sürerken, programlı bir sıralama ile genlerini her birinin sırası geldikçe ifade edip bastırabilmelidir. Belli türden bir hücre oluşumu yüzlerce protein gerektirir, yani bu hücrelerde. bir çok gen ifade edilirken daha çoğu da (başka, hücrelerin proteinlerini kodlayan genler) bastırılır. Gerçekten dikkate değer bir durum! DNA bütün genlerle birlikte, bu genlerin ne zaman işe koşulacağını ne zaman bastırılacağını da biliyor. Klonlar Klon, tek hücreden üremiş hücreler topuluğudur. İlkel kardeşlerimiz bakteriler, sürekli klonlar oluştururlar. Bir bakteri hücresini bir tabak yiyeceğin üzerine koyarsak, hemen bölünüp iki hücre, bu iki hücre bölünüp dört hücre olur ve bu böyle sürüp gider, iki gün içinde bakteri kütlesi çıplak gözle görülebilir hale gelir. Bu kütle bir klondur; bir tek orijinal hücreden üremiş milyonlarca yavru hücreden oluşur. Bu klondan bir tek yeni hücre alıp yine bir tabak yiyeceğin üzerine yerleştirirsek, birincisinde olduğu gibi bir klon oluşana kadar bölünecektir. Klon oluşturmak bakteri için oldukça kolay bir iştir, çünkü bütün hücreler birbirinin aynıdır. Daha gelişmiş bir organizmadan klon yapmak çok daha karmaşıktır. Ama teorik olarak mümkündür. Yaratıkların her hücresinde aynı DNA her şeyiyle tam bir bireyi oluşturmak için gerekli bilgiyi taşıdığına göre, tamamen teorik planda; herhangi bir hayvandan bir hücre alıp onu bir kap besinin üzerine veya beslenebileceği başka bir ortama koysak ve tam bir hayvan organizmasını üretmesini sağlasak, aslının kusursuz bir kopyasını geliştirmek için gerekli bütün bilgi, o tek hücrenin DNA'sında vardır. Bu olasılık, özellikle de insanın klon yoluyla oluşturulabileceği düşüncesi, yani bir tek insan hücresinden geliştirilmiş her şeyi tamam bir insan yaratmak, popüler yazarların hayal gücünü harekete geçirdi. Böyle bir olasılık gerçekleşmekten son derece uzaktır. Diğer yandan bir tek hücrenin aslında tam bir bireyi ortaya çıkarabildiğini biliyoruz; döllenmiş yumurta, tam bir yetişkin varlık olduğu zaman bu gerçekleşiyor. Ama olan biten tek yönlü bir işleme benziyor. Canlı yaratıklar, kolay kolay hücrelerinden herhangi birinin döllenmiş yumurta gibi bölünmeye başlayıp kendi tıpkı kopyalarını oluşturmasını sağlayamazlar, Bizim hücrelerimiz kendi uzmanlaşmış durumları üzerine sıkı bir denetleme uygularlar. Örneğin deri hücreleri deri hücresi olarak kalırlar, tıpkısı tıpkısına ayrı bir birey olmak şöyle dursun, değişip kas hücresi olmaya bile yeltenmezler. Hücrelerimizin, çevrelerinin etkisiyle mi böyle değişmez oldukları tartışılabilir. Bir hücreyi komşularından ayırsak, belki beklenmeyen bir davranışa yönelecektir. Böyle bir deney kurbağa larvası hücreleriyle aşağıda anlattığımız gibi yapılmıştır: Önce, kurbağa yumurtalarındaki hücre çekirdekleri ve dolayısıyla DNA'ları tahrip edilmiş, sonra genç larvaların rasgele bazı hücrelerinden alınmış çekirdekler, DNA'sız kurbağa yumurtası hücrelerine yerleştirilmiştir. Kısa sürede yumurtalardan yeni larvalar, hatta bazen kurbağalar gelişmiştir. Yani larvalar bir tek larva hücresinden üremiş birer klondurlar. Benzer klon yapma deneyleri, fareler ve başka hayvanlar üzerinde de yapılmış, ama başarıya ulaşılamamıştır. Klon başarısızlık, hücre karakterindeki dengeliliğini ortaya çıkartıyor. Her hücrenin DNA'sında bulunan, başka bir hücre olabilme potansiyeline karşın, hücreler bu potansiyel avantajı kullanmazlar. Genlerinin çoğu durdurulmuştur. embriyogenezi derinliğine araştırabilmek için genlerin ifade edilip edilmemesini neyin belirlediğini öğrenmeliyiz. Genlerin Başlatma - Durdurma Mekanizmasının Özelliği Hücreleri farklılaştıran gen çalıştırma mekanizması, insanın aklına keskin bir soru getiren ilginç bir bilinmeyendir. Genler nasıl harekete geçirilip durdurulabilirler? Daha önce de söylediğimiz gibi en açık yanıtlar en basit sistemlerden gelir. Yine, o alelade bakterilerin davranışlarına bakalım. Bazı hücreleri taze bir büyüme solüsyonu içine atıp, şeker olarak örneğin glukoz ekleyelim. Hücreler bölünmeye başlarlar ve sayılan hızla yükselir. Bu, glukoz tüketilene kadar sürer. Sonra büyüme durur. Aynı gözlemi, yine benzer bir hücre grubuyla bu sefer değişik bir şekerle, diyelim galaktozla deneyelim. Hücrelerin sayılan artar, ama glukozla olduğundan daha yavaş artar ve galaktoz bitince büyüme durur. Glukozun, daha hızlı tüketildiği için galaktozdan daha iyi bir besin olduğu sonucuna varırız. Ama her iki şeker de bakteri tarafından kullanılmıştır. Hiçbirini ziyan etmiyor bakteriler. Şimdi deneyi hem glukoz hem galaktoz kullanarak yineleyelim, ilginç birşey olur, glukozun tümü tüketilene kadar nüfus hızla artar. Sonra yirmi dakika kadar artış durur. Ve bu sürenin sonunda yeniden başlayıp galaktoz tüketilene kadar sürer. Hücrelerin glukozu yeğledikleri açıkça görülüyor. Ancak, yirmi dakikalık bir aradan sonra galaktozu kullanabilme yeteneğini kazanıyorlar. Bunun genleri harekete geçirmek ve durdurmakla ne ilgisi var? Bu basit sistemin analizi, 1950'lerin sonuna doğru, Fransız bilim adamları François Jacob ve Jacques Monod'ya gen ifadesinin denetlenmesi üzerine parlak bir ilham verdi. Şimdi bakterilerde mekanizmanın nasıl çalıştırılabildiği kanıtlanmış durumda; bu bizim gibi daha karmaşık organizmalarda da geçerlidir belki ama burası henüz kesinlikle bilinmiyor. Bakteriler, alışık olmadıkları bol şekerle uğraşırken içlerinde ne olup bitiyordu? Bakteri hücrelerinin glukoz kullanacak makineleri olduğu açıkça görülüyor, çünkü bu şeker verilir verilmez yemeye başladılar. Bu makine iki proteinden oluşuyor: Şekerin hücreye girmesini sağlayan bir enzim ve içeri girince onu hazmedecek bir enzim. İki enzim; iki gen. Bu makinenin galaktoz kullanan karşılığı henüz hücrede yok; veya en azından iki şekerin bulunduğu solüsyonda büyüme başladığı zaman yoktu. Glukoz tükenince galaktozu kullanacak makine kuruluyor. Glukozun bulunmaması, galaktoz kullanan makinenin geliştirilmesi için tetiği çekiyor. Glukoz, galaktozu kullanmak için gerekli enzimleri denetleyen genlerin ifadesini önlüyordu ve bastırıyordu. Glukoz bitince baskının etkisi kayboldu ve böylece galaktoz genleri, mesajcı RNA'ları yapmaya başlayıp proteine çevirebildiler. Bütün bunların bakteri için anlamını düşünün. Eli altındaki en iyi besini yiyor ve besin, bakteri içinde enerjinin başka besini kullanmak için enzimler yapılarak ziyan edilmemesini de ayarlıyor, iyi besin tükenince el altında yalnızca daha zayıf besin kalıyor. O zaman bakteri işe girişip bu besini kullanabilmesi için gerekli enzimleri yapıyor. Bakteriler Kendilerine Verilen Şeyleri Üretmezler Bahçenizde kendi kullanımınız için sebze yetiştiriyor olsanız ve birileri size düzenli olarak bu sebzelerden vermeye başlasa, belki de kendiniz yetiştirmekten vazgeçerdiniz. Bakteriler de buna benzer bir şey yaparlar. Kendi gereksindikleri amino asitleri yapabilirler (protein zincirindeki yirmi temel halka). Amino asitler olmadan, doğal olarak protein yapamayacaklardı ve üremeleri duracaktı. Eğer bakterilere hazır yapılmış amino asitler verirsek, içinde yaşadıkları solüsyona amino asitler eklersek, bakteriler kendi amino asitlerini yapmayı durdururlar. Amino asit armağanımız hücrelerin kendilerininkini yaparak enerji harcamalarını gereksizleştirir. Burada bir hayli enerji söz konusudur. Yirmi amino asidin her birini yapmak birkaç enzim gerektirir. Her enzim yapılışında, bir gen harekete geçirilmeli, mesajcı RNA yapılmalı, enzim proteinlerin yapıldığı ribosomlara gönderilmelidir. Genin böylece durdurulması yapı enerjisinde önemli bir tasarruf demektir. Enerji korumak, bütün canlı hücrelerde olduğu gibi, bakterinin de yaşamını sürdürebilmesi için son derece önemlidir. Gen İfadesinin Denetlenmesi İçin Şema İşte bakteriler üzerine çalışmalardan elde edilmiş gen ifadesinin genel resmi; 1. Genler harekete geçirilip durdurulabilirler. Bu, represör denilen protein moleküller tarafından yapılır. 2. Represörler, kendilerini genlerin ucuna bağlarlar. Böylece geni mesajcı RNA'ya geçirecek olan enzimin işini yapmasını engellerler. 3. Bu, genin yapmakla yükümlü olduğu proteinin yapılmasının istenmediği anlamındadır. 4. Represörler iki nedenle DNA'dan serbest bırakılabilirler: a) Glukoz gibi bir şekerin yokluğuyla (demek ki glukoz gene bağlanması için represöre yardım ediyor.) b) Bir amino asidin yokluğuyla. Şimdi daha önce anlattığımız glukoz-galaktoz. deneyinin açıklamasını görebiliriz. Glukoz bakterilerin eli altında bulunduğu sürece, onu yiyecek ve bu da galaktoz genleri represörünün galaktozu kapalı tutmasına yardım edecektir. Glukoz bitince, galaktoz geni represörleri işlevlerini yerine getirmezler, böylece gerekli enzimler yapılabilir ve galaktoz kullanılabilir. Aynı şekilde, bakterilere amino asitler verildiği zaman bu amino asitler, bütün amino asit yapmaya yarayan genlerin represörlerine yardımcı olup, genleri kapattırabilirler. Bakteri içinde işleri düzenleyen bu güzel sistemin insanlar dahil daha yüksek canlı biçimlerinde de işlediği görülüyor. Bu sistem genlerin ifadesini denetlemek için önemli bir yoldur. Ama İnsanlar Bakteri Değildir Bakteri hücreleri ile bizim gibi organizmaları daha karmaşık ve uzmanlaşmış hücrelerin kullandıkları yöntemler arasında, belirgin bir fark vardır. Bakteri hücreleri; çabuk tepki veren, esnek, çevredeki ciddî değişikliklere hızla kendini uydurabilen bir yaşam sürenler. Bu biraz, vahşî ormanlarda savaşarak varlığını sürdürmeye benzer; bir bakteri kendi başının çaresine bakar. Diğer yandan uzmanlaşmış hücrelerin yaşam biçimleri kalıcı olarak belirlenmiştir. Ömür boyu; "deri hücresi" deri hücresi olarak, "kas hücresi" kas hücresi olarak, "beyin hücresi" de beyin hücresi olarak kalır. Her hücre çeşidinde deri mi, kas mı, yoksa beyin mi olduğunu belirleyen bir kaç gen işletilir ve diğer bütün genler (diyelim ciğer, kemik ya da böbrek olmak için) durdurulur ve hücre neyse sonuna kadar da o olarak kalır. Bakteriler, buna göre genleri hızla ve kolayca harekete geçirip durdurabilecek araçlar gereksinirler. Uzmanlaşmış hücrelerde çoğu genler sürekli durdurulmuş, birkaçı da sürekli işletilir durumdadır. Bakterinin bu kolay çalıştırma-durdurma mekanizması, uzmanlaşmış hücrelerde kullanılana benzemeyebilir. Ne var ki şu anda elimizde en iyi anladığımız model, bakteri sistemidir. Hiç olmazsa teorik olarak, temelli durdurmayı veya çalıştırmayı sağlamak için kullanılmasını düşünmek zor değil. Biçimin Oluşumu Embriyogenezde temel problem olarak gen ifadesine bakıyorduk. Oysa ilk göze çarpan yan, biçimin oluşumu; heykel dökme sürecindeki hüner, yumurtadan bebeğe dönüşümün akıl almaz mimarî başarısı. Örneğin, bizi oluşturan tüm özel doku ve organlar, bir iskelete asılmıştır. Kemik, bütün diğer yapının yanı sıra embriyoda gelişir. Sıradan görünüşlü hücrelerden başlayarak, içinde kalsiyumun sert bir yapı oluşturmak için biriktirildiği yeni bir doku belirir. Bu doku sert ve olağanüstü güçlüdür, bir organizmanın ağırlığını ömür boyu taşıyabilecek nitelikte yapılmıştır. Kırıldığı zaman da yeniden kendini onarabilir. Böylesine bir yapısal biçimlendirme süreci nasıl ortaya çıkıyor? Bu anlaşılması zor bir problem ve yine bir model sisteme başvurmamız gerek. Bakteriler, insanlar gibi virüs enfeksiyonuna karşı dirençsizdirler. Her bakteri virüsünün (buna bakteri yiyen anlamında bakteriofaj denir) kutu gibi içinde DNA'nın saklandığı bir kafası ve enjektör iğnesi gibi kullandığı bir kuyruğu bu kuyruğun ucunda da bakterinin yüzeyini yakalayan örümcek gibi bacakları vardır. Sonra virüs kendisi bir enjektörmüşçesine -ki aslında öyledir de- DNA'sını kuyruğundan bakteriye geçirir. Virüsün DNA'sı bakteriye girer girmez idareyi ele alır.Bakterinin protein yapan makinesine, bundan böyle bakteri proteini yapılmayacağını belirten bir sinyal gider. Ribosomlar ve transfer RNA makinesi, virüsün kendi DNA'sından üretilen mesajcı RNA'lar tarafından çabucak kendi yararına işleyecek hale dönüştürülür. Kısa bir süre sonra, bakteri fabrikası virüs proteini parçalan yapmaya başlar. Yeni kafalar, kuyruklar ve bacaklar yapılır. Her şey virüsün DNA'sı tarafından yönetilir. Bundan kısa bir süre sonra, bakterinin içinde virüs kafalarının biriktiği görülür, yeni yapılmış virüs DNA'ları bunların içine yerleştirilir ve tamamlanmış virüsler ortaya çıkar. Her bakteri hücresinin içinde, yüz kadar virüs onu sıkı sıkıya dolduracak biçimde birikir. Zamanı gelince, virüsler bakterinin zarını yarıp, onu. öldüren bir enzim salgılayarak kaçarlar. Bütün bu vahşî yıkım yarım saatten az bir zamanda gerçekleşir. Bu olguda biçimin oluşumunun basit bir modelini görebiliriz. Ele geçirilen fabrikada, virüsün değişik parçaları, kendi DNA'sının verdiği talimatlarla, ufak bir bina yapar gibi bir araya getirilir. Bunun dikkatle programlanmış bir zaman aralığında, ortaklaşa gerçekleştirilen bir işlem olduğu görülebiliyor. Öyle ki genler virüsün değişik parçalarının yapımına bir sırayı izleyerek başlanmasını denetliyorlar. Doğru parçalar doğru sırada yapılıyorsa, belirli biçimin kendiliğinden bir anda oluşması çok güçlü bir olasılık gibi görünüyor. Bu modelin çok daha karmaşık, gerçek embriyogenez olgusuna ne kadar ışık tutacağı belirsiz. Ama modelin yararlılığı, bakteriden çok daha basit bir organizma olan virüsün gen kompozisyonu üzerine oldukça tam bir bilgi sahibi olmamızda yatıyor. Ayrıca, olayların sırasını denetleyip isteğimize göre ayarlayabiliyoruz ve çok karmaşık olmayan üç boyutlu bir biçimin oluşumunu bir elektron mikroskobuyla kolayca izleyebiliyoruz. Hücre Bölünmesini Başlatmak ve Durdurmak Embriyo hızla bölünen bir hücre kütlesidir. Bu korkunç hızlı büyüme işi, doğumdan sonra çocukluk boyunca gittikçe yavaşlayarak yetişkinliğe erişene kadar sürer. Yetişkinlikte hücre bölünmesi durur. Bir organizmanın bütününde; her organın, her dokunun hücreleri, büyümenin tamamlanmasına çok titiz ve dikkatli bir işbirliğiyle katılırlar. Hücreler büyümeyi ne zaman durduracaklarını nereden biliyorlar? Oluşumuna katkıda bulundukları organların tam büyüklüğe eriştiğini onlara söyleyen ne? Bu olgu, normal hücrelerin bedenin dışındaki davranışında da gözlemlenebilir. Birkaç normal hücre, bir cam kabın ortasına bırakıldıklarında, hemen yanlarındaki komşu hücrelerle sürekli ilişkili olarak bölünmeye başlarlar ve en uçtaki hücreler kabın kenarlarına dokununcaya kadar, kabın yüzeyini tek hücre kalınlığında bir tabaka halinde örterler. Kenara ulaşılınca bütün hücreler bölünmeyi durdurur. Bölünmeyi durduran sinyalin özelliği nedir? Bunun cevabını bilmiyoruz, ama araştırmayı sürdürüyoruz. Bilmecenin en azından bir bölümüne cevap getirebilecek, iddialı bir model sistemimiz var. Bu modelin uygulanabilme kolaylığına hayranım, üzerine yıllar harcadığım için ona karşı özel bir düşkünlüğüm var. Regenerasyon: Yenilenme Bir kurbağa yavrusunun kuyruğunu kesip onu yeniden suya bıraksam, yara çabucak iyileşir ve ondan sonraki üç haftada gerçekten ilginç olaylar olur: Tam ve mükemmel bir kuyruk. Bir salamenderin de buna benzer biçimde ayağını koparsam yerine yenisini yapar. Deniz yıldızı ve ıstakoz da öyle. Bu olguya regenerasyon: yenilenme denir. Bunun kendi bedenimizde de örneği vardır. Kopunca kollarımızı, bacaklarımızı yerine getiremeyiz ama karaciğerimiz bir kazada zarar görse, bir parçasının ameliyatla alınması gerekse karaciğer bir iki gün içinde eski büyüklüğüne erişir. Bu özel durumun, laboratuvarda benzerini yapabiliriz. Ameliyatla bir farenin karaciğerinin üçte ikisini alabilirim. Fare anesteziden birkaç dakikada ayılır, bir iki saat içinde yemeye başlar ve üç gün sonra karaciğerinin eksik üçte ikisi, normal ve sağlıklı olarak yerine gelmiştir; bir karaciğerin yapması gereken her şeyi yapmaktadır. Bütün bu olaylarda iki dramatik nokta görülür: Birincisi; hayvanın bir parçasının ayrılması, eskiden her şeyin sakin olduğu bu bölgede çok hızlı bir hücre bölünmesine yol açar. İkincisi; bu parça yerine gelince hücre bölünmesi durur. Şaşırtıcı olan; bu bölgedeki hücrelerin bölünmeye gerek olduğunu iş bitince durmak gerektiğini bilmeleridir! Bu hücrelerin içinde, onlara bölünmeye başlamalarını ve eksik organı tamamlamak için yeterince bölündükleri zaman durmalarım söyleyen nedir? Bir zamanlar bunun cevabım bulmak için, kopan parçanın yerine yeni hücreler üreten bir karaciğerden parçalar alıp, bunları normal, bölünmeyen karaciğer hücrelerine karıştırıyordum. Kopanı yerine getirmek için üreyen hücrelere, daha çok hücre yapmalarını söyleyen bir kimyasal sinyal varsa bunun normal hücreleri de etkileyip, onların daha hızlı protein yapmalarını sağlayacağını düşünüyordum. Diğer yandan, eğer normal hücreler yenileme hücrelerini yavaşlatacak bir kimyasal mesajı içeriyorlarsa, bunu da anlayabilecektim. İyi bir fikir, iyi bir model ama deneyler sonuçsuz kaldı. Sistem henüz çok karmaşık. Olanları bir türlü kavrayamıyoruz. Yaşamın kanunlarını açığa çıkartmakta üst üste sağlanan başarılardan söz eden öykümüzde; bir deneysel başarısızlığın yeri yok gibi gelebilir. Bence tersine; bu öykümüzün gerçekçiliğini arttırır. Aslında, şimdiye kadar bilim adamlarını yaptıkları deneylerin çoğu başarısızlıkla sonuçlanmıştır. Başarısızlıklarımızdan ders alıp, bize sonunda iyi bir ilham sağlayacak daha iyi deneyler tasarlayabiliriz. Meslektaşım Dr. Nancy Bucher, yenilenme olayı üzerine bilgiye belki de diğer bilim adamlarından çok daha fazla katkıda bulunmuştur. Önemli çalışmalarından bazıları, farelerden yapışık ikizler yapmayı içeriyordu İki fareyi iyi bir ortak dolaşımları olacak biçimde birbirine dikiyordu; kan ikisinin arasında kolayca dolaşıyordu. Sonra, farelerden birinin karaciğerinin üçte ikisini alıyor ve bu ciğerin eksik kısmı yerine gelene kadar, diğer farenin karaciğerinin de büyüyüp büyümediğine bakıyordu. Büyüdü! Bu; yenilenme yapan karaciğerin, kan dolaşımına bir şey kattığı ve bunun diğer farenin karaciğerine ulaşınca, onun da büyümesine neden olduğu sonucunu gösterdi. Nancy Bucher ve bir çok başka bilim insanları, bu maddenin ne olabileceğini anlamaya çalıştılar; ama henüz bir başarı elde edilmiş değil. Embriyogenez Üzerine Bilinmeyenler Bilinenlerden Çoktur Yinelersek, embriyogenez konusunda bazı ilginç şeyler üzerinde durduk. Bir arada kalabilecek yapışkanlığı elde etmek için bölünen hücrelerin özel yeteneklerinden; bir organizma oluşturmak için gerekli olan uzmanlaşma konusundan; biçimin oluşumundan ve son olarak uzun embriyogenez, sürecine dur emri veren, çocukluk ve yetişkinliğe ulaşma işleminin bittiğini bildiren sinyalden söz ettik. Bunlar son derece karışık olguların yalnızca bir iki önemli noktası. Cahilliğimiz hâlâ bildiklerimizi kat kat geçiyor. Bu hiç de şaşırtıcı değil. embriyogenez, bütün yeteneklerimizi kullanmamızı gerektiren bir probleme benziyor ve biyoloji biliminin temelinde yatıyor. Biraz heyecanlı, biraz da kışkırtıcı bir konu; çünkü, ilk bakışta çözülemeyecek hiçbir zor yanı yokmuş gibi görünüyor. Kısa bir süre sonra, daha önceki bölümlerde anlattığımız yaşamın evrensel kanunlarını kavradığımız gibi, embriyogenezi de anlayabileceğimize inanıyorum. Embriyogenezin anlamadığımız yanları, kanserin anlamadığımız yanlarına çok benziyor. Gerçekte, bazı araştırmacılar, kanserin açıklamasının, embriyogenezin anlaşılmasını gerektirdiğini düşünüyorlar. Kanser, bazı bakımlardan insanın embriyogenezindeki o çok üstün denetleme yeteneğini yitirdiği zaman ortaya çıkıyor gibi görünüyor. Örneğin, kanser hücrelerinin başıbozuk davranışları, hücre yapışkanlığının yok olmasıyla ilgili olabilir. Şimdi bu konuyu daha yakından incelemeliyiz.

http://www.biyologlar.com/embriyogenez

cyanobacteria(mavi yeşil algler) hakkında genel bilgilere ihtiyacım var

Algler Alg ya da Yosun; büyük çoğunluğu fotosentetik olmasına karşın, bitkiler alemiyle yakın akraba olmayan bir gruptur. Bitkilere benzeyen, sucul canlılardır. Deniz kenarında algler Deniz kenarında algler Fotosentez ürünlerini nişasta formunda depolamazlar. Kloroplastları, sitoplazma içerisinde serbest olarak değil, granüler endoplazmik retikulum üzerinde bulunur. Klorofil-c taşırlar ve bitkilerde bulunmayan başka pigment maddeleri bulundurular. Çeşitli gruplara özel renkleri de, bu pigment maddeleri verir. Alglerde, bitkilerdeki yaprak, gövde gibi elemanlarına benzeyen, ancak damar dokusu taşımayan, özelleşmemiş vücut bölümlerine "tallus" denir. Üremeleri, ikiye bölünme, tomurcuklanma, ana bitkinin büyümesi, spor hücrelerinin ya da eşey hücrelerinin üretilmesi şeklinde gerçekleşir. Fotosentetik algler, sucul ortamların birinci derecedeki üreticileri olduklarından önemlilerdir. Alglerin bir diğer önemi de, birçok sucul canlının besin kaynağını oluşturmalarıdır. Ayrıca, çeşitli endüstri alanlarında kullanılan bazı hammaddeler de, yine alglerden elde edilmektedir. Yaşamı sona eren alglerin dış iskeletleri, dibe çökerek, denizel kayaçların yapısına katılır. Algler, prokaryotik ve ökaryotik olmak üzere iki ayrı sınıfa dahil edilebilir. Alg grupları arasındaki akrabalıklar Ökaryotik algler Ökaryotik algler, gerçek çekirdek, çekirdekçik ve zarla çevrilmiş organelleri olan alglerdir. Archaeplastida'ya ait üç grubu kapsar: Nemli bir kaya üzerinde yaşayan algler Nemli bir kaya üzerinde yaşayan algler * Yeşil algler * Kırmızı algler * Glaucophyta Bu gruplarda, kloroplast iki zarlar çevrelenmiş ve muhtemelen bir endosimbiyozdan gelişmiştir. Yüksek bitkilerdeki pimentler yeşil alglerdekilere benzerken, kırmızı alglerdekiler daha farklı gelişmiştir. Klorofil b taşıyan diğer iki alg grubu ise şöyledir: * Öglenalar * Chlorarachniophyta Bu grup, iki ya da üç zarla kuşatılmış muhtemelen yeşil bir algi içine hapsederek gelişmiştir. Chlorarchniophyta bir algin çekirdeğine ait küçük bir çekirdek parçası içerir. Geri kalan algler, bütün kloroplastları klorofil a ve c içeren alglerdir. Klorofil c, prokaryotların hiçbirinde ve ilkel kloroplastlarda görülmez, fakat kırmızı alglerle olan genetik benzerlik akrabalıklarını gösterir. * Heterokontlar (altınsarısı algler, diatomlar, kahverengi algler, gibi..) * Haptophyta (coccolithophora) * Cryptomonadlar * Dinoflagellatlar İlk üç grubun (Chromista), kloroplastları dört zarlıdır. Bu grupların bazı üyeleri fotosenetik değildir, bazıları plastidler taşımaz ya da kloroplastları yoktur. Ekolojide algler Algler, tüm ekosistemlerin bütünlüğünün korunmasında önemlidir. Okyanuslarda bulunan diyatomlar ve diğer mikroskobik algler, tüm dünyanın ihtiyacı olan fotosentetik karbon ihtiyacının üçte ikisini üretirler. Sularda algler tarafından gerçekleştirilen fotosentez canlılara oksijeni sağlar. Algler, bununla birlikte suda yaşayan canlıların besin ve korunma gibi ihtiyaçlarını da karşılarlar. Bilinen tüm bitkiler içindeki en hızlı büyüme oranını gösteren Pasifik Denizi'nin dev su yosunu Macrocystis pyriferanın yaprakları, çelikleme sonrası haftada 3 ile 4.5 m arası boy vermektedir. Çok yıllık bu bitkiler yaklaşık 60 metre uzunlukta olabilirken, bazen 100 metre yüksekliğe kadar ulaşabilirler. Öte yandan bu yosunlar yaklaşık 100 kglık bir ağırlığa sahiptir. 17. yüzyılın sonlarından beri, kahverengi alglerin yakılmasıyla mineralce zengin küllerinden sabun, cam, soda ve gübre yapımında kullanılan "potas" elde edilmektedir. Kimyasal maddeler arasında yer alan brom ve iyot ilk kez bu külden izole edilmiştir ve iyot hala Japonya'da deniz yosunlarından elde edilmektedir. Algler yaygın bir şekilde gübre olarak kullanılmaktadır. Dünyanın bazı kesimlerinde karın altında yaşayabilen algler, karın baharda pembe görülmesine sebep olurlar (Bknz: dış bağlantılar). ALGLERİN EKOLOJİK VE EKONOMİK ÖNEMLERİ Algler, gerek yapısal olarak gerekse de dış görünüşleri bakımından oldukça farklı görünümdedirler. Yapısal olarak eukaryotik (gelişmiş hücre tipi) ve prokaryotik (basit yapılı hücre tipi) olmak üzere iki büyük gruba ayrılırlar. Buna göre Mavi-Yeşil algler göstermiş oldukları hücre organizasyonları bakımından prokaryot hücre özelliği taşımaktadırlar. Belirgin bir hücre çekirdeğinin olmaması ve çok basit olan kromatofor yapısındaki pigmentlerin dağılımı ve prokaryotik hücre özellikleri bakımından diğer alglerden ayrılırlar. Dış görünümleri bakımından tek hücreli ve ipliksi formlardan karışık olarak gelişmiş bireylere kadar değişik biçimlerde gözlenebilmektedirler (Round, 1973). Her canlı gibi, algler de nesillerini devam ettirebilmek için çoğalmak zorundadırlar. Algler üç farklı üreme sistemine sahiptirler. Bunlar; vejatatif üreme, eşeyli ve eşeysiz üremelerdir. Alglerde vejatatif üreme yaygın bir durum göstermektedir. Bazı türlerde hücrelerin büyüyerek koloni oluşturmasına ve bunların daha sonra normal büyüme sonucu bölünmesine dayanır. Diğer bazı türlerde ise tallusun büyümesi ya da ana bitkinin büyümesinin sürmesiyle gerçekleşmektedir. Genellikle alglerin ilkel gruplarında görülen eşeysiz üreme çok değişik biçimlerde ortaya çıkmaktadır. Kamçılı alglerin bazı gruplarında vejatatif üreme ile eşeysiz üreme arasında büyük benzerlikler bulunmaktadır. Bu tip bir üremeye sahip alg hücrelerinden bazı tiplerin farklılaşması ve sonuçta bunların birer birey oluşturarak ana hücreden ayrılmalarıyla gerçekleşmektedir. Son üreme şekli olan eşeyli üreme ise alglerin genel bir özelliği değildir. Bu tip üreme genellikle gelişmiş organizmalarda görülmektedir. Alglerde eşeyli üreme çoğunlukla aynı tür iki organizmanın plazmalarının ve çekirdeklerinin birleşmesiyle gerçekleşmektedir. Bu durum çok basit olarak morfolojik yapıları aynı olan 2 gametin birleşmesiyle olmaktadır. Gametler flagellatlara benzerler ve hareketlidirler. Bazı türlerde gametler yapılarına göre büyük ve küçük olarak ayrılabilirler (Güner, 1991). Algler, her ne kadar ekstrem olarak morfolojik, sitolojik ve üreme varyasyonları bakımından diğer bitkilerle farklılık gösterse de, basit biyokimyasal mekanizmalarının benzer olduğu görülmektedir. Örneğin, klorofil-a yapıları ve bu pigmentler yoluyla çalışan fotosentetik sistemleri, basit besin ihtiyaçları ve asimilasyonun son ürünleri olan karbonhidrat ve proteinler, yüksek bitkiler ile benzerlik göstermektedir. Ekolojik olarak algler, karlı alanlar, tamamen buzla kaplı alanlar da bulunabilirler. Fakat % 70'nin dağıldığı asıl yayılım alanı sulardır. Bu ortamlarda organik karbon bileşeklerinin major primer üreticisidirler. Mikroskobik fitoplankton formunda meydana gelebilirler. Makroskobik ve mikroskobik formların her ikisi de kara ve su hattı boyunca ve bu ortamların her ikisinde meydana gelir. Gövde ya da benzer işlevlere sahip yapıları ile derelerin alt kısımları ve sedimenlere, toprak partiküllerine ya da kayalara tutunurlar. Yukarıda da belirtildiği gibi buzla kaplı alanlarda bulundukları gibi 70 0C ya da daha yüksek sıcaklıktaki kaynak sularında da yaşayabilirler. Bazıları çok tuzlu su ortamlarında bile gelişebilirler. Göllerde ve denizlerde yüzeyden 100 m aşağıda ya da daha düşük ışık yoğunluğu ve yüksek basınç altında yaşayabilirler. Denizlerde yüzeyden 1 km aşağıda da yaşayabildikleri görülmüştür (Elliot et. al., 1992). Algler ile ilgili ekolojik çalışmaların ana hedefleri aşağıdaki gibidir; alglerin yaşadığı habitatların sınıflandırılması, her bir habitat içindeki flora kompozisyonunun tanımlanması, floralar arasındaki ilişkiler ve habitattaki biyolojik, fiziksel ve kimyasal faktörlerin direkt ya da indirekt etkileri, populasyon içindeki türlerin çalışılması ve onların üremelerini kontrol eden faktörler ekolojik çalışmaların kapsamını oluşturmaktadır. Tüm bu yaklaşımlar, çevrenin fiziksel ve kimyasal değişimlerine bağlı olarak coğrafik bir dağılım göstermektedir. Algler su ortamında primer üretici canlılardır. Yapılarındaki pigmentleri sayesinde karbondioksit ve suyu ışığın etkisi ile karbonhidratlara çevirirler, böylece su ortamındaki besin değerinin ve çözünmüş oksijen oranının artmasını sağlarlar. Sonuçta kendi gelişimlerini sağlayarak besin zincirinin ilk halkasını oluştururlar. Bu şekilde üretime olan katkıları ve üst basamaktaki canlılarla olan ilişkileri açısından önem taşımaktadırlar. Alglerin üretimleri çevresel faktörlerle sınırlanmıştır. Bunlar ışık, sıcaklık ve besindir. Bu sınırlayıcı faktörler iyileştirilirse, üretim düzeyi artar. Üretim artışının belli bir düzeyi aşmasının doğal bir sonucu olarak da çevresel denge bozulur ve bu gelişeme eutrofikasyon adı verilir. Eutrofik bir ortamda besin madde girdisinin fazlalığından dolayı, (özellikle azotlu bileşikler ve fosfat gibi alglerin gelişimini arttıran bileşikler) alg ve bakteri faliyetleri ile bulanıklık artar ve ışığın suyun alt kısımlarına geçmesi engellenir. Oksijen dip kısımlarda sınırlayıcı bir özellik kazanır. Bu da bentik bölgede yaşayan canlılar için ölümle sonuçlanabilir. İnsan faaliyetleri, evsel, endüstriyel ve tarımsal atıklar son yıllarda ötrofikasyon direkt etkide bulunmaktadır. Bunun yanısıra atmosferden difüzyon ile suya karışan azot, yağmur sularının alıcı ortamlara taşıdığı besin maddeleri, drenaj yoluyla ortama taşınan maddeler kirlenme sürecini hızlandıran doğal gelişimlerdir. Eutrofikasyonun sonuçlarından birisi de aşırı alg patlamalarının görülmesidir. Bunun anlamı, fitoplankton (alglerin serbest yüzen formları) populasyonlarının suyun rengini, kokusunu ve ekolojik dengesini bozacak yeterli yoğunluğa ulaşmasıdır. Bunun yanı sıra alglerin aşırı gelişmesi, sucul ortamdaki bir çok canlı için toksik etkilere neden olduğu için ölümler görülebilmektedir. Örneğin, Dinoflagellatlardan Gymnodinium ve Gonyanlax'a ait türler aşırı çoğalma sonucu, hayvanların sinir sistemlerini etkileyen, yüksek oranda suda çözünebilen toksik madde üretirler (Elliot et. al., 1992). Diğer patlamalara ise Mavi-Yeşil alglerden Microcystis, Anabaena, Nostoc, Aphanizomenon, Gloeotrichia ve Oscillatoria, Chrysophyte'den Prymnesium parvum neden olmaktadır. Algleri bulundukları sistem içerisindeki etkilerini bu şekilde belirttikten sonra insanlar için ekonomik anlamda sağladıkları katkılara kısaca değinmek gereklidir. Besin maddesi olarak: Çoğunluğu Phaeophyceae ve Phodophycea olan 100'den fazla tür içerdikleri protein, karbonhidrat, vitamin ve minerallerin varlığından dolayı dünyanın çeşitli yerlerinde insanlar tarafından besin kaynağı olarak kullanılırlar. Agar: Kırmızı alglerin hücre duvarlarında bulunan, jelimsi bir özelliğe sahip olan bir polisakkarittir. Bazı algler ve bakterilerle ve birçok fungus'un kültürü için laboratuarda hazırlanan farklı kültür ortamlarında temel olarak kullanılır. Ayrıca önceden hazırlanmış yiyeceklerin paketlenmesi, kabızlığın tedavisi, kozmetik, deri, tekstil ve kağıt endüstrilerinde kullanılmaktadır (Sharma, 1986). Carrageenin: Kırmızı alglerin hücre duvarlarından elde edilen başka bir polisakkarittir. Bu madde mayalama, kozmatik, tekstil, boya, endüstrilerinde ve tıp alanında kan pıhtılayıcısı olarak kullanılmaktadır. Alginatlar: Alginat türevleri ve alginik asit, kahverengi alglerin hücre duvarlarından extre edilen bir karbonhidrattır. Alginatlar kauçuk endüstrisi, boyalar, dondurma, plastik dondurucularda kullanılıyorlar. Ayrıca kanamaları durdurmak için alginik asit kullanılıyor. Funori: Kırmızı alglerden elde edilir. Kağıt ve elbiseler için yapıştırıcı olarak kullanılır. Kimyasal olarak sülfat ester grubu'n içermesi dışında agar-agar'a benzemektedir. Mineral Kaynağı Olarak: Bazı yosunlar demir, bakır, manganez, çinko bakımından zengin kaynaklardır. Hayvan Yemi Olarak: Phaeophyceae, Rhodophyceae ve bazı yeşil algler besin kaynağı olarak bir çok hayvan yemi için kullanılır. Bunun yanısıra Protozoa, Crustacea'ler, balıklar va diğer sucul canlıların en büyük besin kaynağı planktonik alglerdir. Diatomite: Diatomite, diatomların hücre duvarı materyalidir. Diatom kabuklarının üst üste birikmesiyle geniş yüzey alanları oluştururlar. Diatomite'ler, şeker rafinerisi ve bira sanayisi, ısı yalıtımı, temizleme sanayi, cam bardak fabrikaları'nda kullanılırlar. Gübre Olarak: Dünyanın birçok sahil yöresindeki yosunlar, fosfor, potasyum ve bazı iz elementlerin varlığından dolayı gübre olarak kullanılırlar. Antibiyotikler: Chlorellin adındaki bir antibiyotik, yeşil alglereden olan Chlorella'dan elde edilir. Ayrıca gram negatif ve gram pozitif bakterileri karşı efektif olan bazı antibakterial maddeler Ascophyllum nodosum, Rhodomela larix, Laminaria digitata, Pelvetia ve Polysiphonia'nın bazı türlerinden elde edilmektedir. Bunların yanısıra kahverengi ve diğer alglerden elde edilen bir çok ilaç tıp alanında kullanılmaktadır. Atıkların Arıtılmasında: Evsel ve endüstriyel kaynaklardan gelen atıklar, çözünmüş ya da askıdaki organik ve inorganik bileşikleri içerir. Bu atıkların temizlenme prosesleri oksijenli bir ortamda gerçekleşir ve bu oksijenlendirme bazı algler tarafından sağlanır. Ayrıca, temizlenmesi güç olan azot ve fosfor gibi bileşikler alglerin bulunduğu tanklara alınarak, algler tarafından besin kaynağı olarak kullanılmaları suretiyle ortamdan uzaklaştırılabilmektedirler. Cyanobacteria Cyanobacteria oldukça geniş bir gruptur ve morfolojik açıdan çeşitli fototrofik bakterilerden oluşur. Cyanobacteria'yı mor ve yeşil anoksifototroflardan ayıran, onların oksijenik fototroflar olmalarıdır. Bu grup Bacteria'daki en büyük alemlerden biridir. Bu canlılar evrimsel açıdan büyük öneme sahiptir çünkü onların Dünya üzerinde ilk oksijen oluşturan fototrofik organizmalar olduğu, bu sayede de Dünya'nın atmosferinin oksijensiz (anoksik) halden oksijenli (oksik) hale geçtiği düşünülmektedir. Gerçek bir zarla çevrili çekirdekleri bulunmaması nedeniyle bakteri, fotosentetik özellikte olmaları nedeniyle de bazen alg olarak sınıflandırılırlar. Morfolojik açıdan çeşitlilik gösteren Cyanobacteria'da ipliksi ya da tek hücre halindeki formlara rastlanılır. Morfolojik özellikler göz önünde bulundurularak Cyanobacteria beş gruba ayrılmıştır. Cyanobacteria'da hücre büyüklüğü 0,5-1 µm'den 60 µm'ye kadar (ör: Oscillatoria princeps) değişebilir. Hücre duvarının yapısı Gram negatif bakterilerin hücre duvarına benzer ve az miktarda peptidoglikan içerir. Cyanobacteria'da sadece bir çeşit klorofil bulunur (klorofil a). Ayrıca hepsinde fikobilin (phycobilin) adı verilen karakteristik bir pigment çeşidi bulunur. Fikobilinlerin, fikosiyanin (phycocyanin) adı verilen bir sınıfı mavi renklidir ve yeşil renkli klorofil pigmentleriyle birlikte bu canlılara mavi-yeşil renk verirler. Gaz kesecikleri, Cyanobacteria'da görülen önemli sitoplazmik yapılardandır. Bu yapılar, özellikle açık sularda yaşayan türlerde yaygın olarak görülür. Gaz keseciklerinin görevi canlının suda istediği derinlikte durabilmesini sağlamaktır. Canlı bunu, keselerin içindeki gaz miktarını ayarlayarak yapar. Çoğu Cyanobacter'in kayarak hareket ettiği ve kamçıya (flagella) sahip olmadığı bilinmektedir. Cyanobacteria'da beslenme oldukça basittir. Vitamin ihtiyacı yoktur ve nitrat ya da amonyak, azot (N) kaynağı olarak kullanılır. Bazı mayi-yeşil bakteri türleri, fotosentezin yanından azot fiksasyonu (bağlaması) da yapabilir. Bu türlerde azot bağlanması, "heterokist" adı verilen özel yapılar içerisinde, oksijensiz koşullarda gerçekleşir. Cyanobacteria tarafından üretilen birçok metabolik ürün pratik açıdan önemlidir. Çoğu Cyanobacteria nörotoksin üretme yeteneğine sahiptir ve bu toksinlerin bulunduğu suyu içen herhangi bir canlı hızla ölüme gidebilir. Ayrıca Cyanobacteria toprağa has kokunun oluşmasını sağlayan bakteri gruplarından biridir.

http://www.biyologlar.com/cyanobacteriamavi-yesil-algler-hakkinda-genel-bilgilere-ihtiyacim-var

Bakterilerin Besin İhtiyaçları

Organizmaların enerji sağlayabilmesi, gelişmesi, çoğalması ve yaşayabilmesi için beslenmesi ve bu nedenle de çeşitli gıda maddelerini alması gereklidir. Bu maddelerin bir bölümü doğrudan ortamlardan sağlanmasına karşın bir kısmı da hücre içinde sentezlenir. Böylece yaşam için gerekli olan mikro ve makro moleküller hazırlanır ve gerekli yerlerde kullanılır. Mikroorganizmaların yapıları incelendiğinde, kuru ağırlıklarının %95'inden fazla bir kısmını bazı temel elementlerin (karbon, oksijen, hidrojen, nitrojen, sülfür, fosfor, potasyum, kalsiyum, magnezyum ve demir) oluşturduğu görülür. Bunlara, aynı zamanda, fazla gereksinim duyulur ve bulundukları ortamdan fazla miktarlarda alınırlar. Bu maddelere, makro element adı da verilmektedir. Mikroorganizmalar tarafından daha az olarak ihtiyaç duyulan maddeler de bulunmaktadır. Bunlar, mikro element olarak adlandırılmaktadırlar. Bunlar arasında, manganez, çinko, kobalt, molibden, nikel ve bakır bulunmaktadır. Karbon (C): Karbon, bakterilerde bulunan mikro-ve makro-moleküllerin yapısına girdiğinden ihtiyaç duyulan önemli bir maddedir. Ototrof mikroorganizmalar karbon kaynağı için, inorganik bileşiklerden ve heterotroflar da organik bileşiklerden yararlanırlar. Nitrogen (N): Nitrogen, bakterilerdeki çeşitli moleküllerin yapısına girmesi yanı sıra, aynı zamanda enzimler, üretme faktörleri, nukleik asitlerdeki pürin ve pirimidin bazlarında da bulunurlar. Bu nedenle çok önemli bir elementtir ve bakteriler bunu çeşitli kaynaklardan temin ederler (amonyum tuzları, organik asitler, amino asitler, vs.). Bakterilerin nitrogene olan gereksinmeleri genellikle değişiklik gösterir. Bazı mikroorganizmalar, havadaki gaz halinde bulunan nitrogeni fikse ederek bundan organik moleküller yapabilmektedirler. (Azotobakterler, Rhizobium türleri, vs.). Nitrat ve nitritler de nitrogen kaynağı olarak kullanılan maddeler arasındadır. Su (H2O): Bakteri metabolizması ve hücrelerin gelişmesi su ile çok yakından ilişkilidir. Su olmayan veya yeterince bulunmayan ortamlarda, gıda alışverişi, bakteri içinde sentezlenen enzimlerin ve oluşan metabolitlerin dışarı çıkması güçleşir ve hatta durabilir. Bu durum da bakterinin ölümüne neden teşkil edebilir. gıda girişi de su ile mümkün olduğundan, suyun beslenmedeki önemi belirgin olarak ortaya çıkar. Bu nedenle, suyu fazla ve yarı katı olan ortamlar, suyu az olanlardan daha çok geliştirme özelliğine sahiptirler. Sıvı besi yerleri de bu bakımdan katı besi yerlerinden daha iyidir. Bakteri yapısında %70-90 kadar su bulunur ve bu miktarın sabit tutulması ve devam ettirilmesi gereklidir. Bakteri içinden fazla suyun çıkması bazı hallerde ölmelerine sebep olur. Diğer elementler: Mikroorganizmalardaki mikro ve makro moleküllerin yapısına giren veya metabolik faaliyetlere katılan inorganik elementler, mikroplar arasında oldukça farklıdır. En çok gereksinme duyulan, fosfor (P), potasyum (K), magnezyum (Mg), kükürt (S) ve kalsiyum (Ca)'dur. Daha az olarak da demir (Fe), manganez (Mn), bakır (Cu), kobalt (Co), çinko (Zn), molibdene (Mo) ihtiyaç gösterirler (iz elementler). Ancak, bu elementlere olan lüzum bakteriler yönünden kesin limitlerle ayrılmış değildir. Çok ihtiyaç duyulan maddeler genellikle bakteri yapısına fazla giren ve bulunan maddelerdir. İz elementler ise, enzimler için birer kofaktör olup enzim aktivitesi için gereklidir. Mineral madde noksanlığı veya azlığı bakterilerin üremeleri ve gelişmesi üzerine olumsuz yönde etkiler. Vitaminler: Bakteriler genellikle vitaminleri sentez edemezler ve bunları ihtiyaçlarına göre ortamdan alırlar. Ancak, mayaların B-vitaminlerini sentez kabiliyetleri vardır. MİKROORGANİZMALARIN BESLENME TARZINA GÖRE KLASİFİKASYONU Mikroorganizmaları beslenme tarzlarına göre sınıflandırmada bir çok kriterler esas alınmıştır. Hala, hepsi için geçerli olan bir klasifikasyon yapılamamıştır. Sınıflamada genellikle karbon kaynağı, enerji kaynağı ve hidrojen/elektron kaynakları esas tutulmaktadır ve ayrımlar da bunlara göre yapılmaktadır. Karbon Kaynağına Göre Sınıflama Bütün mikroorganizmalar hücre komponentlerinin yapısında bulunan karbona olan ihtiyaçlarına göre başlıca iki grupta incelenmektedirler. 1) İnorganik karbondan yararlananlar: Bu grupta bulunan mikroorganizmalar kendileri için gerekli olan karbonu inorganik karbonlu bileşiklerden (Örn, CO2 gibi) yararlanırlar (ototrofik mikroorganizmalar). Bu karakterde olan mikropların, bir kısmı, karbondioksitin asimilasyonu için gerekli enerjiyi kimyasal maddelerden sağlarlar (kemo-ototrof) ve bazıları da ışık enerjisinden yararlanırlar (foto-ototrof). 2) Organik karbondan yararlananlar: Bu tür mikroorganizmalar karbon kaynağı olarak organik bileşiklerden (karbonhidrat, amino asit, vitamin, vs) faydalanırlar (heterotrofik mikroorganizmalar). İnsan ve hayvanlarda hastalık oluşturan mikroorganizmaların bir çoğu bu özellikle beslenme tarzına sahiptirler.  

http://www.biyologlar.com/bakterilerin-besin-ihtiyaclari

Katalase Testi

Bu test, bazı mikroorganizmalarca sentezlenen katalase enzimini (hidrojenperosid oksidoredüktase) saptamak amacıyla yapılır ve identifikasyonda kullanılır. Bu enzim ekseri sitokrom ihtiva eden aerobik bakterilerde ve bazı fakültatiflerde bulunur. Katalase bir hemeprotein olup prostetik grubunda, her molekülde, 4 atomlu ve 3 değerli demir (Fe+++) bulunur. Enzim, hidrojen peroksid'i (H2O2) su (H2O) ve oksijene (O2) ayrıştırır. Hidrojen peroksidin ayrışmasında, bir molekülü substrate donor olarak görev yapar. Substrat ve suda donorun hidrojeni yardımı ile redükte olur ve böylece, substrat redükte, donor da okside olur.Bakterilerde hidrojen peroksidin ayrışmasında başlıca iki enzim etkili olabilmektedir. Bunlardan biri, katalase ve diğeri de peroksidase'dir. Hidrojen peroksidin dışında diğer bazı substratlar da katalase enzimi tarafından kullanılabilirler. Bunlar arasında, alkoller (etanol), hidratlanmış formaldehid (H2C(OH2), nötröz asidi (HNO2) ve formik asit (HCOOH) vardır. Katalase enzimi, hidrojenperoksidi, metilalkol'u (CH3OH) ve etlalkol'u (C2H5OH) okside etmek için kullanılabilir.Materyal1) Taze hazırlanmış hidrojen peroksid solusyonları (% 3 ve % 30) 2) Muayenesi istenen mikroorganizmaların taze (18-24 saatlik) sıvı veya katı besiyerindeki kültürleri3) Bilinen ve kontrol olarak kullanılacak, pozitif (S. aureus) ve negatif (S. faecalis) taze kültürleri.Metot1) Katı besi yerinde (kanlı agar hariç) üremiş olan mikroorganizma kolonilerinden platin öze (veya cam baget) yardımı ile yeterli miktarda alınarak temiz ve yağsız bir lamın üzerine konulur. Sonra buna % 30 luk hidrojen peroksidden bir damla damlatılır veya2) Sıvı besiyerinde (5 ml) üremiş kültür üzerine % 3 lük hidrojen peroksid'den 3-4 damla ilave edilir.DeğerlendirmeHidrojenperoksid katılmasından sonra kabarcıkların görülmesi veya çıkması pozitif reakiyon olarak değerlendirilir. Şüpheli durumlarda mikroskop altında muayene yapılabilir. Reaksiyon en iyi pH 7.0 da meydana gelir ve oda sıcaklığında yapılır. Sonuçlar, negatif (-), zayıf (+), orta (++) ve kuvvetli (+++) pozitif olarak derecelendirilir.Dikkat edilecek hususlar1) Mikroorganizmaları üretmede kullanılan katı besi yerinde kan bulunmamalıdır. Bunun yerine, eğer zorunlu ise, çikolata agar denenebilir.2) Lam üzerinde uygulanan yöntemde, aerosol infeksiyonlara veya deri-göz konjonktivasına etkenin sıçraması sonu hastalanmalara rastlanabilir. Bu yönden dikkatli bulunulmalıdır.3) Hidrojenperodsid dayanıksızdır. Bu nedenle taze hazırlanmalı ve kullanılıncaya kadar buz dolabı sıcaklığında muhafaza edilmelidir.4) Testte kontrol mikroorganizmalar bulundurulmalıdır (S. aureus ve S. faecalis).5) Muayene edilecek kültürler 18-24 saatlik olmalıdır. Eski kültürler yalancı negatif reaksiyon verebilirler.6) Hidrojenperoksid (% 30) deri için zararlı bir etkiye sahiptir. Bu nedenle, % 70'lik alkol daima hazırda bulundurmalı ve gerekitği zaman deriye sürülmelidir.7) Test oda sıcaklığında yapılmalıdır. Asit ortamlar, katalase aktivitesini önlediğinden, nötr pH 7.0 tercih edilmelidir.8) Yalancı pozitif reaksiyonlar, kirli malzeme kullanılmadığında görülebilir. Bu nedenle bütün cam malzemenin kimyasal yönden temiz olması gereklidir.9) Eğer, anaerobik koşullarda üretilmiş kültürlerin yoklaması söz konusu ise, bu takdirde, kültürler teste tabi tutulmadan önce 30 dakika açık havada bulundurulmalıdırlar.02.15. Kazein Hidrolizasyon TestiBu test, sütün proteinini oluşturan ve kolloidal karakterde bulunan kazeinin, bakterilerce sentezlenen, proteolitik ve ekstrasellüler bir enzim olan protease tarafından hidrolize edilebilme durumunu saptamak için kullanılır. Mikroorganizmaların türlerinin identifikasyonunda işe yarar.Materyal 1) İçinde % 10 yağsız süt bulunan agar (sütlü agar)2) Mikroorganizmaların saf ve taze kültürleri3) Kontrol pozitif (B. subtilis) ve negatif (E. coli) mikroorganizma kültürleri4) Ekilmemiş besi yeri 5) Gerektiğinde sütlü sıvı besi yeri de kullanılabilir.MetotSütlü agar besi yerine çizgi tarzında mikroorganizmalar ekilir ve petri kutusu 37°C de 2-14 gün kadar inkubasyona bırakılır. Petri kutuları her gün, kontrollerle karşılaştırılarak, muayene edilirler.DeğerlendirmeSüre sonunda koloniler etrafında oluşan açık alan, sütteki kazeinin hidrolize olduğunu ifade eder (pozitif reaksiyon). Negatif durumlarda koloni etrafında hafif opaklaşma görülür. Dikkat edilecek noktalar1) Sonucu iyi değerlendirmek için Petri kutuları siyah bir zemin üzerine konulur. 2) Sütte bulunan laktozu fermente eden mikroorganizmalar asit oluşturmaları nedeniyle süt proteininde değişmeler meydana getirebilir ve açılmalara yol açabilir. Bunu anlamak için, petri kutusuna % 1 HCl veya % 1 Cıva klorür solusyonundan konur. Eğer açılan sahaların rengi kaybolursa, kazein hidrolize olmamıştır.

http://www.biyologlar.com/katalase-testi-1

SULARDAN BULAŞAN HASTALIKLAR ( SULARLA İLİŞKİLİ HASTALIKLAR )

SULARDAN BULAŞAN HASTALIKLAR ( SULARLA İLİŞKİLİ HASTALIKLAR )

Yrd. Doç. Dr. Hasan IRMAK S.B. Ankara Eğitim ve Araştırma Hastanesi GİRİŞ Günümüzde, dünya üzerindeki içme suyu kaynaklarındaki hissedilir derecedeki azalmalar, gelecekte sağlıklı içme suyu temininin ne denli önemli bir sorun olacağını gözler önüne sermektedir. Bir zamanlar, suyun doğadaki sürekli dönüşümü nedeni ile sonsuza kadar bitmeyecek bir kaynak olduğu düşünülürdü. Oysa artık su, dünyanın pek çok yerinde, endüstri ve kentsel gelişmedeki hızlı büyüme gibi nedenlerle sınırlı bir kaynak haline gelmiştir. Dünyanın pek çok ülkesinde çarpık kentleşme, plansız yapılaşma ve bilinçsizce oluşturulan çevre kirliliği sonucu yerüstü suları olduğu kadar yer altı suları da hızla tüketilmiş veya kirletilerek kullanılamaz hale getirilmiştir. Su zengini bir ülke olmadığımızdan, her geçen gün su kaynakları kirletilmekte ve dolayısı ile azalmakta olduğundan; gerekli önlemlerin alınmaması ve insanlarımızın su kullanımında dikkatli ve tasarruflu olmaması durumunda yurdumuzda da susuzluk çekeceğimiz günler uzak değildir. Bulaşıcı hastalıkların çoğu kirli sulardan kaynaklanmakta ve su ile yayılmaktadır. Dünya Sağlık Örgütü, her yıl iki milyondan fazla insanın su ile bulaşan hastalıklar yüzünden öldüğünü açıklamaktadır. SU METABOLİZMASI Gastrointestinal sisteme normal şartlarda günde ortalama 9 litre sıvı girer: • Oral alım ……………………………………………….: 2 litre • Tükürük …………………………………………………: 1 litre • Mide sıvısı ……………………………………………..: 2 litre • Safra-pankreas-ince barsak sıvıları ………: 4 litre Bu 9 litre sıvının; • 8 litresi ince barsaklardan, • 800 ml’si kolondan geri emilir. • Kalan 200 ml dışkıyla atılır. Günlük dışkı miktarı 150-250 gr. kadar olup bu miktarın % 80’i sudur. Su emiliminde %1-2’lik bir oynama bile, dışkının kıvam ve ağırlığında önemli değişikliğe yol açar. Su ile bağlantılı enfeksiyon hastalıkları, bulaşma yollarına göre dört ana grupta incelenebilir: 1. Sudan Kaynaklanan Hastalıklar: Özellikle ılıman ve sıcak iklimlerde insan ve hayvan dışkısı ile kirlenen sularda bol miktarda mikroorganizma bulunur. Aynı şebekeden su temin eden insanların enfekte olmaları nedeniyle salgınlar çıkar. Tifo, Kolera, Viral Hepatit bu gruba giren enfeksiyon hastalıklarıdır. 2. Su Yokluğundan Kaynaklanan Hastalıklar: Suyu çok kıt olan yörelerde kişisel hijyenin sürdürülmesi güçleşir. Vücudun, yiyecek maddelerinin ve giysilerin yıkanmayışı nedeniyle hastalık yayılma olasılığı artar.Trahom ve bazı barsak hastalıkları (Basilli Dizanteri) bu gruba girer. Bu hastalıkların önlenebilirliği, kullanılan su miktarının arttırılması ile ilişkilidir. 3. Suda Yaşayan Canlılarla Bulaşan Hastalıklar: Bazı parazit yumurtaları suda yaşayan omurgasız canlılarda (salyangoz) yerleşir ve gelişir. Olgunlaşan larvalar suya dökülür; suyun içilmesi ya da kullanılması sonucu enfeksiyona yol açarlar. Şistosomiyazis bu grubun tipik örneği olup; GAP bölgesinde sulu tarıma geçilmesi ile birlikte ülkemiz için büyük bir sorun haline geleceği düşünülmektedir. Halihazırda yurdumuzda daha çok Viral Hepatit ve Tifo’nun bulaşmasında rol oynayan midyeler bu canlılara örnek gösterilebilir. 4. Su ile Bağlantılı Vektörlerle Bulaşan Hastalıklar: Ülkemizde sivrisineklerin yol açtığı Sıtma bu gruba girer. Bu sorun durgun su birikintilerinin ortadan kaldırılması ve suyun borularla taşınması ile giderilebilir. Çeşit olarak da, sayı olarak da oldukça çok olan sularla ilişkili hastalıkların en önemlileri şunlardır: • İshal • Kolera • Hepatit • Tifo ve Paratifolar • Sıtma • Trahom • Anemi • Schistosomiasis • Onchocerciasis • Dracunculiasis (Guinea kurdu hastalığı) • Dengue humması ve Dengue hemorajik ateşi • Gıda zehirlenmeleri • Mantar hastalıkları • Paraziter enfeksiyonlar • Scabies • Leptospira enfeksiyonu • Viral enfeksiyonlar • Kamfilobakter enfeksiyonu • Japon Ensefaliti • Arsenik zehirlenmesi • Kurşun Zehirlenmesi • Siyanobakteri toxinlerine bağlı zehirlenmeler • Suda boğulma • Malnutrisyon İSHALLER İshal, dışkı miktarının ve sayısının fazlalaşması; kıvamının değişerek yumuşak, sulu bir görünüm alması olarak tanımlanır. Dünya Sağlık Örgütü ishali; 24 saatte 3’ten fazla veya her zamankinden daha sık ya da sulu dışkılama olarak tarif etmektedir. Yalnızca sık dışkılama, kıvam bozuk değilse ishal sayılmaz. İshaller genellikle gastrointestinal sistemin enfeksiyonuna bağlı olarak ortaya çıkar. Enfeksiyonun tipine göre sulu (Kolera) veya kanlı (dizanteri) olabilir. Gelişmekte olan ülkelerde hastaneye yatışların %30 nedeni ishaldir. İshalli hastaların %80’i akut ishal, %10’u persistan ishal ve %10’u dizanteridir. İshal tüm ölümlerin %4’ünden sorumludur. Dünyada her yıl 5 yaşın altındaki çocuklarda yaklaşık 1 milyar ishal vakası görülmekte ve bu çocuklardan yaklaşık olarak 2.2 milyonu ölmektedir. Ölenlerin çoğu iki yaşın altındadır ve ölüm nedeni genellikle dehidratasyondur. Ölümle sonuçlanan ishal vakalarının %50’si akut ishal, %35’i persistan ishal, %15’i ise dizanteridir. İshalin etkeni bakteriyel, viral ya da paraziter olabilir. Bunların da çoğunluğu kontamine sularla bulaşır. Kızamık, sıtma gibi hastalıkların seyri esnasında da ishal görülebilir. Ayrıca kimyasal ilaçların barsakları irrite etmesi sonucu da ishal gelişebilir. Ciddi ishaller; sıvı-elektrolit kaybının derecesine, kişinin immün sisteminin durumuna, beslenme özelliklerine göre hayatı tehdit edici olabilmektedir. Oldukça koyu ve hacimli bir dışkı ile karakterize az sıklıkta görülen bir ishal, büyük ihtimalle ince barsak hastalığına bağlıdır. Kalın barsak tipi diarede; sık sık ve az miktarda dışkılama ile birlikte, dışkıladıktan sonra geçen kramp tarzında ağrı bulunur. Korunma ve Tedavi İçme sularının arındırılması Sanitasyonun geliştirilmesi Kişisel hijyenin sağlanması Sağlık personelinin eğitimi Tedavide prensip olarak sıvı-elektrolit desteği ve beslenmeye devam edilmesi önemlidir. BASİLLİ DİZANTERİ (SHIGELLOSIS): Shigella adı verilen mikroorganizmaların neden olduğu, kanlı mukuslu diyare, karın ağrısı ve ateş ile seyreden bir kolittir. Ülkemizde sık görülen bir enfeksiyondur. En çok yaz ve sonbahar aylarında rastlanır. Shigella ile insanlar çok kolay infekte olur. Salmonella ve vibrioların hastalık oluşturabilmesi için 105 kadar bakterinin alınması gerektiği halde, sadece 200-300 shigella bakterisinin alınması ile dizanteri oluşabilir. Shigellosis, fekal-oral bulaşmanın en iyi örneği olarak, alt yapının yetersiz olduğu az gelişmiş ülkelerde sık görülür. Bakteriler; hastaların kullandığı tuvaletlerin kullanılması ile diğer insanlara bulaşabileceği gibi, lağım sularının karıştığı dere suları ile sulanan sebzelerin (maydonoz, marul v.s) çiğ yenmesi ile de bulaşır. Bakteri alındıktan 1-3 gün sonra karın ağrıları, patö kıvamda dışkılama ve hafif ateş görülür. Bir iki gün içerisinde dışkılama sayısı, günde 20-30’u bulur. Dışkı kanlı-mukuslu, şekilsiz ve miktarı azdır. Ateş her hastada yükselmez, yükselenlerde 3 gün kadar devam eder. Su ve elektrolit kaybı nedeni ile hastanın tansiyonu düşer. Halsizlik belirginleşir. Nadiren kansız su gibi dışkılama olabilir. Hastalık, antibiyotik verilmese de 2-3 hafta içerisinde kendiliğinden düzelmektedir. Ancak; antibiyotikler hastalığın 2-3 günde düzelmesini sağlar, dışkı ile bakteri atılımını önler. AMİPLİ DİZANTERİ (AMEBİASİS): Entamoeba histolytica’nın neden olduğu bulaşıcı bir kolittir. Dünya nüfusunun %10’undan fazlasının amip ile infekte olduğu tahmin edilmektedir. Doğu ve Güneydoğu bölgelerimizde sık görülür. 1989 -1995 yılları arasında 71.617 amebiyaz olgusu bildirilmiştir. İnsanlara fekal-oral yolla bulaşır. Bulaştırmada eller ve karasinekler de rol oynar. Amip’in dışkıda görülmesi kesin olarak patolojik kabul edilir. Hastalık kistlerle bulaşır. Oral yolla alınan kistler barsaklarda trofozoit haline dönüşürler ve sonuçta ülserler oluşur. 6-10 günlük kuluçka döneminden sonra bulantı, kusma, kramp tarzında karın ağrısı ve günde 8-40 arasında değişen sayılarda ishal ortaya çıkar. Hastalık çocuklarda yüksek ateşle birlikte, daha ağır ve fatal seyreder. Amipli dizanteri dışkısı kanlı-mukuslu, ancak cerahatsiz olup; berrak, parlak kırmızı renkte ve kırmızı jöleye benzer görünümdedir. Gaitanın mikroskopik incelemesinde bol miktarda eritrosit ile, amip kist ve/veya trofozoitleri görülür. GİARDİA İNTESTİNALİS: Duodenum ve safra yollarına yerleşen bir protozoondur. Bulaşma, kistlerinin oral yolla alınmasıyla olur. Sindirim bozukluğuna, kronik ishale, çocuklarda büyüme ve gelişme geriliğine yol açar. ASCARİS LUMBRİCOİDES (BARSAK SOLUCANI): Parazitin yumurtaları insan dışkısı ile kontamine olmuş toprakta; bununla kirlenmiş, iyi yıkanmamış, az pişmiş veya kirli sularla yıkanmış sebzelerde bulunur. Dünyada yaklaşık 1 milyar kişiyi infekte ettiği bildirilmektedir. Bulaşma, içinde larvanın bulunduğu yumurtanın oral yolla alınmasıyla olmaktadır. Klinikte Ürtiker, Karın ağrısı, İştahsızlık, Kusma, Ateş, Terleme, Burun kaşıntısı, Epilepsiye benzeyen nöbetler ve Gece korkuları görülür. Ascaris, gelişmekte olan ülkelerde nüfusun yaklaşık %10’unda bulunur. Dünyada ciddi ascaris enfeksiyonlarına bağlı olarak her yıl 60.000 kişi (çoğu çocuk) ölmektedir. Ascariasis’den korunmak için: – Dışkı ile kontamine toprakla temastan kaçınmalı, – Yemekten önce eller sabun ve su ile yıkanmalı, – Sebzeler temiz sularla yıkanmalı, – Besinler toprakla temastan korunmalı; yere düşen besinler tekrar yıkanmalı veya pişirilmelidir. ENTEROBİUS VERMİCULARİS (KIL KURDU): Özellikle çocuklarda olmak üzere dünyada oldukça yaygın bir parazittir. Genellikle çekumda olmak üzere kalın barsakta yerleşir. Travmatik etkiyle barsak mukozasında ülserasyonlara ve apandisite yol açabilir Gece artan anal kaşıntılar, Kilo kaybı, Karın ağrısı, İştahsızlık, Deri döküntüleri, Anemi, Burun kaşıntısı ve Diş gıcırdatma gibi belirtiler gösterir. SCHİSTOSOMİASİS: Şistosomiasis, su kaynaklı bir hastalıktır. Dünyada sıtmadan sonra, toplum sağlığını etkileyen ikinci sıklıktaki paraziter hastalıktır. Enfeksiyon, serbest yüzen larvanın ciltten girmesi ile ortaya çıkar. Enfeksiyon sonrası ciltte döküntü ve kaşıntı meydana gelir. Parazitin gelişmesine paralel olarak 2 ay sonra ateş, titreme, öksürük ve kas ağrıları ortaya çıkar. Çocuklarda büyüme ve gelişme geriliğine sebep olur. Hastalık en sık Afrika’da görülmektedir. Bununla birlikte İran, Irak, Suudi Arabistan, Yemen ve Uzak Doğu’da da görülür. Tüm dünyada 200 milyon insan enfekte olup; 600 milyon insan şistosomiasis infeksiyonu açısından risk altındadır Korunma: sanitasyonun düzeltilmesi, suların kontaminasyonunun azaltılması ve kontamine sularla temasın önlenmesi ile mümkündür. NORWALK VE BENZERİ VİRÜSLERİN NEDEN OLDUĞU GIDA ZEHİRLENMELERİ: Başlıca bulgular bulantı, kusma, ishal, kramp tarzında karın ağrısı, baş ağrısı, hafif bir ateş ve halsizliktir. Kaynak: iyi pişmemiş deniz ürünleri ve kontamine içme sularıdır. Oluşan tablo, 24 - 48 h içinde kendiliğinden düzelmektedir. CAMPYLOBACTER ENFEKSİYONU: Campylobacteriosis, dünyanın her yerinde görülebilen bir ishal etkenidir. En sık etkenler Campylobacter jejuni veya Campylobacter coli’dir. İnsanlara az pişmiş kontamine et, kontamine sular ve çiğ süt ile bulaşır. Ateş, baş ağrısı, halsizlik, kramp tarzında karın ağrısı ve kanlı-mukuslu ishal ort. 5 -7 gün sürer. Tüm dünyadaki ishal etkenlerinin %5-14’ünü Campylobacter’ in oluşturduğu düşünülmektedir. Hastalık, en çok çocukları etkilemektedir. KOLERA Kolera, insanlara su ve besinlerle sindirim kanalından bulaşan; kusma ile başlayıp, şiddetli diyare ile seyreden ince barsak enfeksiyonudur. Yaptığı büyük salgınlar ve bu salgınlarda görülen yüksek ölüm oranları ile eski çağlardan beri tanınan bir hastalıktır. 2000 yılında 140.000 vaka ve 5000 ölüm (WHO). Bu vakaların %87 si Afrika kıtasındandır. Kolera hastalığının etkeni Vibrio cholerae’dır. Vibriyonların dış etkilere karşı direnci azdır. Vibriyon 55oC’de 10-15 dakikada, kaynama derecesinde ise 1-2 dakikada ölür. Kuruluğa, güneş ışığına ve asitlere hiç dayanamaz. Mide asiditesi, vibrioları kısa sürede inaktive eder; bu durum birçok insanı kolera olmaktan kurtarır. Vibriolar çeşitli eşya ve besinler üzerinde birkaç saat ile birkaç gün arasında canlı kalabilirler. Temiz çeşme, nehir ve göl sularında haftalarca canlı kalabilmelerine karşılık; bakterilerden zengin nehir, deniz ya da kanalizasyon suları içinde birkaç günden fazla yaşayamazlar. İnsandan insana; hasta veya portör dışkıları ile enfekte olmuş içecek ya da yiyeceklerle bulaşır. Kontamine çiğ yenen sebze ve meyveler, midye ve istiridye gibi deniz ürünleri ile içme ve kullanma suları hastalığın yayılmasında önemli rol oynarlar. Ayrıca karasinek ve hamamböcekleri de yiyecekleri kontamine ederler. Kolera fekal-oral yolla bulaşan diğer hastalıklar gibi; • Alt yapısı yetersiz olan, içme ve kullanma sularının kanalizasyon sularına karışabildiği, • Sularının sık sık kesildiği, • Tuvalet atıklarının arıtma işleminden geçirilmeden akarsu, deniz ve göllere boşaltıldığı, • Kişisel hijyen kurallarının uygulanmadığı, • Sosyoekonomik yönden gelişmemiş ülkelerde büyük salgınlara yol açmaktadır. Kolera vibriyonlarının doğal kaynağı insanlardır. Ayakta gezen atipik ve hafif olgular hastalığın yayılmasına neden olur. Salgınlar genellikle deniz seviyesinden fazla yüksek olmayan yerlerde; yağışlı, nisbi nem ve hava sıcaklığının yüksek olduğu mevsimlerde; akarsuların ve kanalların geçtiği bölgelerde daha fazladır. Duyarlı bir kişide kolera oluşabilmesi için yeterli sayıda etkenin ağız yoluyla alınması gerekli olup, bu miktar ortalama 107 - 109 vibriyondur. Fizyolojik bir engel olan mide asiditesi herhangi bir sebeple zayıflar ve vibriolar bu engeli aşarlarsa, kendileri için elverişli bir ortam olan duodenum ve ince barsaklara ulaşmış olurlar. Kolera vibriyonlarının insan vücudunda yerleşip, çoğaldıkları organ ince barsaktır. Komşu organlara ve kan dolaşımına geçmezler. Kuluçka dönemi birkaç saat ile 7 gün arasında değişir; ortalama 2-3 gündür. Hastalık tablosunun oluşumundan, vibriyonların salgıladığı bir enterotoksin (kolerajenik toksin) sorumludur. Klinikte, kişiler sıhhatte iken, boşalır gibi bir kusma, karın ağrısı ve boşalır gibi diare ortaya çıkar. Hasta tuvalete gitmeye fırsat bulamaz. Zamanla kusmuk ve dışkının volümleri artar, renkleri açılır ve pirinç yıkantı suyu görünümünü alırlar. Hasta günde 8-10 hatta 15 litre sıvı kaybeder. Kusmalar nedeniyle ağızdan sıvı ve katı besin almak imkansızlaşır. Organizmada dokusal bir tahribat olmaz. Kaybedilen sıvı ve elektrolitler yerine konur ise 1-2 gün gibi kısa bir süre içinde şifa sağlanabilir. Bu tür olgularda gerekli tedavi uygulanmaz ise ölüm oranı % 50’ye kadar çıkabilmektedir. Korunmada hijyenik önlemler çok önemlidir. • İçme suları kesinlikle kaynatılmadan içilmemelidir. • Şehir şebekesindeki sular bilimsel olarak klorlanmalıdır. Kuyu ve akarsulardan sağlanan sular dezenfekte edilmelidir. • Sodyum hipoklorit çamaşır sularının içinde ortalama %5 oranında bulunmaktadır. Bu tür çamaşır sularından 1 lt suya 2-3 damla; yada 1 teneke suya 1 çorba kaşığı ilave etmek içme sularının dezenfeksiyonu için yeterlidir. • Çiğ sebze ve meyveler önce 1/5000’lik permanganat solüsyonunda 15 dakika veya Sodyum hipoklorit solüsyonunun 10 kat yoğun hazırlanmışında yarım saat bekletilmeli ve daha sonra iyice yıkandıktan sonra yenilmelidir. • Kanalizasyonlar ile irtibatlı deniz, göl ve nehirlerden sağlanan midye, istiridye ve balık gibi su ürünleri de bulaşmada önemli rol oynarlar. • Ayrıca sinek ve hamamböceklerine karşı etkili mücadele yapılmalıdır. • Salgınlar sırasında topluma, hastalığın bulaşma yolları hakkında bilgi verilmeli, • Karışık gıdalar almamaları, alkollü içeceklerle mide asiditelerini bozmamaları önerilmelidir. • Portör taraması yapılmalı; portör olarak kabul edilen kişilere bir günde oral yolla 8 g streptomisin verilerek bulaştırıcılıkları engellenmelidir. • Büyük salgınlarda okulların kapatılması, gereksiz seyahatlerin önlenmesi ve koleralı bölgeye gidip gelenlerin ülke sınırlarında ciddi şekilde kontrol edilmeleri sağlanmalıdır. • Halen kullanılmakta olan kolera aşısı, ısı ile öldürülmüş vibriyonların, fenollü tuzlu su süspansiyonu olup, bir mililitresinde 8 milyar bakteri bulunur. • SC veya IM yolla 3 - 4 hafta ara ile 2 kez uygulanır. • Aşıdaki antijen ölü bakterilerden yani endotoksinlerden oluşmasına karşılık, hastalık bir ekzotoksin olan kolerajenik toksin ile oluştuğundan aşının koruyucu etkisi zayıftır ve ancak %30-80 vakada koruyucu olur. • Koruma süresi 3-4 ay olup, rutin olarak uygulanmamaktadır. TRAHOM Trahom, bir göz enfeksiyonudur. Tekrarlayan enfeksiyonlar körlüğe yol açar. Hastalık; su kaynaklarının sınırlı, sağlık hizmetlerinin yetersiz olduğu yerlerde, kalabalık yerleşim birimlerinde ortaya çıkar. Aile içerisinde bulaşmalara sık rastlanır. Yaklaşık 6 milyon insan trahom nedeniyle kör olmuştur. SITMA Dünyadaki en önemli paraziter infeksiyon hastalığıdır. İnsanlara genellikle anofel türü dişi sivrisineklerle bulaşır. 45o kuzey ve 40o güney enlemleri arasında kalan, tropikal ve subtropikal bölgelerde; bataklıklara komşu alanlarda sık görülür. Yaygınlaşması su kaynakları ile yakından ilişkilidir. 40 yıl önce sadece Afrika’da sıtmaya bağlı olarak yılda 2.5 milyon kişi ölmekteydi. Sıtma günümüzde Afrika’da 5 yaş altındaki çocuk ölümlerinin ilk beş nedeninden biridir ve yılda ortalama 1 milyon çocuk bu hastalık nedeniyle hayatını kaybetmektedir. Buna karşılık Kuzey Amerika, Avrupa ve Avustralya’dan eradike edilmiştir. Sıtma, tarihte her zaman Anadolunun en önemli sağlık sorunlarından biri olmuştur. Sıtmaya, Güneydoğu Anadolu bölgemizde odaksal, diğer bölgelerde ise sporadik olarak rastlanmaktadır. Son zamanlarda anofellerin DDT’ye direnç geliştirip, Amik ve güneydoğu ovalarında hızla çoğalması, sıtma olgularının yeniden artmasına neden olmuştur. Sıtma olgusu saptanan illerin başında Diyarbakır, Batman, Adana ve Şanlı Urfa gelmektedir. Kuluçka süresi ortalama 14 - 30 gündür. Üşüme-titreme, yüksek ateş ve bol terleme ile karakterize sıtma nöbeti, akut sıtmanın en önemli belirtisi olup; yurdumuzda sık görülen vivax sıtmasında 48 saatte bir tekrarlar. Hastaların çoğunun dudakları uçuklar (herpes labialis). Sıtma küçük çocuklarda daha ağır seyreder. Gebelikte de daima ağırlaşmaya meyillidir; düşük (abortus) ve erken doğum sık görülür. Hasta kötü bir nöbet sonucunda ölmez ise bir süre sonra sıtma sessiz hale geçer. Tedavi edilmeyen olgularda tekrarlayan nöbetlerle anemi ilerler, dalak büyümeye devam eder, bazen karaciğer de büyür. Hasta halsizdir, çalışmak istemez, çeşitli mide-barsak rahatsızlıkları gelişir. Kadınlarda adet düzeni bozulur. Çocuklarda büyüme yavaşlar. Parmak ucundan alınan bir damla kanın boyalı mikroskobik tetkiki ile çok kısa sürede kesin teşhisi konulabilen bir hastalıktır. Her ateşli sıtma hastası yatırılmalı, bol sulu içecek (limonata vs) verilmeli, klinik belirtilere göre semptomatik tedavi (kan transfüzyonu, demirli preparatlar, beslenme vs) uygulanmalıdır. İlaç tedavisi; Chloroquine ve Primaquine adlı ilaçlarla yapılır. Korunmada; • Endemik bölgelerde taramalar yapılarak sıtmalılar belirlenmeli ve tedavi edilmelidir. • Nüfus hareketleri önlenmeli, • Endemik bölgeye gidenlere profilaktik olarak haftada bir, 2 tablet (300 mg baz) chloroquine veya 1 tablet (25 mg) pirimetamin verilmelidir. • Bilinçli ve etkili sivrisinek mücadelesi yapılmalıdır. Bu amaçla İnsektisitlerle (DDT, Malation, Fenitritation, Popoxur, vb); Şahsi korunma tedbirleri (Cibinlik, pencerelere tel, sinek kaçırıcı ilaçlar) ile erişkin sivrisineklere karşı tedbir alınmalıdır. • Larvalara karşı durgun sular ve bataklıklar kurutulmalı, nehir yatakları düzenlenmeli, özellikle pirinç ekimi bilimsel usullerle yapılmalı, • Ayrıca havuz ve göl gibi su birikintileri sık sık dalgalandırılıp, larvaların barınmasına elverişsiz hale getirilmeli, • Böyle su birikintilerinde larva yiyen Gambusia veya Respora cinsi balıklar yetiştirilmeli, • Kurutulamayan su birikintilerinde larvaların solumasına engel olmak için petrol ürünleri kullanılmalıdır. TİFO ve PARATİFO Tifo, Salmonella typhi bakterisinin sebep olduğu yüksek ateş, baş ağrısı, karın ağrısı, şuur bulanıklığı gibi belirtilerle karakterize, insanlara özgü, sistemik bir enfeksiyon hastalığıdır. Paratifo ise S. partyphi A, B ve C gibi bakterilerin yol açtığı, semptomların tifoya benzer ancak daha hafif olduğu klinik tablodur. Hastalık enfekte insanların idrar ve dışkıları ile kontamine olmuş gıda ve suların alınması ile bulaşır. Kanalizasyon sularının, içme ve kullanma sularına karışması sonucunda tifo salgınları görülür. Dünya çapında yılda 17 milyon insanın enfekte olduğu sanılmaktadır. Gıda işleriyle uğraşan portörlerden gıdalara bulaşarak, o gıdayı tüketenler arasında salgınlar ortaya çıkabilir. Tifo; hastaların kullandığı bardak, havlu gibi eşyaların tutulması ile ellerle de bulaşabilmektedir. Sinekler de ayaklarıyla tifo basillerinin gıda ve sulara bulaşmasında mekanik taşıyıcılık yapmaktadırlar. Tifo basili su, buz, toz ve kuru atıklarda haftalarca canlı kalabilir. ABD’de 1920 yılında 36.000 olan olgu sayısı, gıda hijyeni ve temiz su sağlanması gibi önlemler sayesinde 1968’den beri yılda yaklaşık 500 olguya kadar gerilemiştir. • Tifodan korunmada en etkili yöntem; içme ve kullanma sularının arıtılıp, temizlenmesi ve sağlıklı bir atık giderim sisteminin kurulmasıdır. • Taşıyıcıların gıda ve su ile ilişkili işlerde çalışmaları engellenmelidir. • Tifolu hastaların kullandığı tuvaletlerin dezenfekte edilmesi, bu hastalarla temastan sonra ellerin yıkanması korunmada çok önemlidir. • Tifodan korunma yöntemlerinden bir diğeri de bu hastalığa karşı aşılanmadır. Tifo Aşıları : 1. Ölü (inaktive) aşı: Asetonla inaktive edilen S. typhi ile hazırlanır. Koruyuculuğu % 50-70 arasındadır. 2. Zayıflatılmış (mutant) aşı: Hemen hiç patojen olmayan zayıflatılmış bir köken ile hazırlanmış olup, koruyuculuğu % 90’ dır. HEPATİTLER SARILIK; cildin, iç örtülerin (mukozaların) ve göz aklarının sararması ile belirginleşen ve birçok hastalık nedeni ile gelişebilen bir bulgudur. Ortaya çıkması için bilirubin yapımında artış, atılımında azalma ya da bu nedenlerin birlikte bulunması gerekir. “ HER SARILIK ≠ HEPATİT ” Cilt, göz akları ve dil altındaki her sarılık viral hepatite bağlanmamalıdır. Hepatitler dışında; • İlaçlar: Örn. göz anjiyosunda kullanılanlar. • Hemolitik kan hastalıkları, • Büyük hematomlar ve • Karaciğer enzim bozuklukları (Gilbert Sendromu) da sarılığa yol açabilir. Karaciğer, vücudun hemen her etkinliğinde düzenleyici, destekleyici, düzeltici rolü olan vaz geçilemez bir organdır. Bu organın çalışma düzeninin bozulmasına yol açan karaciğer hücresi iltihabına HEPATİT diyoruz. Buna yol açan nedenler; • Mikroorganizmalar (Bakteri, Virüs, Amip) • İlaçlar (Anksiyolitik, Kas gevşetici, Ağrı kesici) • Hormonlar (Steroidler) • Zehirler (Mantar zehirleri) • Birikim hastalıkları (Yağlanma) olabilir. Viral Hepatit Işık mikroskobu ile görülemeyecek kadar küçük, türüne göre değişen ve birkaç 10 nm irilikte, VİRÜS dediğimiz minicanlıların insan karaciğerinde oluşturdukları yaygın iltihaplanmaya VİRAL HEPATİT diyoruz. Normalde her insanda meydana gelmekte olan bilirubin, çalışma düzeni bozulan karaciğer hücreleri tarafından gereğince kandan alınıp safraya atılamaz ve sarılık oluşur. Viral Hepatitli hastalarda çoğu zaman karaciğerin kanı bilirubinden temizleme etkinliği tamamen bozulmaz ve sarılık tablosu ortaya çıkmaz (GİZLİ SARILIK). VİRAL HEPATİTE SEBEP OLAN VİRÜSLER: • PRİMER HEPATOTROP VİRÜSLER – HEPATİT A VİRÜSÜ (HAV) – HEPATİT B VİRÜSÜ (HBV) – HEPATİT C VİRÜSÜ (HCV) – HEPATİT D VİRÜSÜ (HDV) – HEPATİT E VİRÜSÜ (HEV) – HEPATİT G VİRÜSÜ (HGV) – HEPATİT TT VİRÜSÜ (HTTV) • SEKONDER HEPATOTROP VİRÜSLER – EBV,CMV,HSV,VZV,Coxsackie, Rubella,Rubeola, Adenovirüs, Sarı Humma, vd. – EKZOTİK VİRÜSLER:Marburg, Lassa, Ebola, HEPATİT A ve E Hepatit A ve E fekal-oral yolla bulaşır. Çoğunlukla insan dışkısı ile kontamine olmuş sularla bulaşmaktadır. Hepatit A virüsü; gelişmekte olan ülkelerde çocuk yaş grubunu enfekte ederken, gelişmiş ülkelerde daha ileri yaş grubunda enfeksiyona yol açar. Hepatit E ise, daha çok genç yaştaki bayanlarda görülür. Özellikle 3. trimestrdeki gebe kadınlar Hepatit E virüsüne duyarlıdır. HEPATİT A VİRÜSÜ • Isı, eter ve mide asidine direnci fazladır • Klor ve formalin ile inaktive olur • Su ve deniz suyunda 3-10 ay kadar yaşayabilir • Tüm dünyada tek serotipi vardır ve sadece insanlarda hastalık yapar • Alt yapı sorunu olan ülkelerin sorunudur • İnsan dışkısı ile kirlenmiş besinlerle bulaşır • Kabuklu deniz hayvanları ile de bulaşır • Sular; klorlama yetersiz ise bulaştırıcıdır • Bulaştırıcılık dönemi, sarılığın ortaya çıkmasından 2 hafta önce başlar. • İnkübasyon süresi 2-6 hafta (Ort:30 gün) dır. • Hastalık ateş, halsizlik, iştahsızlık, bulantı ve karın ağrısı belirtileri ile kendini gösterir. • Birkaç gün sonra idrar rengi koyulaşır, göz akları ve cilt sararır. • Hastalık 1-2 haftadan birkaç aya kadar sürebilir. • Toplumumuzda çocuk yaşta hastalanmaktayız • Yaş arttıkça tablo ağırlaşır ve sarılık görülme ihtimali fazlalaşır. • Kronikleşmez, ölüm çocuklarda çok nadirdir. • Hepatit A’da mortalite % 0.2-0.4 civarındadır. Ancak karaciğer nekrozu gelişen olgularda %70-90 ölüm görülebilir. • Altta yatan başka bir karaciğer hastalığının varlığında infeksiyon daha ağır seyreder. • Genelde ilk dikkat çekici bulgu, idrar renginin koyulaşmasıdır. İdrar, “az su içen normal insanlardaki gibi” koyu sarı/çay rengindedir. • Önce göz akları ve dil altı sararır; en son cilt sararır. • Karın sağ üst bölgesinde künt (batıcı olmayan) ağrı vardır ve bası ile artar. • Hastalarda güç kaybı, iştah azalması, bulantı-kusma bulunur. HEPATİT E VİRÜSÜ • Hemen hemen tüm özellikleri Hepatit A virüsüne benzemektedir. • Dışkı ile kirlenmiş sular ile geniş kitleleri içeren salgınlara yol açar. • Güneydoğu Anadolu Bölgesinde salgınlar yaptığı gösterilmiştir. • Gebelerde % 20 olasılıkla ölümcül tablolara yol açabilir. A ve E HEPATİTLERİNDEN KORUNMADA GENEL İLKELER • Su ve besin maddelerinin fekal kontaminasyonunun önlenmesi • Karasinek ve fare gibi mekanik taşıyıcılarla mücadele edilmesi • Kirli sulardan elde edilen deniz kabuklularının yenilmemesi • Hepatit geçiren hastaların izolasyonu • Hastanede yatan hepatitli hastalar için önlem alınması • KİŞİSEL HİJYEN KURALLARINA DİKKAT EDİLMESİ (EL YIKAMA) • İnfekte kişilerin okula, kreşe ve işe gönderilmemesi SİYANOBAKTERİYEL TOKSİNLER Cyanobacteria, tüm dünyada özellikle besin değeri yüksek durgun sularda görülebilen mavi-yeşil alglerdir. Bazı cyanobacter türleri ürettikleri toksinler, insanlara kontamine suyun içilmesi veya banyo yapılması sırasında bulaşır. Bu toksinlere maruziyet sonrası cilt irritasyonu, bulantı, kusma, karın krampları, ishal, ateş, boğaz ve baş ağrısı, kas-eklem ağrıları ve karaciğer hasarı görülebilir. Kontamine sularda yüzenlerde astım, göz irritasyonu, döküntüler, burun ve ağızda şişlikler gibi allerjik reaksiyonlar gelişebilir. Cyanobacteri toksinleri etkiledikleri vücut bölgesine göre hepatotoksinler, nörotoksinler , toksik alkaloidler (karaciğer ve böbrek hasarı) olarak sınıflandırılırlar. Mikroorganizma; durgun ve ılık sularda, besin değeri yüksek sularda, su kaynaklarında, havuzlarda, yaz ve sonbahar aylarında görülür. Tüm dünyada görülmekle birlikte; özellikle Amerika, Afrika, Avustralya, Avrupa, İskandinavya, ve Çin’de daha sık rastlanmaktadır. Korunma: • Göllerde ve su kaynaklarında besin değerini azaltmak (ötrofikasyon): atık suların kontrolu, su kaynaklarının tarım atıkları ile kontaminasyonunu azaltmak, • Sağlık çalışanlarının ve su kaynakları ile ilgilenen kişilerin eğitimi, • Kontamine suların detoksifikasyonu ve temizlenmesi ile mümkündür. ARSENİKOZ Arsenik, doğada su kaynaklarında kendiliğinden oluşabilen bir kimyasal maddedir. Arsenikten zengin içme suyunu uzun süre (5-20 yıl) kullanan kişilerde arsenik zehirlenmesi (arsenikoz) ortaya çıkar. Arseniğe bağlı olarak ciltte renk değişiklikleri, ayak ve el ayalarında siyah yamalar; cilt kanserleri; mesane, böbrek, akciğer kanserleri; damar ve periferik damar hastalıkları görülür. Dünya Sağlık Örgütü kriterlerine göre içme suyunda arsenik miktarı 0.01mg/litreyi aşmamalıdır. Arsenik oranı yüksek suların içme dışında çamaşır yıkama ve temizlikte kullanılmasında ya da bu suların cilde temasında sakınca yoktur. Koruyucu tedbir olarak: İçme sularındaki arsenik oranının 0.01mg/dl altında tutmak için kuyular daha derin kazılmalı; içme sularının tahlilleri rutin olarak yapılmalıdır. ANEMİ Anemi dünya çapında yaygın bir sağlık problemidir. En sık nedeni demir eksikliğidir. Demir eksikliğinin en sık nedeni ise beslenme bozukluğudur. Demir eksikliğinin yanı sıra hijyen, sanitasyon, kullanılan şebeke suyu ile ilişkili çeşitli enfeksiyonlar (şistosomiazis, sıtma, kıl kurdu) da anemiye yol açar. Sıtma aneminin önemli bir nedenidir. Dünya üzerinde 200-300 milyon insanı etkilemektedir. Endemik olduğu bölgelerde anemi olgularının yarısından sorumludur (WHO 2000) 44 milyon hamile kadın kıl kurdu ile enfektedir. 20 milyon insan ise şistosomiazis ile enfektedir. Suyla ilişkili anemiler, malnutrisyon ve su kaynaklı enfeksiyonlar sonucu gelişmektedir. Dünyada 2 milyar insan anemiktir. Anne ölümlerinin %20’sinden sorumlu olabilmektedir. Anemi pek çok tetikleyici faktörün sonucunda ortaya çıktığından anemiye yol açan nedeni (beslenme bozukluğu- demir eksikliği, folik asit, vit B 12 eksikliği) bulup, tedavi etmek önemlidir. Ayrıca su kaynaklarının temizlenmesi, sanitasyon ve hijyen, sıtma ve şistosomiazisin önlenmesi açısından çok önemlidir. SCABİES Scabies, bir cilt enfeksiyonudur. Etken Sarcoptes scabiei’dir. Hastalığın esas bulguları ellerde , parmak aralarında, dirsek, diz ve bileklerin cilt katlantılarında, göğüslerde ve omuzlarda görülen döküntülerdir. Genellikle geceleri artan kaşıntı vardır. Erişkin form, insan cildi üzerinde 1 ay kadar yaşayabilir. İnsan dışında çevrede ise ancak 48-72 saat kadar dayanabilir. Kalabalıkta hızla yayılır ve tüm dünyada rastlanır. Su kaynaklarının kirli ve kısıtlı olduğu, sanitasyonun yetersiz olduğu kalabalık yerleşim yerlerinde rastlanır. Tüm dünyada her yıl 300 milyon vaka bildirilmektedir. Korunma: - kişisel hijyenin sağlanması - uygun su kaynaklarının kullanımı Tedavide sıcak su, sabun ve akarisit kullanılır. Kıyafetler de sıcak su ve sabun ile sterilize edilmelidir. ONCHOCERCİASİS Onchocerciasis veya “nehir körlüğü” sularda yaşayan bir böceğin vektörü olduğu parazitik bir hastalıktır. Dünyanın körlüğe neden olan ikinci sık enfeksiyon hastalığıdır. Hastalık Onchocerca volvulus tarafından oluşturulur. Kara sineklerin ısırması ile insandan insana da bulaşır. Larvalar erişkin formlarına dönüşür ve fibröz nodüllere, cilt yüzeyine veya eklemlere yakın yerleşir. Erişkin formlar yarım metre uzunluğa kadar ulaşabilir, cilde uzanır, kaşıntıya ve ciltte depigmentasyona , lenfadenite, elefantiasise, görme bozuklığuna ve körlüğe yol açar. Hastalık Afrika’da, Guatemala’da, Meksika’nın güneyinde, Venezuella’da, Brezilya’da, Kolombiya’da, Ekvator’da ve Arap Yarımadası’nda görülür. Dünya çapında 18 milyon insan bu enfeksiyondan etkilenmiştir. 6.5 milyon insanda kaşıntı ve dermatit, 270 000 insanda ise körlük bildirilmiştir. Korunma: - kara sineklerin ve larvaların bulunduğu kaynakların ilaçlanması. LEPTOSPİROZ Leptospiroz, insan ve hayvanları etkileyen bakteriyel bir hastalıktır. Hastalığın erken döneminde yüksek ateş, şiddetli başağrısı, kas ağrıları, titreme, gözlerde kızarıklık, karın ağrısı, sarılık, cilt ve müköz membranlarda (akciğer dahil) kanama, kusma, ishal ve döküntüler görülür. Etken Leptospira adında bir bakteridir. İnsanlara bulaşma, enfekte hayvan ve insanların idrarı ile direkt temas veya kontamine olmuş sular ve bitkilerden olur. Hastalık köpeklerde, domuzlarda ve atlarda bulunabilir. Bakteri ellerdeki veya vücudun herhangi bir yerindeki kesiden; göz, ağız ve burun mukozasından direkt temas ile bulaşabilir. İnsandan insana geçiş nadirdir. Hastalık tüm dünyada yaygın olmakla birlikte kırsal alanda, bol yağış alan yerlerde ve tropikal bölgelerde sıktır. Veterinerler, hayvancılıkla uğraşanlar, çiftçiler, pirinç ve şeker kamışı tarlalarında çalışanlar, kontamine sularda yüzenler risk altındadır. Her yıl 100.000’de 0.1-1 kişide, nemli bölgelerde ise 100.000’de 10 kişide Leptospiroz vakası bildirilmektedir. Ancak asıl sayının bundan daha çok olduğu sanılmaktadır. Korunma: - infeksiyon kaynağının kontrolu (hayvanların aşılanması) - bulaşma yolunun kontrolu (suyla ve hayvanlarla uğraşırken koruyucu giysilerin giyilmesi, temiz içme sularının bulunması) - insan konakta hastalığın gelişmesini önlemek (aşılama, antibiyotik profilaksisi, doktor ve veterinerlerin bilgilendirilmesi) GUİNEA KURDU HASTALIĞI (DRACUNCULİASİS) Gine Kurdu hastalığı büyük bir nematod olan Dracunculus medinensis’in yol açtığı ağrılı bir enfeksiyondur. Genellikle ayakta bir lezyon olarak başlar. Erupsiyon oluşur; kaşınma, ağrı, ateş ve yanma hissi duyulur. Genellikle enfekte kişi ayağını ağrıyı dindirmek için suya sokar. Bu sırada veya suda dolaşırken ayaktan kurt binlerce yumurtasını suya bırakır. Yumurtalar suda çeşitli evrelerden geçtikten sonra enfekte edici hale dönüşür. Bununla kontamine olmuş suları içen kişilerin barsaklarında larva ortaya çıkar, barsak duvarından ciltaltı dokuya ulaşır; bir yılda bir metre kadar uzunluğa ulaşabilir. Hastalarda eklem ağrısı, artrit, ve bacaklarda kontraktürler görülebilir. Hastalığa sulu tarımla uğraşan kırsal bölgelerde, özellikle Afrika olmak üzere çeşitli Asya ülkelerinde rastlanır. Hastalık su kaynaklarının temizlenmesi ile İran ve Suudi Arabistan gibi ülkelerden eradike edilmiştir. Dünya Sağlık Örgütü, bu hastalığın eradikasyonu için hastalığın yayılmasını önleme, yeni vakaların tedavisi, sağlıklı suyun sağlanması, su kaynaklarının filtreden geçirilmesine yönelik programlar uygulamaktadır. DENGUE VE DENGUE HEMORAJİK ATEŞİ Dengue, sivrisineklerle bulaşan bir enfeksiyondur. Deng ateşi özellikle bebek ve çocukları etkileyen grip benzeri bir hastalık olup, nadiren ölüme yol açar. Deng hemorajik ateşi ise günümüzde pek çok Asya ülkesinde çocukluk çağı ölümlerine yol açabilen potansiyel olarak ölümcül bir komplikasyondur. Deng ateşinin kliniği hastalığın görüldüğü yaşa göre değişir. Bebeklerde ve küçük çocuklarda ateşli-döküntülü hastalık şeklinde; daha büyüklerde ise ateş, başağrısı, gözlerde ağrı, kas-eklem ağrıları ve döküntü tablosu görülür. Deng hemorajik ateşi ise yüksek ateş, hemoraji ve karaciğerde büyüme ile karakterize potansiyel olarak ölümcül bir komplikasyondur. Ani olarak yüksek ateş ve yüzde kızarma sonrası Deng ateşinin diğer bulguları ortaya çıkar. Ateş 40-41oC yi bulabilir. Febril konvülziyonlar gelişebilir. Deng genellikle tropikal ve subtropikal bölgelerde sivrisineklerin yaşadığı alanlarda görülür. Afrika, Amerika, Doğu Akdeniz, Güney ve Güney-Doğu Asya ve Batı Pasifik’ten vakalar bildirilmiştir. Her yıl 50-100 milyon vaka bildirilmektedir, bunların 500.000’i Deng Hemorajik Ateşine yakalanmıştır. Korunma: - Henüz Deng için aşı yoktur. En etkili korunma yöntemi sivrisineklerle mücadeledir. - Atıkların uygun düzenlemelere tabi olması, yerleşim yerlerinin yakınlarında su birikintilerinin oluşmasının önlenmesi, - Sivrisineklerden korunma için ilaçlama ve uygun giysilerin giyilmesi. MALNUTRİSYON Malnutrisyon, gelişmekte olan ülkelerde ciddi bir sağlık sorunudur. Kötü beslenme anlamına gelir. Yeterli beslenmeme dışında yanlış beslenme, enfeksiyonlar ve buna bağlı malabsorpsiyon sonucu da gelişir. Su kaynakları, hijyen, sanitasyon, infeksiyon hastalıklarının ve ishalin önlenmesi malnutrisyondan korunmada önemli başlıklardır. Özellikle çocuklarda ishal, beslenme bozukluğu, kirli sular, tekrarlayan hastalıklara yol açarak malnutrisyona neden olur. Malnutrisyon, gelişmekte olan ülkelerde 5 yaş altı çocuk ölümlerinin yarısında esas rolü oynar. Hastalığın ağır formları marasmus (kronik yağ, kas ve doku kaybı), kretenizm ve iyot eksikliğine bağlı beyin hasarı, vitamin A eksikliğine bağlı körlük ve artmış enfeksiyon riskidir. Kronik yeme bozukluğu yılda ortalama 792 milyon insanı etkilemektedir. Malnutrisyon tüm yaş gruplarını etkilemekle birlikte en sık temiz su, uygun sanitasyon, yeterli sağlık hizmetlerine ulaşamayan yoksul bölgelerde görülür. Korunma: - Su kaynaklarının kontrolu, sanitasyon ve hijyen kurallarının uygulanması, - Sağlıklı beslenme için sağlık eğitimi, - Yoksulların uygun, sağlıklı gıdalara ulaşmasını sağlamak ile mümkündür. EL YIKAMA • Kendimizi ve çevremizdekileri bulaşıcı hastalıklardan koruma amacıyla almamız gereken önlemlerin başında el yıkama gelir. • Elleri normal sabunla köpürterek ve ovarak yıkamak en iyi temizlik yöntemidir ve bu şekilde, hastalıkların bulaşması büyük ölçüde önlenebilir. • Kalabalık yerlerde mümkünse sıvı sabun kullanılmalı veya sabunluklar süzgeçli olmalıdır. • Aksi halde, sulu ortamda bekleyen yumuşamış bir sabun temizleme özelliğini kaybettiği gibi mikrop yuvası olmaktadır. • Toplu yaşam mahallerindeki sabunla elleri iki kez sabunlamakta yarar vardır; • Sabun, sabunluğa bırakılmadan önce suyun altına tutularak köpüğü akıtılmalıdır. BAZI HİJYEN KURALLARI • Başkalarının (hastaların) kan, tükürük, idrar, dışkı gibi atıkları ile doğrudan temas etmemeye özen gösterilmelidir. Bu gibi durumlarda eldiven giyilmelidir. • Hasta (hatta sağlıklı) kişilerin kullandığı malzemeler, öncelikle kirleri temizlendikten sonra sabunlu su (veya deterjan) ile iyice yıkanmalıdır. Mümkünse sterilize edilmeli ya da durulama sonrası dezenfektan solüsyon içinde bekletilmelidir. • İdrar veya dışkı ile bulaşmanın muhtemel olduğu hallerde, mümkünse hastalık iyileşene kadar hastanın kullanacağı tuvalet ayrılır (özellikle alafranga tuvaletlerde ayırma şarttır). • Tuvalet tek ise, o zaman hastanın tuvaleti her kullanımdan sonra bir dezenfektanla sil(in)mesinde yarar vardır. • Tarak, jilet, diş fırçası, şapka, iç çamaşırı, yatak takımları gibi özel eşyalar başkaları ile paylaşılmamalıdır; • Risk altındaki kişiler aşılanmalıdır. Özellikle çocukluk çağı hastalıklarını ve Hepatit B’yi geçirmemiş kişiler ile sağlık personelinin aşılanması gereklidir. Hastalıkların bulaşmasını önleyecek temel kural: KURU ve TEMİZ YERLERDE MİKROPLAR ASLA BARINAMAZ ! • Bu nedenle hiçbir zaman ortamı kirli ve ıslak (nemli) bırakmayınız. • Temizlik ve bulaşık bezlerini kapalı ortamda ıslak ve sıkılı halde bırakmayınız, daima havalı bir yere açarak asınız ve kuru muhafaza ediniz. KAYNAK: karaman.saglik.gov.tr

http://www.biyologlar.com/sulardan-bulasan-hastaliklar-sularla-iliskili-hastaliklar-

MAYA MANTARLARI

Maya hücreleri; yuvarlak, oval ve silindir biçiminde bir görünümde olup tek hücrelidirler.Boyutları, türlere ve kültür koşullarına göre değişmek üzere, 2-10x3-16 mikrometre arasında değişmektedir.Bazı koşullarda, çok sayıda hücre yanyana gelerek uzun zincirler (pseudohifa) oluşturabilirler.Boyutları, genellikle bakterilerden daha büyüktürler.Hücre duvarı, maya hücrelerine şekil verir ve oldukça sert bir kimyasal yapıdadır.Bileşiminde glikoz ve annoz polimerleri(mannan) ile birlikte az oranda lipit,protein ve kitin bulunmaktadır.Hücre duvarında , kalınlıkları değişik olan 3 tabakanın varlığı belirtilmektedir.Stoplazmik membran ,ünit membran karakteri taşır ve permealbilitesi oldukça fazladır.Ayrıca ,sitaplazmik memran enzimlerce oldukça zengindir. Maya hücrelerinde, etrafında delikli bir memrana(nükleer memran) sahip ve çapı mikrometre civarınnda bulunan bir çekirdek bulunur.Hücre içinde üremenin aktif olduğu dönemde sayıları az olan ve üremenin sonuna doğru artan sayıda granül ve globullere rastlanılmaktadır.İçlerinde transperent bir sıvı bulunan büyükçe vukuoller, boyutları 0.25x0.5 mikrometre kadar olan mitokondriumlar ve çok sayıda ribozomlar da yer almaktadır. Bira mayası ve peynir küfü bu gruba girer. Bu mantarların spor keselerine askus denir.Mayalar üreme yönünden başlıca iki gruba ayrılırlar.Aseksüel ve seksüel üreme olarak. ASEKSÜEL ÜREME Bu üreme tarzı başlıca iki karakter gösterir.Bazı mayalar tomurcuklanma ve diğerleri de ortadan bölünerek çoğalırlar.Tomurcuklanma ile çoğalmada önce hücrenin bir ucunda kabarcık meydana gelir ve bu zamanla gelişerek esas hücre boyutlarına ulaşır.Bu durumda yeni oluşan hücre ya ayrılarak serbest kalır ya da bitişik olarak yaşamına devam eder.Ortadan bölünerek çoğalma, aynen bakterilerde olduğu gibi maya hücresi ortasına doğru uzanan septumla ikiye ayrılır. SEKSÜEL ÜREME Zigot oluşumu değişik tarzda gelişir ve gerçekleştirilir.Ya askosporların oluşmasına yol açan sporulasyonla ya da gametlerin birleşmesi tarzında görülmektedir. Maya hücreleri; yuvarlak, oval ve silindir biçiminde bir görünümde olup tek hücrelidirler.Boyutları, türlere ve kültür koşullarına göre değişmek üzere, 2-10x3-16 mikrometre arasında değişmektedir.Bazı koşullarda, çok sayıda hücre yanyana gelerek uzun zincirler (pseudohifa) oluşturabilirler.Boyutları, genellikle bakterilerden daha büyüktürler.Hücre duvarı, maya hücrelerine şekil verir ve oldukça sert bir kimyasal yapıdadır.Bileşiminde glikoz ve annoz polimerleri(mannan) ile birlikte az oranda lipit,protein ve kitin bulunmaktadır.Hücre duvarında , kalınlıkları değişik olan 3 tabakanın varlığı belirtilmektedir.Stoplazmik membran ,ünit membran karakteri taşır ve permealbilitesi oldukça fazladır.Ayrıca ,sitaplazmik memran enzimlerce oldukça zengindir. Maya hücrelerinde, etrafında delikli bir memrana(nükleer memran) sahip ve çapı mikrometre civarınnda bulunan bir çekirdek bulunur.Hücre içinde üremenin aktif olduğu dönemde sayıları az olan ve üremenin sonuna doğru artan sayıda granül ve globullere rastlanılmaktadır.İçlerinde transperent bir sıvı bulunan büyükçe vukuoller, boyutları 0.25x0.5 mikrometre kadar olan mitokondriumlar ve çok sayıda ribozomlar da yer almaktadır. Bira mayası ve peynir küfü bu gruba girer. Bu mantarların spor keselerine askus denir.Mayalar üreme yönünden başlıca iki gruba ayrılırlar.Aseksüel ve seksüel üreme olarak. ASEKSÜEL ÜREME Bu üreme tarzı başlıca iki karakter gösterir.Bazı mayalar tomurcuklanma ve diğerleri de ortadan bölünerek çoğalırlar.Tomurcuklanma ile çoğalmada önce hücrenin bir ucunda kabarcık meydana gelir ve bu zamanla gelişerek esas hücre boyutlarına ulaşır.Bu durumda yeni oluşan hücre ya ayrılarak serbest kalır ya da bitişik olarak yaşamına devam eder.Ortadan bölünerek çoğalma, aynen bakterilerde olduğu gibi maya hücresi ortasına doğru uzanan septumla ikiye ayrılır. SEKSÜEL ÜREME Zigot oluşumu değişik tarzda gelişir ve gerçekleştirilir.Ya askosporların oluşmasına yol açan sporulasyonla ya da gametlerin birleşmesi tarzında görülmektedir.

http://www.biyologlar.com/maya-mantarlari

Toprağın Mineral Madde Verimliliği

Toprakta bitkilerin gereksinim duyduğu maddeler de toprak suyu gibi değişik formlarda bulunur ve bu formların bazıları bitkilerin yararlanmasına uygun, diğerleri ise yararsızdır. Bu değişik formların bir kısmı arasında dinamik ilişkiler olması bitkilerin sürekli besin sağlayabilmesine olanak verir. Topraktaki su iyi bir çözücü olduğundan serbest haldeki, çözünür iyonik mineral maddelerin çözünmesini sağlar ve bitkilerin en kolay şekilde besin elementi sağlayabildiği toprak çözeltisini oluşturur. Bu çözeltideki iyonların bitki köklerince tüketilmesi ile doğan kimyasal potansiyel ile çözelti toprak taneciklerinden ve toprak organik maddesinden çözünebilir iyon çeker. Yukarıda bitki hücreleri için anlatılmış olan ve canlılık olayları ile doğrudan ilgili olmayan pasif kuvvetlerin etkili olduğu mekanizmalar ile toprak çözeltisi ve toprak tanecikleri arasında dinamik dengeler kurulur. Bu dengeler toprak çözeltisinin bileşimini belirler. Toprak çözeltisinin iyonik maddelerce zenginliği çözeltinin elektriksel iletkenliği ile ölçülür. Canlı materyalden farklı olarak toprağın pH değeri geniş bir aralıkta değişir. Canlıların solunumla çıkan CO2 in suda çözünmesi ile oluşan bikarbonat (HCO3 - ) ve metabolik olarak sentezlenen organik asitlerden bazik karakterli metal hidroksitlerine kadar açılım gösteren maddeler yanında red-oks tepkimeleri ve özellikle amfoter karakterli proteinler arasındaki dengelerle sağladıkları aktif tamponlama kapasitesi ürünü olan fizyolojik pH aralığı toprak için söz konusu değildir. Toprağın pH değerinin farklılığı ise toprak çözeltisindeki mineral elementi kompozisyonunda büyük değişikliklere yol açar. Çünkü maddelerin iyonlaşarak çözünmeleri yanında iyon değişimi olayları pHa bağlıdır. Asidik ve alkali veya nötr topraklar için seçicilik bitki türlerinin farklı yayılışlar göstermesine neden olan çok önemli bir etmendir. Bunun da nedeni bu farklı toprak tiplerinin bitkilere sağladığı besim elementi kompozisyonunun da çok farklı oluşudur. Toprağın tamponlama kapasitesi, yani pH değişimlerine karşı direnme gücü toprak taneciklerinde ve bitki artıklarının bozunması ile oluşmuş olan toprak organik maddesi, humusda adsorbe edilmiş olan iyon kapasitesi ve bileşimi ile iyon değişimine girebilen iyon miktarı ve bileşimine bağlıdır. Bu ilişkiler toprak çözeltisinin aktüel pH değeri, çözünmüş besin elementi yanında depo pH değeri ve değiştirilebilir katyon kapasitesi (CEC) ile belirtilir. Genelde K+, Na+, Ca++ ve Mg++ un mek.gr. olarak çözünür tuzları haline geçirilmesi için gereken H3O derişimi veya tersi olarak belirtilir ve 20-200 mek=mg H+/kg. toprak aralığında değişir. Toprak mineral maddesinde ortalama %70-80 oranında silis, %10-15 alümina, %5 kadar demir oksitler, % 2 civarında potasyum oksit, %1 kadar kalsiyum oksit ile aynı oranlarda mağnezyum oksit bulunur ve diğer tüm element oksit ve tuz formları ancak %3 oranı civarındadır. Yani temel olarak toprak silikatlar ile oksitler ve organik maddeden oluşur, su e haa içerir. Toprak azotlu mineral içermez, çünkü bu inorganik azot tuzları yüksek sıcaklıklarda durağan yapılı değildir ve mağma soğurken gazlaşmışlardır. Bundan dolayı atmosferin %78i azot gazıdır. Toprakta azot organik maddede bulunur. Bu nedenle de uzun süre bitki örtüsüz kalan ve mikroflorası zayıflamış topraklar azotça fakirleşir. Toprağın azotça zenginliği humus adı verilen, nemli ortamda mikrobiyolojik aktivite ile bozunmuş organik madde miktarına bağlıdır. Humus mineral partiküllerini çevirerek örter ve koyu kahve rengini renk verir. Bunun en tipik örneği kahverengi orman toprağıdır. Humus kolloidaldir, oluşumu gereği toprağın en üst tabakasında, toprağın A horizonunda yığılır. Bunun altındaki B tabakası genelde killi, Al silikatlarınca zengin tabakadır. Bu en ince tanecikli Al silikat mineralleri tabakası da kolloidal özelliği nedeniyle su adsorbe ederek şişme özelliğine sahiptir. Al silikatların zamanla bozunma eğilimleri farklıdır, bu nedenle toprak yaşlandıkça B tabakasında bozunmaya daha dayanıklı olan Al silikatlar kalır, bozunanlar daha alt tabakalara iner. Çünkü A tabakası güneş, rüzgar ve yağış ile donma ve çözülmenin etkilerine açıktır. Sonuç olarak toprak yaşlanması üst tabakada dirençli ve toprak çözeltisine yeni mineral madde sağlama kapasitesi düşük tabaka oluşmasına neden olur. Çok yaşlı topraklarda killerin büyük kısmı süzülen su ve yerçekimi etkisiyle B tabakasına toplanır ve A - B horizonları farklılaşır. Erozyona uğramadan çok yaşlanan topraklarda B horizonu da aynı şekilde fakirleşir. Erozyon ile üst tabakaları sürüklenen topraklar organik madde ve kilce fakirleştiğinden verimliliğini kaybeder. Eğimli yerlerde bitki artıklarının ve organik maddelerin sürüklenmesi sonucu aynı anakayadan oluşan topraklar düz arazidekinden farklı yapıda olur. Toprakların temel karakteristikleri oluşum kaynağı olan anakayanın özelliklerine bağlıdır. Anakayanın jeolojik devirlerdeki temel özellikleri ve parçalanma eğilimleri, topografya, etkisinde kaldıkları iklim koşulları gibi etkenlere göre mineralojik ve kimyasal özellikleri farklılık gösterdiğinden üzerlerinde oluşan topraklar da çok farklı olur. Ayrıca anakayanın su altında kalması ile üzerinde sedimanter kayaç oluşması gibi ikincil gelişmeler etkili olur. İklim de aynı anakayadan oluşan topraklar arasında farklılıklara neden olan önemli etkenlerdendir. Sonuç olarak toprak anakaya, topoğrafya, iklim ve bitki örtüsü ile süreç, tarihçenin ürünüdür. Bu 5 değişkenin 10(5) farklı tip oluşturması mümkündür. Temel kimyasal yapıları ise alüminyum ve demir silikatlar, yani Si, Al ve Fe ile Oksijenin ana elementleri olması, önemli miktarlarda Ca, Mg ve K ile Na içermeleri nedeniyle benzerdir. Bu katyonlar topraktaki silikat ve karbonatların bozunması ürünüdürler, toprak organikmaddesine bağlanmadıklarından anak iyondeğişimi dengesine girdikleri oranda toprakta tutunabilir, aksi halde yıkanarak derinliklere doğru süzülürler. Esas makroelementlerin diğer grubu olan azot, fosfor ve sülfür ise organik maddeyle yakın ilişkili olan elementlerdir ve organik madde bozulumu ile toprağa karışırlar. Fe ve Al gibi polivalentlerin iki değerlikleri hidroksille ve ancak bir değerlikleri diğer bir anyonla birleşir. Fosfatın -1, 2 veya üç değerlikli formlarının birbirine oranı ise toprak pHdeğerine bağlıdır. Topraklar içerdikleri kum, silt, kil ve organik madde oranlarına göre tekstür sınıflandırması sisteminde kum, kil ve silt üçgenine yerleştirilen organik maddeli kum, kumlu organik madde gibi sınıflara ayırılır. Bu sınıflandırma elek analizine, yani tanecik boyutlarına göre oranlamaya dayanır. Killer, kolloidal düzeye kadar çok ince taneciklere kadar ayrışmış toprak mineralleri karışımıdır. Bu incelme mineral kristallerinin parçalanmasına kadar ilerlemiş olduğundan anyonik ve katyonik bileşikler içerirlerse de çok büyük oranda - yükler hakimdir ve bu nedenle killi toprakların CEC değeri yüksektir. Bu kapasitenin hidroksonyum veya Ca, Mg, K veya Na tarafından doyurulması toprağın depo pH değerini belirler. Topraktaki K kaynağı genellikle Al silikatları olan biyotit, muskovit gibi minerallerdir ve depo K oranı yüksektir. Fakat bitkilere yarayışlı K oranı düşük olduğu gibi bunun bir kısmı da az yarayışlıdır. Çünkü K lu silikatların bozunma ürünlerindeki K tuzları büyük oranda kolay çözünüp suyla yıkanır maddelerdir ve toprak CEC inin büyük kısmı H+, Na+, Ca++ ve Mg+ tarafından kullanılır. Çünkü K+ un su zarfı / iyonik çekim kuvveti oranı diğerlerinden büyüktür ve tipik olarak kapasitenin %5 ini kullanabilir, diğer kısmını Ca >% 60, H >%20, Mg>%10 oranında paylaşır. Bu üç K fazı arasında kinetik bir denge vardır ve tipik oranları >%90 depo, % 1 - 2 tam yarayışlı çözünür K fazı, aradaki fark da değiştirilebilir fazdır. Bu fazlar arası dengeler de organik madde ve kil, mineralojik bozunum düzeyi, K ile değişim kapasitesi rekabeti gösteren katyonlar, toprak nemi gibi etmenlere bağlıdır. K+ su sferi genelde birçok killerin kristalografik kafes yapısına uyumlu olduğundan adsorpsiyonu ve iyon değişim kapasitesine girmesi kolay olmakta ve bu sayede bitkilere sağlanması süreklilik kazanmaktadır. Ancak kaolen gibi su alarak şişme özelliği düşük olan bazı killer ile uyuşmadığından toprakların K değişim kapasitesi farklı olmaktadır. Önemli bir etmen de toprak pH sıdır, asitleşme H3O rekabeti ile, alkalileşme ise su sferi küçük ve iyonik kuvveti daha çok olan Ca+2 rekabeti ile K bağlama kapasitesini azaltır, bu nedenle tipik olarak pH 5.5 - 8.5 aralığında değişebilir K oranı artar. K+ bağlayan killerin tutma kapasitesi için benzeri özelliklere sahip amonyum da rekabet eder. Ayrıca toprağın donması ve çözülmesi, ıslanıp kuruması olaylarının tekrarı da değişim kapasitesini arttırırken çözünmüş K miktarını azaltır. Yağış bitki örtüsü zayıf toprakta K yıkanması ile kaybına neden olur ve bu nedenle seyrek, düzensiz ve şiddetli yağış alan bölgelerde bitki örtüsünün giderek daha da zayıflamasına neden olur. Bitki örtüsü yeterli olan yörelerde de otlatma, hasat gibi olayların tekrarı aynı şekilde etkili olur. Çünkü, ancak derindeki yıkanmış K kapasitesini kullanabileek derin köklü bitkiler ve taban suyuna kadar inen K un yüzeydeki buharlaşmanın emme kuvveti ile dipten K çekmesi dışında toprakta N gibi K döngüsü yoktur. Kum oranı yüksek ve kili az topraklar su tutma kapasitesi ve mineral verimliliği düşük topraklardır. Havalanmaları iyidir ve suyu kolay alırlar. Bu nedenle de organik maddeleri yüksekse verimli topraktırlar. Killi topraklar iyi tekstürlü topraklardır, iyon değişim kapasiteleri yüksektir, yalnız yaşlandıkça bu kapasiteleri azalır, toprak çözeltisiyle birlikte iyonları alt tabakalara doğru yıkanarak (leaching) kil dağılımı A zonunda %10, B zonunda %50 oranına kadar çarpılabilir. Nemli ılıman bölgelerde verimlilikleri yüksektir, ancak derindeki kil tabakası şiddetli yağışlarda taşmaya da neden olabilir. Kurak ve sıcak bölgelerde ise az killi topraklar daha yüksek verim sağlar, çünkü üst tabakadaki kilin tuttuğu su buharlaşarak kaybolur ve bitki köklerine ulaşamaz. Buralarda ancak saçak köklü ve yüzeye yakın kök sistemi olan bitki türleri yaşamlarını sürdürebilir. Böyle ortamlarda kilin aşağı tabakalar indiği yaşlı topraklar daha yüksek verimlilik sağlar. Yaşlı topraklarda C horizonunda biriken kum e siltin bozunarak kile dönüşmesi de görülür. Kum, kil ve organik madde dengesi iyi olan ve derin üst tabaka yeterli su tutma ve iyon değişimi, düşük buharlaşma ve yüksek su geçirgenliği (permeabilitesi) ile ideal üst horizon tabakasıdır. B tabakasında yeterli kil bulunursa süzülen su da bitkilerce kullanılabilir ve buharlaşma halinde de yukarıya yönelerek su deposu oluşturur. Yeterince killi topraklar topaklanarak ideal strüktür sağlarlar, kumlu veya siltli ve organik maddeli olanlar ise masif yapılar oluşturur ki bunların porozitesi çok düşüktür. Toprak taneciklerinin agregalar halinde topaklanması, fungus ve aktinomiset miselleri, kolloidal kil taneciklerinin katyonları ile organik maddelerin anyonları veya kil anyonları ile organik anyonların mineral katyon kelatları halinde birleşmesi gibi mekanizmalarla olur. Organik madde en üst tabakanın % 1 - 6 sını, ortalama olarak %3 ünü oluşturur. Kuru ağırlık olarak %20 civarında organik madde içeren topraklara organik, diğerlerine mineral toprak adı verilir. Organik madde bitki ve hayvan artıkları, bozunma ürünleri ve canlı eya ölü mikroorganizmaları içerir. Organik madde azot kaynağıdır ve özellikle humus su tutma kapasitesini, iyon dezorpsiyonu ve değişimi kapasitesini arttırarak bitkilerin büyüyüp, gelişme şansını arttırır. Kimyasal ve biyolojik ayrışma ve dönüşümler sonucunda kolloidal, gri - kahverengi - mor - siyah renk aralığında ve ortalama olarak % 60 C, % 6 N ile P ve S içeren humus meydana gelir. Bakteriler, fungi ve protozoa ile mikro artropod, solucan gibi canlıların etkinlik ürünü olarak meydana gelir. Bol miktarda polimerleşmiş organik asitleri içerir. Humik asit adı verilen bu yapı jel halinde, kil tanecikleri arasında çimento oluşturarak sağlam bir su ve iyon tutucu yapı meydana getirir. Renk polimerleşmenin ilerlemesi ile koyulaşır. Humuslaşma bitki artıkları, mikro populasyonların etkinlik oranları ve ortam şartları ile toprağın mineralojik yapısına göre farklılıklar gösterir ve buna göre gerek humus tipleri, gerekse topraklar sınıflandırılır. Örneğin mor tip humus asidiktir ve özellikle soğuk bölgelerdeki iğne yapraklı ormanlarında görülür, fulvik asit denen az polimerleşmiş humik asit podzoller adı verilen toprakları oluşturur. Humus tipi podzollerin kil oranını değiştirmesine göre de alt toprak tiplerini ortaya çıkartır. Canlı artıklarında C/N oranının düşük oluşu mikrobiyal aktiviteyi arttırarak bozunmayı hızlandırır. C mikroorganizmalar tarafından kullanıldıktan sonra CO2 olarak salındığından zamanla toprak organik maddesindeki C/N oranı düşer e bu oran 1/17 oranına geldiğinde mikroflora azotu kendi metabolizması için kullanamaz hale gelerek NH3 halinde salgılar ve toprak organik maddesi bozunması bu iki gazın çıkışı ile sürer. Oran 1/11 civarına indiğinde de organik madde bozunması dengeye yaklaşır ve yavaşlar. Kayaçlarda azotlu mineral bulunmaması, mağmanın soğuması sırasında azotun gaz halinde atmosfere geçmesi nedeniyle yeryüzündeki tüm azot canlılar tarafından fikse edilmiş olan azottur. Havadaki azot kozmik ışınlar ve yıldırım düşmesi gibi enerji sağlayan olaylarla toprakta fikse edilebilirse de bu önemsiz düzeydedir. Havadaki azotun fikse edilmesini, bitkiler tarafından kullanılır hale getirilmesinde rol alan mikroorganizmalar Azotobacter, Beijerinckia, Clostridium, Nitrobacter, Nitrosomonas ile bitkilerle ortak yaşayan Rhizobium ve Spirillium bakterileridir. Rhizobium Leguminosae ve Mimosoidae familyaları cins ve türleri bitkilerin köklerinde ortak yaşayarak azot fikse eden nodüller oluşturduğundan, Spirillium ise Graminae türleri simbiyontu olarak diğer serbest yaşayan cinslerden farklıdır. Azotobacter hava azotu fiksasyonunda rol alan ototroflar arasındaki en önemli gruptur ve tümü toprak organik maddesinde C/N oranı yüksek olduğunda çoğalıp etkili olmaya başlarlar. Serbest azot termodinamik açıdan çok kararlı bir molekül olduğundan tepkimeye sokulması için çok enerji gerekir. Bu açıdan azot fikse eden bakterilerin canlılığın sürmesindeki rolü fotosentetik canlılar kadar önemlidir. Tipik olarak toprak üst tabakasında %3 - 5 oranında olan organik maddede %5 civarında azot bulunur. Oran bunun altına doğru azaldıkça bu bakteri grubunun etkinliği artar. Karbohidratları kullanarak havanın azotunu amonyak ve nitrata çevirirler. Ortalama olarak 1 ton topraktaki 100 kg. karbohidratı uygun nem ve sıcaklıkta 20 günde tüketirler, arazi koşullarında ise 1 dönümde ancak 10 - 15 kg. azotlu biyomas oluştururlar. Fakat ortamda diğer mikroorganizmalarca sağlanan inorganik azot bileşikleri varsa tercih ederler. Mavi - yeşil alglerden Anabaena, Nostoc cinsleri de havanın azotunu fikse edebilen canlılardır. Bakterilerle funguslar arasında bulunan aktinomisetler gene kalsiyumca zengin ve otların hakim olduğu topraklarda bulunur, funguslar ise asidik topraklara dayanıklıdır ve orman topraklarında boldurlar, bakterilerden daha az sayıda olmakla birlikte toplam kütleleri daha yüksektir. Toprakta mikrobiyolojik aktivite artışına paralel olarak onlarla beslenen protozoa da artarsa toprak organik madde artışına önemli katkıda bulunur. Topraktaki amonyak ve amonyumu nitrata oksitleyen ototrofik nitrifikasyon bakterileri çevrimi nemli ve sıcak, iyi havalanan toprakta en etkin olarak yürüten aerobik canlılardır. Enerjiyi canlı artıklarından, azotu havadan sağlayan bakteriler yanında Leguminosae ve Mimosoidae türlerinin kök nodüllerinde yaşayan ve enerji ile karbon gereksinimini bitkiden sağlayan bakteriler de vardır. Nitrifikasyon yüksek sıcaklıklarda solunumun artışı sonucu fosfor dekompozisyonunun da maksimum olmasını sağlar. Genellikle kalsiyum gereksinimleri yüksek olduğundan hafif alkali topraklarda gelişirler. Nemli, sıcak ve iyi havalanan hafif alkali topraklarda 1 gr. toprakta yoğunlukları 1 milyar bakteri / 1 gr. toprağa kadar yükselebilir. Amonyaklaşma canlı artıklarının anaerobik ortamda mikrobiyal bozunma ürünüdür ve havaya karışır veya amonyum hidroksit halinde çözünür, ya da oksitlenerek fikse edilir. Nitrobacteriaceae familyasından Nitrosomonas, Nitrosospira, Nitrosococcus ve Nitrosolobus nitrozobakterileri amonyağı nitritlere yükseltger. Bitki ve hayvanlar için toksik olan nitritler ise özellikle Nitrobacter ve Nitrospina, Nitrococcus tarafından nitratlara yükseltgenir. Organik maddenin bozunması sırasında proteinlerin azotu amonyak haline açığa çıkarsa da suyla hemen oluşturduğu amonyum hidroksit bakterilerce oksitlenerek nitrata dönüştürüldüğünde çözünürlüğü yüksek tuzlar yapar. Cinsler arasında amonyum ve nitrat alım oranları açısından farklılıklar görülür, örneğin bazı Graminae cinsleri özellikle ilk büyüme ve gelişme dönemlerinde amonyumu daha etkili kullanırken pamukta durum tersinedir. Azotobacter, Clostrodium, Nitrosomonas ve Nitrobacter havanın azotunun amonyağa ve daha sonra da oluşan amonyum hidroksitin nitröz asidi üzerinden nitrik aside oksidasyonunu sağlar, son ürün olarak ta CaNO3 başta olmak üzere tuzlar oluşur, bitkilerce alınarak kullanılır. Rhizobium ise legümler ve Mimosoidae türleri ile diğer bazı odunlu cinslerinin köklerinde oluşturdukları nodüllerde azot fiksasyonu yaparlar ve özellikle nötr-hafif asidik, yeterli P, Ca, Mo içeren topraklarda etkilidirler. Azotobacter alkali, Clostrodium ise asidik topraklarda daha etkindir. Azotobacter C/N oranı 33 den büyük ve P, Ca, Fe ve Mo elementleri yeterli topraklarda yeterli etkinlik gösterebilir. Toprakta azot iz miktarlardaki N2O, NOx ve daha yüksek olabilen NH3 gazları, NH4+, NO2- , NO3- iyonlarının asit ve özellikle tuzları halinde bulunur. Tuzlar bitkilerce alınamazsa kolayca yıkanarak alt horizonlara iner. Bu nedenle erozyon toprağın azotça fakirleşmesine neden olur. Günümüzde artan hava kirliliği nedeniyle atmosferde biriken NOx gazlarının yağışla toprağa inmesi sonucu oluşan azotlu asitler ve toprakta dönüştükleri tuzları bitkilere önemli oranda azot kaynağı sağlayabilmektedir. Öte yandan azotlu gübrelerin kullanımı da kirletii azotlu gazların oluşumu ile hava kirliliğine, yıkanan nitrit ve nitratlarla da toprak ve su kirliliğine katkı yapmaktadır. Nemli koşullarda organik maddece zengin ve fakir topraklar arasında da CO2 ve NH3 çıkışı toplamı arasında 1/11 gibi büyük bir fark vardır. Toprağın alt horizonlarında ise C/N oranı 6/1e kadar düşebilmektedir. Toprak organik maddesindeki proteinler ve peptidlerin bozunması ile amino gruplarını içeren maddelerin bir karışımı oluşur. Bu aminasyon ürünleri mikrobiyolojik aktivite sonucu su ile birleşerek amonyağa dönüşür. Amonifikasyon sonrası açığa çıkan amonyağın bir kısmı ototrof nitrifikasyon bakterilerince nitrite yükseltgenir. Bu bakteriler enerji kaynağı olarak inorganik tuzları, C kaynağı olarak da CO2 i kullanırlar. Amonyağı oksijenle birleştirerek nitritlere dönüştürürken hidroksonyum açığa çıkışı olur ve bakteriler enerji elde ederler. Nitritlerin oksijenle nitratlara yükseltgenmesi de eksotermiktir. Oksijen gereksinimi nedeniyle bakteryel etkinlik iyi havalanan, kaba tekstürlü topraklarda artar ve toprak organik maddesinin pH değeri biraz düşer. N2 + 10 H3O + 8 e- ® 2 NH4 + 3O2 ® 2 NO2- + 2 H2O + 4 H3O+ + E ® 2 NO3- + E nitrojenazlar Özellikle anaerobik koşullarda organik biyoması sübstrat olarak kullanan ve elektron kaynağı olarak Mo, Fe veya Cu, V içeren nitrit redüktaz etkisiyle denitrifikasyon sonucu serbest N2 çıkışı azot çevrimini tamamlar. Anaerob koşullar N2 benzeri koordinasyon molekülü olan O2 in rekabetini engeller, aerobik koşullarda ise heme proteinleri gibi Fe li O2 akseptörleri ile bakteri rekabeti önler. Amonyak ve nitrat bitkiler tarafından alınarak organik azot bileşiklerine çevirilebilen azot formlarıdır. Amonyum ise killerce değişebilir ve sabitleşmiş şekilde adsorbe edilir ve çözeltiye geçen oranı düşüktür. Köklerce özellikle iyon değişimi ile alınır. Killerin mineralojik bileşimlerine göre amonyum değiştirme ve fikse etme oranları değişir. Fiksasyon oranı arttıkça mikrobiyolojik veya bitkilerce kullanılabilir oran uzun vadeli olarak düşer. Topraktaki tipik yararlı/ toplam azot oranı %2, organik maddece zengin üst katmanda fikse azot ise %7dir. Derinlere doğru fikse azot oranı %60 a kadar artar. Bu nedenle toprak ıslahı için derin köklü ve azot fikse edebilen nodüllere sahip bitki dikiminden yararlanılır. Bitkiler genelde nitratın birkaç ppm düzeyindeki miktarlarından yararlanabilir. Çünkü daha yüksek miktarları toksiktir. Ancak kumul bitkileri organik maddesiz ortamda normal gelişimlerini gösterebilir. Organik madde bozulumu moleküler düzeye kadar sürdüğünden iyon bağlama kapasiteleri yüksektir. Özellikle linyin gibi dayanıklı moleküller CE depo kapasitesini arttırırlar. 1 gr. toprak organik maddesinin CEC değeri 1 gr. kilinkinden daha yüksek olduğundan en verimli topraklar orman topraklarıdır. Organik maddede de CEC > AECdir, çünkü reaktiv grupların çoğunluğunu karboksiller oluşturur. Sülfür bakterileri de topraktaki S formu dönüşümlerinde çok önemli yer tutar. Topraktaki pirit (-2 değerlikli iyonik FeS2 ) veya FeS, CuS, CuFeS2 içeren mineralleri ve elementel S ü, CO2 i redükte ederek elde ettikleri elektronlarla suda sülfürik asit olarak çözünen SO3 e oksitleyen Thiobacillus türleri gibi kemoototroflar ağır metal toksisitesi ve düşük pH a dayanıklılıkları ile dikkat çekicidirler. Topraktaki S kaynakları iklim bölgelerinde farklılık gösterir. Nemli iklimlerde özellikle pirit- FeS2, jips - CaSO4 mineralleri halinde bulunur ve tipik olarak %0.01 - 0.15 oranında toplam S ile 50 - 500 ppm çözünür sülfat sağlar. Kurak ve yarı-kurak bölgelerde ise toplam miktarının çoğunu çözünür toprak alkali sülfatları oluşturursa da toplam S %80 -90 oranında organik maddede bulunur. Sülfat killerce, özellikle Al ve Fe oksitleri tarafından AEC çerçevesinde depo olarak tutulabilmektedir. Organik maddedeki biyolojik S büyük oranda proteinlerdeki -S-H ve S-S bağları ile bağlı olan, az bir kısmı ise çözünür sülfat tuzlarından oluşur. Aerobik koşullarda sülfat mikroorganizmalar ve bitkilerce alınır veya yıkanarak derinlere inerken proteinlerdeki sülfürün bir kısmı oksitlenir, diğer kısmı ise önce redüklenerek hidrojen sülfür gazına dönüşür. S ancak mikrobiyolojik canlıların O2 ile H2S ü tersinir bir tepkimeyle oksitleyerek sülfata dönüştürmesiyle yararlı hale geçebilir. Bu arada toprak asitleşirse de fosfatdan farklı olarak toprak kolloidlerince adsorplanabildiğinden toprağın organik ve kil kolloid miktarı artışı asitleşmeyi azaltır. Topraktaki S yıkanma ve bitkisel tüketime ek olarak erozyon etkisiyle tükenebilir. Özellikle bazı türler çok S kullanırlar ve toprağı fakirleştirirler, hava kirliliği ve asit yağmurları ise toprağa S sağlar. Topraktaki S genelde %0.05 civarındadır ve üst tabakada 500 kg/dönüm kadar bulunur.

http://www.biyologlar.com/topragin-mineral-madde-verimliligi-1

Bakterilerde Üreme

Mikroorganizmalar, uygun besi yeri ve çevresel koşullar altında, türlerine özgü bir süratle ürerler. Koşulların uygunluğu devam ettiği sürece, buna paralel olarak çoğalma da sürekli olur. Ancak, laboratuvarlarda, mikroorganizmaları üretmede sınırlı miktarda besi yerleri kullanıldığından, mikropların üremeleri kısıtlanır. Mikroplar üredikçe, ortamdaki gıda maddeleri azalır ve tükenir. Optimal koşulların değişmesi (pH, osmotik basınç, oksijen, yüzey gerilimi, vs.) ve besi yerinde toksik metabolitlerin birikmesi, miktarı az olan besi yerinde üremeyi kısa bir süre sonra baskılar ve durdurur. Örn, her 20 dakikada bir defa bölünerek üreyen E. coli hücresinden, uygun koşullar devam ettiği sürece 48 saat içinde 2114 (veya 2.2x1043) hücre meydana gelir. Yukarıda bildirilen nedenlerle üremenin kısıtlanacağı, aynı zamanda her hücrenin tekrar bölünme olasılığının sınırlanacağını ve her mikrop için bölünme süresinin 20 dakika olmayacağını düşünülürse, bildirilen rakamlara ulaşmanın güçlüğü ortaya çıkar. Sıvı Ortamda Üreme Mikroorganizmalar optimal koşulları içeren sıvı ortamlarda, katı besi yerlerinden daha çabuk ürerler. Üremenin hızı, mikrop türüne özgü genetik bir karakter olmakla beraber, besi yerinin bileşimi ve çevresel koşullarla da yakından ilişkilidir. Mikroorganizmalar, ikiye bölünmek suretiyle geometrik bir üreme tarzı gösterirler. 1—›2 —› 4 —› 8 —› 16 —› 32 —›... 20 —21—› 22 —› 23 —› 24 —› 25 —› ... n Katı Ortamlarda Üreme Katı ortamda ekilen mikroorganizmalar, sıvı besi yerlerine oranla daha sınırlı bir üreme şansına sahiptirler. Koloniler oluşmaya başladıktan sonra birçok faktörlerin etkisi altına girerler ve bunlar da büyüme ve üreme üzerine genellikle olumsuz yönde etkilerler. bir bakterinin katı ortamda üremesi, sıvı besi yerlerine oranla daha zor olmakta, generasyon süresi, sayısı ve populasyon miktarı bakımından da noksanlıklar göstermektedir. Katı ortamlar ne kadar yumuşak ve koloni sayısı da az olursa, gelişme ve üreme daha fazla olur ve koloni çapı büyür. Kolonilerin uygun besi yerlerinde gözle görülebilir bir düzeye ulaşabilmesi için geçen süre mikroorganizmalar arasında değişiklikler gösterir. Kolonilerin rengi, kokusu, yapısı, şekli, büyüklüğü, parlaklığı, besi yerine yapışma durumu, hemoliz yapma özelliği, ve diğer karakterleri mikroorganizmalar arasında farklar gösterir ve bu özellikler, cinslere, türlere, besi yerlerine, çevresel koşullara bağlıdır.

http://www.biyologlar.com/bakterilerde-ureme

İndirgenemez komplekslik nedir?

İndirgenemez komplekslik kavramı, Akıllı Tasarım (AT) hareketini savunanların en fazla başvurdukları ve belki de AT’nin bilimsel bir teori olduğunu savunmak için kullandıkları yegâne argüman olarak karşımıza çıkıyor. Aslında indirgenemez komplekslik, AT’nin ispatlanması için kullanılamaz yani doğru olması AT’nin doğruluğunu göstermez ama bu yazımda bu konuyu bir kenara bırakıp indirgenemez kompleksliğin bilimsel konumunu inceleyeceğim. İndirgenemez komplekslik kavramının mucidi olan Michael J. Behe, 1996 yılında yazdığı Darwin’in Kara Kutusu (Darwin’s Black Box: The Biochemical Challenge to Evolution) kitabında indirgenemez kompleksliği şöyle tanımlıyor: By irreducibly complex I mean a single system composed of several well-matched, interacting parts that contribute to the basic function, wherein the removal of any one of the parts causes the system to effectively cease functioning. (s. 39) An irreducibly complex system cannot be produced directly (that is, by continuously improving the initial function, which continues to work by the same mechanism) by slight, successive modifications of a precursor system, because any precursor to an irreducibly complex system that is missing a part is by definition nonfunctional. (s. 39) Burda Michael Behe, aşağı yukarı şöyle diyor: İndirgenemez kompleks sistem ile temel fonksiyona katkıda bulunan, birbiriyle etkileşim halinde olan, iyi eşleşmiş çeşitli parçalardan oluşan ve bu parçalardan herhangi birinin çıkarılmasıyla çalışması sonlanacak olan tek bir sistemi ifade ediyorum. İndirgenemez kompleks bir sistem, öncü bir sistemin ufak, birbirini takip eden değişimleriyle direk olarak (yani aynı mekanizma ile çalışıp ilk fonksiyonu devamlı olarak geliştirerek) üretilemez çünkü indirgenemez kompleks bir sisteme giden herhangi bir öncü sistem tanım gereği işlevsizdir. İşte Michael Behe indirgenemez kompleks sistemi böyle tanımlıyor ve canlılarda bu özellikleri gösteren biyokimyasal yapılar olduğunu iddia ediyor. Bu yapılara örnekler veriyor ve kitabında bunları uzun uzun anlatıyor. Örnek olarak bakteri kamçısı (bacterial flagellum), kan pıhtılaşma sistemi (blood clotting system) ve bağışılık sistemi (immune system) gibi birkaç sistem veriyor ve bunların kendi tanımına göre indirgenemez kompleks olduklarını ve bu sebeple de evrimleşmiş olamayacaklarını iddia ediyor. Şimdi ilk olarak Michael Behe’nin yaptığı indirgenemez komplekslik tanımını ve daha sonra da bu tanım gereği evrimleşmiş olamayacağını düşündüğü sistemleri inceleyelim. Behe yaşamın tasarlanmış olması gerektiği sonucuna şu mantıksal düzen içinde ulaşıyor. Tanım gereği, indirgenemez kompleks bir sistemin bir parçası eksik öncüsünün işlevsiz olması gerekiyor. Böylece doğal seçilimde işlevsiz bir yapının seçilmiş olamayacağı ve böylece indirgenemez kompleks yapının bir bütün olarak tasarlanmış olması gerektiği sonucuna varlıyor. Ama gerçekte durum böyle değil. İlk olarak öncü bir sistemin daha az parçadan oluşması gibi bir zorunluluk yokur, yani daha fazla parçadan da oluşuyor olabilir. İkinci olarak öncü sistem farklı bir görevi yapıyor olabilir, yani öncü sistemin tanımdaki gibi işlevsiz olması şartı yoktur. Öncü sistem farklı bir fonksiyonu gerçekleştiriyor olabilir. Görüldüğü gibi Behe’nin kurmuş olduğu mantıksal düzende belirgin bir sorun var. Behe’nin indirgenemez komplekslik tanımına uygun yapılar olabilir ama bu onların evrimleşmiş olamayacağı anlamına gelmez. Peki Behe’nin indirgenemez kompleks olduğunu düşündüğü, dolayısıyla da evrimleşmiş olamayacağını ileri sürdüğü ve “biyokimyasal makineler” olarak adlandırdığı yapılar gerçekten evrimleşmiş olamaz mı? Bu yapılar gerçekten de bir bütün halinde mi ortaya çıkmış olmak zorunda? İşte bu noktada, Behe’nin vermiş olduğu örnekler incelendiğinde, bilim adamları bu yapıların evrimleşmiş olabilecekleri sonucuna varıyor. İlk olarak bakteri kamçısını ele alalım. Bakteri kamçısı Flagellum yani kamçı organı prokaryot ve ökaryot hücrelerde bulunabiliyor. Bakteriler kamçılarını sıvı ortamlarda hareket etmek için kullanıyorlar. Bakteri kamçısının işlevini ve yapısını Mustafa Akyol şöyle açıklıyor (1): Organ, bakterinin hücre zarına tutturulmuştur ve canlı ritmik bir biçimde dalgalandırdığı bu kamçıyı bir palet gibi kullanarak dilediği yön ve hızda yüzebilir. [...] Bakterinin hareketli motoru, elektrik motorlarıyla aynı mekanik özelliğe sahiptir. İki ana bölüm söz konusudur: Bir hareketli kısım (rotor) ve bir durağan kısım (stator). Bu organik motor, mekanik hareketler oluşturan diğer sistemlerden farklıdır. Hücre, içinde ATP molekülleri halinde saklı tutulan hazır enerjiyi kullanmaz. Bunun yerine kendine özel bir enerji kaynağı vardır: Bakteri, zarından gelen bir asit akışından aldığı enerjiyi kullanır. Motorun kendi iç yapısı ise olağanüstü derecede komplekstir. Kamçıyı oluşturan yaklaşık 240 ayrı protein vardır. [...] Bakteri kamçısını kitabında detaylı olarak anlatan Michael J. Behe, sadece bu kompleks yapısının dahi, evrimi “yıkmak” için yeterli olduğunu savunmaktadır. Aslında bakteri kamçısının indirgenemez kompleks olup olmadığıyla veya evrimleşmiş olup olamayacağıyla çok ilgisi yok ama yine de belirtmek lazım. Burda adı bahsi geçen bakteri kamçısını oluşturan farklı protein sayısı olan 240 doğru değil. Bakteri kamçılarının çok daha az proteinle oluştukları yapılan araştırmalarda ortaya konmuştur. Örneğin E. coli türü bakterinin kamçısının yapısında 18-20 farklı protein bulunmaktadır (2). Ayrıca farklı bakteri türlerinde farklı (E. coli’ninkinden daha az) sayıda proteinden oluşan kamçı türleri vardır. Ökaryot hücrelerdeki kamçı ise “cilium” olarak adlandırılmaktadır. Yapı olarak bakteri kamçısından oldukça farklı yapıdadır. Örneğin bir hayvan sperm hücresindeki cilium 250 civarında proteinden oluşmaktadır (2). Aslında sayılarda yapılan bu yanlışlığın çok da önemi yok. Asıl önemli olan nokta bakteri kamçısının herhangi bir parçası çıkarıldığında işlevsiz olacağı ve bu sebeple evrimleşmiş olamayacağı gibi hatalı bir sonuca varılmış olmasıdır. Yapılan homoloji çalışmaları bakteri kamçısı ile “tip III salgılama sistemi” (type III secretory system) (TTSS)’nin birçok parçasının birbiriyle ilişkiliği olduğunu hatta bazı bakterilerde tamamen aynı olduğunu göstermektedir (3). TTSS bakterilerin başka hücrelerin içine protein aktarmak için kullandığı bir yapıdır. Hatta bazı ölümcül bakteriler ürettikleri protein toksinleri bu yöntemle kurbanlarının hücrelerine bu yolla aktarırlar (4). TTSS’nin protein yapısı üzerinde yapılan araştırmalarda bakteri kamçısının bazal (temel) bölümünün TTSS ile direk homolog olduğunu göstermektedir (4). Yani indirgenemez kompleks olduğu iddia edilen bakteri kamçısının ufak bir bölümünün oldukça işlevsel olduğu görülmektedir. Behe ise tek bir parçanın bile çıkarılmasının geri kalan kısmı işlevsiz kılacağını ve doğal seçilim mekanizması tarafından seçilemeyeceğini söylüyordu. Ama görüldüğü gibi indirgenemez kompleks kavramına yapılan itirazdaki gibi öncü bir sistemin asıl sistem ile aynı görevde olması zorunluluğ yoktur. Farklı görevi yapan bir sistem gen eşleşmesi, mutasyon ve doğal seçilim sayesinde başka bir işlev gören bir yapıya dönüşerek sağladığı avantaj sayesinde de korunarak gelecek nesillere aktarılabilir. Peki bakteri kamçısının TTSS’den nasıl evrimleşmiş olabileceğiyle ilgili neler biliniyor? Bu konuda en geniş bilgiye Nick Matzke’nin makalesinden (4) ulaşmak mümkün. Matzke makalesinde bakteri kamçısının ve TTSS’nin yapısıyla ilgili bilgi veriyor, bakteri kamçısının evrimiyle ilgili önceki modeller hakkında bilgi veriyor ve daha sonra kendi modelini anlatıyor. Bu modellerin kesin doğru olduğunu iddia etmek mümkün değildir ama zaten bu modellerin amacı da bu yapıların nasıl evrimleşmiş olabileceğiyle ilgili mantıklı, olası varsayımlar ortaya koymaktır çünkü Behe indirgenemez kompleks olduğunu söylediği yapılar için bu tip olası modellerin oluşturulmasının mümkün olmadığını söylemektedir. Bakteri kamçısını bir kenara koyarsak yılan balığı sperm hücresinin kamçısında (ökaryot bir hücrede olduğu için cilium) üç önemli bölüm eksiktir. Yani Behe’nin kitabında indirgenemez kompleks olduğunu iddia ettiği ve bu yapının vazgeçilmez parçaları olarak belirttiği bazı parçalar bu yılan balığı sperm hücresi kamçısında bulunmamaktadır ve buna rağmen normal olarak görevini görmektedir (6). Bu da Behe’nin belirttiği yapının kendi tanımına göre indirgenemez kompleks olmadığını göstermektedir. Kan Pıhtılaşma Sistemi Michael Behe’nin indirgenemez kompleks olduğunu iddia ettiği bir başka sistem de omurgalılardaki kan pıhtılaşma sistemidir. Omurgalıların kan pıhtılaşma sistemi “kaskat” olarak adlandırılan bir yapıdadır. Yani bir nevi domino taşlarından kurulmuş bir sistemdir ve son hamlede kan pıhtılaşması gerçekleşir. Sistemde görevli proteinler, kofaktörler (enzimlerin çalışmasını sağlayan maddeler) ve proteazlar (proteinleri peptit bağlarını kopararak parçalayan enzimler) görev almaktadır. Kan pıhtılaşması iki farklı yolla gerçekleşebilir: İntrensek ve ekstrensek yol. Bu iki yol Jeremy M. Berg’un Biochemistry kitabında aşağıdaki şekilde gösterilmektedir. Yukardaki şekilde pembe ile gösterilenler maddelerin aktif olmayan, sarı ile gösterilenler ise aktif halledir. Mavi ile gösterilenler ise kofaktörlerdir. Ayrıca tüm Roma Rakamıyla gösterilenler rakamın önüne “faktör” koyularak okunur. Örnek vermek gerekirse faktör VIIIa bir kofaktördür ve aktif haldeki faktör IX (yani faktör IXa)’un yardımcı olarak inaktif haldeki faktör X’u aktive hali olan faktör Xa‘ya dönüşmesini sağlar. Şekilden bakarak aynı mantıkla her adımda neler olduğunu anlayabilirsiniz. Şekilden görülebileceği gibi intrensek ve ekstrensek yollar bir noktada birleşir. İki yolla da faktör X aktive edilir ve faktör Xa ile faktör Va, protrombini trombine dönüştürür. Trombin ise kan plazmasında çözünebilir bir protein olan fibrinojeni parçalayarak fibrine dönüşmesini sağlar ve daha sonra faktör XIIIa‘nın da devreye girmesiyle fibrin pıhtıları oluşarak gerekli yerlerin tıkanması sağlanır. Burda temel yapıyı kısaca anlatmak istedim, daha ayrıntılı bilgi için buraya, buraya ve buraya bakabilirsiniz. İşte Michael Behe bu sistemin indirgenemez kompleks olduğunu ve bu sebeple evrimleşmiş olamayacağını iddia ediyor. Yani Michael Behe’nin tanımına göre bu sistemin bir parçasının bile olmaması sistemin çökmesine, çalışmamasına sebep olacaktır. Ama intrensek yolda karşımıza çıkan faktör XII veya diğer adıyla Hageman faktörü yunuslarda ve balinalarda yoktur (5) ama kan pıhtılaşma sistemleri çalışmaktadır. Yani kan pıhtılaşma sisteminin indirgenemez kompleks olmadığını çok açık bir şekilde görmekteyiz. Ama bunu Michael Behe de görüyor. Amerikan Doğa Tarihi Müzesi’ndeki bir forumda Kenneth Miller ile Michael Behe karşılıklı tartışırken (tartışma metnine buradan ulaşabilirsiniz) Miller yunuslardaki bu olayı dile getiriyor ve Behe kan pıhtılaşma sisteminde gereksiz parçalar olduğunu kabul ediyor. Behe bu sebeple bütün pıhtılaşma sistemi yerine bu sistem içindeki sadece 4 parçayı (fibrinojen, protrombin, Stuart faktörü, and proakselerin) seçerek bunların indirgenemez kompleks bir sistemin parçaları olduğunu söylüyor. Ama ortada sadece bu parçalardan oluşan bir sistem yok gerçekte ve evrim sürecinde sadece bu parçalardan oluşan bir sistemin oluşması şart değildir. Kaldı ki Behe’nin kitabında söylediği gibi kan pıhtılaşma sisteminin moleküler evrimiyle ilgili hiçbir şey bilinmiyor falan değildir. Literatürde bu konuyla ilgili birçok makale ve çalışma vardır. PubMed‘de arama yaparak bu konu ile ilgili yazılmış makalelerin listesini görebilirsiniz. Ayrıca buradan ve buradan da bu konuyla ilgili önemli birçok referansa ve linke ulaşabilirsiniz. Yani Michael Behe ya bilimsel literatürü pek iyi takip etmiyor ya okuyucularının takip etmediğini düşünerek bol keseden atıyor ya da hiçbir açıklamayı nedense tatmin edici bulmuyor. Bağışıklık Sistemi Michael Behe, Darwin’in Kara Kutusu kitabının 6. bölümünü bağışıklık sisteminin parçası olan ve indirgenemez kompleks olduğunu iddia ettiği 3 sisteme ayırıyor. Bu 3 sistemin neden indirgenemez kompleks olmadığı Matt Inlay tarafından Evolving Immunity başlıklı yazısında ayrıntılarıyla anlatılmıştır. Bu 3 sistemden biri olan tamamlayıcı sistemin (Complement System) neden indirgenemez kompleks olmadığı Mike Coon’un Is the Complement System Irreducibly Complex? başlıklı yazısında incelenmektedir. Ayrıca bağışıklık sisteminin nasıl evrimleştiği konusunda da birçok bilimsel makale mevcuttur. Mesela daha önce linkini vermiş olduğum PubMed‘de arama yaparak bağışıklık sisteminin evrimiyle ilgili ne kadar çok makale olduğunu görebilirsiniz. Ayrıca buradan ve buradan da konu ilgili faydalı kaynaklara ulaşabilirsiniz. Ama nedense bunların hiçbiri Michael Behe için yeterli olmuyor. Amerika’da Dover’daki Akıllı Tasarım davasının kararında Yargıç Jones, Behe’ye bağışıklık sisteminin evrimiyle ilgili 58 peer-reviewed (hakemli dergilerde) makale, 9 kitap ve birkaç ders kitabı bölümü gösterildiğini ama Behe’nin bunların hiçbirini yeterli görmediğini söylüyor. Hem de bu kitapların ve makalelerin çok büyük bir kısmını okumamış olmasına rağmen kendi istediği şekilde bir evrim sürecinin bu kitap ve makalelerde anlatılmadığını düşündüğünü söylüyor. Ayrıca yine bu davada verdiği ifadesinde bir yerde bağışıklık sisteminin nasıl evrimleştiğiyle ilgili araştırma yapmadığını çünkü bunun verimli bir çalışma olmayacağını (yani sonuca ulaşamayacağını) düşündüğünü söylüyor. Yani Behe bunun olamayacağına kendini öyle inandırmış ki konuyla ilgili ne tüm bilimsel görüşleri ve bakış açılarını inceleme gereği duyuyor ne de nasıl evrimleşmiş olabileceğini ve kökenini kendi araştırıyor. Aslında bu sadece bağışıklık sistemi ile ilgili de değil. Yukarda anlattığım diğer yapılar için de aynı şey geçerli. Sonuç Tüm bunlar bize Michael Behe’nin en başında önemli bir hata yaptığını göstermektedir. Michael Behe bir biyokimyacıdır ve özellikle de protein sistemleriyle uğraşmaktadır. Proteinlerden oluşan kompleks yapıların evrimi konusunda yanlış bir düşüncesi var. Behe şöyle düşünüyor: Elimizde 100 proteinden oluşan kompleks bir sistem varsa bu sistemin evrimleşmiş olması için daha önce 99 proteinden oluşan ve aynı görevi yapan bir yapı olmalıdır. 99 proteinlik yapı ise ancak 98 proteinlik ve aynı görevi yapan bir yapıdan evrimleşmiş olmalı. İşte Behe biyokimyasal yapıların evriminin böyle olması gerektiğini düşünüyor. Ama bunun böyle olması gerekmediği çok açık. Proteinlerden oluşan yapıların evrimi DNA yapısındaki değişikliklerle olur ve DNA yapısında oluşacak değişikliğin tek bir protein eklenmesine veya yapı içindeki sadece bir proteinin değişmesine sebep olmak zorunda olmadığı çok açıktır. Ayrıca öncü bir sistemin aynı görevi yapıyor olma gibi bir zorunluluğu da mevcut değildir. Ama Behe böyle olması gerektiğini düşünüyor ve bu tip adım adım kademeli bir evrim sürecinin bilim adamları tarafından açıklanamadığını söylüyor. Yani yukarda anlattığım gibi Behe’nin kendisine sunulan ve bu yapıların olası evrim modellerini anlatan makale ve kitapları bu sebeple kabul etmiyor ve yeterli görmüyor. Sanırım bu sebeple Behe hiçbir zaman bu açıdan kendini tatmin eden bir evrim modeliyle karşılaşmayacak çünkü beklediği şey zaten mümkün olmayan birşey. En son olarak da Michael Behe’nin veya başka birinin şimdiye kadar, herhangi bir yapının indirgenemez kompleks olduğunu ve evrimleşmiş olamayacağını savunduğu ve hakemli dergilerde yayınlanmış hiçbir makalesi olmadığını belirtmek istiyorum. Sanırım Behe artık, konuyu fazla bilmeyen ve araştırma yapma imkanı olmayan insanları etkilemek için kitap yazmak yerine bilimsel olduğunu iddia ettiği argümanlarını hakemli dergilerdeki makaleleriyle bilim adamlarına sunmalı. Akıllı Tasarım hareketi önceki yazılarımda da belirttiğim gibi argümanlarını bilgisizlikten almaktadır. Bilimde bazı boşluklar yaratıp bunların sebebini akıllı bir tasarımcıya atfetmek bilimin araştırma, gözlem ve deney gibi kademelerini ortadan kaldırmak ve yüzyıllar öncesinin gücünü bilgisizlikten alan düşüncelerini kabullenmekten başka birşey değildir. Baksanıza Behe bağışıklı sistemiyle ilgili araştırmalarda sonuca ulaşılamayacağını düşündüğü için araştırmadığını söylüyor. Bu nasıl bir bilimsel yaklaşımdır. Bir bilim adamı böyle önyargılarla hareket etmemelidir. Behe işin başından kendi kriterlerine göre evrimleşmiş olmayacağına karar veriyor ve bu sebeple o yapıları araştırmıyor hatta yapılan tüm araştırmaları inceleme gereği bile duymuyor. Bir de Akıllı Tasarımcılar teorilerinin bilimsel olduğu iddiasıyla okullarda öğrencilere öğretilmesi gerektiğini savunuyorlar. Hakkında hakemli saygın bilim dergilerinin hiçbirinde bir tane destekleyici makale yazılmamış bir teorinin (aslında ortada teorisi falan yok ama…) okullarda öğretilmesi çok yanlış olur. Referanslar: 1. Mustafa Akyol, Akıllı Tasarım [Intelligent Design] Teorisi, 2004 2. N. J. Matzke, Evolution in (Brownian) space: a model for the origin of the bacterial flagellum, 2003 3. Ian Musgrave, Evolution of the Bacterial Flagella, 2000 4. Kenneth R. Miller, The Flagellum Unspun: The Collapse of “Irreducible Complexity”, 2004 5. Robinson, A. Jean, Kropatkin, Mona, and Aggeler, Paul M. 1969. Hageman Factor (Factor XII) Deficiency in Marine Mammals. Science 166:1420-1422. 6. Kenneth R. Miller, Answering the Biochemical Argument from Design, 2003

http://www.biyologlar.com/indirgenemez-komplekslik-nedir

Su ve Mineral Madde Metabolizması

Bitki hücresine alınan su canlılığı sağlayan tüm olayların yürümesi için gerekli ortamı sağlar. Bilindiği gibi su yarıkovalent, elektron çiftlenmesi ile oluşan O - H bağlarının 105 derecelik açı yapması ve daha çok -2 yüklü oksijene yakın olan elektron çiftlerinden oluşması nedeniyle çift kutuplu, dipol bir moleküldür. Bu nedenle su reverzibl olarak H(3)O +, hidroksonyum ve hidroksil şeklinde iyonlarına ayrılabilir. Mineral iyonları çevrelerine zıt yüklü uçlarını çekerek moleküler su moleküllerinden su zarfı oluşturur ve. Bu şekilde de hem doymuş hidrokarbonlar ve lipidler dışındaki tüm küçük moleküllü organik maddeleri, hem de kuvvetli asidik ve bazik maddelerden polar tuzlara kadar iyonik karakterli maddeleri değişen oranlarda çözebilir. Bu sayede de çözelti ortamında termik hareketlilik kazanan maddelerin moleküllerinin çarpışarak kimyasal tepkimeye girmesi ve canlılık için gerekli biyokimyasal tepkimelerin yürümesine uygun ortam sağlar. Dipol karakteri nedeniyle su molekülü makromoleküller ve polimerler zincirleri üzerindeki iyonik gruplara tutunarak zincirlerin arasına girer ve uzaklaşmalarına neden olur. Bu boşluklara girme olanağı bulan enzim proteinleri gibi suda çözünür maddeler de canlılık olaylarının sürmesini sağlar. Tüm bu nedenlerle su canlılığın en temel maddelerindendir. Ayrıca gene dipol özelliği ve iyonlaşabilir oluşu, kinetik tanecikler oluşturması nedeniyle birçok madde ile kolayca tepkimeye girebilir ve canlılık olaylarının büyük çoğunluğunda kimyasal ajan olarak rol oynar. Oksitlenme tepkimelerine elektron sağlar, redüklenme tepkimelerinde de proton kaynağı görevi yapar. Dipol kutupları elektriksel iletken olması ve iyonlaşma oranının tersinir olarak içinde çözünmüş olan iyonik maddelerin hakim yüküne bağlı oluşu biyoelektriksel olayların sağladığı canlılıkla ilgili işlevlerin gerçekleştirilebilmesi olanağını verir. Termik hareketliliğinin yüksek olması nedeniyle yaptığı basınçla organel ve hücrelerin dış basınç etkisi ile ezilmesini önler. Su metabolizması adı altında toplanabilecek tepkimelerin canlılıkla ilgili her tepkime zinciri ve devrelerine yayılmış olması, bu tepkimelerin birbirinden çok farklı ve bağımsız işlevlerinin yüksek sayıda oluşu bu konunun bir bütün halinde ele alınmasını engeller. Bunun yerine diğer konular içinde yeri geldikçe söz edilmesi daha kolay ve anlaşılabilir bir yaklaşımdır. Mineral elementlerinin canlılıktaki rolleri ise daha kolay sınıflandırılabilir: Esas elementler belli bir derişim aralığında sağlıklı, normal yaşamın sürdürülebildiği, bunun altındaki ve üstündeki derişimlerinde önce geçici olabilen, daha sonra da kalıcı arazlar bırakan eksiklik ve toksik etkileri, bu sınırların dışında da ölümcül etkileri görülen elementlerdir. Bu derişim aralıkları açısından da makro ve mikro elementler ayrılır. Herbir elementin metabolizmadaki ve canlılıktaki rolleri farklı olduğundan canlı türleri arasında ve bir canlının yaşam devrelerine, içinde bulunduğu ekolojik koşullara göre gereksinimleri farklılıklar gösterir. Bu açıdan hem biyokimyasal, hem fizyolojik, hem de ekofizyolojik açılardan incelenmeleri sonucunda doğru değerlendirmelere ulaşılabilir. Önemli bir konu da bir elementin derişimindeki değişimlerin diğer elementlerden yararlanılması, kullanılması üzerindeki sinerjistik ve antagonistik etkileridir. Bu etkileşimler sonucu hem iyonik matrikste hem de organik metabolizmada çeşitli değişiklikler meydana gelir. Azot, P, Ca ve Mg ile Na ve K, Fe, Zn, u ve B elementlerinin tümü arasında bu tür ilişkiler ağı vardır. Örneğin P, K ve Zn ile Cu ile sinerjistik etkiye sahiptir, Mg ile hem antagonistik hem sinerjistik ilişkisi vardır. Azot Mg üzerinde antagonistik, K ve B üzerinde sinerjistik etkilidir. Bu tablo da P ile N arasındaki dolaylı ilişkiyi ortaya koyar vs. Antagonistik ilişki aynı bağlayıcı uç , kök için rekabete dayanan Zn+2, Cd+2 ilişkisi şeklinde olabildiği gibi Cu+2 ile S-2 tepkimesi sonucunda çözünmeyen CuS oluşumu gibi deaktivasyon ilişkisi de olabilir. Türler arasındaki seçici beslenme farklılıkları yanında elementler arası metabolik ilişkiler matriksi populasyonlar arasında davranış farklılıklarına yol açarak rekabetsel ilişkiler üzerinde etkili olur. Mineral iyonlarının genelde çok önemli olan bir özellikleri organik maddelerin ve temelde onların oluşturdukları yapıların oluşumu, sağlamlığı ve işlevleri üzerindeki etkileridir. Membranlar yanında nükleik asitlerin helislerindeki fosfat gruplarının aralarındaki katyonlar sayesinde bilinen yapılarına sahip olmaları Ca, Mg, P, S elementlerinin yapısal işlevlerini gösterir. İz elementler pH 7 civarında yürüme durumunda olan hidrolitik ve sentetik tepkimelerin enzimlerinin aktivatörü olarak rol oynarlar. Bu işlevlerini de Lewis asit ve bazlığı yolu ile su da dahil, sübstratları polarize ederek yaparlar. Lewis asitleri elektron çifti alabilen, bazları da verebilen maddeler olarak tanımlar. Klasik asit - bazlar için geçerli olduğu gibi de maddelerin elektron çifti alma - verme potansiyellerinin büyüklüğüne göre bir madde çiftinin asitlik - bazlık ilişkisini belirler. RNA polimeraz, nükleazlar, fosfatazlar, esterazlar gibi bir çok enzimin Zn+2, Mn+2 gereksinimleri buna örnektir. İz elementlerin aynı mekanizma ile yürüyen önemli bir rolleri de elektron transfer zincirlerindeki rolleridir. Fizyolojik pH aralığında yürümesi zor olan bu tepkimelerde de Fe+2/ Fe+3/Fe+4, Cu+/Cu+2, Mn+2/ Mn+3/Mn+4, Mo+4/ Mo+5/Mo+6, Co+/Co+2/Co+3 ve Ni+/Ni+2/Ni+3 iyonları rol alır. Moleküler azotun fiksasyonu ile amonyağa dönüştürülmesinde de Fe, Mo ve V çiftlenmemiş elektron kaynağı ve donörü olarak iki aşamalı şekilde rol alırlar ve enerjetik açıdan fizyolojik pH aralığında yürümesi zor olan tepkimenin gerçekleşmesini sağlarlar. Mineral iyonlarının organik madde metabolizmasındaki en belirgin rollerinden bir diğeri de klorofil, hemoglobin gibi canlılığın sürmesini sağlayan büyük moleküllerin yapısında molekülün stabilitesini sağlayan koordinasyon merkezi olmalarıdır. Eşlenmemiş elektron çifti paylaşımı ile oluşan doğal bileşikler renkli ve suda çözünmeyen bileşiklerdir. Metal iyonlarının koordinasyon bağı sayısı değerliklerinden farklı değerlerdir. Amino asitlerin yan zincirlerindeki fonksiyonel grupların protonları yerine metal bağlanması ile de koordinasyon bileşikleri oluşabilir. Özellikle histidin, metionin, sistein,, tirozin, glutamat ve aspartat yanında serin, treonin, lizin ve treptofan amino asitlerinin hidroksi veya amino grupları aracılığı ile koordinasyon bileşikleri yapmaları peptid ve proteinlerin bu yolla sağlam yapılar oluşturmalarına neden olur. Bu açıdan amino asitler ile katyonlar arasında seçicilik ilişkilewri vardır, örneğin Tirozin yanlızca Fe+3 ile bağlanabilir. Sisteinin ise monovalent Cu, divalent Zn ve Cu ile Fe, trivalent Fe ve Ni +1-3, Mo+4 -6 ile koordinasyonu mümkündür. Cu + ve +2, Zn+2 ile Fe+3 amino asitlerle sağlam koordinasyon bağları yaparken, diğerlerinin bileşiklerinin stabilitesi düşüktür. Global proteinlerin metal iyon komplekslerinin enzimatik aktivitede rol oynayabilmesi için 4 veya 6lı koordinasyon bağ kapasitelerinin doymamış olması gerekir. Bu açık uca geçici olarak su gibi bir molekül bağlanır ve sübstratla yer değiştirdiğinde kataliz başlayabilir. Ancak proteinden elektron transferinin doğrudan gerçekleştiği, metal iyonunun elektron alışverişi yapmadığı sistemlerde buna gerek yoktur. Temelde metalik koordinasyon protein molekülünün sterik geometrisini sübstratın adsorpsiyonu ile sterik yapısını tepkimeye uygun hale getirerek sağlar. Azot bilindiği gibi nükleik asit, protein, peptid, amid ve amino asitlerin önemli bir bileşenidir. Bunların yanında birçok sekonder metabolizma ürününün de sentezi ve gereksinim duyan bitki grubunun normal yaşam devrini sağlıklı şekilde sürdürmesi için gereklidir. Topraktan alınan nitrat ve amonyum ksilemden aynı şekilde tuzu halinde iletilir, ancak fotosentetik dokularda elde edilen karbohidratlarla tepkime zincirlerine girebildikleri hücrelerde redüklenerek -NH2, amino grubu içeren organik azotlu bileşiklere dönüşürler. Nitratın da amonyuma dönüştürülmesinden sonra glutarik asit gibi iletilebilir organik asitler üzerinden yağ asitlerine amino grubunun katılması ile amino asitler meydana gelir. Aromatik a - amino asitlerin sentezinde ve özellikle birbirlerine dönüşümlerinde hidroksillenme tepkimesi önemlidir, örneğin fenilalaninin hidroksillenmesi ile tirozin oluşur. C -, O - ve N – metillenmeleri de önemlidir ve örneğin homosisteinden sağlanan metil grupları metiyonin, glisin veya serin metili ile de tüberin metaboliti sentezlenir. Aromatik amino asitlerin mikroorganizmalar ve bitkilerdeki temel sentez yolu , adını ilk bulunduğu şikimi-no-ki bitkisinden alan ve benzen halkalı şikimik asidin biri açılmış çift halkalı korizmik asitin L – fenilalanin, tirozin veya triptofana dönüştüğü şikimik asit veya şikimat yoludur. Fosfoenol piruvat ile eritroz – 4 – P tetrozunun kondansasyonundan sentezlenen ara maddeler üzerinden şikimik asit korizmik asite ve sonra üç farklı organik asite dönüşerek aromatik amino asitleri verdiğinden sonraları korizmik asit yolu adını alan sentez yoludur. Bakterilerde salisilik asit gibi maddeler, yüksek bitkilerde linyin ve alkaloidler, flavonoidler bu aromatik amino asitlerden ve özellikle triptofandan sentezlenir. Linyinler sinnamik asitlerin alkollerinin ürünüdür. Azot eksikliği azotun klorofil yapısındaki 4 pirol halkasındaki yeri nedeniyle klorofil oluşumunu engeller ve fotosentez eksikliği nedeniyle büyüyüp, gelişmesini önler. Doğal olarak protein, enzim ve nükleik asit metabolizmalarını yavaşlatır, durdurur ve yaşlı doku ve organlardan başlayan boşalma ile ihtiyarlama - senesans ve ölüme neden olur. Azot bileşiklerinin yapısal proteinler gibi taşınamayan formlarının proteolitik enzimler gibi hidroliz enzimlerince parçalanarak iletilebilir formlara dönüştürülebilmesi genç ve büyüyen dokular ile organların olabildiğince korunması olanağını sağlar. Fosfor bilindiği gibi enerji metabolizmasında çok önemli yer tutar. Yeşil bitkilerin güneşten, bazı bakterilerin ise inorganik bileşikleri parçalayarak elde ettiği fiziksel enerjiyi yüksek enerjili kimyasal bağ enerjisi halinde saklayıp, gerektiğinde açığa çıkartılması ile kimyasal ve fiziksel işlerin yapılmasında kullanmasını sağlar. Bu konu fotosentez ve kemosentez, solunum ve sindirim metabolizmaları içinde incelenecektir. Burada elementel fosforun enerji metabolizmasındaki kilit rolünün nedenleri üzerinde durmak yeterli olabilir. Nükleik asit sentezinde organik bazlar fosfatları halinde sübstrat olarak kullanılıp tepkime sırasında fosfatın açığa çıkması, solunumda elde edilen enerjinin ATP kazancı olarak hesaplanması iyi birer örnektir. ATP su ile tepkimeye girdiğinde üç fosfat grubundan biri açığa çıkarken bu fosfat bağında yoğunlaşmış olan enerji açığa çıkar. Bu enerji diğer bağ enerjilerine göre yüksek olduğundan yüksek enerjili, enerjice zengin bağ adını alır. Bunun nedeni de bu bağın oluşturulmasında yüksek enerji kullanılmasına gerek oluşudur. ATP ve NADP.H2 enerji metabolizmasının kilit maddeleridir. Bunun temel nedeni oluşumlarının sübstratları olan maddelerin kinyasal potansiyeli ile bu tepkime ürünlerinin kimyasal potansiyel farkının yüksek oluşudur. Adenin de fosfat gibi eksi yüklüdür, bu nedenle adenine 3 fosfatın bağlanması ile ATP sentezlenebilmesi için yüksek enerji kullanılması gerekir, serbest enerji önemli miktarda artar. Organik bileşiklerin fosforilasyonu, yani ATP veya benzeri bir fosfat kaynağından grup transferini kinaz enzimleri sağlar. Fosfat, ADPve ATP sulu çözeltilerinde farklı değerlikli formlarda bulunabilen, Mg ve Ca iyonları başta olmak üzere katyonlarla kelasyon tepkimesine girebilen maddelerdir. Bu nedenle de pH gibi etmenlere bağlı olarak ATP değişik yollardan sentezlenebilir. Nötr pH civarında divalent katyonlara gerek olmadan ADP + HPO4 + H3O ® ATP + H2O tepkimesiyle, ATP sentetaz enziminin etkisiyle sentezlenir. Bu molekülün hidroliz denge sabitesi diğer fosfat bileşiklerinden çok daha yüksektir, bu nedenle de diğer organik bazların trifosfatları oluşturulamaz. Bu pHa bağlı denge durumu sayesinde ATP, ATPaz izoenzimlerinin etkisiyle ve büyük oranda ADP ve fosfata hidroliz olabilir. PH 7 civarında ADP moleküllerinin yaklaşık yarısı -2, diğer yarısı ise -3 değerlikli iken ATP molekülleri de yarı yarıya -3 ve -4 değerliklidir. Mg+2 veya Ca+2 ve diğer katyonlar aynı moleküldeki fosfat köklerinin (-- O -1) yüklü oksijenleri arasında elektrostatik olarak tutularak kelatlaşmayla moleküllerin form sayılarının artışına neden olur. Bu çeşitlilik değişik özelliklerdeki izoenzimlerin aktiviteleri ile ATP enerji deposunun kontrollu şekilde farklı metabolik olaylarda kullanılabilmesini sağlar. Yani önemli bir konu da açığa çıkan ADP molekülünün serbest halde kalabilmesi ve başka bir tepkimeye girmemesidir. NADP.H2 dışındaki difosfatlar ise başka tür tepkimelere de girebilir. Hidrolizlerinin kinetik denge sabiteleri düşük olduğundan hidrolizleriyle çıkan enerji de düşüktür. Bu nedenle de enerji depolanmasında tekrar kullanılamazlar. ATP ve NADH2 nin enerji metabolizması açısından önemli bir özellikleri de membranlardan kolay geçebilmeleri ile enerji dağılımını sağlayabilmeleridir. Fotosentezde kloroplastlardaki devresel olmayan elektron iletimi sırasında oluşan NADP.H2 NADPnin redükte formudur ve bu iki form bir redoks çifti olarak eşit miktarlarda birarada bulunur. NADP molekülünün yanlızca NAD kısmı 2 e- alarak NADPH2 oluşturur. Bu elektron alışverişi zinciri elektron akımını sağlar ve bu şekilde ışık enerjisi elektron iletimi yoluyla enerji kazancına, depolanmasına yol açar. Bu konu fotosentez incelenirken görülecektir. Fosfatazlar fosfat grubu olan organiklerden fosfat gruplarını ayıran enzimler olarak metabolizmada önemli bir yer tutarlar. Optimum pH değerlerine göre asit ve alkalin fosfatazlar olarak ikiye ayrılırlar. Bu mekanizmalar hücrenin endojen tepkimeleri başlatma ve yürütmesi için gereken yeni kimyasal bağ oluşumuna dayanan sentez ve dönüşüm tepkimelerine enerji sağlar. Gerek duyulduğunda enerji denetim altında yüksek enerjili fosfor bağının ATP sentetaz ile sentez ve ATPaz ile hidrolizi ile biyolojik iş için enerji sağlanır. Fosfor fotosentezle güneş enerjisinin önce şekerler ve sonra polisakkaritler halinde karbohidratlarda kimyasal bağ enerjisi halinde bağlanarak depolanması, gerektiğinde sindirimleri ve solunumla açığa çıkarılan bu enerjiyle tüm metabolizmanın yürümesini sağlar. Tüm bu nedenlerle fosfata sürekli gereksinim duyulduğundan toprak çözeltisinde çok az miktarda bulunan faydalı fosforun sürekliliği gerekir. Toprak çözeltisindeki fosfatın mineralojik ve organik fosfatla denge halinde olması da bunu sağlar. Dengeyi sağlayan ana etmen bakteriyolojik etkinliktir. Fakat toprak tiplerine göre toplam fosfat miktarı geniş açılım gösterir. Bekleneceği üzere bitkilerde fosfor özellikle aktif büyüme ve gelişme gösteren doku ve organlarda yoğunlaşır. Kökler sürekli büyüyüp, gelişen organlar olduğundan organik fosfat bileşiklerine bağımlıdırlar. Yani köklerle yerüstündeki fotosentetik dokular arasındaki karşılıklı bağımlılık bitkilerin yaşam devirlerinde çok önemli yer tutar. Bu nedenle de yeni gelişen tek yıllık veya ilkbaharda yeniden büyüyüp gelişmeye başlayan çok yıllık bitkiler Organik posfat bileşikleri tohum ve tomurcuk gibi büyüme potansiyeli yüksek olan organların dokularında da depolanır. İndirgenmiş formu hiç görülmez ve %75 -80 oranında çözünür bileşikleri halindedir. Özsuda Doku ve organlarda fikse edilen kısmı düşük olduğundan gereksinime göre floemden ve parankimadan iletilir. Bu nedenle de fosfat beslenmesi eksikliğinde önce yaşlı organlarda eksiklik arazları görülür. Bu organlardaki fosfatlı bileşiklerin sindirimi ve fosfatazlar etkisiyle parçalanmaları sonucunda serbest hale geçerek iletilirler. Fosfor eksikliğinde azot metabolizması yavaşlar, inorganik azot asimilasyonu azalınca nitrat birikimi olur ve bu da yaşlı organların koyu yeşil bir renk almasına neden olur. Bitkiler bodur kalır, kök gelişimi zayıf olur. Domates bitkisi iyi bir fosfor eksikliği indikatörüdür ve özellikle yapraklarının alt tarafında asimile olmayan şekerler ve nitrat birikimi nedeniyle mor lekeler görülür. Genelde bitkide P, N ve K dan daha azdır ve yaşlı organlardan tohumlara doğru artan % 0.0X -% 1.X oranları arasında bulunur ve yarısından fazlası çözünür formdaki organik bileşikleri halindedir. Yani ortalama olarak azot gereksiniminin beş - onda biri kadar fosfor alırlar. Kükürt özellikle yapısal proteinler ile protein yapısına girmeyen amino asit ve bazı peptidlerin yapısına girer. Yapısal protein zincirleri arasında kuvvetli S - S, S - H bağları oluşturarak zincirler arasına su moleküllerinin girmesini önler, termik stabilitelerini arttırarak çok sağlam yapılar oluşturmalarını sağlar. Proteinlerdeki oranı proteinin işlevine göre tipik olarak 3.10-5 - %7 arasında değişir, bazı türlerde sülfat halindeki S/ toplam S oranı > %50 olabilir. Toplam S açısından da familyalar arasında önemli farklar görülür, Graminae < Leguminosae < Cruciferae fam.larındaki açılım %0.1 - 1.5 / k. ağ. gibi yüksek bir orandadır ve bu fark tüm bitki düzeyindedir. Mikroorganizmalardan yüksek bitkilere kadar dağılım gösteren diğer sülfürlü bileşiklerin kimyasal çeşitliliği çok yüksek düzeydedir e bu nedenle kemotaksonomik karakterler arasında önemli bir yer tutar. Metabolizmalarının tam olarak incelenmiş olduğu söylenemez. Sistein, metionin ve çeşitli vitaminler ile koenzimler gibi bazı sülfürlü bileşiklerin hücre yaşamında, büyüme, gelişme ve çoğalmasındaki önemi bilinmektedir.. Bu yaşamsal organik sülfür bileşiklerinin çoğu en redükte formları halindedir, sülfit bağı ile bağlıdırlar. Örneğin sistein, metionin amino asitleri, glutation peptidi, ergotiyonein tiolü, koenzimlerden tiamin pirofosfat, Co-A ve biyotinde durum böyledir. Sülfidril kofaktörü halinde bir çok enzimin aktivitesinde de önemli rol oynar. Sülfat ksilemde iyonik bileşiği halinde iletildikten sonra ATP de sübstrat olarak kullanılarak sülfürilaz ve kinaz enzimlerince katalizlenen tepkimelerle fosfat grupları ile yer değiştirerek adenozin difosfosülfat halinde metabolizmaya girer. Mobilitesi yüksekse de metabolik etkinliği, kolay dönüşebilir oluşu nedeniyle iletimine pek gerek duyulmaz. Normal olarak alınan sülfatın büyük kısmı protein sentezinin yüksek olduğu genç dokulara gider ve büyüme potansiyeli olan organlarda depolanır. Eksikliği halinde protein sentezinin azalması nedeniyle çözünür azotlu maddelerin biriktiği görülür. Elektron iletiminde çok önemli rolü olan negativ red-oks potansiyeline sahip demirli proteinlerin bir kısmındaki Fe/ S prostetik grup merkezleri özel işleve sahiptir: fotosentez, azot fiksasyonu, sülfit ve nitrit red-oks tepkimeleri ve DNA tamir edici endonükleaz aktivitesi. Tipik olarak Fe iyonları R-S halindeki sistein sülfürü ile koordinasyon yapar. Elektron iletim sistemi oluşturan ferredoksinler gibi bazıları bağımsız iken flavoproteinler, S bakterilerinin sülfüraz, kinaz gibi bazıları Ni, V e Mo gibi diğer prostetik elementlerle beraber etkinlik gösterebilir. Ferredoksinler, mitokondrilerin sitokromlu membran proteinlerinde ve ileride görülecek olan fotosistem II fotosentez sisteminde iki sisteinat yan zincirinde 2 Fe - 2 S merkezi içerir ve bu iki merkez -S - S- bağı ile dianyon oluşturur ve Fe+2 Ö Fe+3 dönüşümleri elektron iletimini sağlar. Kötü ve / veya keskin kokular salgılayan bitkilerin kokulu uçucu bileşikleri genellikle küçük moleküllü olan tiyoller ile sülfitlerdir ve öncü bazı maddelerin enzimatik veya kimyasal parçalanma ürünleridir. Merkaptanların tipik kokuları birçok Crucifereae türlerinde karakteristik olup bazı tiyoglikozitler veya amino asitlerin dönüşümü ile ortaya çıkarlar. Çeşitli alifatik ve aromatik sülfitler mikroorganizmalarda yaygın olarak bulunur ve bunlardan en iyi bilinenleri penisilin, gliotoksin, basitrasin gibi antibiyotiklerdir. Bu maddeler algler ve funguslarla yüksek bitkilerde de bulunur. Proteinik olmayan amino asitlerin hemen hepsi sisteinden S-sübstitüsyonu ile oluşur ve sistein ile benzeri öncülerden sentezlenirler. Yüksek bitkiler kükürtlü amino asitlerden ancak sisteini öncü madde olarak kullanabilir ve bu nedenle de sisteinin bu metabolizmanın merkez maddesi olduğu söylenebilir. İzotiyosiyanat oluşturan tiyoglikozitler kolayca enzimatik hidrolize uğrayabilirler ve yeni bir moleküler düzen kazanarak hardal yağlarını, glükoz ve sülfatı oluştururlar. Kemotaksonomik karakter olarak da önemli veriler sağlarlar. İzotiyosiyanatların çoğu keskin tadları ile kendilerini belli ederler ve baharat olarak kullanılırlar. Glükozitler glükozun R- yan zincirinde farklılık gösteren ve izotiyosiyanat oluşturan elliden fazla üyesi olan bir madde grubudur. Düz veya dallanmış alkil yan zincirleri ile çeşitli şekillerde hidroksillenmiş veya düz zincirli türevleri vardır. Bu türevlerin büyük bir kısmı a-amino asit ve a-keto-asit metabolizmalarında rol alır. Potasyum 138 pikometre iyon çapına karşılık tek yükü ve 239300 pm2 yüzey alanı nedeniyle şişirici etkisi, 6-8 koordinasyon sayısı ile 60 kadar enzimin kofaktörü oluşu, özellikle Na+/ K+ - ATPaz membrana bağlı iyon pompası enzimi üzerindeki ve membran porlarını şişirici etkisi ile hücre düzeyindeki iletim düzenleyici rolü sayesinde metabolizmayı genel olarak etkiler. Hücre özsuyunda bol olarak bulunması ve kolay taşınması nedeniyle osmotik basıncı düzenlediğinden de organik madde metabolizması e iletiminde rol oynar. Tüm bu temel özellikleriyle bitkilerde tipik olarak %0.2 - 11 / k. ağ. oranında bulunan K miktarının eksilmesi ile fotosentez hızı ve ürünlerinin yapraklardan iletiminin azalması, organik asitler ve yağ asitleri sentezinin yetersiz kalması, serbest amino asit birikmesi ve protein sentezinin azalması, yumrular gibi karbohidrat deposu organlarda gelişememe, nitrat indirgenmesi ve azot metabolizmasının yavaşlaması ve protein sentezinin düşmesi ve protein azalması, hücre çeperi polisakkaritlerinin sentezinin azalması, kök sistemi gelişiminin aksaması, dona dayanıklılığın düşmesi, büyüme ve gelişme, olgunlaşma gecikmesi ile gelişmenin anormallik göstermesi gibi çok yönlü etkiler görülür. Potasyum eksikliği önce yaşlı daha sonra genç yaprakların sararma ve kuruması, ışık enerjisi azalması halinde fotosentez hızının normalden çok daha fazla düşmesi görülür. ATP metabolizmasının aksaması nedeniyle klorofil azalmasından daha hızlı şekilde fotosentez hızı düşer. NO3 indirgenmesinin azalması sonucu amino asit sentezi azalması ve daha da hızlı olarak protein sentezi hızının düşmesi ile büyüme durur. 14C izotoplu CO2 içeren atmosferden kökler dahil bitkide metabolize edilen izotop oranı düşer, karbohidrat sentez ve iletimi düşüşü N aimilasyonunun azalmasına neden olur. Bunun sonucunda çözünür karbohidratların sağladığı osmotik basınç düşer, hücre çeperleri zayıflar. Sonuç olarak K, N ve P kadar önemli bir besin elementidir. Kalsiyum +2 yüküne karşılık 138 pm çapı, 130700 pm2 alanı ile iyon kanallarını büzücü etkisi olan, 6 - 8 koordinasyon sayısı ile örneğin orta lamellerde pektatlar, vaküollerde oksalat kristalleri gibi sağlam bağlı tuzlar oluşturan elementtir. Bu özelliği ile organik asitlerin ph üzerindeki etkilerini dengelediği gibi toksik etkilerini de önler. Meristematik dokularda sürekli bölünen hücreler arasında oluşan orta lameller nedeniyle boldur. Ayrıca nitrat indirgenmesi ve, karbohidrat ve protein iletimi üzerindeki olumlu etkileri, amino asit ve ATP metabolizmasında önemli rolü olan adenil kinaz, arjinin kinaz gibi enzimler için gerekli oluşu gibi etkileri ile temel elementlerdendir. Hayvanlarda olduğu gibi büyük oranda immobilize edilen ve ancak yaşlanma, olgunlaşma, senesans - ihtiyarlama ile katabolik metabolizma hızlandığında serbest hale geçebilen Ca++ eksikliği halinde ilk etkileri yaşlıorganlarda görülür.

http://www.biyologlar.com/su-ve-mineral-madde-metabolizmasi

FOTOSENTEZ

Fotosentezde en çok kullanılan pigment klorofildir.Bitkilerde klorofil kloroplastın içerisinde bulunur,Mavi yeşil alg ve fotosentetik bakterilerde stoplazmada bulunur. Klorofilin yapısı=4 pirol halkası Mg etrafında dizilmiştir.Klorofil a ve klorofil b olmak üzere 2 çeşit klorofil vardır.Yapılarında C,H,O,N ve Mg bulunur. Klorofil a => Yüksek spektrumlu ışıkta faaliyet gösterir. Klorofil b => Düşük spektrumlu ışıkta faaliyet gösterir. Klorofilin sentezi için Mg ve N gereklidir.Ayrıca yapısında bulunmadıgı halde Fe gereklidir.Çünkü klorofil sentezi sırasında enzim kofaktörü olarak görev yapar. Bitkinin klorofil sentezinde hem iç faktörler hem de dış faktörler önemlidir. İç faktörler genetik faktörlerdir.Bazı bitkiler giğer tüm faktörler olumlu olduğu halde klorofil sentezleyemezler.Çünkü klorofil geni yoktur.Bu bitklere Albino denir.Bir çok bitki klorofil geni ihtiva etmesine rağmen karanlıkta bulunmaktan dolayı klorofil sentezleyemez.Çünkü klorofil biyosentezi için gün ışığı gereklidir.Kloroplast hücrenin özerk organelidir.Kendi DNA’sı ve ETS’si bulunduğundan dolayı gerekli maddeler bulunduğunda hücre dışında da fotosentezi gerçekleştirir. Bütün fotosentez çeşitlerinde ortak olan CO2’nin H ile indirgenerek organik maddeye dönüşümüdür.Bitkiler bu hidrojeni H2O’dan temin ederken ,bazı bakteriler elektron kaynağı olarak H2S yada sadece H2 kullanırlar.Sonuç olarak da O2 oluşturmazlar. Bitkilerde ve mavi yeşil alglerde ; CO2 +H2O > C6H12O6+O2 Fotosentez de glikozun yapısındaki Oksijen CO2’den gelir. ATP’ nin asıl enerji kaynağı güneştir.Güneş enerjisi fotosentez ile organik moleküllerin bağlarında kimyasal enerjiye dönüştürülerek depolanır.Organik moleküller hücre solunumu ile parçalanır,bu sırada açığa çıkan enerji ile ATP sentezlenir. O2’nin kaynağı H2O’dur.Glikozun O2 kaynağı ise CO2’dir. Bazı bakterilerde ; CO2+H2S >C6H12O6+S+H2O CO2+H2 >C6H12O6+H2O Albino bitkiler tam parazit olarak yaşarlar.

http://www.biyologlar.com/fotosentez-1

Mantarların işlev ve aktiviteleri

Mantarların işlev ve aktiviteleri

Mantarlar beslenme davranışları bakımından parazit ya da saprofit şeklinde, substrat üzerinde kolonizasyonları bakımından da primer ya da sekonder kolonizerler şeklinde gruplandırılabilir.

http://www.biyologlar.com/mantarlarin-islev-ve-aktiviteleri

Hayvanların Organizma Alemindeki Yeri

Organizma alemi içinde hayvanların morfolojik ve ekolojik olarak ayrı bir yeri vardır. Hayvanlar diğer canlılardan kendilerine özgü karakterleri, yaşam biçimleri ile sıyrılırlar.

http://www.biyologlar.com/hayvanlarin-organizma-alemindeki-yeri

ARKELERİN SİSTEMATİĞİ HAKKINDA BİLGİ

ARKELERİN SİSTEMATİĞİ HAKKINDA BİLGİ

Arkeler, Arkea ( Yunanca αρχαία, "eskiler" 'den türetme; tekil olarak Arkaeum, Arkaean, veya Arkaeon), veya Arkebakteriler, canlı organizmaların bir ana bölümüdür. Yabancı literatürde bu gruptaki canlılar Archaea veya Archaebacteria, grubun tek bir üyesi ise tekil olarak Archaeum, Archaean, veya Archaeon olarak adlandırılır Arkeler, Ökaryotlar ve Bakteriler, üç-saha sisteminin ( İngilizce three domain system) temel gruplarıdır. Bakteriler gibi arkaeler de çekirdeği olmayan tek hücreli canlılardır, yani prokaryotlardır (prokaryotlar altı- alemli sınıflandırmada Monera olarak adlandırılırlar). İlk tanımlanan arkaeler aşırı ortamlarda bulunmuş olmalarına rağmen sonradan hemen her habitatta raslanmışlardır. Bu üst krallığa ait tek bir organizma "arkeli" (Arkea'ye ait anlamında; İngilizce archaean) olarak adlandırılır, bu sözcük sıfat olarak da kullanılır. Tarihçe 1977'de Carl Woese ve George Fox, prokaryotları 16S rRNA dizinlerine göre sınıflandırdıkları filojenetik ağaçdaki diğer bakterilerden ayrı kümelenmelerinden dolayı arkaeleri tanımlanmışlardır. Bu iki canlı grubu başlangıçta birer âlem veya alt âlem olarak görülmüş, Arkaebakteriler ve Öbakteriler olarak adlandırılmışlardır. Woese bu grupların canlıların temel düzeyde birbirinden farklı birer kolu sayılması gerektiğini savunmuştur. Daha sonra bu kavramı daha belirginleştirmek için grupları Arkeler ve Bakteriler olarak yeniden adlandırmış ve bunların, Ökarya ile beraber canlıların üç bölgesini oluşturduğunu öne sürmüştür. (Woese'nin bu gruplara İngilizce 'bölge' anlamında domain olarak adlandırmıştır; Türkçe üst-âlem olarak da adlandırılırlar.) Biyolojik bir terim olarak Arkea ile jeolojideki Arkean veya Arkeozoik dönemin bir ilişkisi yoktur. Arkeozoik dönem, Yer tarihinde Arke ve Bakterilerin gezegende yaşayan tek canlılar olduğu bir dönemin ismidir. Bu canlılara ait muhtemel fosiller 3,8 milyar yıl öncesine tarihlenmişlerdir. Moleküler biyolojide temel rolü olan genetik transkripsiyon ve translasyon mekanizmaları bakterilere pek benzemeyip, çoğu bakımdan ökaryotlara benzemektedir. Örneğin arke translasyonu ökaryotik-benzeri başlatma (initiation) ve uzatma (elongasyon) faktörleri kullanır, trankripsiyonda ökaryotlardaki gibi TATA-bağlanma proteinleri ve TFIIB rol oynar. Çoğu arke tRNA ve rRNA genlerinde arkelere has intronlar bulunur ki bunlar ve ökaryotik intronlara, ne de bakteryel intronlara benz farklı kılan çeşitli başka özellikler vardır. Bakteri ve ökaryotlarda olduğu gibi arkaelerde de gliserollu fosfolipitlere sahiptirler. Ancak arke lipitlerinin üç özelliği değişiktir: Arke lipitlerindeki gliserolun stereokimyası bakteri ve ökaryotlardakinin tersidir. Bu, farklı bir biyosentetik yol olduğuna işarettir. Çoğu bakteri ve ökaryotun hücre zarları gliserol-lipit esterlerinden oluşur, oysa arkelerin zarları gliserol-lipit eterlerinden oluşur. Bakterilerde eter bağlantılı lipitler olsa dahi bunlardaki gliserol sterokimyası bakteriyel biçimdedir. Arke lipitleri izoprenoid birimlerden. Bu beş karbonlu bileşik bakteri ve ökaryotlardaki bazı vitaminlerde yer almasına rağmen, yalnızca arkeler onu lipitlerinin inşasında kullanırlar. Çoğunlukla bu lipitler 20 karbonlu (4 monomerden oluşmuş) veya 40 karbonlu (8 monomer) olurlar. Kırk karbonlu lipitlerin uzunluğu hücre zarının kalınlığı kadar olduğu için bazı arkelerin hücre zarında bu lipit zincirinin iki ucunda gliserol fosfat grupları bağlıdır, zar başka canlı türlerinde olduğu gibi iki lipit tabakasından değil, tek bir tabakadan oluşur. Tek tabakalı zar özellikle ısısever (termofilik) arkelerde yaygındır. Arke hücre duvarları da bakteri ve ökaryotlarda ender görülen özelliklere sahiptir. Örneğin, çoğu arkenin hücre duvarı S-tabakası olarak adlandırılan yüzey proteinlerinden oluşur. S-tabakası bakterilerde de görülür, bazı canlılarda hücre duvarının tek bileşenidir (örneğin Planctomyces) veya peptidoglikanlı canlılarda bir dış tabaka oluşturur. Metanojenlerin bir grubu haricinde arkelerde peptidoglikan duvar yoktur. Metanojenlerde olan peptidoglikan dahi bakterilerdekinden çok farklıdır. Arkelerin flagellası, bakteri flagellasına yüzeysel olarak benze#redirect Habitatları Çoğu arke, aşırıseverdir ( ekstremofil). Bazısı yüksek sıcaklıklarda, geyzerlerde veya deniz dibi sıcak su kaynaklarında oluğu gibi, çoğu zaman 100 °C'nin üstünde yaşarlar. Diğerleri çok soğuk ortamlarda, veya aşırı tuzlu, asit veya alkali ortamlarda bulunurlar. Buna karşın başka arkeler ılıman şartlarda yaşarlar (mezofil), bataklık, deniz suyu, toprak ve atık sularda bulunmuşlardır. Çoğu metanojenik bakteri geviş getiren hayvanların, insanların ve termitlerin sindirim sisteminde bulunur. Arkeler genelde diğer organizmalar için zararsızdır ve hastalık etmeni olarak bilineni yoktur. Arkeler tercih ettikleri habitatlarına göre üç gruba ayrılırlar. Bunlar tuzsevenler ( halofiller), metanojenler ve ısısevenlerdir ( termofiller). Halofiller aşırı tuzlu ortamlarda yaşar. Metanojenler anaerobik ortamda yaşarlar ve metan üretirler. Bunlar tortu tabakalarında ve hayvanların bağırsaklarında bulunurlar. Termofiller sıcak su kaynakları gibi yüksek sıcaklıklı yerlerde yaşarlar. Bu gruplar mutlaka moleküler genetik yöntemlerle belirlenmiş filojenilere uymayabilirler, tüm arkeleri kapsamayabilirler ve birbirlerini dışlamayabilirler. Gene de, daha ayrıntılı çalışmalara başlangıç olarak faydalı sayılırlar. Şekil Arke hücrelerin çapları 0.1 μm ila 15 μm'nin üstü arasında değişir. Bazıları öbekleşir veya 200 μm'ye varan iplikçikler oluşturabilir. Çok çeşitli şekillere sahip olabilirler, küresel, çubuk, spiral, yumrulu, yassı kare şekilli veya dikdörtgen olabilirler. Metabolizma Metabolizmaları çok çeşitlidir. Halobakteriler ATP üretmek için ışık kullanırlar. Ama başka gruplar gibi, elektron taşıma zinciri kullanarak fotosentez yapan bir arkae yoktur. Evrim ve sınıflandırma Arkeler rRNA filojenetik ağaçlarına göre iki ana gruba ayrılırlar, Euryarchaeota ve Crenarchaeota. Ancak yakın yıllarda bu iki gruba ait olmayan bazı başka türler de keşfedilmiştir. Woese, arke, bakteri ve ökaryotların ortak bir atadan (progenot) türemiş farklı evrimsel sülaleler olduğunu öne sürmüştür. Yunanca archae veya 'eski' anlamında Arke isminin seçiminin arkasında bu hipotez yatmaktadır. Daha sonra bu grupları, her biri bir çok âlem içeren, bölge (domain) veya üst-âlem olarak tanımlamıştır. Bu gruplandırma sistemi çok popüler olmuş, ancak progenot fikri genel destek görmemektedir. Bazı biyologlar arkaebakteri ve ökaryotların özelleşmiş öbakterilerden türediğini öne sürmüşlerdir. Arkea ve Ökarya arasındaki ilişki biyolojide önemli bir problem olarak sürmektedir. Yukarda belirtilen benzerlikler bir yana, birçok filogenetik ağaç bu ikisini beraber gruplandırır. Bazıları ökaryotları Crenarchaeota'lardan ziyade Euryarchaeota'lara yakın yerleştirir, hücre zarı biyokimyası aksini göstermesine rağmen. Thermatoga gibi bazı bakterilerde arke-benzeri genlerin keşfi aradaki ilişkinin tanımlanmasını zorlaştırmaktadır, çünkü yatay gen transferi olmuş olması muhtemel görünmektedir. Bazıları ökaryotların bir arkeli ile bir öbakterinin kaynaşmasıyla meydana geldiğini öne sürmüşlerdir, öyle ki birinci çekirdek, ikincisi ise sitoplazmayı oluşturmuştur. Bu hipotez genetik benzerlikleri açıklayabilmekte, ama hücre yapısını açıklamakta zorluklarla karşılaşmaktadır. Arkelerin bakterilerden farklılıkları rRNA gen dizinlerinin karşılıştırılması sonucu ortaya çıkmıştı. Yukarıda belirtilen problemlerin bazıları, gen dizinlerine tek başına bakmak yerine artık organizmaların bütün genomlarının karşılıştırılması yoluyla çözülmeye çalışılmaktadır. 2006 Eylül ayı itibariyle 28 arke genom dizini tamamlanmış, 28'i ise kısmen tamamlanmıştır. Üst alem: Archaea Woese, Kandler & Wheelis, 1990 Bölüm / Sınıf Bölüm Crenarchaeota Bölüm Euryarchaeota Halobacteria Methanobacteria Methanococci Methanopyri Archaeoglobi Thermoplasmata Thermococci Bölüm Korarchaeota Bölüm Nanoarchaeota Arkeler üzerinde çalışmış biyologlar Aled Edwards, Ph.D., University of Toronto Carl Woese, Ph.D., University of Illinois at Urbana-Champaign Karl Stetter, Ph.D., University of Regensburg, Germany John N. Reeve, Ph.D., Ohio State University Kaynaklar Howland, John L. (2000). The Surprising Archaea: Discovering Another Domain of Life. Oxford: Oxford University Press. ISBN 0-19-511183-4}} Giovannoni, S.J. and Stingl, U. (2005). Molecular diversity and ecology of microbial plankton. Nature 437: 343-348. Könneke, M., Bernhard, A.E., de la Torre, J.R., Walker, C.B., Waterbury, J.B. and Stahl, D.A. (2005). Isolation of an autotrophic ammonia-oxidizing marine archaeon. Nature 437: 543-546. Lake, J.A. (1988). Origin of the eukaryotic nucleus determined by rate-invariant analysis of rRNA sequences. Nature 331: 184–186. Woese, Carl R.; Fox, George E. (1977). Phylogenetic Structure of the Prokaryotic Domain: The Primary Kingdoms. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 74 (11): 5088–5090. Woese, Carl R., Kandler, Otto, Wheelis, Mark L (1990). Towards a natural system of organisms: Proposal for the domains Archaea, Bacteria, and

http://www.biyologlar.com/arkelerin-sistematigi-hakkinda-bilgi

 
3WTURK CMS v6.03WTURK CMS v6.0