Biyolojiye gercekci yaklasimin tek adresi.

Arama Sonuçları..

Toplam 30 kayıt bulundu.
İnsan Gen Terapisi  '' İlaç Olarak Genlerin Kullanımı '' Kaderimiz Genlerimizde Mi?

İnsan Gen Terapisi '' İlaç Olarak Genlerin Kullanımı '' Kaderimiz Genlerimizde Mi?

Gen terapisi, hastalıkların tedavi edilmesi ya da hastalıkları önlemek amacıyla çeşitli insan genlerinin hedef hücrelere etkili bir şekilde aktarılmasına ve ekspresyonuna dayanan bir yöntemdir.

http://www.biyologlar.com/insan-gen-terapisi-ilac-olarak-genlerin-kullanimi-kaderimiz-genlerimizde-mi

Bitki Fizyolojisi Bölüm 1

Fizyolojinin başlangıçı tohumun çimlenmesiyle başlar.Çünkü bitkilerin hayat devreleri spor ya da tohum faaliyetleriyle başlar.Çimlenme embriyodan ekolojik isteğe göre optimum koşullarda normal bitki yapılarını oluşturma yeteneğidir.Bir tohum gömleğinden radikula belirmesi çimlenmenin en önemli kısmıdır.Bu devrede sert koruyucunun engel olmaktan çıkarılması esnasında ise bir çok fizyolojik olayların başlamasıdır.Çünkü buradaki fizyolojik olayların sonucunda hücre bölünmeleri başlayıp tohumda büyüme dolayısıyla hacminde artma olacaktır.O halde radikula belirmesinden itibaren(çimlenmenin başlangıcı) henüz ayrıntısı bilinmeyen biyokimyasal(Fizyolojik) olaylar meydana gelmekle beraber bu olayların en önemlisi solunumun artmasıdır.Bu durumdan sonra çimlenmede 2. derecedeki metabolik aktivite enzim aktivitesinin artmasıdır.Burada faaliyet gösteren enzimlerin bir kısmı önceden tohumda vardır,bir kısmı da hücre tarafında sonra üretilmektedir.Bütün bunlar bize çimlenmeyle metabolik faaliyetlerin başladığı ve hücre için ihtiyacı olay her şeyi üretebildiği fikrini vermektedir.Örneğin çimlenme esnasında tohumda üretilen amilaz enzimi depo maddelerinin parçalanmasında önemlidir.Ayrıca RNA-az ve proteolitik enzimlerde çimlenme sırasında üretilen enzimlerdir.Tohum çimlendikten yaklaşık ½ saat sonra ,bu kez protein sentezinin aniden arttığı görülmektedir.Çünkü çimlenmeden yarım saat sonra mevcut hücrede polizomların sayısı aniden artar.Hücrenin bir iskeleti vardır ve hücrede bir bölgeden bir bölgeye geçiş kolay değildir.Hücrede proteinlere az ihtiyaç olduğu zamanlarda Ribozomda üretilen protein yeterliyken hücre tam inhibitörle karşılaştığında bu yeterli olmamaktadır. Çünkü hücredeki bu zehrin dışarı atılması için daha enzime ve proteine ihtiyaç olduğundan ve bunu da ribozomda üretilen protein yeterli olmadığından dolayı polizomlardaki protein üretimi aniden artar. Mevcut enzimler ve bunların aktivitelerindeki artış su alıp turgorunu artıran ve buradaki reaksiyonların endosperme doğru hareketlerini de beraberinde getirir. Endospermdeki besinler parçalanıp eritilerek embriyonun beslenmesi için aktive edilir. Bir tohumun hem çimlenmeden önce hem de çimlendikten sonra biyolojik polimerler tarafından deneye tabii tutulursa çimlendikten sonra bunların atıldığı görülür.Söz konusu azalma çimlenmenin ilk evrelerinde maksimumdur (Bölünme o devrede fazla olduğu için). Tohumda fizyolojik faaliyetlerin gerçek anlamda başlayıp normal bir çimlenme olması iki faktöre bağlıdır.Bunlar: • İç Faktörler: 1. İç faktörün asıl özelliği tohumun biyolojik yapısı ve ekolojik isteği tarafıdan tayin edilir.Bundan sonraki endospermdeki enzim ve hormonların bozulmamış olması,patikte buna tohumların canlılığını sürdürmesi denir.Bu durumda tohum dormansi durumundadır. 2. Tohumları olgunlaşmış olması 3. Embriyonun yaralanmamış ya da zedelenmemiş olması. 4. Tohum parazitleri ve zararlıları tarafında yaralanmamış olması. 5. Büyüme ve gelişme esnasında oluşacak tohum kabuğunun endospermi koruyacak şekilde güçlü çimlenmeye engel olacak şekilde bir yapı göstermesi gerekir. • Dış faktörler: Dış faktörler tohumun çimlenmesinde iç nedenlere oranla çok daha etkili ve yaygındır.Bu da habitat ve nişin ekolojik koşullarını kapsar.Bunlardan en önemlisi de tohumun çevresinde yeterli nem kullanabilir ve oksijene ulaşması gereklidir.Yukarıdaki faktörler optimum koşullarda olmazsa tohum tohuma geçemez. İç faktörler bazen genel olarak çimlenme için dış faktörler yeterli olsa da uygun olmuyor. Aynı durum bitkilerin diğer organlarında da görülebilir.Ama esasen dış koşullar dikkate alınmadan iç faktörler gelişmeye engel olabilmektedir.O yüzden çevre koşullarının uygun dönemi başlamasına rağmen bir çok tohum çimlenmeye geçmiyor.Bu olaya çimlenme durgunluğu anlamındaki dormansi denir. Tohumda çimlenmenin olmaması her zaman dormansi değildir.Çünkü çimlenme sırasındaki büyüme ve gelişme döneminde çeşitli nedenlerle gerileme olabilir.Dormanisinin doğal ve kültür bitkilerinde spesifik durumları vardır. Doğal bitkilerde yukarıda açıklanan içsel nedenlerle,kültür bitkilerinde ise tohumun derinde kalması,çeşitli engelleyiciler,kimyasal ilaçlar vs. çimlenmeyi engelleyebilir.O yüzden tohum ya da başka bir bitki organındaki pasifliği dormansi olarak nitelendiremeyiz. Çevre koşullarının etkisiyle bir bitki organının gelişmesindeki gecikme daha çok dinlenme hali bu sözcük ile ifade edilir. Sonuç olarak bitkilerdeki her dinlenme dormansi değil,ancak her dormansi bir dinlenmedir.Dormanside yukarıdaki iç nedenlere ilaveten tohum kabuğunun su ve gazlara karşı geçirimsiz olması kabuğun mekanik olarak embriyonun gelişimini engellemesi ve bazı doğal inhibitörlere sahip olmasıdır.Dış etkenlerden çimlenmede rol oynayanlar nem ve suyun etkisi olup bitki dünyası bu bakımdan iki guruba ayrılır.Bunlardan bir grubunun çimlenmesi için toprak nemi yeterlidir.Oysa aynı olay için diğer gruba aktif su gereklidir.Halbuki habitatta her ne kadar toprak suyu ve nem birbirinin tamamlayıcısı ise de hem aktif suyun minimum miktarının azalmasıdır. 1)Su ve Nemin Etkisi:Çoğu bitki tohumunun çimlenmesi için yeteri kadar su gerekmektedir.Ancak bazı tohumlar toprağın su kapasitesi %50 bazılarında %75 olduğunda çimlenir.Tohumları çimlenmesi için niş suyunu %50-75 olmalıdır.Buna rağmen tüm tohumlar tarla kapasitesinde su absorbe edebilirler.buna göre tohumların çimlenme suyunun tarla kapasitesi olduğu söylenir.Kuru topraktaki tohumların suyu emme kuvveti ne kadar fazla olursa olsun aldıkları su şişmelerine yeterli olsa bile ancak kısmen çimlenme sağlanır. Görülüyor ki ortamın osmotik basıncı ile çimlenme şansı paralellik gösterir.Tohumlara sağlanan fazla ve sürekli su çimlenmeyi hızlandırır.Ancak kademeli olmayan sürekli artış sınırlayıcıdır.Genel olarak havada %90 nem olduğunda tohum sadece bundan 2 gün faydalanabilir.Tohumun aktif suyla ıslanması 1-1.5 gündür.Uzayan süre ket vurucu olabilir.Burada tohumun emdiği su enzim faaliyetleri için ortam sağladığı gibi çözünen protein,yağ vs. besin maddelerini embriyonun büyüme noktalarına taşınmasını sağlar. Tohumdaki su alımı kabuktaki hidratasyon suyunda biraz yükselmiş atmosferden alınır. 2)Sıcaklığın Etkisi: Sıcaklığın çimlenmeye özel etkisi tam anlaşılamamasına rağmen su varlığında reaksiyonların başlaması ve hızına,suyun absorbsiyonuna ve tohumun oksijen alımına önemli etkileri olduğu kesindir.Bitkilerde türler arasında olduğu gibi aynı türün diğer bireyleri arasında görülen sıcaklık farkı isteği(niş durumunda) tohumlardan ziyade olgunluk çağında daha kolay belirlenmiş bitki yaşı ile depolama şartlarına bağlanmıştır.Oysa bitkilerin tohumdan tohuma kadar habitatta eko-fizyolojik koşullarda yaşar.Aynı türün bireyleri farklı sıcaklıklardaki habitatlarda yaşabiliyorsa bu onların ekolojik koşullara karşı toleransın sonucudur.Çünkü daima ekolojik koşullar optimum koşullar için gösterilir.Genel olarak serin iklim bitkileri sıcak iklim bitkilerinde daha düşük sıcaklıkta çimlenir.Bu nedenle kozmopolit bitkiler dünyanın %50’sinde yaygındır. Bitkilerin tohum çimlenme anındaki sıcaklık isteğini karmaşık hale getiren yetişme dönemidir.Örneğin,Colchium,Crocus,Muscari,Gagea vs. gibi bitkiler kar tabakası çözündüğü an;Phlomis,Cardus,Carthamus vs.sıcaklık 14-25oC’ye arttığında;Cyclamen,Muscari ve Gagea bazı türleride 8-14oC’de çimlenir.Bu gruplardan ilki ilkbahar geofiti,ikincisi yaz geofitleri, üçüncüsü ise sonbahar geofitleri denir.Genel olarak bir çok serin iklim bitkisi 20oC,sıcak iklim bitkileri35oC’de çimlenir.Bu iki durumdan meydana gelen sapmalar.gece-gündüz arasındaki sıcaklığı farkı çimlenmeye teşvik etmesinden kaynaklanır. 3)Işığın Etkisi:Bilhassa doğal bitkiler çimlenmede ışık gereksinimi bakımından ışığı seven,ışığa ihtiyat duyan ve fazla ışıktan zarar gören şekline üçe ayrılır.Bilhassa tohumda ışığa karşı davranış embriyo sitoplazmasındaki bir foto-kimyasal sistemin fitokrom denen bir pigmenti üretmesinden anlaşılır.Fitokrom pigmenti fotoreversibl(Dönüşebilen ışıkları emebilen) olduğu için çimlenmede iş yapan eko-fizyolojik olayların ışıkta ya da karanlıkta olduğuna karar veren metabolik kontrol düğmesidir.Örneğin fitokrom kendisi ışıkta çimlenen karanlıkta çimlenmeyen tohumlar için özellikle kırmızı ışığı emerken,bunun tersinde ışık emilimini engeller.Dolayısıyla bu metabolik anahtar alınacak ışığın miktarını ayarladığı için bitki dünyasında çok ışık kullanan(uzun gün bitkileri),az ışık kullanan(kısa gün bitkileri) ve sadece difüz ışık kullanan(gölge bitkileri)şeklinde üçe ayrılır.Çimlenmede etkin olan en önemli faktör ise vernalizasyon olayıdır.Deneysel çalışmalar çimlenmenin sadece ışıkla değil düşük sıcaklık periyodu ile ilgili olduğu görülmektedir.Çünkü bu olayla oluşan uyartı sadece soğuk periyotlarda oluşmuştur.Uyarıya neden olan faktörler ise soğuk ve ışığın etkisiyle üretilen ve özel uyarıcı görev yapan vernalin hormonudur.Bu olayın anlamı ilk baharlaştırma ya da düşük sıcaklıkta akımın(indüksiyon) hızlandırılması anlamına gelir. Bitkilerde vernalizasyonun en açık görüldüğü yer vejetasyon konileri ve tohumlardır. Vernalin hormonu hem tohumlarda oluşup embriyo sitoplazmasının metabolizmasında rol oynar hem de vejetasyon konisinden alınan uyartının diğer kısımlara aktarılmasında rol oynar. Olay her bitkide az çok belli bir indüksiyon ısısıyla bu ısının belli bir etkinlik süresi (vernalizasyon süresi)vardır ve türe göre değişir.Buna göre deneyler bitkileri vernalizasyon açısından da obligat ve fakültatif şeklinde ikiye ayrılmıştır.Obligatlar uzun gün bitkileri olup soğuk periyot şarttır.Diğerlerinde çimlenmeyi hızlandırmasına karşın eksikliliğinde de çiçeklenme olabilir.Ancak tohumların tohuma geçmesi garanti değildir. Deneyler tohum halde vernalize edilen türlerin soğuk periyot ihtiyacını fakültatif,fide ve sonraki dönemlerde vernalize edilenlerin ise obligat olması gerektiğini ortaya koymuştur. Örneğin çevremizde gördüğümüz buğdaylar ekimde tarlaya atılır.Su periyodu gelinceye kadar fide olur.Soğuk periyodu öyle geçirir. 4)Oksijenin Etkisi:Çimlenmede tohumdaki besin maddelerinin oksidasyonu içi oksijen gerekmektedir.Çünkü bu katabolik olayla açığa çıkacak enerji embriyonun hayatını sürdürecek en önemli kaynaktır.Burada hücre büyüdükçe embriyo büyür ve oksijen ihtiyacı artar.Çoğu tohumlar kuru iken geçirimsizdir.Fasulye ve bezelye tohumları bu konuda gaddardır.Tohumlar su geçirmeye başladığı zaman oksijen girişi de başlar.Fakat tohumdaki hidratasyon suyu çimlenmeye ket vurucu yöndedir. O halde çimlenmenin gerçekleşmesinde tohumun en az %20 oksijen temas halinde olması gerekir.Doğal bitki tohumları derinlere gömüldüğünde ve oksijen almadığı sürece çimlenmez,fakat hayatta kalırlar.Ekosistemin dengesi için son derece önemli olan tohumlar her durunda sisteme en önemli katkıyı yapmaktadır.Ancak işleme karıştırma,erozyon ya da başka bir yolla toprak yüzeyine yaklaşmada çimlenir.O halde çimlenmede nişin durumu çok önemlidir(tohum yatağı).Nişte nem artınca nem azaldığında bu ikisini birlikte kapsayan topraklar iyidir.Sonuçta yukarıda belirtilen faktörlerin bir arada bulunması halinde nişteki tohumun hava almasıyla kuru ağırlığı %60-100 artarak çimlenir.Olayda en önemli rolü şişme göstermiştir.Yani su metabolizmasıyla ilgili olan olaylar tamamlanmıştır(difüzyon,osmoz). Sonra tohumda depolanmış ilk şekerler suda erir,nişasta ise diastaz enziminin etkisiyle su alarak maltoza dönüşür.Buradaki maltozda maltaz enziminin etkisiyle glikoza çevrilir.böylece glikoz difüzyon-osmoz kuvvetleriyle hücreden hücreye geçerek yeni uyanmaya başlayan fideciğe ulaşır ve orada ilk etapta selüloz ve nişasta gibi maddeleri teşkil eder.Proteinler ise başka enzimlerle aminoasitler ve amidlere parçalanarak fidecik büyümesinde değişik şekilde kombine olarak farklı proteinlerin yapımı için kullanılır.Özellikle yağlı tohumlardaki yağlarda lipaz enzimiyle yağ asitleri ve gliserine parçalanır. Bunlara da çeşitli kimyasal değişikliklerle şeker yağların yapımında kullanılır. Çimlenmedeki fizyolojik faaliyetler ve büyümede kullanılan enerji,solunuma alınan oksijen vasıtasıyla karbonun Karbondioksite,H’nin su haline gelmesiyle(biyolojik oksidasyon) saptanır.Bu nedenle çimlenme halindeki bir tohumda solunum,kuru haline göre yüzlerce kat fazladır.Örneğin 1kg buğday çimlenirken 1 m3 havanın içerdiği oksijenin yarısını kullanır.Böylece solunumla oksijen devreye girince başlayan büyüme ve gelişme olaylarında diğer elementlerde ihtiyaç haline gelir.Tohum,kökleriyle aktif su alımına geçmeden önce ihtiyaç duyduğu en önemli elementler nitratlardır.Çünkü nitratlar tohum fide haline geldiğinde yaprağı oluştururken yapacağı fotosentez olayını düzenlemek için ışığa karşı istek ve hatta tohumdaki çimlenmeyi artırırken vejetatif metabolizmayı da artırmaktadır.Çimlenmede nitratlar sınırlayıcıdır.Çimlenme bittikten sonra büyüme ve gelişme olaylarını 3 temel gruba toplamak mümkündür: 1. Metabolik olaylar fizyolojisi 2. Büyüme ve gelişme fizyolojisi 3. Hareket fizyolojisi O halde madde değişimi olan metabolizmayı metabolizma fizyolojisi diğerlerini ise 2 ve 3. maddeler inceler. 1)Metabolizma Fizyolojisi:Burada bitki hücreleri ve dokuları fiziksel ve kimyasal değişiklerle yönlenir.Su,gaz ve eriyiklerin bitkilerce nasıl alındığını ;bunların bitkilerde hücreler dokular ve organlar arasında nasıl taşındığını;besin ve kompleks bileşiklerin (hormonlar)nasıl sentezlendiğini;büyüme ve gelişme olaylarında ihtiyaç enerjisinin sentezlenen bileşiklerden nasıl sağlandığını;yeni dokuların nasıl yapıldığını ve vejetatif bazı dönemlerinde üreme organlarının teşekkülüne ne zaman başladığını araştıran bir fizyoloji koludur.Bu temel olaylar iki yönde ele alınır: a) AnabolizmaSentez ya da asimilasyon olaylarını gerçekleştiren bu devre bitkilerin değişik yollarla ortamdan aldıkları ham besin maddelerini bünyelerinde yararlı bileşikler yapımı olayıdır.Yani metabolizmanın yapıcı kısmıdır. b) KatabolizmaParçalanma olayları olup bitki biyolojik dinanizmde gerekli enzimce zengin bileşiklerin kullanılması için bileşiklerin parçalanması olayıdır.Yani metabolizmanın yıkıcı kısmıdır. Metabolizma fizyolojisinde en önemli unsur bitkileri oluşturan elementlerdir ve ayrıntılı incelenmeleri gerekmez.İlkel analizle elde edilen sonuçlar metabolik olaylar hakkında zaten yeterli bilgi veriyor.Tüm canlı hücrelerinde olduğu gibi bitki hücrelerinde de su maksimum düzeyde bulunur.Alınan suyun çoğu atmosfere verilir.Bir bölümü dokularda su olarak kalır ve diğer kısmı da değişik bileşikler yapmakta kullanılır.Bitki nişinde suyun az ya da aşırı bulunması gelişimi diğer faktörlere oranla daha fazla etkiler.Su azlığında yeterli turgor sağlanmaz.Hücrelerin büyüyüp gelişmesinde turgor basıncıyla meydana gelen reaksiyonlar sonucu sağlana enerjiye bağlı olduğu için biyolojik dinanizm(BD) minimuma iner.Yine bitkilerde su azlığında yaşlı organlardan gençlere su nakli yapılarak bu ekstrem koşulun önüne geçilir.Su noksanlığında bitkinin ilk kontrolü stomalara müdahale etmektir.Su fazlalığında akuatik bitkiler hariç diğerlerinin gelişimini olumsuz etkiler.örneğin nişte biriken su toksik etkisi yapan maddeleri artırır,solunum için gerekli oksijeni azaltır.Daha da önemlisi bitki topraktan nitratları alamaz.Böylece kök gelişmesi azalır.Bu da genel metabolizma düşüşüne neden olduğundan kök gelişmesi nedeniyle verim düşer.Bitki gevşek yapılı olur ve direnç azalır.Bitkideki su miktarı türe,aynı türün farklı organlarına ,aynı organların günün değişik zamanlarındaki durumuna ve mevsimlere,bitkinin yaşına,toprağın tarla kapasitesine, absorbsiyon transporasyon miktarlarına ve toprağın mineral zenginliğine göre daima değişkendir.Bir çam tohumuyla yapılan deneyde tohum çimlenmeden önce %7 su içerirken, çimlenme esnasında bu miktar %172 artar.Meritemlerde %90 su içeren kök ve yumrularda daha az su bulunur.Bitkilerdeki su kapasitesinin en değişken dönemi günün farklı saatleri ve mevsimleridir.Bu durum tamamen kuru madde artışı ve kuru madde işgalinden dolayı su miktarı azalmasından kaynaklanır.Ama özel olarak günü farklı saatlerindeki değişme ise suyun absorbsiyonu ile transporasyonu ile alakalıdır.Güneşli günlerde sabah erkenden öğlene doğru transporasyonda da artış olur.Bu olayın temelinde sabahın erken saatlerinde bitkinin suyu taşıma güçlülüğü vardır.Yani absorbsiyon yetersizdir

http://www.biyologlar.com/bitki-fizyolojisi-bolum-1

Hıv Virüsünün Yapısı (AIDS)

Hıv Virüsünün Yapısı (AIDS)

1983 yilinda Galla ve Monagnier AIDS etkeni HIV(Human immunodeficiency virüs)'yi tanimladilar. 1986 yilinda Bati Afrika'da HIV2 adinda bu virüsün yeni bir tipi bulundu. AIDS'in kelime anlami: Edinilmis bagisiklik yetmezligi sendromudur. AIDS'e neden olan HIV retrovirideae grubunun Lentivirineae ailesinde yer alir. HIV disindaki lentiviruslar diger canlilari enfekte ederler. FIV(feline immunodeficiency virüs)kedileri, SIV(simian immunodeficiency virüs) insan olmayan primatlari enfekte eder. Bilinen ilk vaka ABD'de 1969'da bagisiklik yetmezliginden ölen bir erkek çocuktu. Saklanmis olan dokularinda HIV'ye karsi üretilen antikorlar bulunmustur. 1969'dan önce depolanan kan örneklerinde bu antikorlarin bulunamamasi HIV'nin yeni bir virüs oldugunu düsündürüyor. Dünya Saglik Örgütü (WHO)'nün yürüttügü program sonucunda elde ettigi verilere göre 1998 yilinin baslangicinda dünyada 30 milyon kisi HIV'yi tasiyor ve bu tarihe kadar 11,7 milyon kisi AIDS hastaligindan dolayi hayatini kaybetmistir. Günde ortalama 16.000 kisi HIV ile enfekte oluyor. Yayilma oranlari Asya'da, Güney Afrika'da, ve Türkiye'nin de içinde bulundugu Dogu Avrupa'da hizla artiyor. 2000 yili itibariyle dünyada 100 milyondan fazla HIV tasiyan birey bulundugu tahmin ediliyor. Ülkemize gelince Saglik Bakanliginin 30 Nisan 1997 tarihli verilerine göre toplam HIV tasiyan birey sayisinin 671 oldugu görülüyor. Türkiye'deki AIDS hastasi olan birey sayisi tahmin edilirken Saglik Bakanliginin kayit tutmada ne kadar saglikli oldugu ve kayitlara geçmeyen birçok hastanin oldugu göz önüne alinmalidir. HIV'NIN YAPISI HIV pozitif polariteli birbirinin ayni 2RNA molekülü içeren, kapsid yapisi ikozahedral olan zarfli partiküllerdir. virüsün çapi1/10.000mm dir. Bünyesinde 3 enzim barindirir. Bunlar: Revers Transkriptaz, integraz ve proteazdir. Zarfi konakçidan alinmis lipidlerin yaninda gp41 glikoproteinleri ve gp120 glikoproteinlerini içeren peplomerler olusturuyor. Kapsid p17 ve p24 proteinlerinden olusuyor. Kapsidin içindeki her özdes RNA molekülü 9 tane gen tasiyor. Bu genler: gag, pol, env, tat, rev, nef, vif, vpr, vpu dur. Yapisal proteinlerden sorumlu genler; env: gp160 adli bir proteini kodluyor. Bu protein viral enzimler tarafindan parçalanip gp120 ve gp41 olusturuluyor ve zarfin yapisinda kullaniliyor. gag:kapsid proteinlerini kodlayan gen bölgesi. pol:revers transkriptaz enzimini kodlayan gen bölgesi. Düzenleyici genler; tat:transkripsiyon hizini arttiran bir proteini kodluyor. rev:mRNA nin çekirdekten sitoplazmaya geçmesinden sorumlu olan bir proteini kodluyor. nef:tarafindan kodlanan proteinler virüsün verimli olarak replike olmasini sagliyor. Yardimci genler; vpu, vfr ve vpr dir. vpu: tarafindan kodlanan genler virüs partiküllerinin enfekte edilmis hücreden saliniminda etkili. LTR (long term repeat) denen ve RNA ipliklerinin sonunda bulunan kisimlar virüs çogalmasinda salterler gibi isliyorlar. Bu salterler HIV den veya konakçidan gelen proteinlerle açilabilir. HIV'NIN YASAM DÖNGÜSÜ Enfeksiyon bir HIV partikülünün , CD4 (cluster designation=küme ismi) diye bilinen bir yüzey molekülü tasiyan hücreye tutunmasiyla basliyor. Bu hücrelere CD4+(CD4 pozitif) hücreler deniliyor. Tutunma gp120 molekülleriyle CD4ler arasinda gerçeklesiyor. Tutunmayi füzyon izliyor. HIV1 deki füzyon kofaktörü gp41 dir. Füzyondan sonra konakçi hücre içinde serbest kaliyor. HIV'nin asil hedefi CD4+T(yardimci T hücreleri) gibi görünüyor fakat immün sistemin üzerinde CD4 içeren diger hücreleri de enfekte olabiliyor. Ayrica sinir sistemindeki hücreler galactosyl ceramide denilen yüzey reseptörü vasitasiyla enfekte edilebiliyorlar. Sitoplazmada revers transkriptaz enzimiyle virüsün RNA'si DNA'ya çevrilir. Bu sirada revers transkriptaz birçok hata yapabilir ve degisik varyasyonlar olusturabilir. Bu HIV varyasyonlarindan bazilari adeta organizma içi bir dogal seçilime ugrayarak hayatta kalabilirler. Antiretroviral tedavide kullanilan dideoksinükleazit analoglari revers transkripsiyon safhasini hedef alirlar. revers transkripsiyonu nükleusa transport ve viral DNA'nin hücre DNA'sina entegrasyonu izler. Entegrasyonda HIV'nin integraz enzimi görev alir. Daha sonra transkripsiyon meydana gelir. Immün cevapta kullanilan bazi sitokinezler, tumor necrosis factor (TNF)-alfa ve interleukin (IL)-6, provirüsün aktif hale gelip transkripsiyonun baslamasina neden olabiliyorlar. Bunun disinda Mycobacterium tuberculosis gibi organizmalarin olusturdugu enfeksiyonlar sonucunda transkripsiyon baslayabilir. Transkripsiyondan sonra mRNA nükleustan sitoplazmaya geçer ve translasyon meydana gelir. Sentezlenen RNA, yapisal proteinler ve enzimler birlestirildikten sonra hücrenin zar yapisini alan virüs disari çikar. virüs disariya çiktiginda hala olgun degildir dolayisiyla patojen de degildir. Proteaz adi verilen enzimlerle virüsün barindirdigi poliprotein zincirleri spesifik bölgelerden kirilir ve virüs olgunlasir. Proteaz inhibitörü denilen ilaçlar bu safhayi hedef almaktadir. IMMÜN SISTEM KAS YAPAYIM DERKEN GÖZ ÇIKARTIYOR! HIV transfüzyon yoluyla, genital yoldan, deri yoluyla (kontamine igne), plasenta yoluyla veya dogumdan sonra emzirme yoluyla vücuda girebilir. Bu virüs vücuda girmesiyle çok sayida CD4+ hücreyi enfekte ederler, kandaki CD+T hücre miktarinda azalmalar gözlenir. Akut dönemde muazzam bir sekilde artan virüs partikülleri özellikle lenfoid organlar(lenf dügümleri, dalak, bademcik, adenoitler) olmak üzere vücudun tüm organlarina yayilirlar. Virüs vücuda girdikten 2-4 hafta sonra hastalarin %70 inde nezle benzeri semptomlar ve karaciger büyümesi görülüyor(enfeksiyöz mononükleaz). 3 ay sonra CD8+T hücreleri (sitotoksik T hücreleri) ve plazma hücreleri tarafindan üretilen antikorlar yardimiyla kandaki HIV RNA miktari, yani virüs miktari azaltiliyor. Sonuçta hastanin CD4+T hücre miktari orijinal halinin %80-90 ina kadar ulasabilir. Kanda antikorlar üretildikten sonra hastada yillarca hiçbir semptom görülmeyebilir fakat hastaligin akut döneminde lenfoid organlarin germinal merkezlerinde bulunan folüküler dendiritik hücrelerde (FDC) hapsedilen virüsler devamli replike olurlar yani virüs kesinlikle latent bir enfeksiyona neden olmaz. B hücreleri ve CD4+T hücrelerinin immün cevabi olusturmak üzere germinal merkezlere gelmeleriyle büyük miktarda CD4+T hücresi enfekte olur. Kan dolasimina geçtiklerinde enfeksiyon diger CD4+T hücrelerine de bulasir. FDClere hapsedilmis HIV antikorlarla çevrili olmalarina ragmen patojenitelerini yitirmemislerdir. Germinal merkezlerin içinde ve etrafindaki B hücreleri tarafindan salgilanan TNF_alfa ve IL_6 gibi sitokinezlerin miktarinin artmasiyla CD4+T hücreleri aktive olurlar. Bu aktivasyonun sonucunda enfekte olmamis hücrelerin enfekte olmasi kolaylasir ve önceden enfekte olmus hücrelerdeki HIV replikasyonu hizlanir. TNF_alfa ve IL_6 saliniminin artmasi, diger sitokinezlerin saliniminin azalmasina neden olur. Mesela CD4+T hücrelerinden salinan IL_2 miktari azalir, bir de enfekte olmus hücrelerdeki IL_2 reseptörlerinin azalmasiyla bu enfekte olmus hücreler immün sistemin sinyallerine iyice tepkisiz hale gelirler. Yüksek miktardaki sitokinez saliniminin zararlari bu kadarla da kalmiyor, bunun yaninda yüksek seviyedeki TNF_alfa kismen kilo kaybina ve döküntü sendromlarina neden oluyor. Ayrica AIDS'e karsi olusturulan yogun antikor miktari yüzünden diger hastaliklara karsi üretilen antikor miktari azalir ve vücut birçok patojene karsi savunmasiz kalir. Hastaligin ileri safhalarinda asiri yüklenmeden dolayi FDC sebekeleri çöker ve birçok virüs kan dolasimina geçer. Sonuçta bazi firsatçi enfeksiyonlar ve AIDS'i karakterize eden kanserler (Karposis sarcoma ve lymphomas)olusur. Monositler ve makrofajlar CD4 tasidiklarindan dolayi HIV ile enfekte olurlar fakat bu enfeksiyon litik degildir. Uzun süre yasayan bu hücreler virüsü özellikle akciger ve beyin olmak üzere birçok organa tasirlar. Böylece zatüre, nefes darligi ve sinir sisteminde anormallikler gözlenebilir. Ayrica sinir sistemi hücrelerinin tasidiklari galactosyl ceramide denilen yüzey reseptörleri vasitasiyla direkt enfekte edilebildiklerini daha önce belirmistim. Enfeksiyonun akut döneminde CD8+T hücrelerinin immün cevaptaki rolü enfekte olmus hücreleri yok etmekle bitmiyor bunun yaninda CD8+T hücreleri bazi moleküller (RANTES, MIP1-alfa, MIP1-beta) salgilayarak HIV replikasyonunu bastirabiliyorlar. Bu moleküler hedef hücrelerdeki HIV reseptörlerine baglanarak HIV'nin hücreye adsorbsiyonunu engelliyorlar. Bazi kisilerin vücudunda bu moleküller asiri fazla miktarlarda bulunuyor, bu kisiler defalarca kere vücutlarina HIV almalarina ragmen AIDS'e yakalanmiyorlar. Söz konusu moleküller yapay olarak üretilebilinirlerse tedavi amaçli kullanilabilirler. Eger birey HIV ile enfekte oldugunu düsünüyorsa, Eliza testi yaptirmadan önce en az 3 ay beklemelidir. Çünkü, daha önce de belirttigim gibi, HIV'ye karsi antikorlar üretimi ortalama olarak virüsün vücuda girisinden 3 ay sonra basliyor. Eliza testi pozitif sonuç verirse test tekrarlanmali ve daha sonra Blot testi uygulanarak teshis konulmalidir. TEDAVI YÖNTEMLERI Saglikli bir insanin kaninda 800-1200/mm3 CD4+T hücresi bulunur. AIDS hastasinda ise bu seviye 200/mm3'ün altina düser. AIDS'te de erken teshis ve tedavinin önemi büyüktür fakat kandaki CD4+T sayisi 500/mm3'ün üzerinde olan hastalarda antiretroviral tedaviye baslanmasi toksik etkiler, tolerans, maliyet, direnç gelisimi gibi nedenlerden dolayi sakincalidir. Daha etkili sonuçlar verdiginden dolayi antiretroviral tedavide kombine ilaç tedavisi kullanilir. Tedavide kullanilan ilaçlar temel olarak ikiye ayrilir. Bunlar: revers Transkriptaz baskilayicilari (dideoksi nükleazit analoglari, nonnükleazit inhibitörler) ve proteaz inhibitörleridir. Dideoksi nükleozit analoglari: AZT-Azidotimidin-Retrovir ddI-Didanasine-Videx ddc-Zalcitabin-Hivid d4T-Stavudine-Zerif 3TC-iamivudine-Epivir Ornek olusturmasi bakimindan AZT'den biraz bahsetmek istiyorum. AZT timin nükleosidinin (timidin) dideoksi nükleozit analogudur. AZT konak hücre içine girdikten sonra fosforile edilir ve virüsün revers transkriptazin aktivitesini engeller. DNA polimerazin, AZTtrifosfata revers transkriptazdan çok daha az duyarli olmasi tedavide avantaj saglar. Sadece oral formu mevcut olan AZT verilen hastalardaki firsatçi enfeksiyonlari önlemesinin yaninda HIV+ bireyin AIDS basamagina ulasmasini geciktirir. NIAID (National Instutute of Allergy and Infectious Diseases)'in sponsorlugunu yürüttügü arastirmalara göre AZT, HIV'nin anneden bebege geçme riskini 2/3 oraninda azaltiyor. Devamli kullanimda AZT'nin bulantidan baslayarak, kemik iligi toksisitesine varan genis spekturumlu toksisitesi mevcuttur. Ayrica, son zamanlarda AZT'ye dayanikli HIV suslari rapor edilmistir. Nonnükleozit R.T. Inhibitörleri: Nevirapine- Viramun Delaviridine Meydana getirdikleri yapi degisiklikleri ile R.T.'nin baskilanmasina neden olurlar. Bu ilaçlarin toksisitesi azdir, fakat virüsün direnç gelisimi çok hizlidir. Proteaz Inhibitörleri: Rionavir-Nervir Indinavir-Crixivan Saquinavir-Invirase: AZT ve ddC ile kullanildiginda CD4 sayisinda daha belirgin ve uzun sürteli artis gözlenir. Proteaz enzimleri baskilanarak virüsün olgunlasmasi engellenir. Proteaz enzimleri virüse özgündür. Insan hücrelerinde bulunan proteazlardan farklidirlar. Proteaz inhibitörleri kalici enfeksiyon gelismis hücrelerdeki etkileri yönünden R.T. Inhibitörlerinden daha üstündür. Günümüzde AIDS'e karsi uygulanan antiretroviral tedavi ile Pneumocysis carinii adli pnemöni engellenip hastanin yasam süresi uzatilabilmis fakat tamamen iyilesme saglanamamistir. Bu bakimdan virüsle enfekte olmamak için korunma yöntemleri titizlikle uygulanmalidir Kaynak: belgeci.com

http://www.biyologlar.com/hiv-virusunun-yapisi-aids

Bitki Fizyolojisi Ders Notları

Fizyolojinin başlangıçı tohumun çimlenmesiyle başlar.Çünkü bitkilerin hayat devreleri spor ya da tohum faaliyetleriyle başlar.Çimlenme embriyodan ekolojik isteğe göre optimum koşullarda normal bitki yapılarını oluşturma yeteneğidir.Bir tohum gömleğinden radikula belirmesi çimlenmenin en önemli kısmıdır.Bu devrede sert koruyucunun engel olmaktan çıkarılması esnasında ise bir çok fizyolojik olayların başlamasıdır.Çünkü buradaki fizyolojik olayların sonucunda hücre bölünmeleri başlayıp tohumda büyüme dolayısıyla hacminde artma olacaktır.O halde radikula belirmesinden itibaren(çimlenmenin başlangıcı) henüz ayrıntısı bilinmeyen biyokimyasal(Fizyolojik) olaylar meydana gelmekle beraber bu olayların en önemlisi solunumun artmasıdır.Bu durumdan sonra çimlenmede 2. derecedeki metabolik aktivite enzim aktivitesinin artmasıdır.Burada faaliyet gösteren enzimlerin bir kısmı önceden tohumda vardır,bir kısmı da hücre tarafında sonra üretilmektedir.Bütün bunlar bize çimlenmeyle metabolik faaliyetlerin başladığı ve hücre için ihtiyacı olay her şeyi üretebildiği fikrini vermektedir.Örneğin çimlenme esnasında tohumda üretilen amilaz enzimi depo maddelerinin parçalanmasında önemlidir.Ayrıca RNA-az ve proteolitik enzimlerde çimlenme sırasında üretilen enzimlerdir.Tohum çimlendikten yaklaşık ½ saat sonra ,bu kez protein sentezinin aniden arttığı görülmektedir.Çünkü çimlenmeden yarım saat sonra mevcut hücrede polizomların sayısı aniden artar.Hücrenin bir iskeleti vardır ve hücrede bir bölgeden bir bölgeye geçiş kolay değildir.Hücrede proteinlere az ihtiyaç olduğu zamanlarda Ribozomda üretilen protein yeterliyken hücre tam inhibitörle karşılaştığında bu yeterli olmamaktadır. Çünkü hücredeki bu zehrin dışarı atılması için daha enzime ve proteine ihtiyaç olduğundan ve bunu da ribozomda üretilen protein yeterli olmadığından dolayı polizomlardaki protein üretimi aniden artar. Mevcut enzimler ve bunların aktivitelerindeki artış su alıp turgorunu artıran ve buradaki reaksiyonların endosperme doğru hareketlerini de beraberinde getirir. Endospermdeki besinler parçalanıp eritilerek embriyonun beslenmesi için aktive edilir. Bir tohumun hem çimlenmeden önce hem de çimlendikten sonra biyolojik polimerler tarafından deneye tabii tutulursa çimlendikten sonra bunların atıldığı görülür.Söz konusu azalma çimlenmenin ilk evrelerinde maksimumdur.(Bölünme o devrede fazla olduğu için) Tohumda fizyolojik faaliyetlerin gerçek anlamda başlayıp normal bir çimlenme olması iki faktöre bağlıdır.Bunlar:• İç Faktörler:1. İç faktörün asıl özelliği tohumun biyolojik yapısı ve ekolojik isteği tarafıdan tayin edilir.Bundan sonraki endospermdeki enzim ve hormonların bozulmamış olması,patikte buna tohumların canlılığını sürdürmesi denir.Bu durumda tohum dormansi durumundadır.2. Tohumları olgunlaşmış olması3. Embriyonun yaralanmamış ya da zedelenmemiş olması.4. Tohum parazitleri ve zararlıları tarafında yaralanmamış olması.5. Büyüme ve gelişme esnasında oluşacak tohum kabuğunun endospermi koruyacak şekilde güçlü çimlenmeye engel olacak şekilde bir yapı göstermesi gerekir.• Dış faktörler:Dış faktörler tohumun çimlenmesinde iç nedenlere oranla çok daha etkili ve yaygındır.Bu da habitat ve nişin ekolojik koşullarını kapsar.Bunlardan en önemlisi de tohumun çevresinde yeterli nem kullanabilir ve oksijene ulaşması gereklidir.Yukarıdaki faktörler optimum koşullarda olmazsa tohum tohuma geçemez.İç faktörler bazen genel olarak çimlenme için dış faktörler yeterli olsa da uygun olmuyor.Aynı durum bitkilerin diğer organlarında da görülebilir.Ama esasen dış koşullar dikkate alınmadan iç faktörler gelişmeye engel olabilmektedir.O yüzden çevre koşullarının uygun dönemi başlamasına rağmen bir çok tohum çimlenmeye geçmiyor.Bu olaya çimlenme durgunluğu anlamındaki dormansi denir.Tohumda çimlenmenin olmaması her zaman dormansi değildir.Çünkü çimlenme sırasındaki büyüme ve gelişme döneminde çeşitli nedenlerle gerileme olabilir.Dormanisinin doğal ve kültür bitkilerinde spesifik durumları vardır.Doğal bitkilerde yukarıda açıklanan içsel nedenlerle,kültür bitkilerinde ise tohumun derinde kalması,çeşitli engelleyiciler,kimyasal ilaçlar vs. çimlenmeyi engelleyebilir.O yüzden tohum ya da başka bir bitki organındaki pasifliği dormansi olarak nitelendiremeyiz.Çevre koşullarının etkisiyle bir bitki organının gelişmesindeki gecikme daha çok dinlenme hali bu sözcük ile ifade edilir.Sonuç olarak bitkilerdeki her dinlenme dormansi değil,ancak her dormansi bir dinlenmedir.Dormanside yukarıdaki iç nedenlere ilaveten tohum kabuğunun su ve gazlara karşı geçirimsiz olması kabuğun mekanik olarak embriyonun gelişimini engellemesi ve bazı doğal inhibitörlere sahip olmasıdır.Dış etkenlerden çimlenmede rol oynayanlar nem ve suyun etkisi olup bitki dünyası bu bakımdan iki guruba ayrılır.Bunlardan bir grubunun çimlenmesi için toprak nemi yeterlidir.Oysa aynı olay için diğer gruba aktif su gereklidir.Halbuki habitatta her ne kadar toprak suyu ve nem birbirinin tamamlayıcısı ise de hem aktif suyun minimum miktarının azalmasıdır. 1)Su ve Nemin Etkisi:Çoğu bitki tohumunun çimlenmesi için yeteri kadar su gerekmektedir.Ancak bazı tohumlar toprağın su kapasitesi %50 bazılarında %75 olduğunda çimlenir.Tohumları çimlenmesi için niş suyunu %50-75 olmalıdır.Buna rağmen tüm tohumlar tarla kapasitesinde su absorbe edebilirler.buna göre tohumların çimlenme suyunun tarla kapasitesi olduğu söylenir.Kuru topraktaki tohumların suyu emme kuvveti ne kadar fazla olursa olsun aldıkları su şişmelerine yeterli olsa bile ancak kısmen çimlenme sağlanır. Görülüyor ki ortamın osmotik basıncı ile çimlenme şansı paralellik gösterir.Tohumlara sağlanan fazla ve sürekli su çimlenmeyi hızlandırır.Ancak kademeli olmayan sürekli artış sınırlayıcıdır.Genel olarak havada %90 nem olduğunda tohum sadece bundan 2 gün faydalanabilir.Tohumun aktif suyla ıslanması 1-1.5 gündür.Uzayan süre ket vurucu olabilir.Burada tohumun emdiği su enzim faaliyetleri için ortam sağladığı gibi çözünen protein,yağ vs. besin maddelerini embriyonun büyüme noktalarına taşınmasını sağlar. Tohumdaki su alımı kabuktaki hidratasyon suyunda biraz yükselmiş atmosferden alınır. 2)Sıcaklığın Etkisi:Sıcaklığın çimlenmeye özel etkisi tam anlaşılamamasına rağmen su varlığında reaksiyonların başlaması ve hızına,suyun absorbsiyonuna ve tohumun oksijen alımına önemli etkileri olduğu kesindir.Bitkilerde türler arasında olduğu gibi aynı türün diğer bireyleri arasında görülen sıcaklık farkı isteği(niş durumunda) tohumlardan ziyade olgunluk çağında daha kolay belirlenmiş bitki yaşı ile depolama şartlarına bağlanmıştır.Oysa bitkilerin tohumdan tohuma kadar habitatta eko-fizyolojik koşullarda yaşar.Aynı türün bireyleri farklı sıcaklıklardaki habitatlarda yaşabiliyorsa bu onların ekolojik koşullara karşı toleransın sonucudur.Çünkü daima ekolojik koşullar optimum koşullar için gösterilir.Genel olarak serin iklim bitkileri sıcak iklim bitkilerinde daha düşük sıcaklıkta çimlenir.Bu nedenle kozmopolit bitkiler dünyanın %50’sinde yaygındır. Bitkilerin tohum çimlenme anındaki sıcaklık isteğini karmaşık hale getiren yetişme dönemidir.Örneğin,Colchium,Crocus,Muscari,Gagea vs. gibi bitkiler kar tabakası çözündüğü an;Phlomis,Cardus,Carthamus vs.sıcaklık 14-25oC’ye arttığında;Cyclamen,Muscari ve Gagea bazı türleride 8-14oC’de çimlenir.Bu gruplardan ilki ilkbahar geofiti,ikincisi yaz geofitleri, üçüncüsü ise sonbahar geofitleri denir.Genel olarak bir çok serin iklim bitkisi 20oC,sıcak iklim bitkileri35oC’de çimlenir.Bu iki durumdan meydana gelen sapmalar.gece-gündüz arasındaki sıcaklığı farkı çimlenmeye teşvik etmesinden kaynaklanır. 3)Işığın Etkisi:Bilhassa doğal bitkiler çimlenmede ışık gereksinimi bakımından ışığı seven,ışığa ihtiyat duyan ve fazla ışıktan zarar gören şekline üçe ayrılır.Bilhassa tohumda ışığa karşı davranış embriyo sitoplazmasındaki bir foto-kimyasal sistemin fitokrom denen bir pigmenti üretmesinden anlaşılır.Fitokrom pigmenti fotoreversibl(Dönüşebilen ışıkları emebilen) olduğu için çimlenmede iş yapan eko-fizyolojik olayların ışıkta ya da karanlıkta olduğuna karar veren metabolik kontrol düğmesidir.Örneğin fitokrom kendisi ışıkta çimlenen karanlıkta çimlenmeyen tohumlar için özellikle kırmızı ışığı emerken,bunun tersinde ışık emilimini engeller.Dolayısıyla bu metabolik anahtar alınacak ışığın miktarını ayarladığı için bitki dünyasında çok ışık kullanan(uzun gün bitkileri),az ışık kullanan(kısa gün bitkileri) ve sadece difüz ışık kullanan(gölge bitkileri)şeklinde üçe ayrılır.Çimlenmede etkin olan en önemli faktör ise vernalizasyon olayıdır.Deneysel çalışmalar çimlenmenin sadece ışıkla değil düşük sıcaklık periyodu ile ilgili olduğu görülmektedir.Çünkü bu olayla oluşan uyartı sadece soğuk periyotlarda oluşmuştur.Uyarıya neden olan faktörler ise soğuk ve ışığın etkisiyle üretilen ve özel uyarıcı görev yapan vernalin hormonudur.Bu olayın anlamı ilk baharlaştırma ya da düşük sıcaklıkta akımın(indüksiyon) hızlandırılması anlamına gelir. Bitkilerde vernalizasyonun en açık görüldüğü yer vejetasyon konileri ve tohumlardır. Vernalin hormonu hem tohumlarda oluşup embriyo sitoplazmasının metabolizmasında rol oynar hem de vejetasyon konisinden alınan uyartının diğer kısımlara aktarılmasında rol oynar. Olay her bitkide az çok belli bir indüksiyon ısısıyla bu ısının belli bir etkinlik süresi (vernalizasyon süresi)vardır ve türe göre değişir.Buna göre deneyler bitkileri vernalizasyon açısından da obligat ve fakültatif şeklinde ikiye ayrılmıştır.Obligatlar uzun gün bitkileri olup soğuk periyot şarttır.Diğerlerinde çimlenmeyi hızlandırmasına karşın eksikliliğinde de çiçeklenme olabilir.Ancak tohumların tohuma geçmesi garanti değildir.Deneyler tohum halde vernalize edilen türlerin soğuk periyot ihtiyacını fakültatif,fide ve sonraki dönemlerde vernalize edilenlerin ise obligat olması gerektiğini ortaya koymuştur. Örneğin çevremizde gördüğümüz buğdaylar ekimde tarlaya atılır.Su periyodu gelinceye kadar fide olur.Soğuk periyodu öyle geçirir.4)Oksijenin Etkisi:Çimlenmede tohumdaki besin maddelerinin oksidasyonu içi oksijen gerekmektedir.Çünkü bu katabolik olayla açığa çıkacak enerji embriyonun hayatını sürdürecek en önemli kaynaktır.Burada hücre büyüdükçe embriyo büyür ve oksijen ihtiyacı artar.Çoğu tohumlar kuru iken geçirimsizdir.Fasulye ve bezelye tohumları bu konuda gaddardır.Tohumlar su geçirmeye başladığı zaman oksijen girişi de başlar.Fakat tohumdaki hidratasyon suyu çimlenmeye ket vurucu yöndedir.O halde çimlenmenin gerçekleşmesinde tohumun en az %20 oksijen temas halinde olması gerekir.Doğal bitki tohumları derinlere gömüldüğünde ve oksijen almadığı sürece çimlenmez,fakat hayatta kalırlar.Ekosistemin dengesi için son derece önemli olan tohumlar her durunda sisteme en önemli katkıyı yapmaktadır.Ancak işleme karıştırma,erozyon ya da başka bir yolla toprak yüzeyine yaklaşmada çimlenir.O halde çimlenmede nişin durumu çok önemlidir(tohum yatağı).Nişte nem artınca nem azaldığında bu ikisini birlikte kapsayan topraklar iyidir.Sonuçta yukarıda belirtilen faktörlerin bir arada bulunması halinde nişteki tohumun hava almasıyla kuru ağırlığı %60-100 artarak çimlenir.Olayda en önemli rolü şişme göstermiştir.Yani su metabolizmasıyla ilgili olan olaylar tamamlanmıştır(difüzyon,osmoz). Sonra tohumda depolanmış ilk şekerler suda erir,nişasta ise diastaz enziminin etkisiyle su alarak maltoza dönüşür.Buradaki maltozda maltaz enziminin etkisiyle glikoza çevrilir.böylece glikoz difüzyon-osmoz kuvvetleriyle hücreden hücreye geçerek yeni uyanmaya başlayan fideciğe ulaşır ve orada ilk etapta selüloz ve nişasta gibi maddeleri teşkil eder.Proteinler ise başka enzimlerle aminoasitler ve amidlere parçalanarak fidecik büyümesinde değişik şekilde kombine olarak farklı proteinlerin yapımı için kullanılır.Özellikle yağlı tohumlardaki yağlarda lipaz enzimiyle yağ asitleri ve gliserine parçalanır. Bunlara da çeşitli kimyasal değişikliklerle şeker yağların yapımında kullanılır.Çimlenmedeki fizyolojik faaliyetler ve büyümede kullanılan enerji,solunuma alınan oksijen vasıtasıyla karbonun Karbondioksite,H’nin su haline gelmesiyle(biyolojik oksidasyon) saptanır.Bu nedenle çimlenme halindeki bir tohumda solunum,kuru haline göre yüzlerce kat fazladır.Örneğin 1kg buğday çimlenirken 1 m3 havanın içerdiği oksijenin yarısını kullanır.Böylece solunumla oksijen devreye girince başlayan büyüme ve gelişme olaylarında diğer elementlerde ihtiyaç haline gelir.Tohum,kökleriyle aktif su alımına geçmeden önce ihtiyaç duyduğu en önemli elementler nitratlardır.Çünkü nitratlar tohum fide haline geldiğinde yaprağı oluştururken yapacağı fotosentez olayını düzenlemek için ışığa karşı istek ve hatta tohumdaki çimlenmeyi artırırken vejetatif metabolizmayı da artırmaktadır.Çimlenmede nitratlar sınırlayıcıdır.Çimlenme bittikten sonra büyüme ve gelişme olaylarını 3 temel gruba toplamak mümkündür:1. Metabolik olaylar fizyolojisi2. Büyüme ve gelişme fizyolojisi3. Hareket fizyolojisiO halde madde değişimi olan metabolizmayı metabolizma fizyolojisi diğerlerini ise 2 ve 3. maddeler inceler.1)Metabolizma Fizyolojisi:Burada bitki hücreleri ve dokuları fiziksel ve kimyasal değişiklerle yönlenir.Su,gaz ve eriyiklerin bitkilerce nasıl alındığını ;bunların bitkilerde hücreler dokular ve organlar arasında nasıl taşındığını;besin ve kompleks bileşiklerin (hormonlar)nasıl sentezlendiğini;büyüme ve gelişme olaylarında ihtiyaç enerjisinin sentezlenen bileşiklerden nasıl sağlandığını;yeni dokuların nasıl yapıldığını ve vejetatif bazı dönemlerinde üreme organlarının teşekkülüne ne zaman başladığını araştıran bir fizyoloji koludur.Bu temel olaylar iki yönde ele alınır:a) AnabolizmaSentez ya da asimilasyon olaylarını gerçekleştiren bu devre bitkilerin değişik yollarla ortamdan aldıkları ham besin maddelerini bünyelerinde yararlı bileşikler yapımı olayıdır.Yani metabolizmanın yapıcı kısmıdır.b) KatabolizmaParçalanma olayları olup bitki biyolojik dinanizmde gerekli enzimce zengin bileşiklerin kullanılması için bileşiklerin parçalanması olayıdır.Yani metabolizmanın yıkıcı kısmıdır.Metabolizma fizyolojisinde en önemli unsur bitkileri oluşturan elementlerdir ve ayrıntılı incelenmeleri gerekmez.İlkel analizle elde edilen sonuçlar metabolik olaylar hakkında zaten yeterli bilgi veriyor.Tüm canlı hücrelerinde olduğu gibi bitki hücrelerinde de su maksimum düzeyde bulunur.Alınan suyun çoğu atmosfere verilir.Bir bölümü dokularda su olarak kalır ve diğer kısmı da değişik bileşikler yapmakta kullanılır.Bitki nişinde suyun az ya da aşırı bulunması gelişimi diğer faktörlere oranla daha fazla etkiler.Su azlığında yeterli turgor sağlanmaz.Hücrelerin büyüyüp gelişmesinde turgor basıncıyla meydana gelen reaksiyonlar sonucu sağlana enerjiye bağlı olduğu için biyolojik dinanizm(BD) minimuma iner.Yine bitkilerde su azlığında yaşlı organlardan gençlere su nakli yapılarak bu ekstrem koşulun önüne geçilir.Su noksanlığında bitkinin ilk kontrolü stomalara müdahale etmektir.Su fazlalığında akuatik bitkiler hariç diğerlerinin gelişimini olumsuz etkiler.örneğin nişte biriken su toksik etkisi yapan maddeleri artırır,solunum için gerekli oksijeni azaltır.Daha da önemlisi bitki topraktan nitratları alamaz.Böylece kök gelişmesi azalır.Bu da genel metabolizma düşüşüne neden olduğundan kök gelişmesi nedeniyle verim düşer.Bitki gevşek yapılı olur ve direnç azalır.Bitkideki su miktarı türe,aynı türün farklı organlarına ,aynı organların günün değişik zamanlarındaki durumuna ve mevsimlere,bitkinin yaşına,toprağın tarla kapasitesine, absorbsiyon transporasyon miktarlarına ve toprağın mineral zenginliğine göre daima değişkendir.Bir çam tohumuyla yapılan deneyde tohum çimlenmeden önce %7 su içerirken, çimlenme esnasında bu miktar %172 artar.Meritemlerde %90 su içeren kök ve yumrularda daha az su bulunur.Bitkilerdeki su kapasitesinin en değişken dönemi günün farklı saatleri ve mevsimleridir.Bu durum tamamen kuru madde artışı ve kuru madde işgalinden dolayı su miktarı azalmasından kaynaklanır.Ama özel olarak günü farklı saatlerindeki değişme ise suyun absorbsiyonu ile transporasyonu ile alakalıdır.Güneşli günlerde sabah erkenden öğlene doğru transporasyonda da artış olur.Bu olayın temelinde sabahın erken saatlerinde bitkinin suyu taşıma güçlülüğü vardır.Yani absorbsiyon yetersizdir. Bitkilerde su kapsamı tür topraktaki mineral madde ve miktarına göre değişir.Örneğin toprakta potasyum arttığında su kapsamının arttığı belirlenmiştir.Fakat sodyum ile bu olay terstir.Fosforun artması ya da azalması cüzi olarak artış yönündedir.Bitkilerin su kapsamının belirlenmesinde en ekonomik yönü kuru ağırlık tayini yapılmasıdır.Deney için farklı bitkilerin farklı organları belli ölçülerde önce taze olarak sonrada 105oC’lik etüvde belli aralıklarla kurutulduktan sonra tartılması ve değişmeyen en son tartımın kuru ağırlığı verdiği en uygun yöntemdir.Deneyin en önemli yönü hata kaynaklarının azaltılmasıdır.Bu da suyun bitkilerden uzaklaşma hızının hangi etkenlere bağlı olduğuna,Kullanılan malzemenin hassaslığına(terazi) ve titizliğe bağlıdır.Bunu dışında materyalin otsu ya da odunsu oluşu,organın cinsi,etüvün genişliği etüvdeki materyalin miktarı,ara sıra etüvün devreden çıkması ve kontrol esnasında etüv kapağının açılıp kapanması vs. Sonuçta: % Su Miktarı = Su Miktarı x 100 Yaş AğırlıkFormülüyle hesaplanır ve biter.Burada kuru maddenin %10’nu inorganik,%90’ı organikten oluştuğu görülebilir.Bitki Organları Bitki % Su Miktarı Yaprak Sedum (Dam Koruğu) %95 Syringia(Leylak) %70 Pinus(Çam) %50Odun Pinus(Çam) %50 Fagus(Kayın) %40Meyve ve Tohum Triticum(Buğday) %14 Pisum(Bezelye) %12 Pyrus malus(Elma) %85 Tablo incelendiğinde elma türü meyveler hariç genç organların yaşlı organlara oranla daha fazla su içerdiği görülür.Ayrıca tohumlarda ve meyvelerde su oranı ve içeriği azdır. Kuru distilasyon,Bitkideki mikro ve makro elementler,minimum yasası ve bitkilerde N kapsayan organik bileşikler……. (bkz.ek) Su Metabolizmasıyla İlgili OlaylarHer canlı metabolizmasının gücü nispetinde aktif yaşam sürer.Metabolizmanın derecesi ile kullanılan suyla ilgilidir.O halde metabolizmanın başlangıcı su alımının başlangıcından, hızı da kullanılan suyun miktarından anlaşılmaktadır.Su kullanabilen her bitki ve hayvan adaptasyonu sürdürüyor demektir.Ancak adaptasyondaki aktif ve pasiflikte suyun miktarıyla ilgilidir.Fakat kullanılan bu su miktarı her zaman enerji üretiminde kullanılmayabilir.Bitkilerde su alma mekanizmasını iyi anlayabilmek için su ve suyla alınan mineral maddelerin taşınmalarında cereyan eden temel olayların bilinmesi gereklidir.Bunlar:1)Difüzyon 2)Osmoz 3)Şişme 1. Difüzyon(Yayılma,Dağılma)Moleküllerin çevreden aldıkları kinetik enerji ile bulundukları ortamda yapmış oldukları hareket olaylarıdır.Zarsız ortamdaki Osmoz olayıdır. Maddeyi meydana getiren tüm tanecikler hareket halindedir ve bu hareketleri gelişi güzeldir. Çünkü sahibi oldukları enerjiyi kendileri üretmeyip dışarıdan aldıkları için kinetik enerji değişimlerine uğrarlar.Eğer aldıkları enerji kademeli değişse sapma meydana gelir.Fakat gaz molekülleri başka moleküllere çarpıncaya kadar düz hareket eder.Sıvılarda titreşerek hareket, katılarda ise sabit titreşen bir hareket vardır.Normal basınç ve sıcaklıkta gaz molekülleri çok geniş çapta ve kolayca yayılış yaparlar.Bir parfüm ağzı açıldığında yoğun konsantrasyonlu olduğu için havaya geçiş ve yayılışı hızlı olur.Havada düzenli bir yayılış yaparak ortamı eşitlediğinde havadan şişeye bir geçiş olmuş demektir.Birim zaman içerisinde parfüm kutusuna giriş ve çıkış dengelenir.Buna dinamik dengenin kurulması denir.Gaz molekülleri arasında olduğu gibi sıvı ve katı moleküller arasında difüzyon olur.Ayrıca iyonlar ve koloidal partiküllerde difüzyona uğrar.KarbonhidratlarMineral ve tuzlar SıvıSu KolloidProteinLipit Katı Sonuç olarak küçük çaplı moleküller ve iyonlar büyük olanlara göre daha hızlı difüzyon yaparlar.Örneğin bir tuz iyonunu glikoz molekülünden daha hızlı Difüzyon yapar. Ayrıca hidratasyon gücü yüksek olan moleküller ve iyonlar düşük olanlara göre daha yavaş difüzyon yapar.Difüzyonda kütlede önemlidir.Kütlesi fazla olan az olandan daha yavaş difüzyon yapar.Difüzyon Basıncı(DB):Her hangi bir madde moleküllerinin çok yoğun ortamdan daha az yoğun ortama geçebilme yeteneğine denir.Başka bir deyişle bir kapta bulunan çözelti içerisindeki moleküllerin difüzyonlarından kaynaklanan çepere yaptıkları basınca denir.Çözelti içerisinde her hangi bir molekülün DB’si diğer moleküllerin DB’sinden tamamen bağımsızdır.Örneğin içerisinde az miktarda hava bulunan balon CO2 gazıyla dolu bir ortama konulduğunda balonun yavaşça şiştiği görülür.Çünkü ortamdaki CO2 yoğunluğu içeriden kat kat fazladır.Bu olaya da Difüzyon basıncı değişkenliği(DBD) denir.Bu olay bitkilerde çok önemlidir.Çünkü bitkilere gerekli maddelerin sürekli alınması gereklidir. Özellikle stomalarda bir kısım hava girerken bir yandan da başka bir kısımda hava ve su çıkar.Aynı durum hücrelerde de mevcuttur.İşte her maddenin alınmasının ve verilmesinin birbirinden bağımsız olmasını gerçekleştiren olaya DB değişkenliği denir. Yoğunlukları farklı iki sıvı Difüzyon ortamında bir araya gelirse yoğun olan diğerinden su çeker.İşte suyun yoğun olduğu ortamdan az yoğun ortama girişini sağlayan bu kuvvete ise DB farkı(emme kuvveti) denir.Difüzyon ortamındaki Difüzyon hızını(DH) etkileyen en önemli faktörlerden biride Difüzyon direncidir.Çünkü her hangi bir ortamda 2 maddenin birbirine difüzyonu sırasında moleküller arasında mutlaka çarpışma olur.Moleküller ağırlık ve büyüklük bakımından fazla olanlar küçük olanlara direnç göstererek hızlarını artırırlar.O halde büyük ve ağır moleküllerin ortamdaki miktarı ile DD doğru orantılı,DH ile ters orantılır.Moleküller arasındaki DD en düşük olan gazlardır.Dolayısıyla en hızlı hareket eden ve dinamik dengenin kurulmasını en kısa zamanda sağlayan gaz ortamının difüzyonudur.Böylece gazları difüzyonu DB’nin yüksek olduğu ortama doğrudur.Yani DB farkı difüzyonu doğru orantılı olarak etkiler.Öte yandan difüzyonun olduğu 2 ortam arasındaki yol uzunluğunun etkisi ile ters orantılıdır.Difüzyon Basıncı Gradienti(DBG):İki ortam arsındaki DBF’nin 2 ortamı ayıran yola (uzaklığa) oranı olduğundan buna Difüzyon basıncı derecesi denir.O zaman Difüzyon yolunun uzunluğunun artmasından kaynaklanan gelişme Difüzyon olan maddelerin özelliği ile telafi edilir.DBG arttıkça Difüzyon artar.Yol uzadıkça ortamdaki büyüklük artar.Dolayısıyla ortamdaki çözeltini yoğunluğu azalır. Aynı şartlar altında farklı gazların DH’si farklı olur.Bu durum söz konusu gazın yoğunluğu ile ilgilidir.Örneğin Havada oksijen hidrojenden 16 defa fazla olduğu için hidrojenin DH’si oksijenden 4 kat daha fazladır.Grahm yasasına göre gazların difüzyonu yoğunluklarını kare köküyle ters orantılıdır.Ortamın sıcaklığı artıkça kinetik enerjilerinden dolayı Difüzyon hızı artar.Deneysel olarak 1oC’nin artışı karşılığı %2-4 artar.Yine ortamın yoğunluğu Difüzyon hızına ters tepki yapar.Sıvı ortamdaki maddelerin difüzyonu:Bir maddenin suya karşı isteği varsa o madde suda çözünür.Ancak her maddenin kendine öz çözünürlüğü vardır.Çözünürlük kapasitesi ne olursa olsun sıvılarda çözünen maddeler molekül ve iyonlarına ayrıldıkları için kinetik hareketlilik artar.O halde Difüzyon olayı gözlemek mümkün olur.Ancak ister molekül ve iyonlarına ayrılma isterse gözlemlemekteki kolaylık çözünürlük gücüne bağlıdır.Örneğin içerisinde saf su bulunan şekildeki kaba KMnO4 kristali atılırsa kristalin molekül ya da iyonlarının suya difüzyo-nu sudaki rengin değişimiyle anlaşılır.DH hakkın- da bilgi edinmek için başka bir kristalde konulabilir.Kristallerin eriyerek difüzyona başlamaları birbirinden farklı olsa da gene de yavaştır.Çünkü kristallerin molekülleri su tarafından ayrılıp uzaklaştırılması belli bir zamana tabidir.Aynı zamanda DBG azalması moleküllerin hidratasyonu daha büyük iç sürtünmeye neden olmaktadır.Çözeltilerdeki herhangi bir maddenin hızı ve yönü diğer maddelerin hız ve yönüne bağlı değildir.     Gazların difüzyon Hızına Etki Eden FaktörlerSıvıdaki madde parçacıkları da difüzyona etki eder.Kural olarak küçük molekül ve iyonların büyük olanlara göre difüzyon hızı daha fazladır. Örneğin H molekülü glikoz molekülüne göre daha hızlı difüzyon hızına sahiptir.Difüzyona etki eden süre,difüzyon kabının büyüklüğü ve difüzyon yolunun uzunluğu ortam sıcaklığı ve karıştırmadır.Difüzyon olayı bir sıvı içerisinde birden fazla katı madde konulursa çözeltideki katıların moleküllerini difüzyon yönü ve hızı birbirinden bağımsızdır.Çünkü farklı moleküllerin hidratasyon kabiliyeti ve DBF birbirine benzemez.Sıvı bir madde katı bbir ortamda difüzyona uğruyorsa yer çekimi yönünde molekül ağırlığı arttıkça hız artar,azaldıkça azalır.Ancak yer çekimine ters yönde ise parçacıkların difüzyonu molekül ağırlıklarıyla ters orantılıdır.   Sıvını katıya difüzyonu sırasında difüzyon ortamının yoğunluğu ile difüzyon hızı yine ters orantılıdır.   Yoğunluğu aynı olan eşit çaptaki 4 tane deney tüpüne konulmuş jelatin çözeltisi vardır.Aynı laboratuar ortamında aynı anda molekül ağırlıkları farklı a,b,c,d maddeleri tüpe konuluyor. Belli bir deney süresinden sonra molekül ağırlığı bakımından kaplara yer çekimi doğrultusunda tüpe yayılma d > c > b > a şeklindedir.Eğer aynı moleküller molekül büyük-lüğü bakımından deney yapılacak olursa a > b > c > d şeklinde olmalıdır.Diğer bir örnek ise molekül ağırlığı belli olan bir maddenin farklı yoğunluktaki jelatin çözeltilerine olan difüzyonudur Burada da görüldüğü gibi difüzyon hızı ortam yoğunluğu ile ters orantılı olduğu için difüzyonun hızı I.tüpten IV. Tüpe doğru artar.Eğer difüzyon olayı bu kurala uymuyorsa deney hatasının çözeltinin hazırlanmasından kaynaklandığı düşünülür.Buna göre difüzyon hızı difüzyon yapan maddelerin difüzyon ortamındaki yoğunluk farkları ve 2 maddenin değme yüzeyleri ile doğru,difüzyon eden maddelerin molekül ağırlığı ile ters orantılıdır.Yine difüzyon-osmoz olaylarında da zarın kalınlığı,sıvıların basınç farkları,porların yarıçapı ve viskozite ile ilgili olarak değişebilir(Doğru orantılı). 2.Osmoz(Geçişme)Laboratuar ortamında yarı geçirgen canlı sistemlerde seçici geçirgen bir zarla ayrılmış ortamda,su konsantrasyonunun yüksek olduğu ortamdan düşük olduğu ortama doğru geçiş olayıdır.Ya da yoğunlukları farklı 2 çözeltinin zar bulunduğu taktirdeki difüzyon olayıdır.O halde osmoz difüzyonun özel bir durumudur.   Ozmometrede görüldüğü gibi su hemen huniye geçer.Çünkü beherdeki su konsantrasyonu hunininkinden fazladır.Su geçişi arttıkça çözeltinin yoğunluğu azalır.Olay ilerledikçe hacim artışı nedeniyle hunideki çözeltinin yüksekliği manometredeki Hg kolunda yükselme meydana gelir.Osmozis olayı bitkilerde sürekli cereyan eden metabolizmanın bir dönemidir. Hücre zarı ile koful,çekirdek ve diğer organellerin zarları tam anlamıyla seçici geçirgen özelliktedir.Çünkü zarların kimyasal yapıları birbirinden farklı olsa bile birim yapıları aynıdır. Genellikle osmoz 2 çözelti arasında meydana gelir.Su konsantrasyonu az olan çözeltilerin su potansiyelinden daha düşük olduğuna suyun hareketinin yüksek olduğu taraftan düşüğe doğrudur.Ancak aynı şeyi diğer madde molekülleri için söylemek mümkün değildir.O halde saf suyun potansiyeli diğer tüm sıvıların su potansiyelinden daha yüksek olduğu için sıvılar içinde en iyi çözücü ve en hızlı geçiş yapan sudur.Şekildeki zar yarı geçirgen olduğu için şeker molekülleri porun genişliğinden büyük olduğundan su tarafına geçiş yapamaz.Bu durumda şekerin molekülleri porların ağzına gelerek su moleküllerini kendine çeker.Bir süre sonra şeker çözeltisinin yoğunluğu azalarak hacim ve basınç artar.Böylece etkisi zara yansıyan bir osmotik basınç ortaya çıkar.Burada içeriye giren su moleküllerinin kuvveti çözeltinin karşıt kuvvetinden fazla olduğu sürece su girişi olur.Ancak su molekülünün hareketi iç kuvvete eşit olunca olay durur.yukarıdaki osmoz olayında da görüldüğü gibi osmotik basınç zarı geçemeyen moleküllerin büyüklüğü ile değil sayısıyla doğru orantılı olarak artar.     Bitki hücresi en iyi bir osmotik sistem durumundadır.Selüloz çeper sermabl(yarı geçirgen),zar ise seçici geçirgendir.Şekildeki osmometre deneyinde saf su molekülleri huniye geçer.Manometrenin kolundaki cıva düzeyini yükseltmek üzere meydana gelen basınç osmotik basınçtır.Bu basınca emme basıncıda denir.Çünkü olay su konsantrasyonu düşük olan çözeltinin yüksek olan çözeltiden suyu emmesinden dolayı meydana geldiği içindir.Osmotik basıncı meydana getiren çözeltinin potansiyel değerine osmotik değer denir.Dikkate alınacak kadar osmotik değer meydana getiren en önemli maddeler şekerler,organik asitler ve inorganik tuzlardır.Hangisi daha çabuk erirse osmotik değer daha fazladır denir. Osmotik Basıncın Bağlı Olduğu Faktörler Bilindiği gibi osmotik basınç ,belirli bir hacim çözücü için çözünmüş madde moleküllerinin konsantrasyonu ile doğru orantılıdır.Kural olarak çözeltilerde yoğunlukla doğru orantılıdır.Aynı zamanda belli bir düzeye kadar sıcaklık artması da osmotik basıncı artırır.Yapılan deneylerde çözeltilerde gazların hacimlerinde olduğu gibi 1 mol eriyik 22,4 basınç oluşturduğu gözlenmiştir.şekildeki aniden ortaya çıkan sapmanın nedeni çözeltide yoğunluğun artmasıyla çözünen maddenin çözelti içerisinde fazla hacim işgal etmesinden kaynaklanır. Molekül ağırlığı yüksek olan maddelerde işgal edilen alada azalma olmasına yol açar.O zaman bu haldeki bir çözeltide çözünme olayının bulunduğu ortam yoğunlaşacağı için sapmaya neden olur.Diğer bir nedenle suda çözünen maddelerle su arasında bir çekim olayının bulunmasıdır.Bu şekilde suda çözünen madde moleküllerine su molekülleri bağlanır.Adsorbsiyon veya hidratasyon suyu da denilen bu tutulan su molekülünün çapını artırarak hareket alanını azaltır ve eriyerek zaman içinde iç sürtünmenin de boyutunu artırır.Çünkü eriyen maddenin molekül büyüklüğü büyür.Buda suyun hacminin azalmasına yol açar.İşte gittikçe hacmi azalan ortamda sapma meydana gelir.Osmozis veya şişme olayları sonucu bitki hücrelerinin stoma ve kafullardan hücre çeperine yapılan basınca hidrostatik basınç(Turgor basıncı),Hücre çeperinin protoplasta yaptığı basınca da çeper basıncı(EB) denir.Normalde çeper basıncı hidrostatik basınca eşit fakat karşıt bir basınçtır.Turgor basıncıda hücre içindeki sıvının osmotik basıncı yüksek olduğu için su hücreye kolayca girer ve hacim artışı yaparak zarı çepere iter.İşte bu basınçla hücre içerisine başka su moleküllerinin girmesini engellediği için çeşitli minerallerin alımı da durmuş olur.Örneğin,K’yi çok kullana bitkilerde Ca’nın engellenmesi aynı yolla olur.Ancak Bitki bu kez Ca’ya fazla ihtiyaç duyuyorsa yine aynı yöntemle K’yi engeller.Çeper basıncında ise hücre çeperi sert olduğu için hücreyi dengede tutmak amacıyla eşit zıt basınç yapmak zorundadır.İşte osmotik basınç ile turgor basıncı arasındaki farka bağlı su moleküllerini çekebilen asıl kuvvete emme kuvveti(EK) denir.O halde bir hücrenin yoğunluğu ne kadar fazla ise EK’de o kadar fazladır.Kısaca:EK=OB – TB Sonuç olarak TB bitkilere dayanıklılık sağlayan çoğunlukla otsu bitkilere direnç ve diklik kazandıran ama asıl enerjinin üretildiği metabolik bir ortamdır.Solmuş bir bitkinin sulu bir ortamda yeniden eski görünüşünü alması bu olay sayesinde olur. ŞİŞME Difüzyon osmoz yoluyla katı haldeki cisimlerin su alıp hacimlerini artırması olayıdır. Aslında osmoz difüzyonun,şişmede osmozun özel bir şeklidir.Yalnız şişme sırasında şişen ortamlar difüzyon ve osmoz bakımından çok farklılık gösterdiği için bu olaylarda suyun ne kadarının ne içerdiği ölçülemez.Çünkü giren sıvı miktarı belli olsa bile bu sıvının bir kısmı kapiller boşluklara girmektedir.Ancak bu olay şişen maddenin ve şişirici çözeltinin difüzyon basınçları farkı (DBF-emme kuvveti) ilgili olarak ortaya çıkmıştır.Şişen maddenin DBG’si (DBD) düşük olduğu sürece su girmeye devem eder.Ancak her sıvı emilmesi şişme değildir. Çünkü şişmede enerji üretimi ve hacim artışı karakteristiktir.Örneğin tebeşirden bir birkaç parçanın ağırlığı ve hacmi ölçülüp suya konulur.Bir süre sonra bu ölçümler tekrarlanırsa sadece ağırlığın değiştiği görülür.Tebeşir porlu yapıya sahiptir.Bu pordaki hava boşalıp su girer.Ağaç parçası aynı deneye tabii tutulursa ağacın hacmi artar.Miseller kohezyon kuvvetiyle Oysa Miseller kohezyon kuvvetiyle bir aradan tutulduğundan miseller arasına girişi fazla olsa da parçalanmasını önler.Bu da şişmede fazla su alımının sınırı aşmasını engellemesi anlamına gelir.Bir balon cam balonun içine konulursa cam engelleyen bir kuvvet oluşturuyor. Bir cisimde şişmenin meydana gelmesi için başlıca 2 koşulun sağlanması gerekir:a)Şişen maddelerin içerdiği sıvının DB ile şişiricinin DB’si arasında belirli bir fark olması lazım.Şişmenin miktarı bu farka bağlı olarak artar ya da azalır.(Emme Kuvveti) b)Şişen maddenin şişirici sıvıya karşı belli bir ilgisi olması lazım(Adsorbsiyon kuvveti ile olur).Terazide görüldüğü gibi,bir süre sonra terazi dengesinin yani A ve B kefesi tarafından değiştiği görülür.Bu durum NaCl şişede Na+ ve Cl- serbest suyu hidrote etmesinden kaynaklanır.A kefesine terazi dengeye gelene kadar ilave edilen ağırlık B’deki jelatinin almış olduğu fazla suyun ağırlığına eşittir.Başka bir deneyde kuru bezelye tohumu kumpas ile ölçülüp,tartıldıktan sonra dereceli mezürde saf suya konulur.1-2 gün sonra aynı ölçüme tabi tutulursa bütün ölçümlerde artma olacaktır.Tüm şişme olaylarında en çok enerji su alımının başlangıcında meydana gelir.Çünkü bu devrede (Başta emme gücü fazla olduğu için çok yüksek bir emme kuvveti oluşur).Eğer dış güçler şişen cismin hacminin artmasına yani genişlemesine ,(Yurgor artıyor,enerji üretimi artıyor)dış güçler bunu engellemeye çalışırsa en yüksek tepki atm’de (basınçta) meydana gelir.İşte bunlardan ilki çeper basıncı diğeri de Turgor basıncıdır.Örneğin;kurak havalarda kayalar arasında çakılan kuru odunlar yağmur yağdığında kayayı parçalar.Şişme olaylarını günlük en güzel örnekleri yağmurlu havadaki ahşap kapı ve pencerelerin durumudur.Şişmede şişiricinin sıcaklığının önemli etkisi vardır.Sıcak suda daha hızlı fakat , soğuk suda daha yavaş ama fazladır.Çünkü Sıcak su molekülleri ısı enerjisiyle maksimum hareket ederek miseller arasına ani giriş yapar.Bu da permabiliteyi azaltan bir şok etkisi yapar. Yani tahrip eder.O halde şişmede sıcaklığın derecesi çok önemlidir.Çünkü sıcaklık sıvı ortamdaki su moleküllerinin termik hareketlerini artırarak çözeltilerde daha bağımsız davranmayı sağlamaktadır(Sıcaklık artınca molekülleri hareket eder,bağlar kopar ve çarpışma olur).Bu nedenle sıcaklık şişmeye ayrılan süreyi azaltır.Fakat sıcaklık artışı ile birim zamanda şişme yüzdesi azalır. Sıcaklığın artışı belli bir dereceden sonra ters yönde etkiler.Osmotik basınç(EM) şişmeyi azaltan bir başka faktördür.Osmotik basınç ile şişmenin hızı ve miktarı ters orantılıdır.Çünkü osmotik basıncın artması demek çözeltideki çözünen birim madde başına düşen Su molekülleri sayısının azalması demektir.Bu durumda çözeltinin difüzyon basıncı azalır yani çözünmüş madde miktarı arttıkça şişen cisme giren su miktarı azalacaktır. ELEKTROLİTLERDE ŞİŞME Soru:Okaliptus meristemi(1),çimlenmekte olan köknar tohumu(2) ve patates yumrusu vardır. Su kapsamını tespit etmek istersek sıralama nasıl yapılır.Yanıt:Bir ortamda su miktarı ile nişasta miktarı ters orantılıdır.Yumrularda su yoktur. Tohumlarda çimlenme sırasında su miktarı %77 kadar artar.(321)Soru:Sulu ortamda yetiştirilen yumrulu bitkilerde Ca,Cl,S elementleri yumruda çok yaprakta yoktur.Niçin?Yanıt:S proteinleri yapısına giriyor. Elektrolitler iyonik bileşikler olduğu için çözündükleri zaman iyonlarına ayrılırlar. Ayrılan her iyon elektrik yükü taşır.Bu da onların mutlaka su molekülü hidrate ederek su örtüsü ile kaplanacağı anlamına gelir.O halde,elektrolitlerde şişen cisme iyonla birlikte su girer.Bu durum iyonları su tutma kapasitesine bağlı olup şişmenin miktarını düzenler. Görülüyor ki elektrolitlerde şişme suya göre değişiktir.Aslında bu değişikliğe neden olan asıl faktör iyonların elektrik yükleri ve atom ağırlıklarıdır(Çekim arttıkça yüklenme fazla olur,ağırlık artar).Birçok doğal jellerin(yumurta akı,cıvık mantarlar,sitoplazmanın kendisi) miselleri su ile temas ettiğinde ( - ) elektrik yükü kazanırlar.O yüzden temasa geçtiği elektrolitteki (+) katyonlar için bir çekme kuvveti haline gelirler.Onlarda (-) yüklü anyonları çekerler.Her ne kadar şişen madde ile elektrolitik iyonlar arasındaki ilişki bu maddelerin bünyelerine bağlı ise de bu eriyiklerde şişen bir cisimde 2 farklı elektrolit fazı vardır:1)Eğer şişen maddenin yapısı elektrolitlere yeter derecede geçirgen ide misellerin yüzeyi katyonlardan bir tabaka ile örtülüdür.Katyonlar şişen cisme hidratasyon suyunu da götürürler.böylece şişme suyu alınmış olur. İşte iyonların şişmedeki direkt etkisine P.İ.E.(Primer İyon Etkisi) denir.Ayrıca şişen maddeler aynı zamanda elektrolitlerde absorbe olmayan anyonlarla da temastadır.Yani şişen madde elektrolitlerin içeri girmeyen iyonları ile de temas halindedir.İşte içeri girmeyen bu anyonlar-da şüphesiz bir hidratasyon suyu vardır.Bu durum yukarıdaki olayın tersini ortaya çıkarır. Çünkü bu kuvvet ile su arasında rekabet başlar.Yani dıştaki anyonlar içerideki misellerden su çeker.Bu olaya da sekonder iyon etkisi denir.Şişmede başlangıçta EK’den dolayı hızlı bir giriş vardır.Her giren suyu bağlayıp gitti.Orada kalanların suyu içeri girenlerden fazla olunca dışa-rıdakiler suyu çeker.Denge sağlanana kadar.(Toprağın bitkiden su çekmesi)Katıların kazandığı su miktarını iyonların sayısı değil hidratasyon güçleri belirler.Yani miktardan ziyade absorbe olan veya olmayan iyonların hidratasyon kuvvetleri arasındaki fark belirler.Örneğin,önce eritilen sonra kurutulan jelatinden alınan silindirler.şemadaki eriyiklere konulduğunda en fazla şişme KI da meydana gelir.Çünkü bu eriyik serisinde atom ağırlığı en fazla olan iyondur. H2O KCl NaCl LiCl KBr KI%Şişme 100 103 109 114 120 ∞ 2)Eğer şişen maddenin yapısı elektrolitlere karşı yarı geçirgense hem anyonlar hem de katyonlar şişen cisim ile su için rekabete girer.Bu olay cismin emmek istediği suyun engellenmesi durumuna dayandığı için S.İ.E. vardır.O zaman yapıları yoğun olan cisimler tuz eriyiklerinde saf sudakinden daha fazla şişer.Bu durumda şişmede azalma katyonların giriş yeteneğiyle ters orantılıdır.Örneğin aynı büyüklükte ayrı tüpe eşit miktarda keten tohumu konularak her birinin üzerine 2’şer mol saf su,KCl,NaCl,LiCl bir deney süresi sonunda şemadaki gibi su dışındaki çözeltilerden KCl’de en fazla şişme olmuştur.Çünkü K’nın atom ağırlığı fazla,hidratasyon örtüsü ise azdır.En az şişme ise LiCl’de görülmüştür.Çünkü Li’nin Saf Su KCl NaCl LiClŞişme% 57 46 43 36           Durumu K’nın Tam tersidir.NaCl’de Na’nın özellikleri Li ve K’nın ikisi arasında olduğun için orta durumda bir değişme olmuştur.Demek ki bu deneyde de zarın yarı geçirgen olması sonuçları etkileyen en önemli faktördür.Sonuç olrak görülüyor ki,su metabolizmasıyla ilgili bu üç olay birbirini tamamlar niteliktedir.Çünkü genelde birinin nedeni ve sonucu ötekisidir. Bazen bu iki olay aynı anda gerçekleşebilir.Örneğin,Şişme olayı difüzyonun özel bir şeklidir. Çünkü bitki çeperini oluşturan her biri 2000 kadar glikoz molekülünden oluşan miseller arsına suyun girmesi difüzyon olayıdır.Aralarına su giren misellerin şişme miktarı kohezyon kuvve-tiyle kontrol edildiği için turgordur.tebeşir ve süngerin boşluklarının su ile dolmasının bu olayla ilgisi yoktur.Kısaca şişmede kontrollü(tepkili) hacim artışı karakteristiktir.Çünkü su alınmasına rağmen yerde kalan su yeterli değildir.Bu durumda şişen madde şişiriciden sıvı alıp boşluklarını doldurduğundan şişiricinin miktarı azaldığı için süreklilik göstermez.Her ne kadar şişerek azalan hacmi telafi gibi görülse de boşluklardaki hava yerine girmiş olan su miselleri birbirinden uzaklaştıran sudan bağımsız düşünülmelidir.O halde suya karşı ilgisi olan her madde hiç şişmese de içerisinde bulunduğu sıvıdaki su moleküllerini kendine bağlar. Yani hidratasyon suyu oluştururlar.Madde etrafında düzenli yerleşen bu su molekülleri sıvı içerisinde serbest dolaşan su moleküllerinden daha az hacim işgal eder.Şişme esnasında su molekülleri kendi kinetik enerjilerinin büyük bölümünü kaybederler.Kaybedilen bu kinetik enerji şişme ortamından ısı enerjisi olarak çevreye aktarılır. SU İLETİMİ *İyon AntagonizmasıBitki dünyasında halofit(tuzcul) bitkiler hariç tuz çözeltisi bitkiler için zararlıdır.Ayrıca bir tek tuzdan hazırlanan çözeltiler bir kaçından hazırlanan çözeltilerden daha zararlıdır.Örneğin,buğday fideleri ayrı ayrı 0,12 mol CaCl2 ve 0,12 NaCl çözeltisinde kök gelişimine bırakılmıştır.Aynı fideler 0,12 NaCl+0,0012 CaCl2 çözeltisine konulursa (c) şeklindeki görülür.Çünkü NaCl orta büyüklükte olup Na Hidratasyon suyuyla birlikte protoplazmaya geçer.Eğer ortama eseri Ca bileşiği katılırsa 2 değerlikli olan Ca’nın su örtüsü Na’dan daha fazladır.O halde büyük Ca molekülü içeri giremez.Üstelik sekonder iyon etkisi yapar.Bu durumda su kaybeden hücrelerin kapıları kapanır. Böylece Na iyonları içeri giremez.İşte iyonların birbirine karşı bu etkisine iyon antagonizması denir.Bu olaya bir örnekte Spirogyra deniz alginin metilen mavisinde tam boyanmasıdır.Eğer metilene AlCl3 katılırsa boyama tam olamaz.Bu durum diğer çözeltilerin içeri girip zehir etkisi yapmasını engeller.Olayın esası 2 ya da daha fazla değerlikli iyonların zarı yoğunlaştırdığı bilinmektedir.Zar yoğunlaşması porların kapatılıp.permabl’ın azalmasıdır.Böylece tek değerli iyonların geçmesi önlenir ve şişmeyi artırarak zehir etkisi yapmasını da ortadan kaldırır.İşte tek değerlikli bileşiklerde hazırlanmış çözeltilerin hücreye yaptığı etkiye sinerjistik etki denir.Sonuç olarak bir elementin yaptığı etkiyi ikinci elementin artırmasına sinerjisitk etki denir. Bitki Fizyolojisi Ders Notları Hazırlayan Duygu OKTEN  

http://www.biyologlar.com/bitki-fizyolojisi-ders-notlari-1

IŞIK SOLUNUMU (FOTORESPİRASYON)

Kloroplastlarda CO2 RuBP karboksilaz enzimi katalizörlüğünde RuBP tarafından yakalanarak PGA oluşturulup C3 yoluna katılır. Ancak O2 yokluğunun çok fazla olması durumunda aynı enzim RuBP ile O2’in birleşmesini sağlar. Bu durumda enzime RuBP oksijenaz denir. Esasen RuBP oksijenaz ve karboksilaz aynı enzim olup Rubisko olarak adlandırılır. Böylece 1 molekül fosfoglikolik asit (P-glikolat) ile 1 molekül PGA meydana gelir. Glikolik asit, peroksizomlarda taşınır. Burada glikolik asit ile O2, glikolat oksidaz enzimi katalizörlüğünde birleştirilerek glioksilik asit oluşturulur. Dolayısıyla fotorespirasyona glikolik asit yolu da denir. Bu esnada oluşan hidrojenperoksit (H2O2) zehirli bir madde olduğundan peroksizomlarda katalaz enzimiyle suya parçalanır. Daha sonra da glioksilattan glisin ve serin gibi amino asitler sentezlenir ve CO2’in bir kısmı serbest bırakılır. Bu olay ışıkta meydana geldiği ve olayda O2 kullanıldığı için ışık solunumu denilmiştir. Burda amaç ATP sentezlemek olmadığından, bu gerçek bir solunum değildir. Işıklandırılmış bir yaprakta fotosentezin aleyhine çalışan bir olaydır. Bu olayın fotosentezin verimini yarı yarıya azalttığı tesbit edilmiştir. Ancak bu sırada bazı aminoasitlerin sentezlenmeside bir avantajdır. Bütün bitkiler ışık solunumu yapmazlar. C3 bitkilerinin tümü ışık solunumu yaparken C4 bitkileri ya hiç yapmazlar veya çok az yaparlar. Çünkü C4 bitkilerinde glikolat oksidaz enzimi ya hiç yok veya çok azdır. Bu da C4 bitkilerinde fotosentez veriminin yüksek olmasının bir diğer sebebidir. Işık solunumu sırasıyla kloroplast, peroksizom ve mitokondride gerçekleşir. Serin amino asitten gliserat ve PGA oluşarak C3 yoluna entegrasyon oluyorsa fotosentezin aleyhine bir durum meydana gelmez. Ancak bitkinin amino asitlere ihtiyacı varsa amino asitler sentezlenecektir ve C3 yolu ile entegrasyon geçişi olarak kalkacaktır. KEMOSENTEZ Ototrof yaşayan sadece yeşil bitkiler değiller bazı bakterilerde ototrofturlar. Ancak bu bakteriler ışığı kullanarak değil kimyasal maddeleri okside ederek açığa çıkardıkları enerji kullanılarak CO2’di karbonhidratlara indirgerler. Bu olaya kemosentez adı verilir. Kemosentez bakterileri bu yaşam biçimleriyle doğada madde döngüsüne katkı sağlarlar. Bir çok toksik maddeyi etkisiz hale getirirler ve erimeyen bazı maddeleri eriterek kullanılır hale koyarlar. Başlıca kemosentez tipleri: Azot oksidasyonu : Toprakta bitki ve hayvan kalıntılarından oluşan NH (amonyak) Nitrosomans cinsi bakteriler tarafından nitrite (NO) çevrilir. Bu reaksiyonda açığa çıkan enerji nitrosomanslarca kemosentezde kullanılır. Ortaya çıkan HNO’lerde diğer bir bakteri grubu olan Nitrobakteriler tarafından nitrata dönüştürülürler ve bitkilere azot sağlamış olurlar. Kükürt oksidasyonu : Beggiatoa, Thiospirillum gibi kükürt bakterileri HS ve S okside ederek enerji sağlarlar ve kemosentez yaparlar. Demir oksidasyonu: Leptotrhrix, spirophyllum gibi bakterileri iki değerli demiri (Fe)üç değerli demire (Fe) demire okside ederek kemosentez yaparlar(PAS). Kemosentezde KH sentezinin nasıl seyrettiği pek bilinmemektedir. SOLUNUM Tüm canlı hücrelerin yapmak zorunda olduğu bir yıkım olayıdır. Amaç hücrenin kendine yetecek enerjiyi temin etme isteğidir. Bu enerji bilindiği gibi sentez ürünlerinde ki kimyasal bağlarda saklıdır. Karbonhidratlar, yağlar ve proteinler başlangıçta güneşten aldıkları enerjiyi solunum reaksiyonlarıyla ATP olarak dışarı vererek canlıların metabolik, büyüme, gelişme, vücut ısısı ayarlama ve eylemlerini gerçekleştirme gibi aktivitelerde kullanmalarında olanak sağlar . Temel organik maddelerin solunum reaksiyonları yolunda parçalanıp kimyasal bağ enerjilerini ATP’ ye dönüştürmeleri için öncelikle yapı taşlarına ayrışmaları gerekmektedir. Örneğin; Nişatanın → glikoza yağ moleküllerinin → yağ asitleri ve gliserol’a proteinlerin → amino asitler’e hidroliz olmaları ve hücrelere kadar taşınmaları şarttır. Solunum sistemli bir yanma olayıdır. Organik moleküller, başta şeker olmak üzere hücrelerde kademe kademe yıkılarak, karbon iskeletlerindeki bağlardan çıkan enerji mitokondri kristalarında yerleşmiş ETS (Elektron Taşıma Sistemi) vasıtasıyla ATP’ye dönüştürülür. Buna oksidatif fosforilasyon yada biyolojik yanma denir. Petrol, odun, kömür gibi fosil yolla organik yakacakların yanması durumunda ise C iskeletlerdeki bağlardan hızla salınan enerjide ısı, ışık olarak etrafa yayılır. Bu bir kimyasal yanmadır. Solunumdaki yanmadan farklıdır. Solunumda esas amaç enerji temini yani ATP üretimi olsada, bu sırada metabolizma için gerekli bir çok yan üründe meydana gelmektedir. Örneğin; çeşitli organik asitler, amino asitler, nükleotidler, pigmentler v.s. oluşmaktadır. Solunum için kullanılan öncelikli molekül glukoz’dur. Glukoz un bulunduğu hücrede daima yıkıma uğrayan bu 6 C’lu molekül olmaktadır. Solunum sitoplazmada başlayıp mitokondride devam eden bir çok biyokimyasal olayın ard arda seyrettiği bir döngüdür. Bütün yüksek bitkiler ve organizmalar solunum (aerobik solunum) yaparlar ama bazı mikroorganizmalar oksijen kullanmadan Enzimleri sayesinde oksijensiz olarak solunum(anaerobik solunum) yaparlar, buna fermentasyon denir. Oksijenli solunum glukoz kullanıldığında başlıca üç aşamada gerçekleşir. 1 - Glikoliz Safhası (sitoplazmada gerçekleşir) 2 - Krebs Döngüsü (mitokondri matriksinde gerçekleşir) 3 - Elektron Taşınım Sistemi (mitokondri kristalarında gerçekleşir) GLİKOLİZ Hücre sitoplazmasında glukozun oksijene gereksinim duyulmadan iki pirüvik asite (pirüvat) kadar parçalanması olayıdır. Bu reaksiyon zincirinde öncelikle 2 ATP kullanılır Bu reaksiyon zincirinde öncelikle 2 ATP kullanılır. Bu ATP’ler ve enzimler sayesinde öncelikle iki 3C’lu aldehite dönüşen glikoz molekülü bir inorganik fosfat (Pi) girişi, 2 H+ ve 4 ATP çıkışı sağlayan bir dizi reaksiyondan sonra 2PA’ te dönüşür ve bu pirüvik asitler normal yolda mitokondrilere taşınırlar. Olağan dışı durumlarda ise Laktik Asit (LE)’e dönüşmek suretiyle 4ATP çıkışının devam etmesini sağlar (anaerobik solunum). KREBS ÇEMBERİ Mitokondri matriksinde PA (3C) ’ tin Asetil CoA (2C)’ya dönüşmesiyle başlayan bu reaksiyonlar döngüsünde 3C’lu molekülün tüm karbonları CO2’te dönüşür. Sonuçta 4 NADH2, bir FADH2 ve substrat reaksiyonu ile bir ATP ortaya çıkmaktadır. 1 glukoz molekülü için bu çıktılar ikiye katlanacaktır. Bu çemberde meydana gelen organik asitler üç karboksil grubu ihtiva ettiği için bu çembere Trikarboksilik Asit Çemberi (TCA)’de denir ELEKTRON TAŞINIM SİSTEMİ Bu sistem mitokondri kristalarında bulunur. ETS’de elektron ve hidrojen taşıyan özel maddeler vardır. Elektron taşınırken ATP sentaz (moleküler değirmen) enziminin aktivasyonuyla ATP sentezi olur. Buna oksidatif fosforilasyon adı verilir. Taşınan elektronlar en son akseptorden (sitokrom a3) ayrılınca matriksteki 2H+ ve O2 ile birleşerek H2O teşkil eder. Buna da terminal oksidasyon denir. Mitokondride cereyan eden bütün bu olaylar (TCA, oksidatif fosforilasyon ve terminal oksidasyon) için O2 gereklidir. O2 yokluğunda meydana gelmezler. ETS’de ATP sentezi, kemiozmotik teoriye göre , oksidatif fosforilasyon ile şöyle olmaktadır; ETS’de yeralan bazı akseptörler H+ ve elektron alarak indirgenir. Bunlar, flavinmononükleotid (FMN) ve ubikinon (UQ) dur. Bunlar hidrojenleri zarlar arası boşluğa pompalarken elektronları elektron akseptörlerine (sitokromlar ve Fe-S proteinleri) verirler. Elektronlar bu şekilde H2O’a kadar taşınırlar. Matriksdeki TCA’dan veya sitoplazmadaki glikolizden gelen hidrojenler bu şekilde zarlar arası boşluğa bırakıldıkça burası asitleşir ve zar potansiyeli oluşur. Bu durumda ATP sentaz enzimi aktive olarak hidrojenleri matrikse geçirir. Bu sırada enzimin katalizörlüğünde ATP sentezi olur. Hidrojen ve elektronlar krista zarındaki ETS’ye NADH2 veya FADH2 halinde getirilerek ETS’ye katılırlar. TCA’nın NADH2’leri ETS’nin başından itibaren zincire katıldığından ve üç yerde hidrojen pompalanması olduğundan NADH2 başına 3 ATP sentezlenir. Oysa TCA’nın FADH2’leri ve glikoliz NADH2’leri ETS’ye UQ’dan itibaren katıldıklarından iki yerde hidrojen pompalanması olur ve 2 ATP sentezlenir. Glikolizden gelen NADH2’ler başına 2ATP sentezlendiğinin sebebi şudur; sitoplazmadan mitokondriye geçişte mitokondri zarında bulunan ve gliserol fosfat mekiği denilen özel bir transport sistemiyle NADH2’lerin H+’leri mitokondri içine geçirilir ve bir flavoprotein (FAD) üzerinden UQ’a aktarılır. Yani sitoplazmadan gelen H+’ler ETS’ye ortadan katıldığı için iki yerde H+ pompalanmasına ve dolayısıyla 2ATP sentezine sebep olur. SOLUNUMDA ENERJİ BİLANÇOSU Glikoliz ve TCA’dan ayrılan Hidrojenleri NAD veya FAD yakalar ve NADH2 veya FADH2 halinde ETS’ ye getirirler. Yapılarındaki hidrojen ve elektronları ETS’ye verip tekrar iş başına dönerler. Şekil’de NADH2 ve FADH2’lerin hangi reaksiyonlardan kaynaklandığı ve her birisi için kaç ATP sentezlendiği belirtildi. Bunları toplarsak 16 ATP eder. Fakat bu reaksiyonlar iki defa meydana geldiğinden 16 x 2 = 32 ATP yapar. Şu halde oksidatif fosforilasyon yoluyla solunumda 32 ATP sentezlenir. Bir de 2 tane glikolizden 2 tane de TCA’dan fosforilatif yolla direkt ATP sentezi vardı. Bunları da eklersek 36 ATP eder. Yani glikoz molekülünün solunuma girip okside olmasıyla 36 ATP sentezlenir. Yapılan hesaplamalarda bir glikozun yıkımıyla esasında 686 Kkal’lik bir enerji çıkmaktadır. Oysa bir ATP’nin hidroliziyle 7,4 Kkal’lik bir enerji açığa çıkar ve 36 x 7,4 = 266,4 Kkal’lik bir enerji solunumda ATP halinde tutulmuş olur. Geriye kalan 420 Kkal2lil enerji ısı olarak yayılır. Yani glikozdan açığa çıkarılan enerjinin % 40 kadarı ATP halinde tutulabilmektedir. SOLUNUM SIRASINDA MEYDANA GELEN YAN ÜRÜNLER Solunumun esas amacı ATP sentezi yapmaktır. Fakat bu esnada değişik basmaklardan kaynaklanan çeşitli organik maddelerin sentezi de yapılır. Bu yüzden solunum bir taraftan yıkılma ve parçalanma iken diğer taraftan organiklerin sentezine sebep olan bir merkezdir. SOLUNUM KATSAYISI Solunumun ölçülmesi, bitkilerin solunumla tükettiği O2’nin ve dışarı verdiği CO2’nin ölçülmesine dayanır. Bu bakımdan solunumda oluşan CO2’in tüketilen O2’e oranı solunum katsayısı olarak adlandırılır ve RQ sembölü ile gösterilir. Solunumda KH’ların kullanılması durumunda bu katsayı 1’dir. Yani KH’ların solunumunda verilen CO2 alınan O2’e eşittir. Mesela; Solunumda yağlar gibi oksijence fakir organik maddeler okside edildiğinde oksidasyon için daha çok O2’e ihtiyaç olduğudan CO2 / O2 oranı düşük olacağından solunum katsayısıda 1’den azdır. Mesela; Yapısında bol oksijen ihtiva eden organik maddelerin oksidasyonu için az oksijen gerekli olduğundan bunların solunum katsayıları 1’den büyüktür. Mesala organik asitler bu şekilde oksijence zengindir. Oksijence fakir olan proteinlerinde solunum katsayıları 1’den azdır. Görüldüğü gibi, solunum yapan bir bitki dokusunda solunum katsayısını ölçerek o dokunun solunumda kullandığı organik madde grubunun ne olduğu hakkında genel bir bilgi sahibi olabiliriz. Normal koşullarda bitkiler ve hayvanlar solunumda öncelikle KH’ları kullanırlar. Ancak depo maddeleri tükenince diğer indirgenmiş maddeleri (yağlar, proteinler gibi) solunum substratı olarak kullanmaya başlarlar. Yağların ve proteinlerin solunuma katkısı KH’ın katkısından farklıdır. Bu maddelerin yıkımında glikoliz safhası yoktur. FERMANTASYON Oksijen olmaksızın besinler nasıl okside edilir? Oksidasyon, elektronların sadece oksijene değil, elektronların herhangi bir elektron alıcısına verilmesidir. Glikoliz, gulukozu iki molekül pirüvata oksitler. Glikolizin oksitleyici ajanı oksijen değil, NAD+’dır. Özet olarak, glikoliz ekzergonik olup, açığa çıkan enerjinin bir kısmı substrat – seviyesinde fosforilasyon ile net olarak 2 ATP üretmek için kullanılır. Eğer oksijen varsa, gulukozdan uzaklaştırılan elektronları taşıyan NADH bu elektronları elektron taşıma zincirine verdiğinde, oksidatif fosforilasyon ile ek ATPler üretilir. Ancak oksijen olsa da olmasa da, yani koşullar aerobik de anaerobik de olsa glikoliz 2 ATP üretir. (aer hava ve bios canlılık demektir; “an” olumsuzluk belirtir) Organik besinlerin anaerobik yıkımı, fermantasyon ile gerçekleşir. Fermantasyon glikolizin uzantısı olup, glikolizin oksidasyon basamağında ortaya çıkan elektronları kabul edecek yeterli NAD+ sağlandığı sürece, substrat seviyesinde ATP üretebilir. NADH dan NAD+ oluşturacak bir mekanizma olmaksızın, hücrenin NAD+ havuzu glikoliz sırasında tükenir ve oksitleyici bir ajan olmadığı için glikoliz durur. Aerobik koşullarda elektronların elektron taşıma zincirine aktarılmasıyla, NADH dan NAD+ oluşturulması sürer. Bu işlemin anaerobik alternatifi, NADH dan glikolizin son ürünü olan pirüvata elektron aktarımıdır. Fermantasyon, glikoliz ile elektronların NADH’dan pirüvata ya da pirüvat türevlerine aktarılmasıyla yeniden NAD+ üreten tepkimeleri kapsar. Bu NAD+ glikoliz ile şekerin okside edilmesi için tekrar kullanılır ve substrat seviyesinde fosforilasyon aracılığı ile net olarak 2 ATP üretilir. Pirüvattan oluşturulan son ürünlere göre bir çok fermantasyon tipi vardır. Alkolik Fermantasyonda pirüvat 2 basamakta etanole dönüştürülür. İlk basamakta pirüvattan CO2 uzaklaştırılır ve 2 karbonlu bir bileşik olan asetaldehit oluşur. İkinci basmakta ise, asetaldehit NADH ile etanole redüklenir. Böylece glikoliz için gerekli olan NAD+ yenilenmiş olur. Laktik Asit Fermantasyonu sırasında pirüvat NADH tarafından doğrudan doğruya redüklenir. Bu sırada CO2 salınmaz. Genelde mikroorganizmalar fermantasyon yapar. Ancak oksijen yetersizliğinde, su stresinde (fizyolojik kuraklık) yüksek bitkilerde biraz yapar. Fazlası bitkiler için toksiktir. Bazı tohumlarda tohum çimlenmesinin ilk basamaklarında da olabilir. Fermantasyon yapan bakterilerin bazısı oksijensiz ortamda yaşar (obligat anaeroblar). Mesela, Basillus botilinus. Bazı mikroorganizmalar ise hem oksijenli hem de oksijensiz ortamda yaşayabilirler (fakültatif anaeroblar). Mesela, Saccharomyces cerevisia mantarı. PENTOZ FOSFAT YOLU Yaşlı ve hasta bitkilerde görülen bu yolda genellikle 5C’lu şekerler sentezlendiği için bu yola pentoz fosfat yolu adı verilir. Pentoz fosfat yolu sitoplazmada cereyan eder ancak karanlıkta kloroplastlarda da meydana gelir. Bu yol glikolizden ayrılıp tekrar ona bağlanan bir yan yoldur. Glikoz-6-Fosfat tan itibaren başlar ve riboz gibi 5 C’lu şekerler sentezlenir. İki önemli ürün nükleik asitlerin yapısında bulunan 5C’lu şekerler ve indirgenme reaksiyonlarının vazgeçilmezi olan NADPH2 sentezlenir. Bu yol bitki hücrelerinde glikoliz ve TCA reaksiyonları ile birlikte yürür. Dışarı verilen CO2’in ¼ nin bu yolla sentezlendiği hesaplanmıştır. GLİOKSİLAT YOLU: Bitkilerde yağlar şekerlere dönüştürülemez. Ancak endospermlerinde yağ depolayan tohumlarda (ay çiçeği, hint yağı, soya gibi) çimlenme sırasında yağlar şekere dönüştürülebilmektedir. Çimlenme sonucu meydana gelen plumula, radikula gibi organalara besin gerektiğinde, endospermadan yağ taşınımı mümkün olmadığı için bu sırada yağlar şekere çevrilerek bu organlara taşınmaktadır. Bu yola glioksilat yolu denir. Reaksiyonlar endosperm hücrelerinde buluna glioksizom adı veilen organellerde gerçekleşmektedir. Bu reaksiyonların yürümesini sağlayan malat sentataz ve izositraz enzimleri sadece glioksizomlarda bulunur. Glioksizomlarda sadece yağ depolayan endosperm hücrelerinde bulunduğu için bu olay başka dokularda görülmez. Glioksilat yolu hem mitokondrideki TCA çemberiyle hem de sitoplazmadaki glikoneogenaz youluyla irtibatlı olarak çalışır. ALTERNATİF SOLUNUM YOLU Siyanür (CN-), azid (N3-) ve karbon monoksit (CO) gibi inhibitörler şekilde gösterilen solunumun ETS safhasını inhibe ederek solunumu engeller. Bu inhibisyon, ETS’nin son basamağında görev yapan sitokrom oksidaz enziminin bloke olmasıyla meydana gelir. Bitkilerde siyanüre dirençli bir alternatif solunum yolu bulunduğu anlaşılmış ancak henüz detaylı bilgi elde edilememiştir. Mevcut bilgilere göre, normal solunumda elektron taşınımı elektronlar 1. ubikinon ’dan sitokrom b ’ye değil kısa yoldan henüz mahiyeti tam bilinmeyen ve terminal oksidaz adı verilen siyanüre dirençli bir enzim üzerinden oksijene taşınır. Dolayısıyla alternatif solunum yolunda ATP sentezi ya hiç olmaz ya da çok az olur. Çünkü ETS’de elektron akışı sağlanamadığı için yeterli bir H+ pompalanması ve zar potansiyeli oluşmaz. Dolayısıyla solunumda açığa çıkan enerji ortama ısı enerjisi olarak dağılır.

http://www.biyologlar.com/isik-solunumu-fotorespirasyon

Toprakta Basit Organik Bileşiklerin Ayrışması

Hücre bileşenlerinin birçoğu toprak mikroorganizmalarının büyük bir kısmı tarafından hızla kullanılabilir şekildedir. Şekerler, amino şekerler, organik asitler ve aminoasitler toprağa hücre protoplazmasından serbest bırakılır ve aynı zamanda daha karmaşık bileşiklerin ayrışması yoluyla ortaya çıkarlar. Bütün bu maddelerin hepsi toprak mikroflorası tarafından hızlı bir şekilde kullanılır. Sonuçta mikrobiyal aktivite artarken doğal organik ayrışma da hızlanmış olur. Toprak mikroorganizmalarının büyük bölümü karbonhidrat ve proteinlerin oksidasyonu sırasında oluşan organik asitlerin çoğunu kullanabilirler. Bu gibi maddeler suyla doygun havasız koşullarda daha fazla bulunurlar. Suda çözünür şekerler toprakta küçük miktarlarda bulunur fakat çözünmeyen formların yapısında da yer alırlar. Herhangi bir organizma bu polimerleri etkilediğinde şeker serbest kalır ve enerji sağlamak için organizmalar tarafından kullanılır. Aminoasitler toprağa katıldıklarında ilk 48 saat içinde büyük ölçüde ayrışmakta ve 96 saat sonra tümüyle ortadan kaybolmaktadır. Lizin ve trozin gibi bazı aminoasitler ayrışmaya dirençlidirler. Aerob koşullarda aminoasitler amonyak ve CO2’e ayrışırken anaerob koşullarda amonyak ve uçucu yağ asitleri oluşmaktadır. Karmaşık Organik Bileşiklerin Ayrışması Bunlar suda çözünmeyen ve molekül büyüklüğü nedeniyle mikroorganizmalar tarafından doğrudan kullanılmayan bileşiklerdir. Bu bileşikler ekstraselüler enzimler tarafından ayrıştırılır ve mikroorganizmalar tarafından özümlenmeden önce abdorbe edilirler. Nişasta Nişasta glikozdan oluşan 2 polimerin amiloz ve amilopektinin karışımıdır. Amiloz, glikoz moleküllerinin 1-4 glikoz bağları ile oluşan bir zincir yapısına sahiptir, amilopektin ise bu zincire ilaveten 1-6 bağlarıyla bir yan zincir de oluştururlar. Pek çok karmaşık organizma grupları nişastayı karbon ve enerji kaynağı olarak kullanabilmekte ise de yalnızca birkaç toprak organizması nişastayı organik asit ve CO2’e ayrıştırabilmekte, diğer bazıları yalnızca dekstrine çevirebilmektedir. Toprak bakteri, mantar ve aktinomisetleri oluşturdukları ekstraselülar bir enzim olan α-amilaz ile nişastayı hidrolize ederler. α-amilaz hem amilozu hem de amilopektini birkaç şeker ünitesinden oluşan dekstrine indirger. β-amilaz enzimi ise amilozu maltoza amilopektini de maltoz ve dekstrin karışımına indirger. Maltoz ise sonuçta β-glikozidaz enzimi tarafından glikoza hidrolize edilir. Nişastayı kullanabilen bazı mikroorganizmalar; Bakteri Aktinomiset Mantar Bacillus flavobacterium Micromonospora Aspergillus Chromobacterium micrococcus Nocardia Fomes Clostridium pseudomonas Streptomyces Fusarium Cytophaga Polyporus Rhizopus Pektik Maddeler Pektik maddeler hücre orta lamelinde yaygın olarak bulunan ve galakturonik asit ünitelerinin birbirlerine uygun zincirler halinde bağlanmasıyla oluşan karbonhidratlardır. Bakteri, mantar ve aktinomisetler pektik maddeleri C ve enerji kaynağı olarak kullanıp hidrolize ederler. Pektik maddeleri kullanan mikroorganizmalar daha ziyade kök bölgesinde yaygındırlar. Bakterilerden Arthrobacter, Bacillus, Clostridium, Micrococcus, Pseudomonas, Mantarlardan Streptomycetes, Micromonospora, Actinoplanes, Microbispora ve Aktinomisetlerden Streptosporangium. Pektinoesteraz enzimi pektin ve pektinik asitleri pektik asite çevirirler. Farklı basamaklarda etkin olan diğer polimer molekülünün hidrolitik yapısını etkileyen enzimler ve trans-eliminatif molekül bölünmesi yapan enzimlerle pektik asit sonuçta galakturonik aside çevrilir. İnulin Fruktoz ünitelerinden oluşan bir polisakkarit olup bitkilerde depo maddesi olarak kullanılır. Diğer karbonhidratları ayrıştıran benzeri mikroorganizmalar tarafından inulaz enzimi yardımıyla fruktoz ünitelere ayrılır. Kitin Arthropod iskeletleri, mantar hücre duvarları, bazı alglerle nematod yumurtalarının önemli bileşeni olan kitin selüloz gibi uzun molekül zincirlerinden oluşur. Bileşiğin temel birimi aminoşekerlerdir. Suda çözünmeyen bir madde olup organizmalara mekanik destek sağlar. Kitinin ayrışma ürünleri glikoz ve amonyak olup bunlar mikroorganizmalar tarafından geniş ölçüde kullanılan bileşiklerdir. Mantar, aktinomiset ve bakterilerin hepsi kitini etkileme gücüne sahiptirler. En yaygın olanları Mortierella, Streptomyces, Pseudomonas ve Bacillus’tur. Lipidler Bitki ve hayvan dokularında bulunan yağlar, yağ asitleri ve gliserinin oluşturudğu karmaşık esterlerdir. Mumlar ise yağ asitlerinin yüksek monohidrik alkollerle oluşturdukları esterlerdir. Bu bileşikler lipaz (esteraz) enzimiyle parçalanırlar. Özellikle bakteriler yağ ve mumları etkilemektedir. Bitki yüzeylerinde bulunan yağların (Kütin) ayrışmasında kütin esteraz ve karboksi kütin peroksidaz enzimleri rol oynar. Kütin toprağa ulaşmadan önce yaprak yüzeyi (fillosfer) organizmalar tarafından kısmen ayrıştırılır. Mayalar ve Azotobacter kütikulayı ayrıştırır ve böylece yapraktan besin maddesi sızmazı artar. Mayalardan Rhodotorula ve mantarlardan Penicillum spinulosum Kütini ayrıştıran en yaygın toprak organizmalarıdır. Hidrokarbonlar Toprakta çok sayıda hidrokarbon ve türevleri sentezlenmekte veya ayrışıma uğramaktadır. Bu nedenle genel C döngüsü içinde önemli bir yer kapsamaktadır. Topraklara katılan hidrokarbonlar içinde çeşitli zararlıların savaşımı için geliştirilen çeşitli yapay kimyasal maddeler bulunmakta ve bunların topraktaki etkenlik süreleri içinde ayrışmaları onların zararlılara karşı göstereceği etki düzeyini değiştirebilmektedir. Bu nedenle hidrokarbonlar ve ilişkili bileşiklerin mikrobiyolojik etkilenmesinin hem tarımsal ve hem de ekolojik önemi bulunmaktadır. Gönderi; Zahide

http://www.biyologlar.com/toprakta-basit-organik-bilesiklerin-ayrismasi

Nükleik asitlerin yapısı ve fonksiyonu (işlevi) hakkında bilgi verebilirmisiniz?

Nükleik asitlerin yapısı ve fonksiyonu (işlevi) hakkında bilgi verebilirmisiniz?

NÜKLEİK ASİTLER Yapılarında C,H,O,N ve P bulunduran ve hücreler tarafındansentezlenen büyük organik bileşiklerdir. Görevleri genel olarak kalıtsal bilgiyi taşımak aktarmak ve hücreyi yönetmektir. Nükleik asitlerin yapı taşları Nükleotit lerdir.Bir nükleotitte Azotlu organik bir baz,5C'lu şeker ve fosfat molekülleri vardır.Yanlızca azotlu organik baz ve şekerden oluşan yapıya Nükleozit adı verilir. Baz Şeker Fosfat =Nükleotit Şimdi Nükleik asitlerin yapısındaki yapıları inceleyelim. BAZ Nükleik asitlerin yapısında iki çeşit baz bulunur. 1-PÜRİN GRUBU BAZLAR:Çift halkalı bazlardır.Bu nedenle büyük molüllerdir.İki tane bazı vardır.Adenin (A)ve Guanin (G) 2-PİRİMİDİN GRUBU BAZLAR:Tek halkalı bazlardır.Bu nedenle küçük moleküllerdir.Üç tane bazı vardır.Timin (T),Sitozin (S veya C),Urasil (U)   ŞEKER Nükleik asitlerde 5C'lu şekerler bulunur.Pentozlar Riboz ve Deoksiriboz şekerleridir. Riboz:C5H10O5 Deoksiriboza göre bir oksijen fazladır.Deoksiriboz:C5H10O4 FOSFORİK ASİT Nükleik asitlerin ortak grubudur.H3PO4 Bazı nükleotit çeşitleri şunlardır. Adenin + Deoksiriboz +Fosforik asit=Adenin(deoksiribo)Nükleotit Urasil + Riboz + Fosforik asit=Urasil(ribo)nükleotit Bir nükleik asit zincirini oluşturan nükleotitlerin birbirine bağlanmasını sağlayan bağ Fosfodiester bağıdır. Nükleikasitler bulundurdukları şeker çeşidine göre 2 ye ayrılır. 1-DNA (Deoksiribo Nükleik Asit) Dna modeli Watson ve Crick tarafından ortaya konmuştur.Buna göre *İki tane iplikten oluşmuş, sarmal yapıya sahip bir moleküldür. *Adenin,Guanin,Sitozin ve timin nükleotitlerini bulundurabilir.Urasil nükleotidini bulundurmaz. *Deoksiriboz şekeri bulundurur. *Bir zincirdeki adenin nükleotitinin karşısına diğer zincirde timin nükleotidi, guanin nükleotidinin karşısına da sitozin nükleotidi gelir. DNA için A/T =G/C=Pürin/Pirimidin=Fosfat/şeker=1 DNA molekülü oluşurken bir zincirdeki nükleotitler birbirine fosfodiester, karşılıklı nükleotitler birbirlerine Hidrojen bağı ile bağlanır. Adenin ile Timin arasında 2,Guanin ile sitozin arasında 3 tane zayıf hidrojen bağı bulunur. Toplam nükleotit sayısı=A+T+G+C *DNA kendini eşleyebilir.Bu olaya Replikasyon(=Duplikasyon) denir. *Ökaryot hücrelerde :çekirdek,mitekondri ve plastitlerde bulunur. *Hücrelerin genetik bilgisini taşır ve sonraki nesillere aktarır. *Protein ve RNA sentezini yönetir. *DNA polimeraz ve Ligaz enzimleri tarafından sentezlenir. *Mutasyon denen kalıtsal değişikliklere uğrar. *A+T/G+C oranı türe özgüdür.İnsanda bu oran 1,52 dir. ÖRNEK SORU:4500 Nükleotitli bir DNA'nın yapısında 1100 guanin nükleotit varsa bu DNA daki toplam Hidrojen bağı sayısını bulunuz? TOPLAM NÜKLEOTİT SAYISI=A+T+G+C 4500=A+T+1100+1100 A+T=4500-2200=2300 T=2300/2=1150 A ile T arasında 1150*2=2300 G ile C arasında 1100*3=3300 TOPLAM HİDROJEN BAĞI=2300+3300=5600 RNA (RİBONÜKLEİK ASİT) 1-Sadece mRNA tek iplikten oluşmuştur.Gerek rRNA ve gerekse tRNA ların çift zincir oluşumunu sağlayan katlanmaları vardır. 2-Adenin,guanin,sitozin ve urasil nükleotitlerini bulundurur.(RNA da timin bulunmaz) 3-Riboz şekerini bulundurur. 4-Kendisini eşleyemez.DNA üzerinden sentezlenir. 5-Ökaryot hücrelerde çekirdek,mitekondri,plastitler,ribozom ve stoplazmalarda bulunabilir. 6-DNA'dan aldığı bilgiyle protein sentezini sağlar. 7-RNA polimeraz enzimiyle sentezlenir.RNaz tarafından parçalanır. 8-Miktarı bir canlının aynı tip hücrelerinde bile farklı olabilir.Protein sentezinin fazla olduğu hücrelerde RNA miktarı fazladır. 9-Görevlerine göre 3 çeşit RNA bulunur 1-Mesajcı RNA(m RNA=elçi RNA=messanger RNA) -Hücrede en az bulunan RNA çeşididir.Toplam RNA nın %5 ini oluşturur. -DNA çekirdekten çıkamadığı için protein sentezi için gerekli şifreyi DNA dan alıp ribozmun küçük alt birimine getirir. -Hücrede her farklı protein için farklı bir mRNA sentezlenir. 2-Taşıyıcı RNA( tRNA=Transfer RNA) *Hücredeki RNA ların %15 ini oluşturur. *Stoplazmada çözelti halinde bulunduğundan eriyebilir RNA da denir. *Görevi, protein sentezinde kullanılacak aminoasitleri ribozomun büyük alt birimine taşımaktır. *Her tRNA, bir defada sadece bir aminoasiti ribozoma taşıyabilir. *Canlılarda 20 farklı aminoasite ait, en az 20 en çok 61 çeşit tRNA bulunur.(Nedenini araştırabilirsiniz!) *tRNA lar küçük RNA lardır.tRNA tek zincir üzerinde kıvrımlar yaparak yonca şeklini almıştır.Bu şekilde yer yer çift zincir yapısı gözlenmektedir. *Hidrojen bağı taşıyan tek RNA çeşididir. 3-Ribozomal RNA (rRNA) *Hücredeki RNA ların %75-85 ini oluşturur. *Proteinlerle birlikte ribozomun yapısına katılır. DNA İLE RNA'NIN ORTAK ÖZELLİKLERİ 1-Adenin,Guanin ve Sitozin bazı taşımaları. 2-Fosfat grubu(H3PO4) 3-Nükleotitleri birbirine bağlayan fosfodiester bağları. Kaynak:biyom.net

http://www.biyologlar.com/nukleik-asitlerin-yapisi-ve-fonksiyonu-islevi-hakkinda-bilgi-verebilirmisiniz

YÖNETİCİ MOLEKÜLLER VE ÖZELLİKLERİ

DNA ve RNA olarak iki çeşidi bulunan nükleik asitler, hücrelerin en önemli ve en büyük molekülleridir. A. NÜKLEİK ASİTLERİN YAPISI Yönetici moleküllerin temel yapı birimine nükleotit denir. Bir nükleotid ise üç farklı molekülün bağlanmasıyla meydana gelmiştir. Bu moleküller; beş karbonlu şeker (pentoz), azotlu organik baz ve fosforik asit dir. Nükleotidler alt alta bağlanarak nükleotid zincirlerini meydana getirirler. Bu bağlanma “şeker-fosfat” bağlarıyla sağlanır. B. DNA MOLEKÜLÜ VE ÖZELLİKLERİ Hücrelerin yönetimini ve kalıtımını sağlayan dev moleküllerdir. İki nükleotid zincirinin helozonik (sarmal) yapıda bağlanmasıyla oluşur. Yapısında azotlu baz olarak Adenin (A), Guanin (G), Sitozin (S) ve Timin (T) bulunur. Çift zincirinde Adenin sayısı Timin sayısına, Guanin sayısıda Sitozin sayısına eşittir. Çift zincirdeki Adenin ile Timin arasında iki, Guanin ile Sitozin arasında üç tane zayıf hidrojen bağı bulunur. RNA’dan farklı olarak deoksiriboz şekeri ve Timin bazı vardır. Çekirdekte, kloroplastta, mitokondride ve prokaryot hücrelerde sitoplazmada bulunur. DNA nın bu yapısını ilk defa 1950'li yıllarda, biyolog Watson ile fizikçi CRİCK keşfetmişlerdir. DNA nın Eşlenmesi (Replikasyon) DNA’nın kendini eşlemesi, hücre bölüneceği zaman gerçekleşir. Bunun için, iki ipliği bir arada tutan zayıf hidrojen bağları bir fermuar gibi açılmaya başlar ve iki nükleotid dizisi birbirinden ayrılır. Sonra hücre sitoplazmasında bulunan nükleotidlerden uygun olanlar açılan noktalardan yerlerini alırlar. Replikasyon olayında nükleotidlerin bağlanması DNA polimeraz enzimiyle sağlanır. Böylece fermuarın sonuna gelindiğinde başlangıçtaki DNA’nın aynısı olan iki yeni DNA meydana gelir. Bu şekilde DNA’nın kendini eşlemesi olayına yarı korunumlu eşlenme denir. C. RNA ve ÇEŞİTLERİ Bir nükleotid zincirinden oluşurlar. Yapılarında DNA dan farklı olarak Riboz şekeri ve Urasil bazı bulunur. Kendilerini eşleyemezler. RNA’ların DNA üzerinden sentezine transkripsiyon denir. Transkripsiyon yapılırken DNA nükleotidlerinin karşılarına onların eşi olan nükleotidler gelerek bağlanır. Sadece Timin yerine Urasil bağlanır. Görevlerinin farklı olmasına bağlı olarak, her hücrede üç eşit RNA bulunur. 1. mRNA (elçi RNA) Sentezlenecek olan proteinin şifresini DNA’dan alarak ribozoma getirir. Ribozom birimlerini aktifleştirir ve ribozomda protein sentezine kalıplık yapar. mRNA üzerindeki nükleotidlerin üçerli olarak oluşturdukları gruplara kodon (şifre kelime) denir. Başlangıç kodonu belli ve sabittir. Bu bütün canlılarda ve her protein sentezinde aynı olup AUG nükleotidlerinden oluşur. Durdurucu kodon üç çeşit olup, her mRNA da bunlardan birisi bulunur. Bunlar UAG, UGA ve UAA kodonlarıdır. 2. tRNA (Taşıyıcı RNA) Protein sentezi sırasında, sitoplazmadaki amino asitleri, kendine uygun olarak bağlayıp ribozomlara taşır. Proteinlerin yapısında 20 çeşit amino asit bulunduğundan, canlılarda en az 20 çeşit de tRNA vardır. 3. rRNA (Ribozomal RNA) Proteinlerle birlikte ribozomların yapısını oluşturur. Hücredeki RNA’ların en çoğu rRNA’dır.

http://www.biyologlar.com/yonetici-molekuller-ve-ozellikleri

DNA MOLEKÜLÜ VE ÖZELLİKLERİ

Hücrelerin yönetimini ve kalıtımını sağlayan dev moleküllerdir. İki nükleotid zincirinin helozonik (sarmal) yapıda bağlanmasıyla oluşur. Yapısında azotlu baz olarak Adenin (A), Guanin (G), Sitozin (S) ve Timin (T) bulunur. Çift zincirinde Adenin sayısı Timin sayısına, Guanin sayısıda Sitozin sayısına eşittir. Çift zincirdeki Adenin ile Timin arasında iki, Guanin ile Sitozin arasında üç tane zayıf hidrojen bağı bulunur. RNA’dan farklı olarak deoksiriboz şekeri ve Timin bazı vardır. Çekirdekte, kloroplastta, mitokondride ve prokaryot hücrelerde sitoplazmada bulunur. DNA nın bu yapısını ilk defa 1950'li yıllarda, biyolog Watson ile fizikçi CRİCK keşfetmişlerdir. DNA nın Eşlenmesi (Replikasyon) DNA’nın kendini eşlemesi, hücre bölüneceği zaman gerçekleşir. Bunun için, iki ipliği bir arada tutan zayıf hidrojen bağları bir fermuar gibi açılmaya başlar ve iki nükleotid dizisi birbirinden ayrılır. Sonra hücre sitoplazmasında bulunan nükleotidlerden uygun olanlar açılan noktalardan yerlerini alırlar. Replikasyon olayında nükleotidlerin bağlanması DNA polimeraz enzimiyle sağlanır. Böylece fermuarın sonuna gelindiğinde başlangıçtaki DNA’nın aynısı olan iki yeni DNA meydana gelir. Bu şekilde DNA’nın kendini eşlemesi olayına yarı korunumlu eşlenme denir.

http://www.biyologlar.com/dna-molekulu-ve-ozellikleri

Ribotiplendirme (Ribotyping)

Bakterilerde, ökaryotlarda ve arkelerde bulunan rRNA moleküllerinin birçoğunun moleküler evrimin gidişatında çok az değişmiş olduğu görülmektedir bundan dolayı bu sekanslara spesifik problar bakterilerin geniş bir sınıflandırmasını, benzer rRNA sekanslarıyla belirleyebilmektedir. Diğer prob tipleri ise belirli türler veya tür içinde sınırlı kalmaktadır. Ribotiplendirmede total genomik DNA bir restriksiyon enzimiyle daha küçük fragmentlere parçalanmakta ve bu parçalar jel elektroforeziyle birbirinden ayrılmaktadır. Fragmentler jelden bir membrana transfer edilmekte ve ribozomal 16S ve 23S rRNA’yı kodlayan genlerin korunmuş bölgelerine spesifik işaretlenmiş evrensel bir probla hibridizasyona tabi tutulmaktadır. Hibridizasyondan sonra fragmentleri göstermek için probların hibridize olduğu yerde probdaki işaret gözlenmektedir. Ribotip denilen bu bantlar, referans bir tür veri bankasıyla karşılaştırılarak izolatların tanımlanması için kullanılabilmektedir. Ribotiplendirme aynı zamanda muhtemelen bu yöntemin en yaygın kullanım amacında olduğu gibi, izolatların filogenetik amaçlar için tiplendirilmesinde de kullanılabilir. Geçmiş yıllarda bu yöntem Lactobacillus, Streptococcus, Leuconostoc ve Weissella türlerinin veya alttürlerinin taksonomik çalışmalarında da kullanılmıştır. Yöntemin ayırım gücü kullanılan oligonükleotit probların ve restriksiyon enzimlerinin sayısına ve tipine bağlıdır. PFGE ile karşılaştırıldığında ribotiplendirme, alttür ve suş identifikasyonu için yetersiz kalmaktadır buna rağmen türlerin ayrımında uygulanabilir bir yöntemdir. Ribotiplendirme; araştırmacıların yanlış bir şekilde PCR-ribotiplendirme olarak tanımladığı, 16S-23S ara bölgesinin PZR bazlı fragment uzunluk polimorfizminden ayrılmalıdır

http://www.biyologlar.com/ribotiplendirme-ribotyping

Canlılarda Sindirim Şekilleri

A. SİNDİRİM ŞEKİLLERİ 1. Mekanik Sindirim Fiziksel etkilerle besinlerin daha küçük parçalara ayrılmasıdır. Besinlerin kimyasal yapısı değişmez. Bu olaylarla enzimlerin etki yüzeyi artırıldığı için, esas sindirim kolaylaştırılır ve hızlandırılır. 2. Kimyasal Sindirim Hücrelerin, protein, yağ ve karbonhidratlı bileşiklerden faydalanabilmesi için bunların hidroliz edilmesi gerekir. Hidroliz; besin maddelerinin su yardımıyla parçalanması reaksiyonlarına denir. Bununla proteinler amino asitlere, yağlar yağ asiti ve gliserole, karbonhidratlar monosakkaritlere, nükleik asitler ise, pentoz, organik baz ve fosfata indirgenir. Besin maddelerinin bu şekilde en küçük bileşenlerine parçalanmasına tam sindirim denir. Kompleks besinlerin bazı ara bileşiklere kadar parçalanmasına ise eksik sindirim denir. 3. Hücre içi Sindirim Fagositoz ve pinositozla hücre içine alınan veya hücre içinde sentezlenen besin maddelerinin, besin kofulunda lizozom enzimleri yardımıyla hidrolizine denir. Bir hücrelilerin bazılarında, akyuvarlarda, çok hücrelilerden süngerlerde, hidrada ve planaryada görülür. Amip, besini yalancı ayaklarıyla sararak besin kofulu oluşturur. Oluşan kofula sindirim enzimleri (hidrolitik enzimler) girince sindirim olayı başlar. Besin kofulu sitoplazmik hareketlerle yer değiştirir. Besin kofulunda açığa çıkan sindirim ürünleri difüzyonla sitoplazmaya geçer. Kofuldaki sindirilemeyen artıklar hücre zarından dışarıya atılır. 4. Hücre Dışı Sindirim Besin maddelerinin hücrelerden dışarıya salgılanan enzimler yardımıyla yapı taşlarına ayrılmasına denir. Çok hücreli hayvanların çoğunda, saprofit bakterilerde, mantarlarda, böcekçil bitkilerde hücre dışı sindirim görülür. B. OMURGASIZLARDA SİNDİRİM Bazılarında besinlerin alınması ve sindirilmeyen artıkların atılması aynı açıklıkla sağlanır. Böyle sindirim sistemlerine eksik sindirim sistemi denir. Hidrada ve planaryada sindirim sistemi bu tiptendir. Hidrada sindirim boşluğunun tek açıklığı hem ağız hem de anüs olarak görev yapar. Planaryada sindirim kesesi, hidradakinden farklı olarak dallanmalar yaparak vücudun her tarafına uzanır. Yuvarlak solucanlardan başlayarak birçok hayvanda, iki açıklıklı ve değişik kısımları özelleşmiş boru şeklinde sindirim kanalı bulunur. Bu şekilde olan sindirim sistemine tam sindirim sistemi denir. Halkalı solucanlardan olan toprak solucanında tam sindirim sistemi bulunur. Alınan besinler, yemek borusundan geçerek kursağa gelir, besin maddeleri burada yumuşatılır ve taşlık denilen bölgeye aktarılarak taşların yardımıyla mekanik olarak parçalanır. Daha sonra bağırsağa geçen besinler, buradaki hücrelerden salgılanan enzimlerle sindirilir. Sindirim ürünleri bağırsak hücreleri tarafından emilir ve artık maddeler anüsten dışarıya atılır. C. OMURGALILARDA SİNDİRİM Omurgalı canlıların tamamında ağızla başlayıp anüsle ve kloakla tamamlanan tam sindirim sistemi bulunur. Kuşlarda gaga şeklini almış ağızda diş bulunmaz. Memeli canlılarda dişlerin yaptığı işi kuşlarda taşlık üstlenmiştir. Kursak besinlerin biriktirilmesini ve yumuşatılmasını sağlar. I. mide (bezli mide) besinlerin yumuşatılmasını ve kayganlaştırılmasını sağlar. Kuşlarda kimyasal sindirim ince bağırsağa bağlı pankreastan ve karaciğerden gönderilen yardımcı sıvılar sayesinde gerçekleştirilir. Artık maddeler kloaktan dışarıya atılır. 2. mide (taşlık) besinlerin taşlar yardımıyla mekanik olarak sindirilmesini sağlar. Memelilerden; geviş getirenlerde mide dört bölmelidir. Otcul olan bu canlılarda besin öğütücü ve kesici dişler tarafından alınır işkembeye gönderilir. Burada belli bir süre depo edilir. Bu sırada bazı bakteriler yardımıyla besinin bir bölümü parçalanır. Depolanan besin daha sonra ağıza parça parça gönderilip çiğnenir. Bu olaya geviş getirme denir. Ağızda çiğnenen besinler, ikinci kez yutulunca; besin, sindirim sıvılarıyla parçalanır. Bu canlıların ince bağırsağı oldukça uzundur. Selülozun sindirimi de canlıdan salınan enzimlerle değil, sindirim sisteminde bulunan tek hücreliler ve bakteriler tarafından salgılanan enzimlerle uzun zamanda gerçekleştirilir. D. İNSANDA SİNDİRİM SİSTEMİ Sindirim sistemi, bazı yerleri geniş ve bazı kısımları dar olan bir sindirim kanalı ile, bu kanala açılan yardımcı salgı bezlerinden meydana gelir. 1. Sindirim Sisteminin Kısımları İnsanın sindirim sistemi; ağız, dil, dişler, yutak, tükrük bezleri, yemek borusu, mide, bağırsaklar, karaciğer, pankreas, rektum ve anüs yapılarından meydana gelir. Bu yapılar başka görevler de yapmaktadırlar. Örneğin, dil besinleri karıştırmanın yanında; hem bir duyu organı, hem de konuşmada etikilidir. a. Ağız: İnsanda sindirim ağızda başlar. Ağızda sindirime yardımcı olan dişler, dil ve ağıza açılan tükrük bezleri bulunur. Ağızda; dışarıdan alınan besin maddeleri dişler yardımıyla mekanik olarak, tükürük içinde bulunan enzimle kimyasal olarak sindirime uğratılır. Dişler, besinlerin mekaniksel olarak parçalanmasını sağlar. Dişin dıştan içe doğru kesiti incelendiğinde mine, dentin ve öz olmak üzere üç bölüm ayırt edilir. Dil, çizgili kaslardan yapılmış olup, tat almaya, besinleri karıştırmaya, yutmaya ve konuşmaya yarar. b.*Tükrük Bezleri: Kulak altı, dil altı ve çene altı olmak üzere, ağızda üç çift tükrük bezi bulunur. Tükrük içerisinde amilaz, mukus, Na+ ve Ca++ iyonları vardır. Tükrükte bulunan amilaz pişmiş nişastayı kimyasal olarak parçalayabilir. c. Yutak ve Yemek Borusu: Dil besinleri yutağa doğru iter. Bu sırada soluk borusu gırtlak kapağı ile kapatılır. Yutak ile mide arasında yemek borusu bulunur. Yutulan besinler yemek borusuna geldiğinde, yemek borusu peristaltik hareketlerle kasılarak besinin ilerlemesini sağlar. Olayda yerçekimininde katkısı vardır. d. Mide: Mide besinleri depo eden, mekanik olarak parçalayan ve proteinleri sindirmek için enzim salgılayan bir organdır. Çalışması otonom sisteme ait vagus sinirleriyle denetlenir. Mide bezleri tarafından mide özsuyu salgılanır. Mide özsuyunun salgılanması gastrin hormonu tarafından sağlanır. Mide özsuyu içerisinde hidroklorik asit (HCl), pepsinojen ve süt çocuklarında lap enzimi bulunur. Mide ortamı asidikdir (pH 2 – 3). Goblet hücrelerinin salgıladığı mukus, mide yüzeyini HCl etkisinden korur. e. İnce Bağırsak: Kimyasal sindirim ince bağırsakta tamamlanır. Gerekli enzimler ve yardımcı sıvılar, pankreas, karaciğer ve bağırsak çeperinden gelir. Sindirimi tamamlanmış besin maddelerinin emilimi en fazla buradan olur. İnce bağırsağın mideden sonra ilk bölümüne oniki parmak bağırsağı, bundan sonra gelen kısma boş bağırsak ve en son bölgeye kıvrımlı bağırsak denir. İnce bağırsağın iç yüzeyinde emilme yüzeyini artırıcı villus (tümör) adını verdiğimiz çıkıntılar yer alır. İnce bağırsakta besinlerin hareketini kolaylaştıran, mukus salgılayan goblet hücreleri bulunur. İncebağırsakta besinler yemek borusunda olduğu gibi peristaltik hareketlerle ilerler. f. Kalın Bağırsak: Kalın bağırsak sindirilmeyen maddeleri toplama ve atma işini görür. İnce bağırsakla kalın bağırsağın birleştiği yerde kör bağırsak (çekum) bulunur. İnsanda, bu kör bağırsağın ucunda, körelmiş bir çıkıntı apandix bulunur. Kalın bağırsak rektum denilen bir yapı ile sonlanır. Rektumun dışa açılan kısmına anüs denir. Kalın bağırsakta ince bağırsaktan farklı olarak villuslar bulunmaz ve kimyasal sindirim yapılmaz. g. Pankreas : Pankreas dış salgı olarak farklı besinler için sindirim enzimleri içeren pankreas özsuyunu salgılar. Bunların en önemlileri; amilaz, lipaz, peptitaz ve nükleazlar dır. Pankreas özsuyunun salgılanması ince bağırsaktan gelen sekretin hormonu tarafından düzenlenir. h. Karaciğer: Karaciğer vücudun en önemli organlarındandır. Karaciğerin yapı ve görevi birimi lopcuklardır. Karaciğerin alt yüzeyinde safra kesesi (öd kesesi) bulunur. Karaciğer hücreleri tarafından üretilen safra karaciğer kanalıyla öd kesesine getirilir. Safranın içinde safra tuzları, kolesterol, yağ asitleri, safra pigmentleri ve su bulunur. Safranın Görevleri : · Yağların mekanik olarak sindirilmesini sağlar. · Yağda eriyen A - D - E - K vitaminlerinin emilimini artırır. · Mideden gelen asidik besinleri bazik hale getirir. · Bağırsak kokuşmalarını önler, zararlı bakterilerin üremesine engel olur. · Bağırsak villuslarının hareketini artırır. Karaciğere iki kaynaktan kan gelir. Birincisi dalak ve sindirim organlarıdır. Bunlardan toplanan kan, kapı toplar damarı ile karaciğere götürülür. İkincisi damar ise aortun bir koludur. Aorttan gelen kan karaciğer atar damarı yoluyla karaciğere ulaşır. Karaciğerin Görevleri : · Vücut ısısını düzenler. · Antitoksik fonksiyonu ile zehirli (toksik) maddeleri zehirsiz hale getirir. · Pıhtılaşmada rol oynayan protrombin ve fibrinojeni üretir. · Yaşlı alyuvar hücrelerini parçalar. Embriyo döneminde kan hücrelerinin üretimini sağlar. · Kanda bulunan fazla glikozu glikojen halinde depo eder. · Safra üretir ve salgılar. Bunun için alyuvarların parçalanması sırasında açığa çıkan hemoglobini kullanır. · Kanın damar içinde pıhtılaşmasını engelleyen heparini üretir. · D, B, A ve bağırsaklarda sentezlenen, kanın pıhtılaşmasında rol oynayan K vitamini ile; demir, kalsiyum, bakır, protein ve yağları depo eder. Karotenden A vitamini sentezler. · Zehirli (amonyaklı) maddeleri daha az zehirli üre ve ürik asit haline dönüştürür. · Cinsiyet hormonlarının fazlasını yok eder. · Lenf yapımında görev alır. Antikorların önemli bir kısmını üretir. · Proteinlerin karbonhidrat ve yağlara dönüşümünü sağlar. 2. Besinlerin Sindirimi Kimyasal sindirimle proteinler amino asitlere, karbonhidratlar monosakkaritlere, yağlar yağ asidi ve gliserole parçalanarak hücre zarından geçecek küçüklüğe getirilir. Kimyasal sindirimle parçalanan moleküllerin bir kısmı hücrelerde hemen kullanılmazlarsa dokularda depo edilebilirler. Hayvanlar yedek besinlerini glikojen ve yağ şeklinde, bitkiler ise nişasta şeklinde depo eder. Bitkiler vitaminleri kendi bünyelerinde yapabildikleri halde, hayvanlar ve insanlar yapamazlar. Bu yüzden, hayvanların ve insanların başlıca vitamin kaynağı bitkilerdir. B ve K gibi bazı vitaminler hayvanların ve insanların bağırsaklarında yaşayan mikroorganizmalar tarafından sentezlenebilir. Beslenmede, temel besinlerden başka, sodyum (Na), potasyum (K), mağnezyum (Mg), fosfor (P), kalsiyum (Ca) ve demir (Fe) gibi mineral tuzlarının da alınması gerekir. Vitaminler ve mineraller sindirime uğramadan kana geçebilirler. a. Karbonhidratların Sindirimi: Karbonhidratların kana geçebilmesi için sindirim organlarında en küçük yapı birimi olan glikoz, fruktoz, galaktoz, riboz ve deoksiriboz monomerlerine kadar parçalanmaları gerekir. Karbonhidratların sindirimi ağızda başlar. Besin ağızda çiğnenirken tükrükteki amilaz enzimi, nişasta ve glikojen molekülündeki bağları koparır. Onları daha küçük parçalara (dekstrin) ve maltoza ayırır. Karbonhidratlar mideden hiçbir kimyasal değişikliğe uğramadan oniki parmak bağırsağına gelir. Besin bağırsağa girdiğinde, bağırsak hücrelerinden pankreası uyaran bir hormon salgılanır. Bu hormon, pankreastan öz suların salgılanmasını sağlar. Pankreas öz sularındaki enzimler (amilaz) ağızda tam olarak parçalanmayan karbonhidratları disakkaritlere (maltoza) kadar parçalar. Disakkaritlerin sindirimini sağlayan enzimler ise bağırsak öz suyunda bulunur. Bu enzimler (maltaz, sükraz ve laktaz) ise disakkaritleri monosakkaritlere parçalar. Böylelikle karbonhidratların sindirimi tamamlanmış olur. İnsanda selüloz sindirici enzim üretilmediği için selüloz kalın bağırsakdan dışkı olarak atılır. b. Proteinlerin Sindirimi : Proteinlerin ve proteinli bileşiklerin kana geçebilmeleri için, sindirim sisteminde yapı taşları olan amino asitlere parçalanmaları gerekmektedir. Proteinlerin kimyasal sindirimi midede başlar; ince bağırsaklarda tamamlanır. Yutulan besin mideye geldiğinde, bazı mide hücreleri bir hormon salgılar. Bu hormon mide bezlerinden enzim (pepsin) üretilmesini sağlar. Bu enzimler proteinlerin daha küçük birimlere (peptonlara) parçalanmasını sağlar. Parçalanan proteinler oniki parmak bağırsağına geldi*ğinde, pankreasın enzimleriyle (tripsin ve kimotripsin) ince bağırsaklarda amino asitlere ve dipeptitlere parçalanır. Dipeptitler ise bağırsak çeperinden salgılanan erepsin enzimiyle amino asitlere ayrışır. Bütün sindirim enzimleri protein yapıda olup, sağlıklı bir insan günde 100 gr kadar enzim salgılar. Bu miktar, dışardan alınan protein miktarına yakındır. Salgılanan enzimler ince bağırsağın son kısmında pinositozla emilerek hidroliz edilir ve emilir. Böylece protein kaybı önlenmiş olur. c. Yağların Sindirimi : Yağların ince bağırsaktan emilebilmesi için yağ asitleri ve gliserine kadar parçalanmaları gerekir. Yağlar, safra tuzlarının ve pankreastan salgılanan lipaz enziminin etkisiyle ince bağırsakta yağ asidi ve gliserole ayrılır. Safra tuzları, yağ damlalarının yüzeyini artırararak lipaz enziminin etkisini kolaylaştırır (mekanik etki). Oluşan sindirim ürünleri; tekrar hidroliz edilemeyecek kadar basit moleküller olduklarından hücre zarından geçebilirler, hücrelerde yapı maddesi olarak veya vücudun enerji ihtiyacının karşılanmasında kullanılabilirler. 3. Sindirilen Besinlerin Emilmesi Sindirim sonucu en küçük parçalara ayrılan besin maddelerinin kan ve lenfe geçmesine emilme denir. a. İnce Bağırsakta Emilim: Besin maddeleri en fazla ince bağırsaktan emilir. İnce bağırsaktaki emilme difüzyon veya aktif taşımayla gerçekleşir. Emilen besinler iki yol izler. I. Yol : Glikoz, galaktoz, fruktoz, amino asit, mineraller, su ve bazı vitaminler incebağırsaktan difüzyon ve aktif taşımayla kan damarlarına geçer. II. Yol : Yağ asitleri, gliserol, A, D, E, K vitaminleri bağırsak villuslarında emildikten sonra lenf kılcallarına geçer. Bu kılcallar peke sarnıcında toplanır. Peke sarnıcı göğüs lenf kanalı yoluyla sol köprücük altı toplardamarına oradan da üst ana toplardamara bağlanarak kalbe ulaşır. b. Kalın Bağırsakta Emilim: Sindirilen besin maddelerinin içerisinde bulunan suyun büyük bir kısmı kalın bağırsakta emilir. Kalın bağırsakta bakteri faaliyetleriyle K ve B vitaminleri sentezlenir. Bu vitaminler ve tuzların emilimi de kalın bağırsakta olur. Normal bir insanda sindirilen karbonhidratların hepsi, yağların % 95'i ve proteinlerin % 90'ı ince bağırsaktan geçerken emilir. Bu emilim olaylarında difüzyon, osmoz ve aktif taşıma görev yapar.

http://www.biyologlar.com/canlilarda-sindirim-sekilleri

DNA KLONLANMASI

Bir genin yapı ve işlevleri üzerine yapılan çalışmalarda yeterli miktarda DNA elde etmek için DNA’nın klonlanması gerekir.Bir DNA parçasının birçok kopyasının yapılmasına KLONLAMA adı verilir. Klonlama yapmak için öncelikle DNA’nın restriksiyon enzimleriyle kesilmesi ve klonlanacak DNA parçasının bu şekilde ortaya çıkarılması gerekir. Bu parça, daha sonra bir vektöre (taşıyıcı) ba¤lanarak vektörle beraber bakteriye aktarılır ve bu şekilde üretimi sa¤lanır. 1. DNA’nın restriksiyon enzimleriye kesilmesi:1970’li yıllarda bakterilerde DNA’yı özgül baz dizisinden kesen enzimler, restriksiyon enzimleri izole edildi. izole edildikleri bakteriye göre isimlendirilen bu enzimlerden, örne¤in EcoRI, E. Coli’den elde edilmişti. Bu enzim, GAATTC dizilerini tanıyarak bunları diziden ayırır ve tek iplikli, yapışkan uçlu ve birbirlerini tamamlayıcı DNA parçaları oluşturur. iki DNA parçası,bu tamamlayıcılık özelli¤ine ba¤lı olarak, DNA ligaz enzimiyle birbirlerine ba¤lanırlar.Bu uygulamayla farklı iki DNA parçası aynı restriksiyon enzimiyle kesilerek birbiriyle birleştirilebilir. 2. Klonlama: Ço¤altılmak istenilen DNA parçasının bakteri içine aktarılarak bakteriyle beraber ço¤altılması, yani birden fazla kopyasının oluşması sa¤lanır.Vektör: Aracı bir vektör, örne¤in plazmid ile klonlanmak istenen DNA parçası bakteriye aktarılır. Plazmid, bakterilerde bulunan, kendi başına replike olabilen (kendi kopyasını oluşturabilen) ve antibiyoti¤e direnç genleri taşıyan halkasal DNA molekülüdür. 100-1000 kb (kb=kilobaz=1000 baz) büyüklü¤ündeki DNA parçaları, maya kromozomlarından yapılan yapay kromozomlar (YAC=yeast artificial chromosome), vektör olarak kullanılarak bakterilere aktarılabilir. Aynı restriksiyon enzimiyle kesilen plazmid ve klonlanacak DNA parçası, ligaz enzimi aracılı¤ıyla biraraya getirilerek “rekombinant DNA” oluşturulur.Rekombinant DNA’yı içeren bakterilerin, tanınması için seçici olarak üretilmeleri sa¤lanır. Seçicilik,plazmidin taşıd¤ı antibiyotik direncine göre,sadece istenilen plazmid DNA’lı bakterilerin üremesine uygun besiyeri hazırlanarak sa¤lanır.Bakterilerde her 20-30 dakikada bir gerçekleşen hücre bölünmesine ba¤lı olarak, klonlanmış DNA parçası da ço¤almış olur. Bu şekilde kısa sürede çok miktarda klonlanmış DNA elde etmek mümkündür. Prof. Dr . Ayşe Özer Marmara Üniv. Tıp Fakültesi

http://www.biyologlar.com/dna-klonlanmasi

MOLEKÜLER MARKERLAR

Bitkiler; virüs, bakteri, fungus, nematod ve böcekler tarafından saldırıya uğramaktadırlar. Bitkiler bunlara karşı kendilerini koruyacak bağışıklık sistemlerine sahip değillerdir. Bununla birlikte kendilerini korumak için ya devamlı yada teşviklenme durumunda faaliyete geçen antimikrobial savunma mekanizmaları ve dayanıklılık genleri (R) taşımaktadırlar. Dayanıklılık ıslahının amacı, dayanıklı genlerinin belirlenmesi, kültür bitkilerine aktarılması ve klonlanmasıdır. Dayanıklılık genlerinin belirlenmesi, geleneksel yöntemlere göre uzun zaman almakta ve gözlemlemek zordur. Moleküler markörler kullanılarak bu zorluklar ortadan kaldırılmaktadır. MOLEKÜLER MARKÖRLER Moleküler markörler, genomda herhangi bir gen bölgesi yada gen bölgesi ile ilişkili DNA parçasıdır. Bu markörler, polimeraz zincir reaksiyonuna bağlı olmayanlar (RFLP) ve bağlı olanlar (RAPD, AFLP, SSR) olarak adlandırılmaktadır. 1. Kesilen Fragmentlerin Uzunluk Polimorfizmi (Restriction Fragment Lenght Polymorphisms, RFLP) İlk keşfedilen moleküler markör sistemidir. Üzerinde çalışılan bitkinin DNA’sı çeşitli restriksiyon enzimleri ile kesilir ve agorozda bir güç kaynağı yardımı ile yürütülür. DNA’lar southern çalışılan bitkinin DNA’sı çeşitli restriksiyon enzimleri ile kesilir ve agorozda bir güç kaynağı yardımı ile yürütülür. DNA’lar southern blot tekniği kullanılarak naylon menbrana aktarılır. Markör olarak kullanılan DNA parçacıkları P32 veya biotin ile işaretlenir ve membran da bulunan kesilmiş DNA’lar ile eşleşmeye (hibridizasyona) tabi tutulur. Film geliştirilerek elde edilen sonuçlar değerlendirilerek dayanıklı ve duyarlı bitkiler arasında farklılık (polimorfizm) bulmaya çalışılır. Çok fazla DNA’ya ihtiyaç duyulması, pahalı ve fazla zaman alması tekniğin dezavantajını; sonuçların güvenirliği ve kodominat marker sistemine sahip olması ise avantajını oluşturmaktadır. 2. Değişken DNA Dizilerinin Tesadüfen Çoğaltılması (Random Amplified Polymorphic DNA, RAPD) RFLP metodundaki zorlukları aşmak ve PCR tekniğinin getirdiği avantajlardan yararlanmak amacıyla RAPD tekniği geliştirilmiştir. Sistemin temeli, dayanıklı ve duyarlı bitkiler rasgele üretilmiş 6-10 baz uzunluğundaki RAPD primerleriyle PCR yapılması ve bireyler arasında farklılığın belirlenmesidir. PCR esnasında primerler tesadüfi olarak genoma bağlanmakta ve bağlanılan bölgeler çoğaltılmaktadır. PCR ürünleri, elektroforesis edildikten sonra ethidium bromide ile boyanarak oluşan polimorfik bantlar dikkate alınarak dayanıklı ve duyarlı bireyler birbirlerinden ayrılmaktadır. Kullanılan her RAPD primeri için oluşan PCR ürünleri iki grup içerisinde incelenmektedir. Birincisi değişken olarak adlandırılırlar ve bunlar nükleotitlerdeki inversiyon, delesyon (silinme) ve primer bağlanma bölgelerindeki nükleotit değişikliğinden kaynaklanmaktadır. İkincisi değişken olmayanlar (monomorfik) olarak adlandırılmaktadırlar (Williams ve ark., 1990) RAPD analizi temelde basittir ve tekniği kullanmak için dizilim (sekans) analizine gerek yoktur. Uygulanması hızlı ve kolaydır. Çoğaltma işlemi normal PCR koşullarından farklı olmakta, primer bağlanma sıcaklığı çok düşük (35-37 oC) tutulmakta ve tek bir primer kullanılmaktadır. Markörün uygulamasının hızlı ve kolay olması avantajını; yalnızca dominant markerler oluşturulması, PCR esnasında yanlış eşleşmelerin oluşu, PCR şartlarındaki küçük bir değişmenin bile sonuçları etkilemesi ve laboratuarlar arasında tekrarlanma problemine neden olması tekniğin dezavantajını oluşturmaktadır.(Williams ve ark., 1990; Santos ve ark., 1994; Thormann ve ark., 1994). 3. Çoğaltılan Fragmentlerin Uzunluk Polimorfizmi (Amplified Fragment Length Polymorphisms, AFLP) Yeni bir markör sistemi olarak geliştirilmiştir (Vos ve ark., 1995). Ebeveynler ve ıslah sonucu elde edilen bireylerin DNA’ları iki restriksiyon enzimiyle (4 baz ve 6 baz) kesilmekte ve DNA’nın kesilmesi sonucu oluşan bu DNA parçacıkları adaptörlerle birleştirme (ligasyon) yapılmaktadır. Ligasyon ürünleri birer baz ilave edilmiş primerlerle PCR yapılmakta ve elde edilen PCR ürünleri 3 baz ilave edilmiş primerlerle (primerlerin birisi radyoaktif veya fluoresent ile işaretlenmekte) secici PCR tabi tutulmaktadır. PCR ürünleri poliakrilamid jelde yürütülerek oluşan polimorfizme göre sonuçlar değerlendirilmektedir. Tek bir reaksiyonda 30-150 bölge tanımlanabilmesi, sonuçların tekrarlanabilir olması en önemli avantajını oluşturmaktadır. Dezavantajı ise pahalı olması, laboratuar ekipmanına gereksinim duyulması ve dominat markör olmasıdır (Vos ve ark., 1995; Ridout ve Donini, 1999). 4. Basit Tekrarlı Diziler (Simple Sequence Repeats SSR) Canlı genomunda çok sıklıkla tekrarlanan DNA dizileri bulunmaktadır. Bu diziler belirli sayılarda tekrarlanmaktadır. Dizilerin genomun neresinde bulunduğu ve kaç defa tekrarlandığı türden türe değişiklik göstermektedir. Aynı tür içindeki fertler arasında da bu dizilerin bulunup bulunmamasına dayalı olarak SSR tekniği geliştirilmiştir. Tekrarlanan bölgelere özgü spesifik primerler geliştirilmekte ve bu primerler ile PCR yapılmaktadır. PCR ürünleri, elektroforesis yapıldıktan sonra ethidium bromide veya gümüş nitrat kullanılarak boyandıktan sonra polimorfizim aranmaktadır. Tekniğin, kodominant yapı göstermesi ve tekrarlanabilir olması en önemli avantajını; genom bilgisine ve dizilim analizine ihtiyac duyulması dezavantajını oluşturmaktadır (Rangwen ve ark., 1995; Ridout ve Donini, 1999). MOLEKÜLER MARKÖRLERİN GÖRÜNÜŞLERİNE GÖRE SINIFLANDIRILMASI 1. Dominant markörler : Alleller arası ilişkide dominantlık söz konusu olduğundan heterozigot bireyleri (Aa) belirlemek mümkün değildir. 2. Kodominant markörler: Alleller arası ilişkide dominantlık söz konusu olmadığı için heterozigot bireyleri (Aa) homozigot dominant (AA) bireylerden ayırt etmek mümkündür. Bu yüzden herhangi bir noktadaki marker için üç ayrı şekil (AA, Aa ve aa) elde edilebilir ve bunlar birbirlerinden ayrılabilmektedir. MOLEKÜLER MARKÖRLERİN ÖZELLİKLERİ Moleküler markörler morfolojik ve biyokimyasal markörlere göre bir çok avantajlara sahiptirler (Botstein ve ark., 1980; Helentjaris ve ark., 1985; Williams ve ark., 1990). Bunlar; a. Genoma bağlı olduklarından güvenirlidirler, b. Tekrarlanabilir ve laboratuarlar arasında standardize edilebilirler, c. Genomda birden fazla bölgeyi belirleme imkanına sahiptirler, d.Çevre koşullarından etkilenmemektedirler, e. Dominat ve kodominat özellik göstermektedirler, f.Bütün dokularda tanımlanabilmektedirler, g. Markörler öldürücü etkiye sahip değillerdir. MOLEKÜLER MARKÖRLERİN DAYANIKLILIK ISLAHINDA KULLANILMASI Dayanıklılık, hastalık ve zararlı etmeninin çoğalma ve gelişmesinin bitki tarafından engellenmesidir (Roberts 2002). Bitkinin hastalık ve zararlı etmenine karşı dayanıklılığı; düşük, orta ve yüksek düzeyde gerçekleşmektedir. Bitki yüksek düzeyde dayanıklı ise patojen hiç çoğalamamakta veya çok az düzeyde çoğalabilmekte, orta ve düşük dayanıklılıkta ise hastalık ve zararlı etmeni belli düzeyde çoğalabilmektedir (Roberts 2002). Buna karşın duyarlı bitkide dayanıklılığın tam tersi olaylar görülmektedir. Bu durumda hastalık ve zararlı etmeni tamamen çoğalmakta ve yoğun enfeksiyonlarda bitkinin ölümüne neden olmaktadırlar. Dayanıklılık kalıtsal olarak; tek gen (monogenic), birkaç gen (oligogenic) ve çok gen (polygenic) tarafından idare edilmektedir. Dayanıklılığın tek gen, birkaç gen ve çok gen tarafından idare edilmesinin bilinmesi ıslah çalışmaları için büyük önem taşımaktadır. Tek gen tarafından idare edilen dayanıklılık ıslahı çalışmaları, diğerlerine göre oldukça basit ve sonuç elde edilmesi daha kolaydır. Çok gen tarafından yönetilen dayanıklılıkta genomda bir çok bölge etkili olduğundan genel olarak Mendel’in genetik açılım oranlarına uygun olmayabilmektedir (Geiger, 1989). Bu durum kantitatif olarak ölçülebilmekte ve bunlar QTL (Quantitative Trait Loci) olarak adlandırılmaktadırlar (Young, 1996) QTL üzerine çevre ve genler arası interaksiyonlar büyük rol oynamaktadır. Bu bölgelerin her birinin etki dereceleri birbirlerinden farklı olmakta ve çevre şartlarından fazla etkilenmektedirler. Çevrenin etkisinin fazla olması bu gibi dayanıklılık durumlarını belirlemeyi güçleştirmektedir (Tanksley 1993). Başta çok gen olmak üzere, birkaç gen ve tek gen tarafından idare edilen dayanıklılık özelliklerini (karakterleri) normal olarak geleneksel ıslah yöntemleri ile belirlemek zaman almakta, fazla iş gücü gerektirmekte ve çok güç olmaktadır. Bununla birlikte bir bitkiyi aynı anda birden fazla hastalık veya zararlı etmenle testlemek geleneksel yöntemlere göre hemen hemen imkansızdır. Bütün bu zorluklar moleküler markörlerin devreye girmesiyle aşılabilmektedir (Ballvora ve ark., 1995; Bradshaw ve ark., 1998; Lu ve ark., 1999). Moleküler markörlerin uygulamaya aktarılabilmesi için ilk önce üzerinde çalışılan hastalık ve zararlı etmenine karşı dayanıklılıktan sorumlu gen kaynağının klasik yöntemlerle belirlenmesi gerekmektedir. Hastalık ve zararlılara karşı dayanıklılık genleri çoğunlukla bitkilerin yabani formlarında bulunmakta ve bu genler melezleme çalışmaları ile yabani bitkilerin kültür formlarına aktarılmaktadır (Boerma ve Hussey, 1992). Kimi durumlarda dayanıklılık geni veya genlerini taşıyan yabani türler ile bunların kültür formları arasındaki melezlemeler başarılı olmamakta ve istenilen dayanıklılık geni aktarılamamaktadır. Bu durum dayanıklılık ıslahı çalışmalarına sınırlama getirmektedir. Bu sınırlamalar, doku kültürü ve gen aktarım yöntemleri (Agrobacterium tümefaciens, biyolistik, elektroporasyon, mikroenjeksiyon vb.) kullanılarak aşılmaya çalışılmaktadır (Boerma ve Hussey, 1992; Vrain, 1999). Dayanıklılık ıslahı çalışmalarında moleküler markörler: a) Dayanıklılık geni ile ilgili markör oluşturulmuş veya gen klonlanmış b) Dayanıklılık geni ile ilgili markör oluşturulmamış veya gen klonlanmamış ise uygulamada farklılıklar göstermektedir. Dayanıklılık geni ile ilgili moleküler markör veya markörlerin daha önceden oluşturulması veya genin klonlanması dayanıklılık ıslahı çalışmalarına büyük kolaylıklar getirmektedir. Üzerinde çalışılan dayanıklılık geniyle ilgili markör veya gene özgü primerler kullanılarak ebeveynler ve ıslah sonucu elde edilen bireyler (F1, F2 vb) fide döneminde PCR ile hızlı ve güvenli şekilde belirlenmektedir. Moleküler markörlerin bu gibi uygulamaları ıslah çalışmalarında, Markör Yardımcı Seleksiyon (MAS) olarak adlandırılmaktadır (Staub, 1996; Baird ve ark., 1996). MAS kullanılarak dayanıklı bireyler hızlı şekilde belirlendiği için ıslah çalışmalarına büyük bir ivme kazandırmakta ve yalnızca istenilen bireylerle yola devam etmeyi sağlamaktadır. Moleküler markörlerin bir diğer uygulama alanı olmadığı veya genin klonlanmadığı durumlarda başvurulmaktadır. Bu durumda, ilk önce dayanıklılık geniyle ilgili moleküler markör oluşturulmakta ve gen haritalanmaktadır. Bunun için ıslah yöntemleri kullanılarak F2, BC ve rekombinat inbred hatlar oluşturulmaktadır. Daha sonra moleküler markörler kullanılarak gen ile ilgili moleküler markör veya markörler oluşturularak gen haritalanmaktadır. Gen klonlama yöntemleri kullanılarak da (cDNA kütüphanelerin oluşturulması, kromozom üzerinde yürüme ve transposon mimleme) gen izole edilmektedir.Bu tür uygulamalar belli zaman ve işgücü gerektirmektedir. Bununla birlikte oluşturulan markör veya genin izolasyonu daha sonra yapılan ıslah çalışmalara büyük kolaylıklar sağlamaktadır. Çünkü elde edilen sonuçlar birebir ıslah uygulamalarına aktarılarak, ıslahı kısaltmakta ve kolaylaştırmaktadır. Sonuç olarak; moleküler markörler, dayanıklılık ıslahı çalışmalarının hedefine daha hızlı ve güvenli şekilde ulaşmasını ve dayanıklılıktan sorumlu genlerin klonlanmasını sağlayan en önemli tekniklerdir. Alıntıdır...

http://www.biyologlar.com/molekuler-markerlar

REKOMBİNANT DNA ELDESİ

REKOMBİNANT DNA ELDESİ

Bir genin ürününü yada kendini çoğaltmak için rekombinant DNA teknolojisinden yaralanılır. Bunun için ilk olarak izole edilen DNA fragmenti restriksiyon endonükleaz enzimi ile kesilir. Bu genin konakçıya transferini sağlayan vektör DNA’sı aynı enzimle kesilirse, birbirinden farklı iki DNA aynı yapışkan uçlara sahip olur. DNA ligaz enzimiyle bu yapışkan uçlar (yada küt uçlar) birleştirilir. Konakçı bakteri ve rekombinant DNA’yı taşıyan plazmit aynı sıvı ortamda inkübasyona uğratılır. İstenilen gen konakçı bakteride ifade olmuşsa bu gen yada gen ürünleri elde edilir.

http://www.biyologlar.com/rekombinant-dna-eldesi

Gen yalıtımı nedir

Gen yalıtımı veya izolasyonu, rekombinant DNA teknolojisinde, bir canlıya herhangi bir genin istenilen yön ve biçimde yeni bir düzenleme içine sokulmasındaki ilk aşamadır. Bu yöntemle ilgilenilen geni taşıyan DNA parçaları elde edilir. İşlem için değişik yollar kullanılabilir. Bu yöntemler şu şekilde sıralanabilir: 1. Genellikle kullanılan yöntemlerden biri, bir canlıdan yalıtılan ve saflaştırılan DNA moleküllerini, çift zincirli yapılarını bozmadan parçalamaktadır. Çoğaltılması istenilen gen parçaları bu parçalardan birinin içinde bulunur. DNA'nın parçalanması için bazı mekanik (kontrollü çalkalama, ultrason uygulaması gibi) yöntemlerden yararlanılmakta birlikte, günümüzde en başarılı sonuçlar kesme enzimleri (restriksiyon endonükleazlar) ile sağlanmaktadır. 2. Diğer bir yöntem ise DNA kopyasının (cDNA) eldesidir. Bunun için hücrelerden klonlanması amaçlanan genin transkripsiyon ürününü de içeren RNA yalıtılır. Daha sonra ters (revers) transkriptaz enzimiyle bu RNA moleküllerinin tamamlayıcısı olan DNA kopyaları çıkarılır. Meydana gelen RNA/DNA melezinin RNA kısmı enzimin ribonükleaz H aktivitesiyle hidroliz edilip yok edilir, daha sonra DNA polimeraz aktivitesiyle cDNA çift zincirli hale getirilir. Bu yöntem özellikle fazla miktarda DNA içeren karmaşık gen yapısı gösteren ve çoğu geninde intron bulunan ökaryotik canlılardan gen yalıtımı için kullanılmaktadır. Elde edilen DNA parçalarının içinde bazıları çoğaltılmak istenilen gen parçasını taşırlar. Farklılaşmış ve çok az çeşitte proteinlerin sentez edildiği hücrelerde ise bu olasılık daha yüksek olur. Bu yöntem özellikle ökaryotik genlerin prokaryotlara klonlanmasında kullanılmaktadır. 3. Son yıllarda çok başarılı sonuçlar sağlayan başka bir yöntem de, Polimeraz zincir tepkimesi (PCR) ile gen yalıtımıdır. 1986 yılında geliştirilen PCR yöntemi DNA moleküllerindeki istenilen gen bölgesinin canlı hücre içine sokulmadan yalıtılıp çoğaltılmasına olanak verir. Genomdan seçilen küçük miktardaki bir gen bölgesinin bile milyonlarca kopyası bu yöntemle yapılabilmektedir. Bunun için sadece bu dizinin, en azından bir kısmının önceden biliniyor olması gerekmektedir. PCR ürünü DNAlar klonlamanın yanı sıra dizi analizi, hastalık tanısı, genetik tarama gibi çeşitli amaçlar için de kullanılabilmektedir. PCR, rekombinant DNA teknolojilerinin etkinliğini ve gücünü arttırmış, hatta bazı yöntemlerin yerini almıştır.      

http://www.biyologlar.com/gen-yalitimi-nedir

Ökaryotlarda DNA ikileşmesi

J.H. Taylor, P.Woods ve W.Hughes; 1957'de ökaryotlarda da replikasyonun yarı-saklı olduğunu gösteren kanıtı sunmuşlardır. Vicia faba (bakla) bitkisinin kök uçlarıyla yaptıkları deneyde DNA'yı 3H-timidin ile işaretleyip, otoradyografisini çekmişler ve replikasyonu izlemeyi başarmışlardır. Buradaki replikasyonun yarı-saklı olduğunu kanıtlamışlardır. Ökaryotlardaki DNA replikasyonu prokaryotlardakine benzer ancak daha karmaşıktır. Her iki sistemde de DNA ikili sarmalı "replikasyon orijini"nden açılarak iki "replikasyon çatalı" meydana gelir. DNA polimerazın yönlendirdiği sentez, kesintisiz zincirde ve kesintili zincirde çift yönlü olarak devam eder. Prokaryotlardan en önemli fark olarak, ökaryotlada birçok "replikasyon orijini" ve sentezi yönlendiren daha farklı DNA Polimerazlar bulunmasıdır. Bunun nedenleri şöyle açıklanır: 1.Ökaryotlarda, prokaryotlara göre daha fazla gen vardır. 2.Ökaryotik polimerazın saniyede 50 nükleotit olan okuma hızı, prokaryotik polimeraza göre 20 kat yavaştır. Çoklu replikasyon orijini ile ilk bulguların çoğu bir maya olan Saccharomyces cerevisiae'den elde edilmiştir. Mayadan elde edilen bu repliksyon orijinlerine "özerk replike olan diziler" (ARS) denir. Hücre döngüsünün G1 fazı sırasında bütün ARS dizilerine bazı protein grupları bağlanır ve "orijin tanıma kompleksi" (ORC) meydana gelir. Bu tanıma kompleksleri G1 fazında oluştuğu ve S fazından önce sentez başlamadığı için, sentezin gerçek başlama sinyalinde yer alan daha başka pronteinler de bulunmaktadır. Bu proteinlerin en önemlileri özgül kinazlardır. Kinazlar, hücre döngüsünün ayrılmaz bir parçası olan fosforilasyonun kilit enzimleridir. Kinazlar, ORC'ye bağlandıklarında, DNA polimerazın bağlanmasına açık olan bir "ön tanıma kompleksi" (pre-RC) oluşur. pre-RC'ye bağlanacak DNA polimerazlar, ökaryotik replikasyonun en karmaşık yönüdür. Buna göre, 6 farklı tipte DNA polimeraz formu saflaştırılıp, çalışılmıştır: Polimeraz α (alfa), β (beta), γ (gamma), δ (delta), ε (epsilon) ve ζ (zeta) (bkz. DNA polimeraz) Ökaryotlarda doğrusal kromozom uçlarının (telomerler) replikasyonda ortaya çıkan özel sorun, RNA içeren özgün bir enzim olan telomeraz enzimiyle çözülür. Genetik moleküller arasındaki rekombinasyon, DNA zincirlerini kesen, tekrar sıraya koyan ve tekrar birleştiren bir dizi enzim varlığına dayanır. Gen dönüşümü olayı, bu değiş-tokuşlar sırasında yanlış eşleşme onarımı ile gerçekleştirilen sentez ile en iyi şekilde açıklanabilir.

http://www.biyologlar.com/okaryotlarda-dna-ikilesmesi

DNA İkileşmesi

DNA ikileşmesi Replikasyon DNA çoğalması ya da DNA sentezi hücre bölünmesi öncesinde çift sarmallı DNA'nın kendini kopyalanması işlemidir. Günümüzde yapılan araştırmalar sonucu aynı tip hücrelerde DNA'nın kimyasal özelliğinin ve toplam mktarının nesilden nesile değişmeden aktarıldığı bilinmektedir. Buna göre DNA'nın tüm özellikleri aynı ata hücreden gelen benzer hücrelerde aynı kalmak zorundadır. Bu yüzden ister prokaryotik ister ökaryotik olsun her bir hücre mitoz bölünmeye hazırlanırken DNA'lar kural olarak tüm uzunlukları boyunca bir ucundan diğer ucuna doğru kendilerini ikiler. Watson ve Crick'in 1953'de yayımladıkları makaleleri ikili sarmalın nasıl kendini eşleyeceği konusunda fikir vermektedir. "Yarı-saklı (semikonservatif) çoğaltma" olarak bilinen bu modelin geçerliliği o zamandan buyana değişmemiştir. Çoğalmanın genel tarzı açıklık kazandıktan sonra araştırmalar DNA sentezinin tüm ayrıntıları üzerine yoğunluk kazanmıştır. Günümüzde bilinen DNA'nın kendini eşlemesi için sayısız enzim ve birçok proteine gerek duyduğudur. Sentez sırasındaki olayların karmaşıklığı bu araştırma alanının son derece aktif kalmasını sağlamıştır. DNA kendini yarı-saklı eşlemeyle çoğaltır Watson ve Crick sarmal açlıldığı takdirde iki atasal zincir boyunca sıralanan bazların eşlenebilecekleri proteinleri kendilerine çekebileceklerini önermişlerdir. Buna göre bazlar hidrojen bağlarıyla kendine uygun olan (örn. Adenin-Timinle Guanin-Sitozinle) bazı çeker ve eşleşir. Her iki kalıp boyunca bu nükleotitler kovalent bağlarla polinükleotit oluşturdukça birbiriyle özdeş iki DNA zinciri oluşacaktır. Kopyalanan her bir DNA molekülünde bir "eski" bir "yeni" zincir bulunacağından bu tip bir çoğalma "yarı-saklı (semikonservatif) replikasyon" olarak tanımlanır. DNA kopyalanması için yine atasal zincirlerin kalıp olarak görev görmesine dayanan iki ayrı yol daha düşünülmüştür. Bunlar; * Saklı (konservatif) replikasyon; tamamlayıcı polinükleotit zincirleri yine aynı şekilde sentezlenir ancak burada iki yeni zincir biraraya gelirken atasal eski zincirler tekrar birleşir. Orjinal sarmal bu şeklide "korunur". * Parçalı (dispersif) replikasyonda; atasal zincirler kopyalama sırasında kırılır ve kırılan DNA parçaları iki yeni çift sarmal içinde dağılır. Böylece her bir zincirde hem yeni hem eski DNA bulunur. Üç olasılık içinde en karmaşık olan yol bu olduğu için gerçekleşme ihtimali en zayıf olandır. Ancak deneysel olarak teoride olması mümkündür. Her üç modelde baz eşlenikliğine dayandığı halde yarı-saklı çoğalma en doğru olanıdır. Tarihte 1958'de Meselson ve Stahl E.Coli 'de yeni sentezlenen bir DNA'nın bir yeni bir de eski zincir içerdiğini göstererek yarı-saklı çoğalma konusundaki sorunu çözmüşlerdir. Taylor Woods ve Hughes baklanın kök uçlarıyla yaptıkları deneyde ökaryotlarda da yarı-saklı çoğalma olduğunu göstermişlerdir. Aynı dönemde Kornberg E.Coli 'den DNA Polimeraz I'i saflaştırmıştır. Kalıp ve öncü nükleozit trifosfatların bulunduğu ortamda bu enzimin in vitro DNA sentezi yapabileceğini göstermiştir. Daha sonra DNA Polimeraz II ve III izole edilmiş ve polimeraz III in vivo DNA kopyalanmasından sorumlu enzim olarak tanınmıştır. DNA'nın Yapısı DNA tüm hücrelerde bulunan nesilden nesile aktarılabilen çift bir moleküldür. Bu çift molekül bir sarmaşığın dalları gibi birbiri çevresinde dönerek bir sarmal oluşturur. Sarmaşık dalına benzer her molekül bir DNA "ipliği"dir. Bu iplikler birbirlerine kimyasal olarak bağlanmış nükleotitlerden oluşur. Nükleotitler ise bir şeker bir fosfat ve bir de dört çeşit azotlu bazlardan birisinden oluşur. Bu dört çeşit baz Adenin Timin Sitozin ve Guanindir. Sırası ile A T C ve G harfleri ile kısaltılırlar. Her baz diğer bazların yalnızca bir çeşidi ile hidrojen bağları kurabilir kural olarak; A ile T C ile ise G bağ kurabilir. DNA Replikasyonu DNA molekülünün ikileşmesinde sarmalın kollarnı birbirine bağlayan zayıf hidrojen bağları fermuar gibi açılır; her iki kolda eşlerinden ayrılan pürin ve pirimidin uçlarını açıkta bırakır. Hücrenin sitoplazmasında bulunan çeşitli nükleotitlerin iki kol açıldıkça kollarda bulunan uygun bazların karşılarına gelmeleriyle kendini eşleme başlamış olur. DNA'nın ikili sarmalı birbirinden ayrıldığı zaman kural olarak Adenin grubu Timin grubuyla Guanin grubuysa Sitozin grbuyla birleşerek yerlerini alırlar. Diğerleri uymadıkları için geri çevrilirler. Yine aynı şekilde eski zincirdeki Adeninler Timinlerle Sitozinler Guanin gruplarıyla ikili sırayı tamamlamak için birleşirler. Bütün nükleotitler eşlendiğinde ise yeni zincir oluşturulmuş DNA kendini eşlemiştir. Kopyalanan yeni DNA iplikleri tamamen aynıdır ancak nadiren çoğalmadaki hatalar nedeniyle kopyalama mükemmel olmaz (bkz. mutasyon). İkileşme Orijini ve Çatalı Kromozom üzerinde replikasyonun başladığı bölge "replikasyon orjini" olarak adlandırılır. Kromozom üzerinde replikasyonun olduğu noktada sarmala ait zincirlerin açılmasıyla meydana gelen çatala "replikasyon çatalı" denir. Bu çatal önce sentezin orjin noktasında meydana gelir ve replikasyon devam ettikçe ilerler. Replikasyon çift yönlü ise orjinden itibaren zıt yöne doğru ilerleyen iki replikasyon çatalı oluşur. Replikasyonun orjini ve yönü ile ilgili kanıtlar açıktır. Prokaryotlarda DNA ikileşmesi DNA replikasyonunda ikili sarmal açılır ve sentezin başladığı yer olan replikasyon çatalı oluşur. Proteinler açılan sarmalı kararlı kılar ve replikasyon çatalının önünde oluşan sarılma gerilimini hafifletirler. Sentez kalıp boyunca belirli bölgelerden RNA Primazın DNA Polimeraz III'ün polimerizasyonu başlatabileceği serbest 3'-OH ucunu sağlayan kısa bir RNA parçasını sentezlemesiyle başlar. İkili sarmalın antiparalel yapısından dolayı polimeraz III kesintili zincirde 5'-3' yönünde sürekli DNA sentezi yapar. Kesintili zincir denen karşı zincirde kısa Okazaki fragmanları sentezlenir ve bu fragmanlar daha sonra DNA Ligaz ile birleştirilir. DNA Polimeraz I RNA primerini uzaklaştırır ve yerine DNA sentezler ortaya çıkan polinükleotidler (DNA parçaları) DNA Ligaz ile birleştirilir. DNA replikasyonunda yer alan birçok molekülü etkileyen pekçok mutant bakteri ve faj genlerinin izole edilmesi tüm replikasyon işleminin karmaşık genetik kontrolünün aydınlanmasına yardımcı olmuştur. - Replikon oriC ve ter Cairns izotoplar kullanarak otoradyografi yöntemiyle replikasyonu izlemiş ve E.Coli'de replikasyonun tek bir noktadan (orjinden) başladığını göstermiştir. Bu özgül bölgeye oriC denilmiştir. Bu bölgenin konumu E.Coli üzerinde haritalanmış ve 245 baz içerdiği saptanmştır. Bu konuda yapılan başka araştırmalarda da replikasyonun iki yönlü olduğu ve oriC'nin her iki yönünde hareket ettiği gösterilmiştir. Bu durumda replikasyon ilerledikçe ayrı yönlere doğru birbirinden uzaklaşan iki replikasyon çatalı oluşturur. Bu çatallar tüm kromozom yarı-saklı eşleştikten sonra "ter" olarak adlandırılan sonlanma bölgesinde birbiriyle birleşir. Bir orjinden replikasyon başladıktan sonra eşleşen DNA'nın uzunluğunun bir birim olduğunu belirten terim "replikon"dur. Buna göre bakteriyofaj ve bakterilerde DNA sentezi bir noktadan (oriC) başlayıp bir noktada (ter) biter. Bakteriler tek ve büyük bir kromozoma sahip oldukları için kromozomun tümü bir "replikon"dur. - DNA Polimeraz I II ve III Replikasyonun yarı-saklı ve iki yönlü olduğu anlaşıldıktan sonra birçok moleküler çalışma DNA kalıbı üzerinden tamamlayıcı uzun polinükleotit zincirlerinin gerçek sentezinin nasıl olduğunu anlamaya yönelmiştir. Bu çalışmalarda kullanılan mikroorganizmalarda sentezde gerekli olan DNA Polimeraz I II ve III olarak bilinen enzimlerin varlığı görülmüştür. Ökaryotlarda DNA ikileşmesi J.H. Taylor P.Woods ve W.Hughes; 1957'de ökaryotlarda da replikasyonun yarı-saklı olduğunu gösteren kanıtı sunmuşlardır. Vicia faba (bakla) bitkisinin kök uçlarıyla yaptıkları deneyde DNA'yı 3H-timidin ile işaretleyip otoradyografisini çekmişler ve replikasyonu izlemeyi başarmışlardır. Buradaki replikasyonun yarı-saklı olduğunu kanıtlamışlardır. Ökaryotlardaki DNA replikasyonu prokaryotlardakine benzer ancak daha karmaşıktır. Her iki sistemde de DNA ikili sarmalı "replikasyon orjini"nden açılarak iki "replikasyon çatalı" meydana gelir. DNA polimerazın yönlendirdiği sentez kesintisiz zincirde ve kesintili zincirde çift yönlü olarak devam eder. Prokaryotlardan en önemli fark olarak ökaryotlada birçok "replikasyon orjini" ve sentezi yönlendiren daha farklı DNA Polimerazlar bulunmasıdır. Bunun nedenleri şöyle açıklanır: 1. Ökaryotlarda prokaryotlara göre daha fazla gen vardır. 2. Ökaryotik polimerazın saniyede 50 nükleotit olan okuma hızı prokaryotik polimeraza göre 20 kat yavaştır. Çoklu replikasyon orjini ile ilk bulguların çoğu bir maya olan Saccharomyces cerevisiae'den elde edilmiştir. Mayadan elde edilen bu repliksyon orjinlerine "özerk replike olan diziler" (ARS) denir. Hücre döngüsünün G1 fazı sırasında bütün ARS dizilerine bazı protein grupları bağlanır ve "orjin tanıma kompleksi" (ORC) meydana gelir. Bu tanıma kompleksleri G1 fazında oluştuğu ve S fazından önce sentez başlamadığı için sentezin gerçek başlama sinyalinde yer alan daha başka pronteinler de bulunmaktadır. Bu proteinlerin en önemlileri özgül kinazlardır. Kinazlar hücre döngüsünün ayrılmaz bir parçası olan fosforilasyonun kilit enzimleridir. Kinazlar ORC'ye bağlandıklarında DNA polimerazın bağlanmasına açık olan bir "ön tanıma kompleksi" (pre-RC) oluşur. pre-RC'ye bağlanacak DNA polimerazlar ökaryotik replikasyonun en karmaşık yönüdür. Buna göre 6 farklı tipte DNA polimeraz formu saflaştırılıp çalışılmıştır: * Polimeraz α (alfa) β (beta) γ (gamma) δ (delta) ε (epsilon) ve ζ (zeta) (bkz. DNA polimeraz) Ökaryotlarda doğrusal kromozom uçlarının (telomerler) replikasyonda ortaya çıkan özel sorun RNA içeren özgün bir enzim olan telomeraz enzimiyle çözülür. Genetik moleküller arasındaki rekombinasyon DNAlglfrglelglergleplgperogpeorogrep zincirlerini kesen tekrar sıraya koyan ve tekrar birleştiren bir dizi enzim varlığına dayanır. Gen dönüşümü olayı bu değiş-tokuşlar sırasında yanlış eşleşme onarımı ile gerçekleştirilen sentez ile en iyi şekilde açıklanabilir.

http://www.biyologlar.com/dna-ikilesmesi-1

Gen Yalıtımı - İzolasyonu Nedir

Gen yalıtımı veya izolasyonu, rekombinant DNA teknolojisinde, bir canlıya herhangi bir genin istenilen yön ve biçimde yeni bir düzenleme içine sokulmasındaki ilk aşamadır. Bu yöntemle ilgilenilen geni taşıyan DNA parçaları elde edilir. İşlem için değişik yollar kullanılabilir. Bu yöntemler şu şekilde sıralanabilir: 1. Genellikle kullanılan yöntemlerden biri, bir canlıdan yalıtılan ve saflaştırılan DNA moleküllerini, çift zincirli yapılarını bozmadan parçalamaktadır. Çoğaltılması istenilen gen parçaları bu parçalardan birinin içinde bulunur. DNA'nın parçalanması için bazı mekanik (kontrollü çalkalama, ultrason uygulaması gibi) yöntemlerden yararlanılmakta birlikte, günümüzde en başarılı sonuçlar kesme enzimleri (restriksiyon endonükleazlar) ile sağlanmaktadır. 2. Diğer bir yöntem ise DNA kopyasının (cDNA) eldesidir. Bunun için hücrelerden klonlanması amaçlanan genin transkripsiyon ürününü de içeren RNA yalıtılır. Daha sonra ters (revers) transkriptaz enzimiyle bu RNA moleküllerinin tamamlayıcısı olan DNA kopyaları çıkarılır. Meydana gelen RNA/DNA melezinin RNA kısmı enzimin ribonükleaz H aktivitesiyle hidroliz edilip yok edilir, daha sonra DNA polimeraz aktivitesiyle cDNA çift zincirli hale getirilir. Bu yöntem özellikle fazla miktarda DNA içeren karmaşık gen yapısı gösteren ve çoğu geninde intron bulunan ökaryotik canlılardan gen yalıtımı için kullanılmaktadır. Elde edilen DNA parçalarının içinde bazıları çoğaltılmak istenilen gen parçasını taşırlar. Farklılaşmış ve çok az çeşitte proteinlerin sentez edildiği hücrelerde ise bu olasılık daha yüksek olur. Bu yöntem özellikle ökaryotik genlerin prokaryotlara klonlanmasında kullanılmaktadır. 3. Son yıllarda çok başarılı sonuçlar sağlayan başka bir yöntem de, Polimeraz zincir tepkimesi (PCR) ile gen yalıtımıdır. 1986 yılında geliştirilen PCR yöntemi DNA moleküllerindeki istenilen gen bölgesinin canlı hücre içine sokulmadan yalıtılıp çoğaltılmasına olanak verir. Genomdan seçilen küçük miktardaki bir gen bölgesinin bile milyonlarca kopyası bu yöntemle yapılabilmektedir. Bunun için sadece bu dizinin, en azından bir kısmının önceden biliniyor olması gerekmektedir. PCR ürünü DNAlar klonlamanın yanı sıra dizi analizi, hastalık tanısı, genetik tarama gibi çeşitli amaçlar için de kullanılabilmektedir. PCR, rekombinant DNA teknolojilerinin etkinliğini ve gücünü arttırmış, hatta bazı yöntemlerin yerini almıştır.

http://www.biyologlar.com/gen-yalitimi-izolasyonu-nedir

DNA ikileşmesi nedir

DNA ikileşmesi nedir

DNA ikileşmesi, Replikasyon, DNA çoğalması ya da DNA sentezi, hücre bölünmesi öncesinde çift sarmallı DNA'nın kendini kopyalanması işlemidir.

http://www.biyologlar.com/dna-ikilesmesi-nedir

WATSON-CRICK DNA MODELİ

WATSON-CRICK DNA MODELİ

Bir tek hücre ya da organizmanın tüm hücrelerinin biyolojik etkinlikleri,DNA’dan RNA’ya ve RNA’dan proteine aktarılan genetik bilgi akışıyla gerçekleştirilir.Genetik bilgi,bir hücreden diğerine veya bir organizmadan diğerine genler ile taşınır. Genlerin ve nükleik asitlerin uzunlukları değişkendir.70-90 nükleotitten oluşan bir nükleik asit bir tRNA molekülünü oluştururken yüz milyon nükleotit ile bir ökaryotik kromozomunu oluşturabilir.Bilinen tüm organizmaların ve virusların çoğunun genetik materyali DNA’dır.Birkaç virus RNA genomu içermesine karşın,genetik işlevi yönünden değil yalnızca bazı kimyasal özellikleri yönüyle DNA genomundan farklılık gösterir. NÜKLEİK ASİT BİLEŞENLERİ Nükleik asitlerin altbirimleri (yapıtaşları) nükleotitlerdir. Herbir altbirim;azotlu bir baz, 5 karbonlu bir (pentoz) şeker ve fosfat grubundan oluşur.Bazlar, iki halkalı purin ve tek halkalı pirimidin olmak üzere iki gruba ayrılır.Adenin (A) ve guanin(G), purin baz olarak hem DNA hem de RNA’nın yapısında yeralır.Sitozin (C) hem DNA hem de RNA’da, timin (T) ise yalnızca DNA’da bulunan pirimidin bazlardır.RNA’da timinin yerini diğer bir pirimidin-urasil(U) almıştır.Molekül olarak timin ve urasil,timinin 5.pozisyonunda (C5) metil grubu (CH3) içermesiyle farklılık gösterir . Purin (A,G) bazlarının N9’dan ve pirimidin (C,T ve U) bazlarının N1’den pentoz şekerin N1 pozisyonuna  B-N glikozid bağ ile bağlanmasından nükleozidler oluşur.Nükleik asitlerin  DNA (deoksiribonükleik asit) ve RNA (ribonükleik asit) olarak adlandırılması, nükleozidin yapısındaki şekerin 2’ pozisyonunda OH grubunun varlığı (bu durumda riboz) veya yokluğundan (deoksiriboz) kaynaklanır.Şekerde (C2’ pozisyonunda) OH’ın olmaması nedeniyle DNA’daki nükleozidler deoksiadenozin,deoksiguanozin,deoksisitidin ve deoksitimidin olarak,RNA’dakiler ise adenozin,guanozin,sitidin ve uridin olarak adlandırılır.Ancak bir RNA  olan tRNA’nın yapısında timin bulunur.Bu farklılık ribotimidin olarak belirtilir.Nükleotitler,nükleozidlerin fosfat esterleridir.Nükleik asitlerdeki herbir nükleotit birimi, biri C5’-OH,diğeri C3’-OH gruplarıyla esterleşmiş fosfat grupları içerir.Deoksiribonükleotitler DNA’nın, ribonükleotitler RNA’nın yapıtaşlarıdır.Nükleozid yapısında yeralan şekerler birden fazla OH grubu içerdiğinden deoksiribonükleotitler 3’ ve 5’, ribonükleotitler ise 2’,3’ ve 5’ fosfat esterleri oluşturabilir.Bu kimyasal özelliğe uygun olarak adenozin 5’ fosfat, 5’-ribonükleotit (adenilik asit ya da kısaca  AMP) olarak tanımlanırken, deoksisitidin 3’-fosfat ise,  3’-deoksi(ribo)nükleotit (sitidilik asit veya kısaca dCMP) olarak  tanımlanabilir. Eğer nükleotidin şeker birimi üzerinde iki tane fosfat mono esteri varsa nükleozid bifosfat (örneğin, guanozin 3’-5’ bifosfat), pirofosforik asitin nükleozid mono esteri  (pirofosfat bağ veya fosfoanhidrit bağ) şeklinde bulunuyorsa nükleozid difosfat (örneğin ADP) denilir.Tripolifosforik asit nükleozid esterleri şeklinde uzatılırsa nükleozid trifosfatlar (örneğin ATP) olarak isimlendirilir.Bir tek fosfat grubu hem C3’-OH hem de C5’-OH grubuyla esterleşerek halkasal nükleotit  oluşur (3’-5’ halkasal nükleotit,kısaca cAMP ya da cGMP gibi).b. NÜKLEOTİT POLİMERİZASYONU VE DNA’NIN BİRİNCİL  YAPISIBir nükleotit 5’- pozisyonundaki fosfatı ile diğer bir nükleotidin 3’-OH grubu arasında fosfodiester bağ oluşturarak birleşirse dinükleotit oluşur.Bu ikili yapının serbest 3’-OH ucuna birkaç nükleotit eklenerek oligonükleotitler, daha fazla sayıda nükleotit eklenerek polinükleotit zincirler oluşturulur.Bir polinükleotit zincir 5’ uçta fosfat, 3’ uçta OH ile sonlanarak DNA ve RNA’nın primer (birincil) yapısını belirler.DNA ve RNA’nın omurgasını şeker ve fosfatlar, genetik bilgi içeriğini ise özgün tip ve sayıdaki bazlar oluşturur .c.WATSON-CRICK BAZ EŞLEŞMESİ VE DNA’NIN İKİNCİL YAPISIMoleküler biyoloji biliminin temeli 1953’de James Watson ve Francis Crick tarafından ilk kez DNA’nın üç boyutlu yapısının bir model olarak açıklanmasıyla atılmıştır: DNA dışta şeker-fosfat omurgası,içte bazların yeraldığı çift sarmal iki polinükleotit zincirden oluşan bir moleküldür.Polinükleotid zincirler  biri 3’-5’,diğeri 5’-3’ yönde antiparaleldir ve zincirler hidrojen bağlar ile birarada tutulurlar.Bir polinükleotit zincirin özgün nükleotit dizilimi diğerinin benzeri değil,tamamlayıcısıdır.Bu nedenle herbir zincir kalıp olarak diğerinin özgün nükleotit diziliminin de belirleyicisidir.Bu özellik, nükleik asitlerin kalıtım molekülü olarak kopyasının çıkmasını ve aktarılmasını, genetik bilginin RNA’ya ve proteine dönüştürülmesini sağlar. Watson-Crick baz eşleşmesi olarak da tanımlanan bu purin-pirimidin ya da tersi baz eşleşmeleri DNA’nın ikincil yapısını oluşturur.İki polinükleotit zincir A ile T arasında iki, G ile C arasında üç hidrojen bağı oluşturarak birarada tutulur .Hidrojen bağ oluşumu az da olsa enerji salınmasına neden olur.Böylece baz eşleşmesiyle sağlanan küçük enerjiler ve ek olarak hidrofobik etkileşimler, çift sarmalın termodinamik kararlılığını sağlar.Bu nedenle polinükleotitlerin baz bileşimi veya dizilim özelliği serbest enerji değişimini bu da sarmalın kararlılığını etkiler. Fizyolojik  koşullarda genellikle DNA’daki bir baz çifti diğerine yaklaşık 3.4 angström (A ) ve eksene yaklaşık 36o’lik  bir açı yaparak –fosfodiester  bağ ile birleşirler.Böylece DNA’da her 10 baz-çiftini içeren kısım yaklaşık 360o  dönerek 34 Ao  fiziksel uzunlukta bir sarmal oluşturur.Sarmal genellikle sağa dönümlüdür.DNA’da herbir baz çiftinin sarmalın dış yüzeyine yönelik kısımlarında,özgün hidrojen bağ verici veya alıcı gruplardan ve hidrofobik ceplerden oluşan büyük ve küçük oluk şeklinde yapılar bulunur.Bu yapılar ve özgün nükleotit dizilimi,tüm çift sarmal DNA’nın - baştan sona geometrik yapısını ve buradan işlevini etkileyebilir.Örneğin, DNA’nın içinde bulunduğu fizyolojik koşullar değiştiğinde DNA’ya bağlanan düzenleyici proteinlerin bağlanma özelliği de değişerek bu bölgelerde gen etkinliğinin değişmesine neden olurlar d.RİBONÜKLEİK ASİTLER (RNA)Birincil yapıları DNA’ya benzer.5’-3’ şeker fosfat bağlantılı doğrusal dizilmiş nükleotitlerden (A,G,C ve U) oluşur.Ancak DNA’dan, şeker-fosfat omurgasında deoksiriboz yerine riboz,nükleotitlerde timin yerine urasilin yeralmasıyla farklılaşır.Tüm RNA’lar RNA polimeraz enzimiyle DNA’nın kalıp sarmalının belirli bir bölgesinden kopya çıkartılarak sentezlenirler.Birincil yapıları –ribozdaki OH nedeniyle daha az dayanıklıdır.Ancak Watson-Crick baz eşleşimiyle kendi üzerine katlanarak çift sarmal ve saç tokası görünümlü, eşleşmemiş kısımlarda ise tek sarmallı ilmik şeklinde ikincil yapılara dönüşebilirler.Örneğin,tRNA’nın ikincil yapısı bu şekilde oluşur. İkincil yapılar da kendi üzerinde katlanarak ya da diğer moleküllerle üç boyutlu yapılara dönüşmek üzere katlanırlar.RNA moleküllerinin işlevleri DNA’ya göre daha  çok yönlü ve daha karmaşıktır. Örneğin,bazı RNA molekülleri; a-proteinlerin amino asit birimlerinin şifrelerini taşıyarak genetik bilgi akışına aracılık ederler (mRNA) b- Protein sentezi için platform organeli olan ribozomların yapısına katılırlar (rRNA)  c-mRNA’daki şifreyi (kodonları) okuyarak taşıdığı amino asitleri buna uygun şekilde dizilmesini sağlayan adaptör moleküllerdir (tRNA). d- Ribonükleoprotein kompleksleri ya da küçük RNA molekülleri şeklinde düzenleyici molekül olarak iş görürler.      Bunlara ek olarak,kodlayıcı özelliği olmayan ve bir başka RNA’ya komplementer (tamamlayıcı ya da antisens RNA olarak da adlandırılan) kısa  RNA molekülleri de vardır.Bunlar RNA:RNA eşleşmeleri yaparak hedef RNA’nın normal işlevini baskılayan bir repressör olarak da iş görürler.Ayrıca sarmallardan biri RNA diğeri DNA olan RNA:DNA dubleksleri şeklinde çift sarmallar da oluşabilmektedir.Bunlar;     1.RNA polimerazın DNA’dan kopya çıkartması (transkripsiyon) sırasında,2.DNA sentezi öncesi Okazaki parçacıkları şeklinde kısa RNA primer (başlangıç) dizilerinin oluşumu sırasında,  3.Revers transkriptaz enziminin viral RNA’dan DNA sentezlemesi sırasında ortaya çıkmaktadır.Bu tip melez sarmallar in vitro koşullarda da oluşturulmuş ve ısıya bağlı denatürasyonlara karşı (DNA:DNA eşleşleşmelerine göre) daha dayanaklı oldukları gösterilmiştir.       mRNA       mRNA’lar DNA’daki genetik bilgiyi protein sentez organeli olan ribozomlara  aktaran aracı moleküllerdir. Uzunlukları taşıdığı genetik bilgiye göre ve kodlayıcı olmayan (intron) bölgelerine göre değişken olabilir.Prokaryotlarda daha kısa ömürlüdürler ve toplam hücre ağırlığının çok az bir kısmını oluştururlar.Ökaryotik mRNA’lar daha dayanıklıdır.Saatlere varan ömürleri vardır ve toplam hücre ağırlığının %3 kadarını oluştururlar.Prokaryotik hücrelerde DNA, sitoplazmada serbest olarak bulunduğundan (çekirdek zarı bulunmadığından) mRNA sentezi devam ederken mRNA 5’ uçtan ribozoma bağlanır ve aynı anda protein sentezi yapılabilir.Ökaryotik hücrelerde ise tüm RNA’lar çekirdekte sentezlenir Protein sentez öncesi bazı değişiklikler geçirerek olgunlaşır ve daha sonra sitoplazmaya aktarılırlar.       Aktif bir genden binlerce RNA kopyası oluşturulabilir.Herbir mRNA molekülü de binlerce polipeptide dönüştürüldüğünden küçük bir DNA bölgesinde bulunan genetik bilgi,böylece özgün bir proteinin milyonlarca kopyasının sentezini sağlayabilir.Örneğin,ipek böceğinin herbir ipek salgı hücresi tarafından ipeğin yapısında bulunan fibroin protein geninden  10 000 kadar mRNA kopyası çıkartılır.Herbir fibroin mRNA’sından 100 000 fibroin protein molekülü sentezlendiğinden 4 günlük sürede yaklaşık bir milyar fibroin proteini oluşturulur.      Genetik kod kurallarına ökaryotik mRNA’sı,proteinin amino asit dizilimine uygun bir nükleotit dizilimi ya da ekson (kodlayıcı bölge) içermesine karşın gen, daha uzun nükleotit bileşimi içermektedir.Kodlayıcı olmayan nükleotit dizileri (intronlar) ilk oluşturulan mRNA’da yer alırken, daha sonraki işleme sırasında kesilerek çıkartıldıklarından olgun mRNA’da bulunmazlar.tRNA (transfer RNA)       Proteinlerin yapısında bulunan amino asitleri  ribozomlara taşıyan ve mRNA’daki üçlü şifreyi (kodonları) tanıyan adaptör moleküllerdir.Ökaryotik hücrelerin çoğunda 60-70 farklı tRNA bulunurken,prokaryotik hücrelerde, örneğin E.coli’de 20 farklı amino için ~40 kadar farklı tRNA iş görmektedir.Tüm tRNA’ların 3’OH  (akseptör) ucunda CCA evrensel ortak nükleotit dizisi bulunur.Ancak CCA nükleotidleri tRNA genleri tarafından kodlanmaz.Transkripsiyon sonrası tRNA nükleotidil transferaz enzimiyle tRNA’ya eklenir.Amino asitler,herbir amino asite özgün olan amino açil tRNA sentetaz enzimiyle  CCA’nın adenozin biriminin riboz şekerine ester bağıyla kovalent olarak bağlanır.tRNA’nın diğer önemli bir bölgesi antikodon ucudur.Bu bölge,mRNA (üçlü) kodonlarıyla baz eşleşmesi yaparak şifrenin tanınmasını sağlar.       Birincil yapıdaki tRNA, nonkovalent etkileşimlerle yonca yaprağını andıran ikincil yapıya dönüştürülür.tRNA’nın işlevi için kendi üzerine katlanarak  hidrojen bağlarla oluşturduğu “L” harfi şeklindeki karakteristik üçüncül yapıya geçmesi gereklidir.tRNA molekülleri arasındaki büyüklük farklılıkları,”D”(dihidroksi uridin) kolu ve ”değişken “ kollardaki nükleotid farklılıklarından kaynaklanır.tRNA’lar normal bazlara ek olarak değişime uğramış bazlar da içerir.Örneğin ribotimidin (T,5-metiluridin) ve pseudouridin (U,uridinin C5’ –C2’glikozid bağla bağlanmış bir izomeridir),tüm tRNA’larda “TUC” kolunda yer lan değişik bazlardandır.TRNA antikodonu ile mRNA kodonlarının eşleşmesi A-U,G-C standart baz eşleşmesidir.Ancak “Wobble”baz eşleşmesi olarak da tanımlanan G ile U’nun ve inozin (I) bazı ile kodonun 3.pozisyonundaki C,U ya da A ile eşleşmesi de oluşabilmektedir.Metionin ve triptofan dışında diğer amino asitlerin herbiri birden fazla tRNA tarafından (isoaccepting tRNA) protein sentezine sokulabilmektedirrRNA (ribozomal RNA)Hücrelerde en fazla bulunan RNA’dır.rRNA’lar özgün tip ve sayıda ribozomal proteinlerle (r-protein) birleşerek ribozomları oluştururlar.Ribozomlar,hem prokaryotik hem de ökaryotik hücrelerin protein sentez organelleridir.E.coli’de 20000 kadar ribozom,hücre kuru ağırlığının %25 kadarını oluşturur.Hızla büyüyen bir memeli hücresi ise ~10 milyon ribozom içerebilir.Tüm hücrelerdeki ribozom sayısı,hücrenin protein sentez aktivitesine göre değişebilir.      Ribozomlar biri diğerinin yaklaşık iki katı olan iki alt birimden oluşur.Alt birimler ve içerdiği rRNA tipleri,ultrasantrifüj çökme sabit sayıları (S) ile tanımlanır.Bir bütün prokaryotik ribozomu 70S,ökaryotik ribozomu ise 80S büyüklüğe sahiptir.Prokaryotik ribozomun küçük altbirimi 30S büyüklükte ve 16S rRNA ve 21 proteinden oluşur.Büyük altbirim ise 50S büyüklüktedir;23S ve 5S rRNA’dan ve 34 ribozomal proteinden oluşur.Ribozomlar herbir rRNAdan ve proteinden birer kopya içerir (Sadece 50S altbirimde bir proteinin 4 kopyası bulunur).Ökaryotik ribozomların küçük alt birimi 40S büyüklüktedir ve 18S rRNA’dan ve yaklaşık 30 ribozomal proteinden oluşurken,büyük altbirim 60S büyüklükte ve 5S,5.8S ve 28S rRNA ve yaklaşık 45 ribozomal proteinden oluşmaktadır.       Ribozomların önemli bir özelliği, birbirlerinden ayrılmış da olsa ribozomal proteinlerin ve rRNA’ların uygun (in vitro) koşullarda  yeniden işlevsel yapıya sahip olabilmeleridir.Ribozomlar protein sentezi için yalnızca esnek bir platform değil, protein-protein ya da protein-rRNA etkileşimleriyle kataliz olaylarına da karışan aktif yapılardır.Örneğin büyük ribozomal altbirim,peptidil transferaz reaksiyonuyla  peptid bağ oluşumunu katalizlerken, RNAaz uygulanmasıyla peptid bağın oluşmamış olması bu reaksiyonun RNA katalizli bir reaksiyon olduğu hipotezini desteklemektedir.Ayrıca bakteri 23S rRNA’sının tRNA molekülünün 3’CCA ucuyla etkileşerek peptidil transferaz aktivitesinde doğrudan rol oynadığı da gösterilmiştir.RNA’ların kendilerini replike eden,parçalayan makromoleküller (ribozimler) olduğu da göz önüne alınırsa bu moleküllerin protein sentez reaksiyonlarını katalizlediğinin gösterilmesi hücrelerin evrimsel gelişmesinin anlaşılmasını kolaylaştırmıştır.Küçük RNA molekülleri ve spliceosome:   Ökaryotik hücrelerde transkripsiyonla ilk oluşturulan pre-mRNA’lar,hem ökaryotik hem prokaryotik pre-tRNA ve pre-rRNA molekülleri başlangıçta daha büyük ve işlevsizdirler.Bu RNA’lar kendileri tarafından (otokatalitik) ya da enzimatik olarak değişikliğe uğratılırlar ve işlev kazanırlar.Spliceosome’lar, RNA kopyalarının özgün bölgelerden tanınıp kesilmesinde rolü olan küçük RNAmoleküllerinden ve proteinden oluşan  (ribonükleoprotein) yapılardır. Bu yapıların RNA bileşenleri 50-200 nükleotid uzunlukta olup bazılarının (U1,U2 ,U4 ,U5  ve U6) işlevleri bilinmektedir. KAYNAKLARAlberts,B.,Bray,D., Lewis,J.,Raf,M., Robert,K.,Watson,JD.,Garland Molecular Biology of the Cell,3rd.ed.Publishing,New York and London,1994  Brown,TA,Genetics:a molecular approach,Chapman and Hall,London,1998 Cooper,GM., The Cell: A Molecular Approach ASM Press,Washington DC,1997 Griffiths,Antony J.F.;Gelbart,William M.;Miler,Jeffrey H.,Lewontin,Richard C. An Introduction to Genetic Analysis New York;W H Freeman & Co;c2000 Hoffee PA,Medical Molecular Genetics ,Fence Creek Publishing,Madison Connecticut,1998 Klug,WS.;Cummings MC,Third Ed.,Essentials of Genetics, Prentice-Hall Int.,London,1999 Lodish,H.,Berk,A.,Zipursky,SL.,Matsudaira,P., Baltimore,D.,Darnel,JE.,WH Molecular Cell Biology.4th.ed.Freeman and Co.,New York,1999 Lewin B, Genes V, Oxford University Press,1994 Nickoloff JA and Hoekstra MF, DNA Damage and RepairVol.3,Humana Press,Totowa,New Jersey,2001 Passarge E.,Color Atlas of Genetics ? Thieme Medical Publishers,New York,1995  Watson,JD,İkili Sarmal:DNA yapı çözümünün öyküsü,TÜBİTAK,Ankara,1995

http://www.biyologlar.com/watson-crick-dna-modeli

Lusiferin

Biyoluminens yapabilen bazı organizmalarda bulunan ve lusiferaz enzimiyle etkilendiğinde ışık veren bir maddedir.

http://www.biyologlar.com/lusiferin

Karbonhidratların görevleri nelerdir ?

Hayatımızda çok önemli yere sagih olan harbonhidratların vücudumuzdaki kullanım görevleri çok önemlidir. Karbonhidratların sindirimi yapılarındaki monosakkaritlerin serbest duruma geçmesi demektir. Monosakkaritler değişikliğe uğramadan kana emilirler. Ağızda tükürük bezlerindeki amilaz enzimiyle başlayan sindirim, ince bağırsakta tamamlanır. Mide öz suyunda karbonhidrat sindirici enzim bulunmaz. Kan dolaşımına giren glikoz karaciğer ve kaslarda kullanılır. Yağa çevirilerek depolanır. Karbonhidratların görevleri şöyledir. 1. Enerji kaynağıdırlar. Beyin dokusu enerji iiçin karbonhidratları kullanır. Vücudun enerji ihiyacının önemli bir kısmını karbonhidratlar karşılar. Bir gram karbonhidrat dört kalori verir. 2. Ketozisi hastalık önleyicidirler. Eğer karbonhidratlar gereğinden az alınırsa vücuttaki normalden çok ketonlar oluşur. Bu moleküller vücut sıvılarında asiditeyi arttırır. Kanın alkalizini azaltır. Bu duruma ketozis denir. 3. Proteinin enerji için kullanılmasını önleyerek protein ihtiyacını azaltır. 4. Vücutta yeterli su ve elektrolitlerin tutulmasına yardımcıdır. 5. Karbonhidratlar ve metabolizma ara ürünleri, vücutta çeşitli maddelerin setezinde kullanılır. 6. Sindirim enzimlerinin etkilemediği polisakkaritler bağırsak hareketlerini arttırarak burada oluşan artıkların dışkı olarak atılmasına yardımcı olurlar. Normal olarak günlük enerjinin %60′ını karbonhidratlar, %12′sini, proteinler, %38′ini yağlar sağlar. Karbonhidrat kaynakları; karbonhidratlar bitkisel besinlerde yaygındır. Hayvansal besinlerde sütte ve süt ürünlerinde bulunurlar. Karbonhidratlar en zengin besinler tahıllar ve tahıl ürünleri, kuru baklagiller, kurutulmuş meyveler, bal, pekmez, reçel ve tahın helvası gibi tatlılardır. Sebze ve meyvenin türüne göre içerdikleri karbonhidrat miktarı değişmektedir.

http://www.biyologlar.com/karbonhidratlarin-gorevleri-nelerdir-

Bakterilerden Genomik Kaset

Bakterilerden Genomik Kaset

MIT (Massachussets Teknoloji Enstitüsü) mühendisleri E.Coli bakterisindeki genomu uzun vadeli depolama aygıtına çevirdi. Mühendisler biyoloji tabanlı bu depolama işleminin silinebilir ve kolay işlenebilir olmasını umut ediyor. Bununla birlikte çevre ve tıbbi izleme sensörleri gibi uygulamalar içinde bir umut var.Elektrik mühendisliği profesörü, bilgisayar uzmanı ve biyoloji mühendisi Timothy Lu, “Bilgiyi bu yolla çok uzun vadeli olarak saklayabilirsiniz” diyor. Bir an bu bakterilerin çevrenizde hatta bağırsaklarınızda yaşadığını düşünün. Bu bakterileri günlerce hatta aylarca dışarıya koyup sonra geri getirip nicel olarak ne olduğunu görebilirsiniz.Araştırmanın sahibi Lu, Science dergisinde 13 Kasım’da açıklanan yeni stratejiye göre, depolama için bellek sınırlarının bu mevcut yöntemle üstesinden gelineceğini açıkladı. Bu yeni yöntemle çok sayıda genomik düzenleyici elemanları sınırsız miktarda bilgi saklayabilir. Lu ve yüksek lisans öğrencisi Fahim Farzadfard, araştırma için analog hafızaya depolama için yeni bir sistem kurdular. “Neler ortaya çıkabilir? Ne kadara maruz kalabilir?” ya da “Ne kadar sürer?” gibi verileri elde etmek için bir genomik teyp tasarlayan araştırmacılar herhangi bir bakteriyel DNA dizisine yeni bilgiler yazıyorlar.İstikrarlı Bellek MIT mühendisleri E.Coli bakterisini biyoloji tabanlı bellek şeklinde programlayıp bilgileri burada saklamak için hücrelerde üretilen rekombinaz enzimiyle DNA’ya veya belirli bir dizi arasını hedefleyip buraya ekleyebilirsiniz. Ancak bu DNA sadece aktif varlığı önceden belirlenmiş moleküller ya da ışık başka bir tür etken girişiyle üretilebilir. Sonra DNA üretilir, önceden programlanmış genom DNA içerisine eklenir. Bu genom DNA’nın her yerinde olabilir. Dolayısıyla Genom bant kaydedici izlenir ve nerede olduğunun sinyali yazılır. Bu sürece bir kez maruz kalan bakteri belleğinde bilgileri ömür boyunca saklar ve nesilden nesile aktarılır. Bu saklanan bilgiyi almanın ve silmenin bir kaç farklı yolu vardır. Eğer DNA’ ya işlevsiz bir genom parçası takılırsa, bir hücrede saklanan bir bellek olup olmadığı bu şekilde ortaya çıkarılacaktır. Veya araştırmacılar bir genin hedef dizilerini değiştirirler.Bu araştırmada araştırmacılar hücre tarafından üretilen biyoloji tabanlı sinyal ve molekülleri tespit etmek için ışık, laktoz metabolit olarak adlandırılan IPTG ve bir antibiyotik türevi olan aTc elemanlarını kullandılar. Bilgileri silmek için aynı noktaya farklı bir DNA parçası eklemek şu anda çok verimli, ama üzerinde çalışılıyor. Kaliforniya Üniversitesi, San Diego’ da Yrd. Doç. Shawn Douglas diyor ki, “Bu çalışma çok heyecan verici çünkü bir çok yararlı yeteneği, tek bir sisteme entegre edebiliyorsunuz: uzun ömürlü, analog, paylaştırılmış genomik depolama, ile çeşitli okuma seçenekleri.” diyor. Büyük ölçüde artan toplam bilgi miktarını bütün bir bakteri nüfusu saklayabilir ve bunlardan geri alınabilir.Bakteriyel SensörlerBu aygıt çevre uygulamaları için kullanılabilir. Örneğin; okyanuslardaki karbondioksit seviyeleri, asitlik veya kirleticiler gibi etkenler izlenecektir. Buna ek olarak, bakteriler, birinin sindirim sistemini izleyerek diyet gibi konularda ya da bağırsaktaki bir hastalığı tespit etme gibi konularda bize yardımcı olabilir. Tabi ki bakteriler bu şekilde tasarlanabilirse.Lu, ”Bu bakteriler mühendislikte işimize yarayabilir. Özellikle biyolojik bilgisayarlar olarak. Karmaşık işlemlerin ve çok zor hesaplamaların yapılacağı bir aygıta dönüşebilir.” diyor. “Bir tüpün içine milyarlarca bakteri yerleştirerek belli depolama ve bilgi işlem gibi işlemlere başlayabiliriz. Bu bize büyük bir enerji tasarrufu getirecektir” diyor Lu. “Başka bir olası uygulama ise beyin hücrelerine yerleştirip belirli bir hastalığın olup olmadığını tespit etmek için kullanılabilir. Bu DNA’ da sakladığınız bilgilerin dönüşü olabilir. Yani bir şey hakkında yazıp sonrada bunları ayıklayabilirsiniz.” diyor Lu.Önemli Not: Bu makalenin ilk hali Gerçek Bilim’de yayınlanmıştır.Referanslar ve İleri Okuma•Massachusetts Institute of Technology. (2014, November 13). Bacteria become ‘genomic tape recorders’, recording chemical exposures in their DNA. ScienceDaily. Retrieved June 16, 2015 from www.sciencedaily.com/releases/2014/11/141113142006.htm•http://newsoffice.mit.edu/2014/bacteria-storage-device-memory-1113•Farzadfard, T. K. Lu. Genomically encoded analog memory with precise in vivo DNA writing in living cell populations. Science, 2014; 346 (6211): 1256272 DOI: 10.1126/science.1256272 http://www.biyogaraj.com

http://www.biyologlar.com/bakterilerden-genomik-kaset

Klenow parçası

E. coli bakterisinden izole edilen DNA polimeraz enziminin proteaz subtilisin enzimiyle kesildiği zaman oluşan büyük parçanın adıdır.

http://www.biyologlar.com/klenow-parcasi

Gen yalıtımı nedir ?

Gen yalıtımı nedir ?

Gen yalıtımı veya izolasyonu, rekombinant DNA teknolojisinde, bir canlıya herhangi bir genin istenilen yön ve biçimde yeni bir düzenleme içine sokulmasındaki ilk aşamadır.

http://www.biyologlar.com/gen-yalitimi-nedir-

Genetiği Değiştirilmiş İnsanlar!

Genetiği Değiştirilmiş İnsanlar!

Genelde mısır ve diğer tarım ürünlerine uygulanan “genetiği değiştirilen organizma (GDO)” kavramının insana da uygulanabildiğini biliyor muydunuz?

http://www.biyologlar.com/genetigi-degistirilmis-insanlar

BİTKİLERDE EŞEYLİ ÜREME

BİTKİLERDE EŞEYLİ ÜREME

I. Çiçeksiz Bitkilerde Üreme:Çiçeksiz bitkiler genellikle metagenezle ürer. Metagenez, eşeyli ve eşeysiz üremenin birbirini takip ettiği üreme biçimidir.Ulotrix'de metagenez:Ulotrix "n" kromozomlu bir bitkidir. Mitoz bölünmeyle gametleri oluşturur. Gametler döllenerek zigotu, zigot mayoz bölünmeyle zoosporları, zoosporlar mitozla gelişerek "n" kromozomlu ulotrix'i oluştururlar. Eşeyli üremesi izogami, eşeysiz üremesi sporogoni şeklindedir.Karayosununda metagenez:"2n" kromozomlu sporofit, mayozla sporları oluşturur. Sporlar uygun koşullarda çimlendiğinde, dişi ve erkek gametofitler oluşur, "n" kromozomlu gametofitler mitozla gametleri oluşturur ve bu gametlerin döllenmesiyle yeniden sporofit döl oluşur.Eğreltiotunda metagenez:Eğreltiotlarındaki üreme, karayosunlarındakine benzer. Fakat sporların gelişmesiyle karayosunlarında olduğu gibi iki farklı gametofit oluşmaz; hem dişi, hem erkek gamet oluşturabilen protal (önçim) meydana gelir.Açık Tohumlularda Üreme:Açık tohumluların tohum taslakları meyve yapraklarının (karpel) üzerinde açıkta bulunur. Çam, ardıç, selvi gibi bitkilerin çiçekleri kozalaklar halindedir. Erkek ve dişi kozalaklarda oluşan gametler, rüzgar yardımıyla tozlaşırlar. Döllendikten sonra meydana gelen tohumlar, uygun ortamlarda çimlenerek yeni bitkileri meydana getirir.Kapalı Tohumlarda ÜremeKaralarda yaşayan bitkilerin çoğunu çiçekli bitkiler oluşturur. Çiçekli bitkilerin üreme organı çiçektir. Çiçekli bitkilerdeki eşeyli üreme, erkek ve dişi gametlerin oluşmasıyla başlar. Çiçekli bitkiler, çiçeklerde yer alan özel yapılarda meydana gelen gametlerle ürerler. Bitkilerde mayozla meydana gelen haploit hücreler gerçek gamet değildir. Bu gametler mitoz yoluyla yeni haploit hücreler meydana getirerek belirli bir gelişme dönemi geçirirler. Bu gelişmenin sonunda gerçek üreme hücreleri oluşur. Oluşan gametler birleşerek yeni bir diploit (2n) bireyi oluştururlar.Çiçeğin Yapısı:Kiraz, elma, bezelye vb. bitkilerin çoğunda dişi ve erkek organ aynı çiçekte bulunur. Bunlara tam çiçek denir Üreme organlarından birini taşıyanlara eksik çiçek denir. Söğüt, kavak, ceviz ve fındık gibi bitkilerin çiçekleri eksik çiçektir. Bunlardan dişi üreme organı bulunanlara dişi çiçek, erkek üreme organı bulunanlara erkek çiçek denir. Ceviz ve fındıkta erkek ve dişi üreme organları ayrı ayrı çiçeklerde fakat aynı bitki üzerinde bulunurlar. Bunlara bir evcikli (monoik) bitkiler denir. Kavak ve söğütte erkek ve dişi üreme organları aynı türe ait farklı bitkilerde bulunur. Böyle bitkilere iki evcikli (dioik) bitkiler denir.Tam bir çiçek, sapın genişlemesiyle meydana gelen çiçek tablasının üzerinde bulunur. Dıştan içe doğru çanak yapraklar, taç yapraklar, erkek ve dişi organlardan oluşur. Çanak yaprak (sepal): Çiçeğin en dışında bulunur, genellikle yeşil renklidir. Çiçeğin iç kısmındaki organları korumakla görevlidir. Taç yapraklar (petal): Çiçekteki değişik ve cezbedici renkler taşıyan yapraklardır. Dişi ve erkek organları korumanın yanı sıra böceklerin ilgisini çekerek tozlaşmaya da yardımcı olurlar.Erkek organ (stamen): Erkek organlar çok sayıda olup, dişi organın çevresinde yer alırlar. Erkek organ, bir sapçık (filament) ile uç kısmındaki bir başçık (anter) tan; meydana gelmiştir. Başçıklarda teka adı verilen ve içinde çiçek tozu (polen) keseleri bulunan silindir şeklinde dört bölge bulunur.Dişi organ (pistil): Çiçeğin en iç kısmında, çiçek tablasının ortasında bulunur. Başlıca üç kısımdan oluşur, içerisinde bir ya da çok sayıda tohum taslağını kapsayan şişkin kısma yumurtalık (ovaryum), çimlenen çiçek tozlarının yumurtalığa ulaşmasını sağlayan kısma dişicik borusu (stilus) ve salgıladığı nemli, yapışkan bir madde ile çiçek tozlarının buraya yapışmasını ve çimlenmesini sağlayan kısma da dişicik tepesi (stigma) denir. Dişi gamet yumurtalıktaki tohum taslağında oluşur. Tozlaşma ve Döllenme:Çiçek tozlarının, erkek organ başçığından dişi organın tepeciğine taşınmasına tozlaşma (polinasyon) denir. Çiçek tozları dişi organa rüzgar, su böcek, kuş, ve diğer hayvanlarla taşınabilir. Tepeciğin salgıladığı nemli ve yapışkan madde sayesinde polen taneleri burada kalıp çimlenmeye başlar.Bitkilerde çift döllenme görülür.1. Yumurta (n) +Sperm (n) Zigot (2n) Embriyo (2n)2. Polar çekirdekler (n+n) + Sperm (n) Besin deposu (Endosperm)(3n)Tohum ve Meyve:Tohum: Döllenmeden sonra tohum taslağının gelişmesiyle meydana gelir.Embriyo: Endosperm ve kabuk tohumu oluşturur. Tohum embriyoyu korur ve embriyo yeni bir bitki oluşturmak üzere gelişirken ona besin sağlar. Tohum, çiçekli bitkilerin türün devamını sağlamada en ileri adaptasyonlardan biridir.Embriyo: Zigotun geçirdiği çok sayıdaki mitoz bölünmeler sonucu oluşan yapıdır.Endosperm (besin deposu): Embriyoyu çevreler. Bitki türüne göre nişasta, protein, yağ ve selüloz gibi maddeleri içerir. Görevi, embriyoyu çimlenene kadar ve çimlenme sırasında beslemektir. Kabuk: Tohum taslağının dış çeperinin kalınlaşmasıyla meydana gelir. Embriyoyu elverişsiz çevre şartlarına karşı korur. Kabuk sayesinde embriyo çimlenme yeteneğini kay-betmeden uzun zaman kalabilir. Bu süre, kabuğun kalınlığına ve besin deposuna bağlı olarak değişebilir.Tohumun olgunlaşmasından çimlenmesine kadar geçen süredeki durumuna uyku hâli (dormansi) denir. Uyku hâlindeki tohumlarda metabolizma hızı yavaştır. Bitki türüne göre tohumların büyüklük, şekil ve renkleri farklılık gösterir.Meyve: Tohum gelişimini tamamlamış yumurtalıktan (ovaryum) meydana gelir. Her meyvede yumurtalıktaki tohum taslağı sayısı kadar tohum bulunur. Meyvenin görevi tohumları muhafaza etmek ve tohumlar erginleştikten sonra onların saçılmasını, yayılmasını sağlamaktır.Gerçek meyveler: Çiçeğin yalnız yumurtalık kısmından meydana gelir. Şeftali, üzüm, erik, domates vb.Yalancı meyveler: Çiçeğin yumurtalık kısmıyla birli taç, çanak yapraklar veya çiçek tablasından gelişir. El çilek, ayva, armut vb.Basit meyveler: Bir dişi organdan meydana gelir. Kiraz, elma, hurma vb.Bileşik meyveler: Birkaç dişi organdan meydana gelir. Böğürtlen, ahududu, çilek vb.Elma, armut, basit yalancı meyvelerdir. Çilek, dut, incir ise bileşik yalancı meyveleri teşkil eder.Etli meyveler: Meyve yaprakları etli ve suludur. Kiraz, üzüm, incir, erik, domates, kabakKuru meyveler: Meyve kabukları genellikle sert ve kurudur. Kestane, fındık, buğday, bezelye Bitkilerde Gelişme ve Büyüme:Bitkilerde gelişme ve büyüme metabolik olaylar sonucu meydana gelir. Bitkilerde zigot mitoz bölünmeler geçirerek ölünür, büyür, sonunda atalarının özelliklerini taşıyan organiz-ma hâlini alır. Çok hücreli bitkilerde yeni bir bitkinin oluşması üreme şekillerine göre farklılık gösterir. Vejetatif üreyen bitkilerde gelişme bir gözden, bir yapan ya da bir çubuktan olabilir. Bazı bitkilerde tomurcuktan oluşur.Sporla üreyen bitkilerde ise sporlar uygun ortamda çimlenir ve toprağa bağlanır. Meydana gelen haploit bitkiler ana bitkiye benzemez. Bu bitkilere gametofit denir. Üreme organları gametofitlerde gelişir.Eşeyli üreyen yüksek yapılı bitkilerde gelişme tohum içinde başlar ve çimlenmesiyle devam eder.Bir tohumda genel olarak tohum kabuğu, embriyo ve endosperm olmak üzere üç kısım bulunur. Tohumdaki bitki embriyosu genel olarak kotiledon (çenek), embriyonik kök (kökçük), embriyonik gövde (gövdecik)den meydana gelmiştir.Çimlenme:Bir tohumun çimlenmesi için ortamda yeterli miktarda su, uygun sıcaklık ve yeterli miktarda oksijen gereklidir. Bu şartlarda embriyo ve endosperm su emerek şişer ve tohum, kabuğunu çatlatır. Bu durum embriyo hücrelerinde bulunan enzimleri harekete geçirerek giberellin hormonunun sentezini başlatır. Giberellin ortamda bulunan absisik asitin etkisini ortadan kaldırır ve amilaz enziminin faaliyete geçmesini sağlar. Böylece besin dokusunda bulunan nişasta amilaz enzimiyle parçalanarak şekeri oluşturur. Meydana gelen şeker, embriyo hücreleri tarafından solunumda kullanılır ve hücrelerin bölünüp çoğalması için gerekli enerjiyi sağlamış olur.

http://www.biyologlar.com/bitkilerde-eseyli-ureme

İnsülin Nasıl Keşfedildi? Bir Hormonun Akıl Almaz Hikayesi!

İnsülin Nasıl Keşfedildi? Bir Hormonun Akıl Almaz Hikayesi!

Diyabet hastası olan çoğu kişinin kullandığı insülin sıradan bir hormonmuş gibi geliyor ama bilim tarihinde yolculuk yaptığımızda inanılmaz hikayelerle karşılaşıyoruz.

http://www.biyologlar.com/insulin-nasil-kesfedildi-bir-hormonun-akil-almaz-hikayesi

Kalıtsal Hastalıkların Önlenmesinde Bir Umut Işığı: Erken Gen Düzenleme

Kalıtsal Hastalıkların Önlenmesinde Bir Umut Işığı: Erken Gen Düzenleme

Bilim insanları, ilk kez, mutasyondan kaynaklanan bir hastalık insan embriyosunun erken aşamalarında kullandıkları bir gen düzenleme tekniğiyle düzeltmeyi başardılar. Görsel Telif: koya979/Shutterstock

http://www.biyologlar.com/kalitsal-hastaliklarin-onlenmesinde-bir-umut-isigi-erken-gen-duzenleme

Bilim İnsanları Ateş Böceği <b class=red>Enzimiyle</b> Bitkilere Işık Özelliği Kazandırdı

Bilim İnsanları Ateş Böceği Enzimiyle Bitkilere Işık Özelliği Kazandırdı

Massachussets Teknoloji Enstitüsü bilim insanları ateş böceğinin biyolojisini taklit ederek ateş böceği gibi parlayan organik çiçek üretmeyi başardı .

http://www.biyologlar.com/bilim-insanlari-ates-bocegi-enzimiyle-bitkilere-isik-ozelligi-kazandirdi

 
3WTURK CMS v6.03WTURK CMS v6.0