Biyolojiye gercekci yaklasimin tek adresi.

Arama Sonuçları..

Toplam 245 kayıt bulundu.
Flores'in Küçük İnsanları

Flores'in Küçük İnsanları

Flores Adası’nın ismini hiç duydunuz mu? İlk bakışta Endonezya’da şirin bir tatil yeri gibi görünen bu ada aslında tarih öncesi çağlarda barındırdığı, küçük insanları yani “Homo Floresiensisleri” sebebiyle arkeoloji ve antropoloji dünyasında önemli bir yere sahip. Homo Floresiensis'lere ev sahipliği apan Flores Adası Kayıp medeniyetler üzerinde araştırma yaptığınızda karşılaşacağınız muhtemel isimlerden biri; Flores Adası. Burada yüzyıllar önce yaşadığı tespit edilen, fiziksel özellikleri açısından “küçük” olarak tabir edebileceğimiz Homo Floresiensisler ve onların bu alanda nasıl yaşam sürdükleri konusu oldukça ilgi çekici. Antrolopoloji ve arkeoloji alanları için ilk medeniyetler, ilk insanlar, kullandıkları aletler..vs. hakkında bilgi sahibi olmak oldukça önemlidir. Bulunan kalıntılar insanlık tarihine ışık tutar. Mısır, Mezopotamya uygarlıklarını çoğumuz biliriz, bu alanlar hala gözde alanlardır. Fakat dünyanın bilinmeyen noktalarında kazara keşifler yapmak ve aslında oldukça şaşırtıcı sonuçlara ulaşmak da mümkün. Bu durum Flores Adası için de geçerli bir durum. Flores Adası’ndaki insanlık tarihi için önemli bir adım sayılan keşif; New England Armidale Üni­versitesi’nden Michael Morwood, Endonezya Arkeoloji Mer­kezinden R. P. Soejono ve ekibi tarafından gerçekleştirilmiştir. Ekip 2003 yılında “Liang Bua” adı verilen bir mağarada kazı çalışması yaparken 800 bin yıl öncesine ait olduğu belirtilen taş aletler ve sonrasında “Homo Floresiensis” olarak adlandırılacak olan insan kalıntılarına ulaşmışlardır. Bu önemli bir buluştur çünkü bulunan insan kalıntıları normal olarak tabir edebileceğimiz fiziksel özelliklerden oldukça küçük niteliklere sahiptir. Şöyle ki; radyometrik tespitlere göre bulunan insan kalıntılarının yaklaşık 1 metre boyunda, 25 kilo ağırlığında bir kadına ait olduğu tespit edilmiştir. Kafatasının oldukça küçük olması ilgi çeken diğer bir husustur. Kalıntıların en eskisinin 94.000 yıl en yenisinin ise 12.000 yıllık olduğu belirlenmiştir. Tüm bu bilgiler 2004 yılında Nature isimli dergide büyük bir heyecanla paylaşılmış ve yeni bir türün ortaya çıktığı belirtilmiştir. Bu durum da insanın evrimi üzerine yeni tartışmaları gündeme getirmiştir. Bu tartışmaları ve öne sürülen savları kısaca ele alacağız fakat öncesinde homo florensis’in insanın evrimi tablosunda aldığı konumdan kısaca bahsetmenin faydalı olacağı inancındayız. Homo Floresiensis’in aile içindeki yeri Soldan sağa: Homo Floresiensis, Lucy (Australopithecus Afarensis), Homo Erectus ve Homo Sapiens. Flores Adası’nda bulunan insan buluntularının yeni bir tür olduğu savı bir dönemin ses getiren konusu olmuştur. “Homo Floresiensis” olarak adlandırılan bu yeni türün Avrupalı Neandertalların doğu ayağını temsil eden; “Homo Erectus” ve modern insan olarak tabir edilen “Homo Sapiens”den önce yaşadığı “Australopithecus Afarensis” ile yakın özelliklere sahip olduğu savunulmuştur. Homo Floresiensis’in küçük ama oldukça zeki bir tür olduğunu savunan araştırmacılar bu savlarını onların kullandıkları karışık yapıda taş aletler ile güçlendirmeye çalışmışlardır. Homo Floresiensis’in beyin büyüklüğünün Homo Saphiens’in sahip olduğu beyin büyüklüğünün 1/3’ü olmasına rağmen zeki oldukları düşünülmektedir. Bu küçük insanların yaşadıkları çağın tehlikelerine karşı kendilerini korudukları, kullandıkları aletlere bakıldığında avcılıkla ilgilendikleri belirlenmiştir, bunların tümüne bakıldığında yüksek bir zekâyı temsil ettikleri savı güçlenmektedir. Homo Floresiensis’e yazın ve sinema tarihinde önemli yere sahip, J. R. R. Tolkien’in Yüzüklerin Efendisi isimli eserinden esinlenerek “Hobbit” adı da verilmiştir. Dünya çapında bilinen önemli eserlerden biri olan bu eserde önemli karakterlerden birini temsil eden hobbitler, küçük cüsseleri ve zekâlarıyla dikkat çekmektedir. Gerçekte de hobbitlerin var olabileceğinin savunulması heyecan uyandırmıştır. Homo Floresiensis’e dair tartışmalar Flores Adası’nda bulunan kalıntıların daha önce keşfedilmeyen yeni bir tür mü yoksa Homo Saphiens’in farklılık geçirmiş bir türü mü olduğu sorusu keşiften günümüze kadar devam eden bir tartışmaya neden olmuştur. Yazılan bilimsel makalelerde yıllara bağlı olarak gözlemlenen farklı yorumlar ilgi çekicidir. Keşfin yapıldığı 2003 yılında kesin bir şekilde dile getirilen yeni tür bulunduğuna dair sav, yapılan araştırmalar sonucu eski etkisini yitirmiştir. 1 metre boyunda, 25 kilo ağırlığında bir kadına ait olduğu tespit edilen kafatasının oldukça küçük olması dikkat çekicidir. Bulunan kalıntıların sadece dokuz tane olması, bu alanda kapsamlı bir fikir yürütmeyi engelleyici bir unsur olarak karşımıza çıkmaktadır. İlk bulunan kadın iskeletinin Homo Saphiens’in uzak bir türünü temsil ettiği, LB1 adı verilen iskeletteki anormallik nedeninin “Mikrosefali” isimli bir hastalık olduğu savı güçlenmeye başlamıştır. Mikrosefali; beyinde ortaya çıkan küçük bir urun sebep olduğu bir rahatsızlıktır ve zihinsel engele yol açmaktadır. Bu kuramı destekleyen anatomist Maciej Henneberg mikrosefalik kafatasıyla LB1 arasında muhtemel benzerlikleri vurgulamıştır. Ama az sayıda bulunan iskeletlerden yola çıkarak bir medeniyetin tamamında mikrosefali rahatsızlığının var olduğunu söylemek mümkün değildir. 2005 yılında Homo Floresiensis için en kapsamlı araştırma yapılmıştır. Florida Eyalet Üniversite­si’nden Dr. Dean Falk’un liderliğini yaptığı uluslar ara­sı bir uzman grubu LB1 kafatasının üç boyutlu bir maketini yapıp, bunu şempanze, modern insan(modern cüce), mirosefalik bir beyin ve Homo Eractus ile karşılaştırmıştır. Bu incelemeye göre LB1; modern cüce beyninden ve mikrosefalik beyinden daha farklı bir özellik taşımakta ve yeni bir türü temsil etmektedir. Bu araştırmanın doğruluğu halen tartışılan bir konudur. Kimi bilim adamlarına göre bu çalışmada mikrosefalik beyin örneği kullanılmamıştır. 2010 yılında gelindiğinde ise; bu türün Homo Saphiens’in bir türü olduğu, “Kretenizm” adı verilen hastalığın ve yaşanılan ortamın da getirisi olarak küçük bir yapıya sahip olduğu savı ortaya çıkar. Günümüzde o bölgede yaşayan halkın da minyon bir tipe sahip olması bu savı güçlendiren bir unsur olmaktadır. Bu sav belki doğru olabilir çünkü antopolojik çalışmalara göre yaşam alanının sahip olduğu coğrafi koşullar canlılarda fizyolojik farklılıklara neden olabilmektedir. Kazılarda Homo Floresiensis ile birlikte ortaya çıkan balık, kurbağa, yılan, kaplumbağa, dev sıçan, kuş, yarasa ve Stegodon (soyu tükenmiş bir tür cüce fil), Komodo ejderi ve dev kertenkele gibi diğer iri hayvanlara ait iskeletler Flores Adası’nın doğal ortamını gözler önüne sermiştir. Homo Floresiensis bu doğal ortamda varlığını devam ettirmeye çalışmıştır. Fiziksel yapının da zaman içersinde Flores’in kaynakları doğrultusunda şekillendiği inancı dikkat çekicidir. Aynı bölgede özellikle Stegodon(cüce fil)’in görülmesi bu inancı güçlendirmektedir. Homo Floresiensis’in yok oluşu Homo Floresiensis’in nasıl yok olduğu sorusunun cevabını aradığımızda kesin bir bilgiye ulaşmamız mümkün değil fakat bu konudaki en baskın görüş; Flores Adası’nda gerçekleşmiş olan bir volkanik patlama sonucu Homo Floresiensis’in yok olmasıdır. Bu görüşün kesin bir veriyi sunması imkânsızdır çünkü böyle bir doğal felaketten kurtulanların olup olmadığı ve başka bir yerde yaşamlarını devam ettirip ettirmediklerine dair bir iz yoktur. Homo Floresiensis keşfin yapıldığı 2003 yılından günümüze yaklaşık 9 yıldır tartışılan bir konu olma özelliğine sahiptir. Paleoantropologlar, anotomi uzmanları gibi farklı branşlardan bilim adamlarının ilgisini çeken bu konu her geçen sene farklı savları ortaya çıkarmaktadır. Bu konudaki son görüş; yeni bir tür olmadığı yönündedir. Fakat ilerleyen senelerde bu konuda belki de bulanacak başka veriler ışında çok farklı savlar ortaya çıkacaktır. İnsanın evrim süreci her daim merak uyandıran bir konu olduğundan bu açıdan dikkat çekici olan Homo Floresiensis’in yeni bir tür olup olmadığı sorunsalının daha pek çok yıllar tartışılması muhtemeldir. Kaynakça: Pennsylvannia State University Press Release, “No Hobbits in this Shire: Researchers say skeletal remains are pygmy ancestors”, 23 Ağustos 2006. http://insanveevren.wordpress.com/2012/04/15/tarih-oncesi-flores-adalilar-bilmecesi/ http://www.kesfetmekicinbak.com/ http://en.wikipedia.org/wiki/Homo_floresiensis http://www.sciencedaily.com/releases/2010/09/100928025514.htm http://www.sciencedaily.com/releases/2008/12/081217124418.htm Yazar hakkında: Sinem Doğan Açık Bilim Haziran 2012 http://www.acikbilim.com/2012/06/dosyalar/floresin-kucuk-insanlari.html

http://www.biyologlar.com/floresin-kucuk-insanlari

Monterey Körfezin’de bir asır sonra yeniden bulunan canlı

Monterey Körfezin’de bir asır sonra yeniden bulunan canlı

Bilim adamları, 1900 yılında ilk kez tarif edildiğinden beri kesin olarak görülemeyen garip ve zor bulunan bir yaratığın bulgularını doğruladılar.

http://www.biyologlar.com/monterey-korfezinde-bir-asir-sonra-yeniden-bulunan-canli

CANLILAR NASIL OLUŞTU VE GELİŞTİ

Yakın geçmişteki atalarımız acaba nasıl bir canlıydı?Daha önce neydik? Oksijenli ortamdaki yaşam nasıl bir canlıyla başladı? Bilim çevrelerinde, insanların ve hayvanların atasının, bir barsak paraziti (giardia)ne benzer bir canlıdan türediği görüşü ağırlıkta. Dünya var olduğundan beri üzerinde milyarlarca canlı, yaşam sürdü. Bu gün de en az 30 milyon tür yaşamını sürdürüyor. Elbette tüm canlıları birer birer sayma ve sınıflandırma olanağı yok. 18. yüzyılda Linnaeus, 10 000 canlıyı sınıflayabilmişti. Daha sonraları canlıların nasıl sınıflandırılacağı konusu gündeme geldi. Bir yol, organizmaları gözle görülebilir özelliklerine göre sınıflamaktı( Taksonomi). Darwin' le birlikte bu bakış açısı değişti. Canlılar soy ağaçlarına göre sınıflandırılmaya başlandı. Bu sınıflandırma, evrimsel ortaya çıkışın izini sürer. Güneş Sistemi' nin yaşi yaklaşik 4.5 milyar yil. İlk canlıların oksijensiz ortamda, 4.5 milyar yıl önce türediklerini biliyoruz. O zamanlarda atmosfer, büyük oranda azot ve daha az oranlarda karbon dioksit, metan, amonyak gazlarıyla ve az miktarda su buharından oluşmuştu. Oksijen yoktu. Ozon da yoktu. Ozon tabakası olmayınca Güneş' ten gelen morötesi ışınlar, yeryüzünü tüm şiddetiyle bombalıyordu. Bu morötesi ışınlar, yüksek enerjili ışınlardı. Moleküllerin Yaşam Savaşi Morötesi ışınlar, bol miktarda çakan şimşek ve yıldırımlar, milyonlarca yıl boyunca, mevcut basit molekülleri parçaladı. Parça birimler, birleşerek yeni moleküller oluşturdu. Bazı moleküller, başka moleküllerin oluşmasını kolaylaştırdı. Böylesi maddelere katalizör diyoruz. Bazı moleküller, kendinin aynısı olan moleküllerin oluşmasını da kolaylaştırır ( kendi kendinin katalizörü, otokatalizör). " Bugün artık kopyalama (çoğalma) işleminde belli protein ve enzimler aracı oluyor. İkinci olarak, "kendinin tıpkısı" bir molekül yaratmak, özelliklerini "yeni kuşak" moleküle aktarmak demek oluyor ki, bu da "kalıtım" mekanizmasının müjdecisidir. Kopyalama işlemi sırasında arada bir hatalar oluyordu. Yeni yaratılan moleküllerin büyük bölümü, bu hatadan ötürü bulundukları ortama uyamıyor, hemen parçalanıyordu; ya da ortama uysa bile çoğalabilme özlelliğini kaybediyor ve çoğalamıyordu. Ancak, çok nadiren de olsa, bazı hatalı moleküller hem ortama uyabiliyor hem de çoğalma yeteneğini kaybetmiyordu. Ortalığı dolduran bu değişik moleküller yeni bir tür oluşturuyorlardı. Bu da canlıların çeşitliliğini sağlayan" mütayon" mkanizmasının başlangıcını oluşturdu." Bu değişik moleküller, canlı çeşitliliğinin başlangıcıydı. Bazı moleküller sıcağa, yüksek enerjiye dayanıklıydı; onlar "hayatta" kalıyordu. Bunlar diğerlerinin dayanamayacağı ortamlarda çoğalabiliyordu. Kimileri sıcaktan parçalanıyor ve "ölüyor" du.(Prof. Dr. Orhan Kural, Bilim ve Teknik 343. sayı) Sudan Doğan Yaşam Moleküllerin yaşam savaşi suda, deniz ve göllerde kök salmişti. Suyun dişindaki moleküller, morötesi işinlarin bombardimaniyla paramparça oluyordu. Su ise bu işinlarinin bombardiman ateşini kesiyordu. Denizlere ve göllere siginmiş moleküller, uzaylilarin saldirisina ugramiş dünyalilar gibi adeta bir siginaktaydilar. Su, sicakligi sabit bir ortamdi; ayrica moleküllere hareket ve yaşama olanagi taniyan iyi bir akişkandi."Yaşayan" moleküller, giderek daha karmaşik yapilar geliştirdi. teel yapilari, " çift sarmal" olarak bildigimiz DNA idi. Bu moleküller, çevrelerine bir zarf yaparak kendilerini diş etkilerden bir ölçüde korumayi başardilar ve böylece ilk bakteriler oluştu. Bu noktaya gelme, yaklaşik yarim milyar yil aldi. Bakteriyi Küçümsemeyelim! Bakteriler bir anlamda en ilkel canlılar. Ama bakterileri küçümsemeyelim. " Biz, her zamanki insan merkezli bakışımızla "en başarılı yaratık insandır" der ve bunu hiç sorgumlamayız. Oysa ki, bizim türümüz olan homo sapiens sapiens' in bilemediniz en fazla 100 bin yıllık bir geçmişi var, geleceği de pek parlak görünmüyor. Bakteriler 3.5 milyar yıldır var, heryere yayıldılar, değil insan, başka hiçbir canlının yaşayamayacağı koşullar altında dahi yaşamaya uyum sağladılar ve insanlar yok olduktan sonra da, hiçbir şey olmamışçasına varlıklarını sürdürecekleri kesin. Üstelik bakterilerin olmadığı bir dünyada başka hayatın olması da pek düşünülemez. şimdi siz söyleyin, gerçek başarı kiminki? Bir süre sonra bazı bakteriler, işbirliğine giderek yeteneklerinde özdeşleştiler, bu küçük bakteriler toplumu da ilk hücrelerei yarattı. Bu hücrelerin bazıları çoğalma sırasında bölünürken birbirinden ayrılmadılar ve zamanla çok hücreli organizmalar oluştu. Bu da yaklaşık olarak 3 milyar yıl önce oldu....." "Derken, yaklaşik 2 milyar yil önce, doga en büyük keşfini yapti: Cinsiyet.... O zamana kadar, bakteriler ve hücreler tek başlarina bölünerek çogaliyorlardi. Bölünme sirasinda kendileri ile ilgili yapisal ve davranişsal her türlü bilgiyi (yani genetik kodu) taşiyan DNA' lar kopyalaniyor ve iki yeni varlik arasinda paylaşiliyordu. Bu temel işlem, hiç degişmemişti..... Derken, bazi hücreler çogalirken kendi DNA' larina bir başka hücrenin DNA' larini katarak genetik kodlari kariştirmayi keşfettiler. Sonuçta her iki hücreden farkli bir hücre meydana geliyordu. Birden bire, mütasyon çok büyük bir hiz kazandi ve çeşitlilikte bir patlama oldu. Bunun önemi şöyle anlaşilabilir: Ilk 2 milyar yilda evrim, ancak bazi basit organizmalar yaratabildi. Cinsiyetin keşfinden sonraki 2 milyar yilda ise bugün çeremizde gördügümüz bu inanilmaz çeşitliligi yaratti." Kendini, Türünü Koru ve Çoğal "Bu sıralarda orada bulunnsaydınız, deniz ve göllerin içindeki bakterileri, tek ve çok hücreli canlıları görebilseydiniz aklınıza gelecek cümlecik mutlaka şu olurdu: " Bir faaliyet, bir faaliyet...!" Gerçekten de bu canlı-ların adeta oraya buraya koştuklarını, hızla çoğaldiklarını, bazılarının diğerlerini yediğini, bazılarının ise ortaklıklar kurup bir takım üstünlükler sağladıklarını görecektiniz. Bütün bunlar taa başından beri süregelen 1 numaralı genitik emrin uygulanmaları idi : "Kendini, türünü koru ve çoğal ". Bunu yerine getirmek için bütün türler kendilerine uygun taktik ve stratejiler geliştiriyor, bunlardan en başarılı olanların sahipleri ortama egemen oluyor, diğerleri yok oluyordu. Bu amansız mücadele hiç dinmeden bugüne kadar geldi. Cinsiyetin keşfinden 500-600 milyon yil sonra önemli bir adim daha atildi. Bazi bakteriler atik olarak oksijen üretmeye başladilar. Başlangiçta, varolan canlilar için bir zehir olan bu yeni gazi kullanarak enerji üretmeyeyi ögrenen canililar büyük üstünlük sagladilar, çünkü yeni enerji üretim mekanizmasi eskiye göre çok daha verimli idi." ( Bilim ve Teknik,TÜBITAK, 343. sayi s: 29 ; Prof. Dr. Orhan Kural) “Atmosferdeki oksijen miktarının ancak % 1' e ulaşması yaklaşık 2 milyar yıl önce gerçekleşmiştir." Bugünkü yaşamın sürdüğü ortamın büyük bir kısmı oksijenli kara ortamı olduğu, ve insanoğlu da bu ortamın bir üyesi olduğu için, oksijensiz yaşamın önemi gözden kaçabilir. Oysa oksijensiz ortamın canlıları, yakından tanıdığımız gelişmiş, çok hücreli canlıları incelerken değerli açılımlar sunabilir. 3-4 milyar yıl öncesinin oksijensiz ortam canlılarının yaşadığı ortamda ancak iz miktarda oksijen vardı. Canlıların evriminde oksijenin rol oynamaya başlamasından çok önce, 500 milyon yıl boyunca, oksijensiz ortam canlılarının hükümranlığı sürmüştü. Bu sürecin ortalarında bir yerde, Güneş enerjisini kullanarak fotosentez yapan bir prokaryot türü; siyanobakteriler türemişti.... Büyük olasılıkla, bugün soluduğumuz oksijen moleküllerinin bir kısmı da, yaklaşık 2 milyar yıl önce, siyanobakterilerce üretilmiştir." Atmosferdeki oksijen miktarı arttıkça oksijene bağımlı bakteriler türedi. Bunlar, hücre zarı, hücre çekirdeği, bağımsız organeller gibi öğelerle donatılmış canlı türleriydi. Oksijen enerji metebolizmasında olağanüstü bir verimlilik artışı sağlamıştı. Öte yandan oksijenin zehir (toksik) özlelliğini gidermek için canlılar enzim (biyolojik katalizör) üretmeliydi Ayrıca oksijene dayanmayan fotosentez sistemlerinin, oksijen kullanan sistemlerden mekanik bakımdan çok daha basit oluşu, oksijenli fotosentezin evrim tarihinin ileri bir aşamasında ortaya çıktığını gösteriyor." Zamanla atmosferde çoğalan oksijen, ozon tabakasını yarattı, bu da morötesi ışınları önemli ölçüde kestiği için artık canlıların sudan çıkmalarına engel kalmadı. Sonuçta karalar, hızla artan bir bitki ve hayvan çeşitliliği ile doldu. Bitkiler oksijeni üretiyor, hayvanlar tüketiyor, hayvanlar karbon dioksit üretiyor, bitkiler tüketiyordu. Bitkiler enerjilerini Güneş' ten alıyor, hayvanların bazıları bitkilerin bu hazır enerjilerini, onları yiyerek alıyor, bazıları ise daha yoğun bir enerji almak için diğer hayvanları yiyorlardı.Daha sonra da ölen hayvanlar, yapı maddelerini, çürüyen vücutları ile toprağa geri veriyor, bu da bitkiler tarafından alınıyor, çıkar zinciri tamamlanıyordu. Herkes gül gibi geçiniyordu. Bu, o kadar iyi işleyen bir mekanizma idi ki günümze kadar değişmeden geldi. Bütün bu gelişmeler sırasında, her adımda genetik bilgilere sürekli yenileri ekleniyordu. Genellikle eski bilgiler kalıyor, yeni edinilenler ekleniyordu. Buna örnek olarak, virüslerin (yalnızca bir parazit olarak yaşayabilen en basit canlıdır) genetik kodunda yaklaşık 10 bin "bit" vardır (Buradaki "bit", parazit değil, "bilgi taneciği" diye tanımlanabilecek olan bilgi ölçüsü). Bir bakterininkinde 1 milyon, bir amibinkinde 400 milyon ve bir insanınkinde yaklaşık 5 milyar bit vardı. Hemen gözünüze çarpmıştır, bir amip ile bir insan arasında genetik bilgi olarak yalnızca 10 kadar bir katsayı var, bu çok aşağılayıcı değil mi? Değil aslında, o fazla bitlerin bir kısmı çok önemli bir gelişme için kullanılmış: Bir yazılım üretme ve depolama organı, yani beyni geliştirmeye." (Orhan Kural, Bilim ve Teknik 343. sayı) Fotosentez, yalnız oksijenle olmaz. Örneğin, elektron vericisi olarak su yerine hidrojen sülfürü kullanan fotosentez sistemleri, atık olarak oksijen yerine kükürt salar. Oksijensiz ortamın canlıları bu yolla yakıt olarak yalnız Güneş enerjisini kullanabilir. Tek hücreli bu ilk hayvanlar, giderek oksijen kullanmaya başladı. Organizmaların, oksijenli yaşama görece hızlı bir biçimde uyum sağladıkları düşünülüyor. Bu kurama göre, organizmalar oksijenle beslenen küçük organizmaları bünyelerine almıştı. Bu küçük organizmaların mitokondri organelinin atası olduğu düşünülüyor. Mitokondri, hem kendisi, hem de konakladığı hücre için oksijeni ATP enerjisine dönüştürüyordu. Buna karşılık büyük hücre de mitokondri için protein sentezliyordu. Günümüz hücrelerindeki mitokondri organeli, işte bu bakteri benzeri atadan türemiştir. mitokondriye bitki ve hayvan hücrelerinde, ayrıca bitkilerin kloroplastlarında rastlanır. Mitokondri, kendi DNA sına sahiptir ve hücre bölünürken bağımsız biçimde kendi kendini kopyalayabilir. Elde edilebilen en eski mitokondrili fosil 850 milyon yıl öncesine ait. ( Bilim ve Teknik 332. sayı, Özgür Kurtuluş)

http://www.biyologlar.com/canlilar-nasil-olustu-ve-gelisti

Araştırmacılar Yetişkin İnsanlarda Boy Uzunluğunu Etkileyen Yeni Genetik Varyasyonlar Buldu

Araştırmacılar Yetişkin İnsanlarda Boy Uzunluğunu Etkileyen Yeni Genetik Varyasyonlar Buldu

Boy uzunluğunu etkileyen yüzlerce DNA değişimleri zaten tanımlanmıştır ama bu alışılmış DNA değişimleri boy uzunluğunu genellikle 1 mm’den az etkiler. Resim kaynağı: Popular Science Monthly, D. Appleton ve Company, 1887.

http://www.biyologlar.com/arastirmacilar-yetiskin-insanlarda-boy-uzunlugunu-etkileyen-yeni-genetik-varyasyonlar-buldu

İNSANIN EVRİMİ

19. yy’ın ortalarıydı. 1859' yılında Türlerin Kökeni adlı bir kitap yayınlandı.Kitap Darvin imzasını taşıyordu : Charles Darwin ( 1809-1882). Darwin, 19. yüzyılın dahilerinden biriydi. 1871 de ise İnsanın İnişi yayımlandı. İşte Darvin' in bu kitapları insanın doğuşunun bilimsel anlamda ilk açıklama bildirileriydi. İnsanın Afrika' da ve Ekvator yakınında "doğduğu" artık kesinleşmiştir diyebiliriz. (İnsanın Yücelişi, s: 25) Dünya, böyle gelmiş böyle mi gidiyordu? Yoksa başlangiçta durum daha mi farkliydi? Varliklarin çeşitligini nasil açiklayabilirdik? Bu yeni yoruma göre, herhangi bir zamanda varolan canli türlerin çeşitliligi zaman içinde evrim geçirmiş ve geçirmektedir. Dinsel açiklamalarla, bilimsel yaklaşim ilk kez cepheden karşikaşiya kaldi. Yaratiliş kurami yani dini açiklama ve evrim kurami. Biyologlar 1.5 milyondan fazla 'flora ve fauna' türü üzerinde çaliştilar. Bu çeşitliligin zaman içinde evrimleşme ve dogal ayiklanma ile açiklanabilecegini açikladilar.( George Basalla, Teknolojinin Evrimi, s: 1) Darvin, doğrulanıyordu yani. Evrenin evrimi, genellikle kolay kabul edilir. İşte efendim, bir toz bultuydu önce. Sıcak bir çorbaydı, sonra soğudu. Ve Tanrı, insanı yaratıp Dünya' ya gönderdi! Bu arada George Basalla, çok başka bir noktaya dikkat çekiyor. Yeryüzündeki canlilarin ve cansiz maddelerin çeşitliligi gerçekten ilginç ve hayret verici. Ama insanin kendi elleriyle " yarattiklari" çeşitlilik de canli türlerin çeşitililigi kadar şaşirtici."Taş aletlerden mikroçiplere, su degirmenlerinden uzay gemilerine, raptiyelerden gökdelenlere kadar çeşitlilik içeren yelpazeyi gözönüne getirin. 1867 yilinda Karl Marx, Ingiltere' nin Birmingham kentinde beşyüz farkli tip çekiçin üretildigini ögrendiginde çok şaşirmişti. Normal olarak buna şaşirmasi da gerekirdi. Bu çekiçlerin herbiri, endüstri ve zanaat sektöründe özel bir işlevi yerine getirmek üzere üretiliyordu" (Teknoloji nin Evrimi, s: 2) Birbirine yakın canlılar bile neden bu derece değişik özelliklere sahip? Kuşlar, Kediler, köpekler, kurt, aslan, tilki... Darwin' den önce Fransız bilgini Jean Lamarck (1744-1829) bu sorunla ilgilenmişti. Ona göre her varlık, içinde oluştuğu, yaşadığı maddesel koşullara göre oluşuyordu. Kuşu oluşturan koşullarla kediyi oluşturan koşullar aynı değildi. Bir de canlının bu koşullara uyumu ya da koşullara etkisi aynı değildi. Gereksinme, organ yaratıyordu. Gereksinme olmayan organlar köreliyordu. Ortamın zorlamasıyla oluşan özellikler, kalıtımla kuşaktan kuşağa geçiyordu. Örneğin zürafa, önceleri otla beslendiği için normal boyunlu ve normal bacaklı bir hayvandı. Sonra yaşadığı çevre çölleşti. Zürafa başka bir çevreye geçerek yiyeceğini yüksek ağaçlardan sağlamak zorunda kaldı ve giderek bacakları da boynu da uzadı... Lamarck' ın görüşleri kuşkusuz sorunlara bir yaklaşım getiriyordu. Ama yeterli de değildi. Çevresel koşulların (ortamın) etkisiyle oluşan özellikler nasıl oluyor da kuşaktan kuşağa geçiyordu? Ortam denen bilinçsiz güç, nasıl oluyor da bu denli düzenli ürünler oluşmasını sağlıyordu? Yoksa bu güç başka bir yerde miydi? Darvin' in büyük önemi, böylesi soruları bilimsel kanıtlarla yanıtlaması. O, kendinden öncekileri izledi. Lamarck, Diderot, Robinet, Charles de Bonnet gibi evrimcilerin kuramlarını incelemişti, onların eksikliklerini düzeltiyordu. Özellikle Lamarck' ın soyaçekim ve çevreye uyma varsayımlarını, doğal ayıklanma ve yaşama savaşı bulgularıyla güçlendirdi. Darvin şunu savunuyordu: Yaşam kasırgası içinde ancak yaşama gücü olanlar canlı kalır ve türlerini sürdürür. Bu , bir doğal ayıklanma ya da doğal seçmedir. Yaşama savaşında ayakta kalanlar belli özellikler gösterenlerdir. Bu özellikler, soyaçekimle yeni kuşaklara geçer hem de gelişerek. Bitki ve hayvan yetiştirenler kuraldişi özellikler gösterenleri birbirlerine aşilaya aşilaya yeni türler elde ederler. Insanlarin bile yapabildigi bu aşilamayi doga daha kolaylikla ve dogal olarak yapmaktadir. Gerçekten de, bu seçim, doğumdan önce başlamaktadır. Örneğin bir insan yaratmak için iki yüz yirmi beş milyon erkek tohumu sekiz saat süren bir yarışa girişirler. Kadın yumurtası karanlık bir köşede gizlenmiştir. İki yüz yrmi beş milyon yarışçı arasından hangisi acaba daha önce varır,yumurtayı gizlendiği köşede bulunabilirse,doğacak çocuğu o meydana getirecektir. (Düşünce Tarihi, s: 15-16... ) İnsan, Bu Değişmeyen! (Hüsnü A. Göksel) ..."Pekiy, bilimin ve tekniğini bu gelişmesine koşut olarak insanda da aynı hızda olumlu bir gelişme olduğunu söyleyebilir miyiz? Ne yazık ki hayır, söyleyemiyoruz... Neden böyle acaba? Bilimi yapan, bilimi bugüne getiren de insanın kendisi değil mi? Binlerce, onbinlerce canlı türü arasında, insan türü "Homo Sapiens" mağaradan çıktı dünyaya, dünyanın aydınlığına. Üzerinee mağaranın karanlığı bulaşmıştı. Gözleri kamaştı aydılığa çıkınca. Korktu, kapadı gözlerini, dönüp mağaranın karanlığına sığındı yine. O zamandan beri binlerce yıldır, zaman zaman mağara karanlığında güvence arar, güvence bulur insan. Ama yenemedi merakını, çıktı yine dünyaya, dünyanın aydınlığına. çevresine bakındı. Böylece " bilim" in tohumu düşmüş oldu yüreğine : merak etmek, araştırmak, öğrenmek, gerçeği bulma tutkusu. Ve o zamandan beri bu merak, bu araştırmak, bu, gerçeği bulmaya çalışma uğraşı, binlerce yıldır süregeldi. Binlerce, on binlerce canlı türleri icinde insan, varlığının, varoluşunun bilincine varan tek yaratıktır. Mağaranın karanlığından, dünyaya, dünyaaydınlığına çıkınca vardı bu bilince. Varlık bilinci yokluk bilincini, varoluş bilinci yok oluş bilincini de içinde taşır. düşündü o zaman: Neden "var" dı? Ve neden "yok" olacatı? Var olduğuna göre onu "var" eden, "yapan" biri, birileri, olmalıydı. Onu " var" eden ya da edenler, on "yok" edeceklerdi. Güçsüzlüğünün ayırımına vardı, korktu, ürktü, kendi gücünün üstünde bir güce sığınmak zorunluluğunu duydu. Bu gücü "Doğa" da gördü önce, ona sığındı. Böylece dinler tarihi başlamış oldu. Güneş' e, şimşeğe, fırtınaya, çevresinde lav püsskürten yanardağa sığındı, güvendi, tapındı. Güneş doğarken yüzünü ona dönüp secdeye kapandı. Öğleyin tepedeyken Güneş, zenit noktasında iken, ellerini gökyüzüne kaldırdı, yardım istedi ondan. yanardağ lav püskürünce ona döndü, secdeye kapandı. mısırlılar taşlardan dev gibi yaratıklar yaptı tanrı olarak. Kedi başlı kocaman bir kadın, kocaman bir Sfenks... Mezopotamyalıların tanrıları kuş başlı adamlar, aslan başlı kadınlar, yarı insan, gerçekdışı yaratıklardı. Hepsi kocaman, genellikle korkunç. Eski Yunanda tanrılar tümüyle insan figürlerine dönüştü. her şeyin her duygunun, her doğa olayının ayrı ayrı tanrıları vardı. Bu tanrılar yalnız biçim olarak değil, tüm davranıyları ile insan gibi idiler. Birbirleriyle kavga ediyorlar, aralarında dostluk, düşmanlık kuruluyor, Zeus ölümlü genç kızlarla karısı Hera' yı aldatıyor. Hera kıskançlıkla o kızları yılana çeviriyordu. Bundan sonraki dönemde heykellerin yerini doğrudan doğruya insan aldı, Kral Allahlar dönemi başladı. Böylece insanlar tanrılaştırıldı. Ve nihayet "Tek Tanrı dinleri" doğdu. Doğa dinlerinden tek Tanrı dinlerine kadar tüm dinlerin ortak yönleri Tanrı' ya insan gözü ile bakmalarıdır. Tanrı' da, insanda, yani kendisinde olan nitelikleri, yetenekleri, özellikleri görür, onda insan davranışlarını var sayar. Tanrı, ya da Tanrı' lar sever, kızar, affeder, ödüllendirir, cezalandırır. Gönlüü almak için kurbanlar verilir Tanrı' ya, tanrılara. En belirgin insan daranışı, tanrı ların ya da Tanrı' nın konuşmasıdır. "Önce Söz Vardı" söylemi bunun en belirgin örneğidir. Tanrılar ya da Tanrı insana ya da insanlara vereceği ileti (mesaj) için neden söz' e geresinim duysun ki? tanrı' da insan niteliklerini görmenin nedeni, insan beyninin, duyuların ötesinde bir varlığı algılama gücünden yoksun olmasıdır. Aklın gücü sınırsız ve sonsuz olmadığı için sınırsız ve sonsuz olan bir varlığı ve gücü algılayamaz, kavrayamaz. Dinlerin başka bir ortak yani doga dinlerinden tek tanri dinlerine kadar tüm dinlerde tanri' ya kulluk yapilirken, bedene belirli biçim verilmesi, belirli hareketler yapilmasi, belirli yöne dönülmesidir. Kibleye dönülür, yedi kollu şamdana dönülür, Ikonaya, Madonnaya, Isa' nin heykeline dönülür, Güneş' e dönüür. Diz çökülür, secdeye varilir, avuçlar birbirine yapiştirilir, gökyüzüne açilir. Görkemli tapinaklarda mimari, süsleme, müzik, dans sanatla dini bütünleştirir. Dünyanin Yedi Harikasi' ndan biridir Diyana Tapinagi. Tekbi-i ilahi ile Naat-i Şerif ile Mevlevi Semai ile Itri' nin besteleri dalgalanir görkemli kubbelerde. Ya da Haendel' in Mesih' i, Mozart' in Requiem' i. Tüm dinlerin en önemli ortak yönü hepsinde, tanrı ile kul ya da kullar arasına birilerinin girmesidir. Doğa dinlerinden tek tanrı dinlerinekadar,büyücüler girmiştir, bakıcılar girmiştir, rahipler girmiştir. Azizler, imamlar, papazlar, hahamlar, mollalar, sinagog, kilise, papa girmiştir ve nihayet kulla tanrı arasına girmeyi kendisinin görevi sanan yetkisiz, bilgisiz kimseler girmiştir. Böylece " Din, tarih boyunca, tüm insanlık tarihi boyunca, tüm dünada amaç için kullanılan araçlardan biri olmuştur. Halkın ne zaman boyundurk altındatutulması gerekti ise, din, kitleleri etkiemek için tüm ahlaki araçların ilkini ve başlıcasını oluşturmuş. Hiçbir dönemdi hiçbir felsefe, hiçbir düşünce, hiçbir güç onun yerini sürekli alamamıştır." (F.Engels) Tüm dinlerin, din öğretilerinin temelinde, iyilik, dürüstlük, başkalarının hakkını yememe, kendi hakkına razı olma, açgözlü olmama vardır. Tüm dinler yalan söylemeyi, açgözlülüğü yasaklar, lanetler. Din- Bilim ikilisinin en önemli ortak çizgisi, dürüstlüktür, yalana yer vermemektir. Ama!.. Evet ama insan mağaradan çıktı dünyaya. Dünyanın aydınlığına mağara karanlığından çıktı. Etinde, kemiğinde, beyninde mağara karanlığının bulaşığı var. Din, bilim, töreler, yasalar, eğitim, bu blaşığı arındırmayı amaçlar. Zordur bu amac erişmek. çünkü tüm bu uğraşların karşısında arındırmaya engel olanr, insanın kendi yarattığı bir başka tanrı vardır. Kimdir? Nedir Bu Tanrı? İnsan mağaradn çıkınca, kendisi gibi başka insanların da varolduğunu gördü. Dünyasına onların da ortak olduğunu gördü. dostluk, düşmanlık, alışveriş ilişkileri kurdu onlarla zorunlu olarak. Önceleri kendi gerksinimi için ve gerektiği kadar üretirken sonraları gerektiğinden fazla üretip, kendi ürünü başkalarının ürünleri ile değiş tokuş yapmaya girişti. Böylece ilkel ticaret başladı. Birkuşku düştü içine: kendi ürünü karşılığında aldığı ürün, kendi ürününün değerini karşılıyor muydu acaba? Bunu düzenleyen bir değer biri"mi olmalıydı. Ve "para" yı icat etti insan. "Homo Sapiens", "Homo Economicus" a dönüştü. "Para", ona sahip olanı da tanrılaştırıyordu. Tanrılaşmak için daha çok, daha çok malı mülkü parası olmalıydı. Bu çokluk, başkaların sırtından, başkalarının emeğinden, başkalarının hakkından kazanılamaz mıydı? "Homo Economicus, görünmez bir el tarafından, aslında istemediği bir hedef yaratmak zorunda bırakıldı." (Adam Smith' ten aktaran Erich Fromm) İnsan sömürgen oldu, "insan yiyen yaratık" oldu insan. Para karşılığında satılmayacak, satın alınamayacak şey kalmamalıydı. Marks' ın ürünü oluşturan öğelerden birinin emek olduğunu, emeğin de para karşılığında satılıp alınabileceğini, yani bir meta olduğunu söylemesinden binlerce yıl önce, köle ve serflik dönemlerinde bile " homo Economicus" dürüstlüğün, onurun, erdemin de meta olduğunu, para karşılığı satılıp alınabileceğini keşfetti.... Dinler tarihi, bilimler tarihi, din-bilim ikiliği insanın "Homo Sapiens" in beynine bulaşan bu mağara karanlığından kurtuluş için verdiği savaşımın tarihidir. Homo sapiens mağaradan uzaklaşabildiği, mağara karanlığından arınabildiği oranda "İnsan" sayılır. " (Hüsnü A. Göksel, Cumhuriyet, 8 Eylül 1996) Daktilolu Maymun DNA Üretebilir mi? "Yaygın bir görüş şudur: Bir insan DNA' sını, ortalıkta gezinenen moleküllerden yaratmak için, molekülleri çok dikkatli seçmek ve belli bir sıra ile dizmek gerekir. Sayıları da o kadar çok ki bu , seçilmiş harfleri yan yana dizerek üçyüz adet kitap yazmak ile eşdeğer bir iş. Bu DNA' nın rastgele birleşmelerle meydana çıkması ise, bir maymunu bir daktilonun başına oturtup, tuşlara rastgele basarak Shakespeare' in bütün eserlerini tesadüfen yazıvermesine benzer. Yani olmayacak bir iş." Öyleyse arasıra evrenin saatini kuran birileri, zaman zaman DNA moleküllerini özenle sıralama işiyle de uğraşıyor! Orhan Kural 'la sürdürelim: "Olaya böyle bir benzetme ile yaklaştiginizda gerçekten de hiç olmayacak bir iş gibi görünüyor. Maymunun, birakin Shakespeare' in bütün eserlerini, onun bir tek "sonnet " ini çikartabilmesi bile en az on üzeri yüzelli yil gerektirir (daha dogrusu, 1000 tane maymuna bu işi yaptirsak, ortalama başari süreleri bu olur ama bu teknik ayrintilarla kendinizi üzmeyin). Evrenin yaşi ise yaklaşik 10 milyar yil olduguna göre daha fazla bir şey söylemek gereksiz... mi acaba? Aslında uygulanan taktik, basit fakat hatalı bir benzetme ile insanların aklını karıştırıp tartışma kazanma taktiğidir ve bunun örneklerini hergün görürsünüz. Eğer benzetme yapılacaksa, bunun eldeki verilere uygun olması gerek. Herşeyden önce, "Macbeth " i yeni baştan yaratmaktan vazgeçip "agzi burnu yerinde herhangi bir ( yazilmiş ya da yazilmamiş) edebi eser " e fit olmak gerek. Olanak olsa da Dünya' yi 4 milyar yil önceki haline götürsek, bugüne geldigimizde herşeyin aynen günümüzdeki gibi olacagini düşünmek, evrimin kaotik yönünün hiç görmemek demektir. 4 milyar yillik evrim deneyini her tekrarladigimizda başka bir "bugün" e geliriz. İkinci olarak, maymun sayısını artırmak şart. Ne kadar mı? Bilmem ama herhalde ortalıkta birleşmek üzere dolaşan moleküllerin sayısı mertebesinde olmalı. Son olarak da maymunların daktilolarını atıp önlerine bilgisayar terminalleri vermek gerek. Merkez bilgisayarın içinde ise çok özel bir program yüklü olmalı. Bakın şimdi bu program neler yapacak: Maymunlarımız rastgele tuşlara bastıkça birtakım harf dizileri oluşacak. Bu harf dizilerinin anlamsız olan çok büyük bölümü program tarafından silinecek, arada bir beliren anlamlı diziler( yani kelimeler) ise ortak belleğe alınacak. Böylece kısa sürede bellekte kapsamlı (ve her dilden) bir kelime hazinesi oluşacak. Bilgisayar klavyelerinden bu kelimeleri çağırmak olanağı da olacak ve bellek doldukça bizim maymunlar (tabii farkında olmadan) bu kelimeleri giderek daha sık çağırmaya başlayacaklar. Çağrılan kelimelerden oluşan diziler bir anlam taşımıyorsa yine silinecek ama taşıyorsa onlar da cümle belleğine gönderilecek. Bu kez cümleler çağrılıp birleştirilecek (hep rastgele olarak). Bu kadar çok maymun çalıştığına göre yine kısa süre içinde bazı eserler görülmeye başlanacak. Başta belki 2-3 mısralık şiirler görülecek, sonnra yavaş yavaş daha uzun eserler belirecek, eh 4 milyar yıl beklerseniz de "ağzı burnu yerinde" epeyce eser ortaya çıkacaktır." Uzun Evrim Zincirinin Mirasları "Tabii ki en önemli miras, daha önce de birkaç kez değindiğim, "1 numaralı emir" dir. Yani, "kendini, türünü koru ve çoğal" emri. Bu, bütün canlıları kapsar. Daha ilkel olanları, daha çok çoğalma yönü ile ilgilenir ama gelişmişlik arttıkça kendini koruma ve nihayet türünü koruma da işin içine girer. İnsan' da bunu açıkcça görürüz; başimiza hizla gelen bir taş görünce hiç düyşünmeden başimizi çeker ve kendimizi korururuz, bu tamamen reflekstir. bazi durumlar ise evrim açisindan çok yenidir ve daha refleksi gelişememiştir ama harika organikmiz beyin, işin çaresine bakar. Örnegin, bindiginiz arabanin sürücüsü islak yolda hiz yapmaya kalkarsa bunun tehlikeli oldugunu bilirsiniz ve önlem almaya çalişirsiniz. Bu 1 numarali emir o kadar bilinenbir miras ki üzerinde daha fazla vakit harcamaya dagmez. Cinsiyetin keşfi önemli demiştik, bir de onun bazi sonuçlarina bakalim. Hatirlarsiniz, çogalacak hücre, kendine gen verecek bir başka hücre bulur, genleri kariştirdiktan sonra yeni genlerle çogalmaya başlar. Burada da bir noktaya parmak basmadan geçmek olmayacak, o da şu: dikkat ederseniz, esas çogalma işini üstlenen hücreyi yaniyumurtayi taşiyan, bildiginiz gibi dişi canli. Erkek ise sadece olaya çeşni katmak işini üstlenmiş. Uzun sözün kisasi, begenseniz de begenmeseniz de, türlerin esas temsilcileri her zaman dişilerdir. Bazi inanişlarda kadinin, "erkegin kaburgasindan" imal edildigi iddia edilirse de bu, büyük olasilikla bir yanliş anlamadir. Herhalde gerçek, erkegin, "kadinin kaburgasindan" imal edildigidir."( Bu satirlari yazarken "erkek" ligimizin ayaklar altina alindigini ben de görüyorum! Hani şu Sikiyönetim bildirilerini andiran " 1 nolu emir" geregi: kendini, türünü koru ve çogal. Kendimizi ve türümüzü korumak kolay da nasil "çogalacagiz"? Işte bu noktada ne yazik ki dişilere muhtaçiz!) Erkekler Dişilerin Peşinde " İşin başından beri süregelen işbölümüne bakarsanız, erkeğin ilk görevi, bir dişi bulup ona genlerini vermektir. Dolaysıyla, kalıtımsal bir özellik olarak, erkek sürekli olarak dişilerin peşindedir, diğer özellikleri bu özelliğine destek niteliğindedir. Ancak genlerini verme(yani dölleme) görevini yaptıktan sonra hayvanın türüne göre, "ailesiyle" bazen ilgilenebilir ki bu da türün sürekliliğini sağlamaya yarar. Dişinin ise ilk kalıtımsal görevi çoğalmaktır. Bunun için çevresinde bulduğu (genleri) en iyi erkeği seçer, onun genlerini aldıktan sonra çoğalır ve yavrularının yetişmesini sağlar. En ilkel biçimiyle bu, yumurtalarını tehlikeden saklamak olabilir veya daha gelişmiş biçimiyle, yıllarca yavrularına bakmak ve onları eğitmek olabilir." Şimdi de Dişiler Erkeklerin Peşinde "Dişilerin en uygun erkegi seçebilmeleri için onlarin hangisinin "en iyi" oldugunu anlamasi gerek. Bunun için erkekler yarişirlar. Yarişmalar çok degişik şekillerde olabilir. Bazen Tavuskuşu gibi güzelligini gösterir (büyük bir olasilikla bu, saglikli oldugunu gösterir), bazen Çulhakuşu gibi becerisini gösterir, dişisi en güzel yuvayi yapmiş olani seçer. Aslinda söylenenin tersine, yuvayi yapan çogunlukla erkek kuştur, dişiler başka türlü "yuva yapma" da mahirdirler. Neyse, herhalde iyi yapilmiş bir yuvanin,gelecek yavrulari yetiştirme açisindan önemi gayet açik." ( Orhan Kural hoca, nihayet yenen hakkimizin birazini olsun veriyor. Bizdi dişilere kendimizi begendirmek için daha nice hünerler var. Ama Hoca, evrimin ilk basamaklariyla düşündügünden olacak onlari atlamiş.) "Aklıma gelmişken, burada bir parantez daha açayım " diyor Orhan Kural ve biz erkeklere kaşıkla verdiğini kepçeyle geri alıyor: " Hayvanların erkekleri güzel, dişileri çirkindir" diye başlayarak Doğa' nın bile erkekleri üstün yarattığını savunanlara herhalde rastlamışsınızdır. Erkeklerin genellikle daha güzel oldukları (bence insanlar için bu tamamen geçersiz) belki doğru olabilir ama nedenine bakarsanız, bundan varılan sonucun çok yanlış olduğunu göreceksiniz. Erkeklerin güzelliği, yani göz alıcı renk ve desenleri, yanızca dişilere kendilerini beğendirmek amacını taşır. Buna karşılık, göze çok kolay battığı için de düşmanlarınca kolayca bulunur. Doğa eğer erkekleri korumak isteseydi onlara fona karışabilecek renk ve desenler verir ve onları kamufle ederdi. İşte bu iyiliği, Doğa dişilere yapmıştır. Nedeni ise açık: çoğalma işini yürüten dişiler çok daha kıymetli. Erkeklerin yarışma tarzlarının en belirginlerinden biri de aralarında dövüşme tarzıdır. Bir dişiye kenidini beğendirmekten çok, rakiplerini ortadan kaldırmak gayesini taşır. Yalnız, burada Doğa yine çok akıllı bir iş yapmıştır(Tabii ki Doğa bilinç sahibi değildir, bu sözün gelişi). Şayet iki erkek her çarpıştığında biri ölse, diğeri de sakat kalsa, kısa sürede ortada erkek kalmaz. Buna izin veren türler zaten çoktan yok olmuştur. Bunun yerine, dövüşme bir tür "oyun" olarak yapılır. kuralları bellidir, sanki boksörlerin "belden aşağı vurmak, ısırmak, dirsek atmak... yasaktır" kuralları gibi, her türdeki erkeklerin dövüşmede çok katı kuralları vardır. Örneğin iki dağ koyunu mutlaka önce karşıkarşıya dururlar, birbirlerine bakarlar sonra bizim göremediğimiz ama onlarca çok açık olan bir işaret üzerine birbirlerine bir tos vururlar, sonra tekrar karşılıklı geçerler. Bu, bir süre yinelenir, sonra koyunlardan biri pes eder ve kaçar. Kimse de büyük zarar görmez. Kurtlar gibi, isteseler rdakiplerini parçalayıp öldürebilecek yapı ve yetenekte olan hayvanlarda bile zarar verme minimal düzeydedir. Dövüşen kurtlardan biri yere yatıp boynunu diğerine sunduğu anda kavga biter. Bu, insan erkekleri arasında birinin diğerine "abimsin!" (ya da benzeri bir şey) demesine benzer. Erkekler arasında, pes etmiş olan birine zarar vermek büyük haysiyetsizlik sanılır-hem insanlarda hem de diğer hayvan türlerinde. (Lütfen "hayvanlarda ' haysiyet' kavramı var mıdır?" diye sormayın, ne demek istediğimi anladınız!). Aslında burada erkeklerin kadınlar uğruna, hele ülkemizde, yaptıkları "dövüşler" biraz geçiştirilmiş, ama bunu hocamızın inceliğine yorup geçelim! Orhan Kural Hoca, erkeklerin "oyunbaz", "kuralcı", "ödün vermesini bilen"...canlılar olduğunu örnekledikten sonra sözü yine kadınlara getiriyor: "Kadınlar için ödün vermek, asla bir seçenek değildir; hele karşılıklı "centilmenlik" yapmak, ancak gülünecek bir tutumdur. Bir tartışmada karşınızdaki erkeğe "sen haklısın" dediğiniz anda tartışma biter, hatta bazı erkekler, "yok canım, aslında sen de haklısın" gibi bir yumşatmaya gider. Eğer tartıştığınız kişi bir kadın ise ve "sen haklısın" derseniz, değil yumşatmaya gitmek, zaferini perçinlemek için büsbütün saldırır size. Tekrar ediyorum, bu söylediklerim herkes için geçerli değildir, istisnalar vardır. Neyse , şimdi bu çok tehlikeli konuyu geçelim. Bir başka konu da "saldırganlık" konusu olabilir. Saldırgan (yani "agresif") tutumun en bilinen belirtisi karşısındakinin gözünün içine dik dik bakmaktır. Memeli hayvanların çoğunda bu özellik vardır; siz bir kediyi karşınıza alıp gözlerine sabit bir bakışla dik dik bakarsanız derhal tedirgin olduğunu farkedersiniz. Vücudu adrenalin salgılar ve " saldır ya da kaç" moduna girer. Biraz sonra kararını görürsünüz. Eğer kaçmaya karar verdiyse ne ala, aksi takdirde yandınız demektir. Gorilleri anlatan doğa belgesellerinde farketmişsinizdir onlarla karşılaşma durumunda "sakın onlara bakmayın, yere bakın" diye tavsiye edilir. Saldırganlığın bir başka belirtisi, üst dişleri göstermektir. Bir köpeğin havlaması genellikle zararsızdır; ama eğer üst dişler meydanda ise, bir de derin bir sesle hırlıyorsa hiç vakit kaybetmeden önleminizi almanız iyi olur. İnsanlarda da aynı şey söz konusudur, karşınızdaki insan size dik dik bakarken üst dudaklarını oynatarak sıkılmış dişlerin arasından, hele derin bir ses ile konuşuyorsa, size "seni çok seviyorum" bile diyorsa siz aranızdakimesafeyi hızla artırmaya bakın. Eminim konuşmayı daha öğrenmemiş atalarımız da böyle davranıyorlardı. Birinin önünden çiğ et almaya kalksaydınız hemen size üst dişlerini gösterip derin bir sesle hırlardı. Aslında keşfedilmiş bir şey daha var bu konu ile ilgili olarak: Bütün hayvanlar ihtarda bulunacakları zaman seslerini kalınlaştırır, karşısındakine güven vermek istedikleri zaman seslerini inceltirler. Bir bebek ile cilveleştiğiniz zamanki sesinizi düşünün. Ya da bir köpeğin "alttan alma" sesini. Kadın ve erkek seslerinin farkını bu açıdan bir düşünün." Kural Hoca'nın Kuralları "Ben düzenli bir insanım. Herşeyi yerli yerinde severim. Bazen ev halkından birinin örneğin paltosunu, yine örneğin, salonda bıraktığı olur. O zaman içimden neredeyse öfke diyebileceğim bir kızgınlık kabarır. Neden? -" Yahu, bunun yeri burası değil ki" -" Peki sen kaldırsan ne olur, çok mu zor?" - "Anlamıyorsun, konu o değil, bu davranış beni adam yerine koymamak demektir." - " Afedersin, salondaki bir paltonun seninle ne ilgisi var? herhalde sen kızasın diye bırakılmadı" - "Olsun, kızıyorum işte". Benim bir türlü anlamak istemediğim, bu duygularımın bana çok eskilerden miras kalmış olduğudur. Hayvanların çok büyük bölümü belli bir bölgeyi "kendi bölgesi" olarak benimser, onu şu ya da bu yoldan ilan eder. Kuşlar içinde bunu öğrenerek bildirenler vardır ama aidiyet konusunu en açık seçik ilan edenler meme lilerin bir bölümüdür. Onlar katı ya da sıvı dışkılarıyla bölgelerini işaretler. Bu kokuyu alanlar hemen durumu kavrarlar. Bizler de aynı davranışı sergileriz. Örneğin kalabalık bir hava alanı bekleme salonunda otaracak bir yer bulmuşsunuz, gidip bir paket çikolata almak ihtiyacını duydunuz. Kalksanız biri hemen yerinizi kapacak, neyaparsınız? Tabii yerinize çantanızı, kitabınızı ya da ... paltonuzu bırakırsınız. (hayvanların bıraktığını bırakacak haliniz yok ya!). Bunu yaparak, "burası bana ait" diye ilan ediyorsunuz. İşte, büyük olasılıkla, ben de salondaki paltoyu böyle algılıyorum O zaman da diensefalon' dan gelen mesaj, davranışıma egemen oluyor. İstemeyerek de olsa buyazıyı burada bitirmek zorundayım, yemeğe oturacağız. Doğrusu bu ya, yiyeceğim kanlı bifteği düşününce ağzım sulanıyor. İnşallah yine "bakayım nasıl olmuş" diye tabağımdan lokma aşırmaya kalkmaz kimse. Çünkü o zaman hırlamanın dikalasını sergilerim!" ( Prof. Dr. Orhan Kural ODTÜ Makine Müh. Bölümü, Bilim ve Teknik 343. sayı) 1997 yılında Kural Hoca, arabadan içtikleri bira şişelerini yola fırlatanları uyardığı için fena halde cezalandırıldı. Basındaki fotoğraflardan anlaşıldığına göre, parmaklarından kırılanlar vardı; ayrıca kaşı gözü de yarılmıştı... Bizi Atalarımıza Götüren Hazineler: Fosiller Darwin' e "evrim fikirini veren ilk kanıtlar fosillerin incelenmesiyle ortaya çıkmıştır. Çene kemikleri, dişler, dinazorlara ait taşlaşmış dışkılar ve diğer fosilleşmiş kalıntılar. Fosil , "kazı sonucu topraktan çıkarılan canlıların taşlaşmış kalıntıları" demektir. Yüz yılı aşkın süren kazı çalışmaları, sayısı ikibini geçmeyen insan atası kalıntıları. Bunlar bizi şimdilik 5-8 milyon yıl öncesine götürüyor. Kalıntılar ve günümüz türlerinden sağlanan moleküler ipuçları, insanoğlunun şempanzelerle ortak bir atadan türediğini gösteriyor. Bulunan en eski "insanımsı" (hominid) fosilleri, Afrika kökenli ve 4.4 milyon yıl öncesine ait. Daha yeni olanları sırasıyla Avrupa, Asya, Avusturalya, Kuzey ve Güney Amerika kökenli. Bu fosiller, yaklaşık yüzbin yıl öncesine ait. Fosilleşme ender rastlanan bir durum. Çok kuru ortamlarda canli adeta mumya şeklini alir. Tuzlu bataklik ve buzullar içinde binlerce yildan beri bozulmadan günümüze ulaşan canli kalintilari bulunmuştur. Örnegin Sibirya buzullarinda günümüzden 2.5 milyon - 10 bin yil öncesini kapsayan dönemde yaşamiş mamutlara ait hemen hiç bozulmamiş örnekler bulunmuştur. Bunlarin bazilari öyle iyi korunmuş ki etleri kurt gibi hayvanlar tarafindan yenilmiştir. Kehribar da iyi bir koruyucu. Özellikle böcek gibi küçük canlilar için. Milyonlarca yil öncesinden kalma kehribar korumali canli türleri bulunmuştur. Tüm yeryüzü kazilsa bile bazi türlerin kalintilarini bulamayabiliriz.Ama kazdikça yeni kalintilar buldugumuz için bunu sürdürmeliyiz. Cambridge Üniversitesi' nden biyoantropolog Robert Foley, Afrika kökenli maymun türlerini incelemiş. O da insan ve şempanzenin üyesi oldugu evrimsel dallanmanin 7.5 milyon yil önce başladigini belirtiyor. Foley, ilk olarak dinazorlarin yok oldugu 65 milyon öncesine gidiyor. Bu dönem sirasinda memelilerin yok oluncaya veya başka bir canliya evrimleşinceye kadar, bir milyon yil boyunca varligini sürdürmüştür. (Bilim ve Teknik 332. sayı...) Hitler, 1933'te 'seçimle' başa geçti. Üstün irk kavramiyla milyonlarca insanin ölümüne neden oldu ve bilim adamlarini susturdu. Ama sonunda kendi silahini kendi agzina dayayarak yaşamina son verdi. Hem de metresi Eva Braun ile birlikte. Sovyetler Birligi’nin Hitler karşiti diktatörü Stalin, ünlü genetikçi Nikolai Vavilof' u " proleter biyoloji" görüşünü reddettigi için vatan hainligiyle suçlamişti ve ölüm cezasina çarptirmişti. Sonradan cezasi ömür boyu hapse çevrildi ve Vavilof, 1943' te hapisanede öldü. Bu ölümler normal degildir.(Şerafettin Turan,TKT s: 158) Bizler, bu ölümlerden haberdar olamayan bir kuşagiz. Haberdar edilsek de “inanmazdik” diye düşünüyorum. Onu Amerikan emperyaliziminin sosyalist sistemi alaşagi etme eyleminin bir parçasi olarak kolayca yorumlardik. Yalan mi? *** Taşlaşma Fosiller yalnızca canlıların sert kısımlarını( kemik, dişi, kabuk...) değil, aynı zamanda çeşitli organlarının ve yaşantıları ile ilgili izler taşıyon kalıpları da kapsar. Bir hayvana ait tüm bir fosil bulmak genellikle olanaksızdır. Ancak vücut parçalarının şekline göre yorum yapılabilmektedir. Örneğin çenesinin yapısından hayvanın nasıl beslenodiğini, ayak yapısından hareket biçimini öğrenebiliriz. Engözde ve kullanışlı fosil, omurgalılara ait iskelet kalıntılarıdır. kemiklenrin şeklinden, üzerindeki kas bağlantılarından, hayvanın şekli ve nasıl hareket ettiği anlaşılabilir. Killi ve çamurlu ortam, fosil oluşumu için oldukça uygundur. Bu çamurun içine herhangibir nedenle düşmüş canlinin etrafindaki maddeler sertleşir ve bir kalip ortaya çikar. Canli çürüyrek ortadan kalkar, ama kalibi kalir. Vücut parçalari, degişik mineralli sularla veya yalnizca mirnerallerle dolarsa, buna taşlaşma denir. Demir, kalsiyum ve silisyum taşlaştirici minerallerin en önemli elemntleridir. Bu taşlaşma bazen çok öyle mükemel oliur ki, anatomik incelemeler dahi yapilabilir. Örnegin 300 milyon yil önce taşlaşmiş bir köpek baliginin kaslifleri ve kaslarindaki bantlar bile görülebilir. Bu taşlaşmaya en güzel örnek Arizona' daki taşlaşmiş ormandir. Yürüyüş ve yaşam tarzini açiklayan ayak izleri, aldigi besinin kalitesini veren boşaltim artiklarinin ve çogalmasi konusunda bilgi veren yumurtalar (bir yumurtanin içerisinde dinazor yavrusunun fosili bulunmuştur) in fosilleri de bizim için önemli kanitlardir. Lavlar da fosil oluşmasina neden olabilir. Gerçi yanardaglarin patlamasiyla ortaya çikan zehirli gazlar birçok canliyi ölüdür; ama kismen sogumuş olan lavlar bunlarin üzerini örterek fosilleştirir. Ayrica belirli derinliklerdeki canlilari toprak firinlayabilir ve pişirir. Vezüv Yanardagi' nin oluşturdugu lavlarin altinda böylesi fosiller bulunmuştur. İnce yapraklı ağaçların çıkardığı reçineler, kehribar ve diğer bitkilerin oluşturduğu amber gibi konserve edici maddeler içine düşen küçük organizmalar, özellikle böcekler çok iyi saklanmıştır. Sibirya ve Alaska' da tarih öncesinde yaşayan 50' den fazla mamut fosili bulunmuştur. Buzların içinde (en -35 derece) bulunan bu tüylü mamutların- en az 25 bin yıl önce yaşamış- etleri bugün dahi yenebilmektedir. (Ali Demirsoy Kalıtım ve Evrim, 5. Baskı 1991 Ankara, s:479-480) İNSANIN EVRİMİ (Ali Demirsoy' dan) " Birçok kişi, insanlari hayvanlar aleminin içinde degerlendirmenin küçültücü ve aşagilatici olduguna inanir ve insanlari tüm diger hayvanlardan ayri olarak degerlendirmeyi yeg tutar. Fakat bugünkü bilgilerimizin işigi altinda insanlarin diger hayvanlardan belirli derecede farklilaştigini; ama onlardan tamamen ayri bir özellik göstermediklerini de biliyoruz. Hatta büyükbeynin gelişmesini bir tarafa birakirsak, onlardan çok daha yetersiz oldugumuz durumlarin ve yapilarin sayisi az degildir. Özellikle dogal korunmada çok zayifiz. Uzun, keskin pençelerimiz; uzun, keskin dişlerimiz; kuvvetli kaslarimiz yoktur. çok küçük bir panter dahi bizi parçalayacak güçtedir. Bir köpek bizden çok daha iyi koku alir; hata uykuda bizim alamayacagimiz sesleri algilayarak uyyanabilir. Bazilari, toprak üzerinde birakilan kokudan iz takip ederler. Bazi kuşlar, düşünemeyecegimiz kadar keskin görme gücüne sahitirler. havada uçan şahin veya atmaca, yarisi yaprak altinda kalmiş fare ölülerini bile derhal görebilir. Yalniz bir özelligimizle diger canlilardan üstünüz. Diger tüm canlilari bastiracak bir üstünlük veren, karmaşik ve vücudumuzun büyüklügüne göre çok gelişmiş beynimiz, en belirgin özelligimiz olarak ortaya çiktmaktadir. Heiçbir tür, çevresini kendi çikarlari için kontrol altinaalmamiş ve diger canlilar üzerinde mutlak bir baskinlik kurmamiştir. Fakat başarilarimizdan gururlanmadan önce bunun, kişisel biryetenekten ziyade, binnlerce yil süren bir bilgi ve iletişim birikiminin meyvesi oldugunu bilmemiz gerekecektir. Bu, şimdiye kadar yaşamiş milyanlarca insanin elde ettigi deneyimin görkemli bir meyvesi olarak kullanimimiza sunulmuştur. Bu iletişim ve bilgi aktarimi olmasaydi, belki biz, yine biraz daha gelişmiş bir maymun olarak agaçlar ve çalilar içinde yaşiyor olacaktik. Süper zekamiz bu sonucu büyük ölçüde degiştirmeyecekti. Çok yakin zamanlarda yapilan araştirmalar, bizim zekamizin, inanildigi gibi maymunlardan çok fazla olmadigini kanitlamiştir. Gelişmişlik olarak görünen, toplumdaki bilgi ve deneyim birikimidir."

http://www.biyologlar.com/insanin-evrimi

Evrimin Kanıtları Var mı?

" Hayvan türlerinden biri olarak, biz insanlar, diğer türler gibi evrimin yasalarına uyarız. Bu savı, destekleyecek birçok kanıta da sahibiz. Öncelikle, diğer omurgalı hayvanlarda bulunan birçok benzer ve kökendeş (homolog) yapıya ve organa sahibiz. Diğer hayvanlarda işlev gören birçok yapıyı biz körelmiş olarak taşırız. Embriyomuz gelişirken, solungaç keselerini, basit kalbi; ilkel boşaltim tiplerini, diger omurgali hayvanlardakine benzeyen kuyrugu ve buna benzer birçok yapiyi göstermesi kökendeşligimizin tipik kanitlaridir. Kanimizin serumundaki proteinler ve kirmizi kan hücrelerindeki antijenler insansi maymunlarinkine dikkati çekecekk kadar benzerdir. Gerçekte, bu bakimdan, kuyruksuz maymunlara kuyruksuz maymunlardan daha çok benzeriz. Birçok genimiz, diger omurgali hayvanlarinkinin aynisidir. İnsan evriminin en önemli özelliği, beyin büyümesi, özellikle büyükbeyinin izlenimleri saklama ve öğrenme işlevini yüklenerek, beynindiğer kısımlarına göre oransal olarak çok daha fazla gelişmesidir. Buna bağlı olarak, üstün zekanın ortaya çıkaracağı hünerleri yerine getirebilmek için ilk olarak harektte kullanılan ön üyeler, el olarak kullanılmaya başlamıştır." ( Ali Demirsoy , Kalıtım ve Evrim, 5. Baskı, 1991 Ankara s:716-717) Atların fosilerini milyonlarca yıl geriye izleyebiliyoruz. Çünkü yeterince fosil bulunmuştur. " Halbuki insan fosilleri çok seyrek bulunur. Bunun nedeni, insanın atalarının çok yakın zamanda oluşması ve fosilleşmek için zamanın oransal olarak kısa olması; diğer hayvanlara göre yaygın ve fazla bireyli popülasyonlar oluşturmaması ve en önemlisi oransal olarak diğerlerine göre çok daha zeki olmaları nedeniyle tehlikeyi önceden sezinleyerek, bataklık, katran kuyuları ve fosilleşmenin uygun olacağı tuzaklardan uzak durmaları ve kaçmaları olarak düşünülebilir. Önsezimizle bu tuzaklardan uzaklaşmış ve tehlike sırasında da el hünerlerimizle çoğunluk kurtulmayı sağlamışızdır. Halbuki diğer hayvanlar bu olanaklardan yoksundular ve bu nedenle bol miktarda fosil bırakabilmişlerdir. Keza birçok hile ve araçla yırtıcı hayvanlardan kurtulmayı başarmış ve bu yolla kemiklerin fosilleşmesi de önlenmiştir. Bunun yanısıra, toplumsal ayaşama geçiş de bu tehlikeleri büyük ölçüde azaltmıştır. Bol miktarda fosilin bulunamaması insanın soy dizisinin açıklanmasında bazı karanlık noktalar bırakmıştır. Bütün bunlara karşın, elimizde birikmiş kanıtlar, insanın maymun benzeri bir atadan, bugünkü insana, Homo sapiens ' e geliştiğini göstermeye yeterlidir." (Demirsoy, s:717) Turkana Çocuğu Antropologlar, birbirinden ayrı düşmüş dişler, tek tek kemikler, kafatası parçaları; insana özzgü tarihöncesinin öyküsü çoğunlukla, bu ipuçlarından oluşturulur.”Umut kıracak kadar eksik olsalar da, bu ipuçlarının büyük önem taşıdığını inkar etmiyorum; onlar olmasa, insana özgü trihöncesinin öyküsünü anlatamazdık.Bu mütevazi kalıntılarla karşılaşmanın getirdiği benzersiz heyecanı da gözardı etmiyorum; bunlar, bizim geçmişimizin, et ve kandan oluşan sayısız kuyşakla bize sağlanan parçalarıdır. Ama nihai ödül yine de bütün haldeki bir iskeletin keşfedilmesidir.” (Richard Leakey, İnsanın Kökeni Varlık/Bilim s:7) " 1984 yazının sonlarında çalışma arkadaşlarımla birlikte, nefeslerimizi toplu olarak tutmuş ve sürekli artan umudumuz deneyimin katı gerçekliği karşısında sönmüş bir haldeyken, bu hayalin şekillenmeye başladığını gördük. .Eski bir kaftasına ait küçük bir parça bulduk. Dikkatle kafatasının diğer parçalarını aramaya başladık ve umduğumuzdan çok daha fazlasını bulduk. Bu keşfi izleyen ve açık sahada yedi aydan fazla bir zamana denk gelen beş kazı mevisimi boyunca ekimiz, bin beşyüz ton tortu çıkardı ve sonuçta 1.5 milyon yıldan fazla bir süre önce eski gölün kıyısında ölmüşü birinin eksiksiz iskeletini bulduk. Turkana çocuğu adını taktığımız bu birey öldüğünde yalnızca dokuz yaşındaymış; ölüm nedeni ise hala bilinmiyor.Arka arkaya fosil kemikleri çıkarmak gerçekten eşi bulunmaz bir deneyimdi:kollanr, bacaklar, omurga kemikleri, kaburgalar, leğen kemiği, çene, dişler ve yine kafatasları. Çocuğun iskeleti şekilleniyor ve 1.6 milyon yıl parçalar halinde yaşadıktan sonra birey olarak yeniden oluşturuluyordu.İnsan fosili kalıntılarında, yalnızca 100 bin yıl öncesindeki Neanderthal dönemine dek, bu iskelet kadar eksiksiz bir başka şey bulunamamıştır... Tarihöncesi insan ailesinin çeşitli türlerinin herbiri bilinmese bile bir etiket, yani tür adi, taşiyor ve bu adlari kulanmaktan kaçinmak olanaksiz. Inas türleri ailesinin de kendine özgü bir adi var: Insangiller (homonidler) Meslektaşlarimdan bazilari geçmişteki tüm insan türleri için “insangil” terimini kullanmayi yegliyorlar. “Insan” sözcügünü yalnizca bizim gibiler için kullanilmasi gerektigini savunuyorlar.Yani, yalnizca bizim düzeyimizde zekaya, ahlak duygusuna ve içedönük bilince sahip olanlari “insan” olarak tanimliyorlar. Ben farklı bir bakış açısına sahibim. Esik insangilleri dönemin diğer insansı (kuyruksuz) maymunlarından ayıran, dik durarak hareket etme evriminin, sonraki insan tarihinin temeli olduğunu düşünüyorum. Uzak atamızın iki ayaklı bir insansımaymun haline gelmesiyle birlikte pek çok diğer evrimsel yenilik de mümkün oldu ve sonuçta, Homo ortaya çıktı. Bu nedenle tüm insangil türlerine “insan” demekte haklı olacağımızı düşünüyorum. Tüm eski insan türlerinin bizim günümüzde bildiğimiz zihinsel dünyaları yaşadıklarını söylemek istemiyorum. “İnsan” tanımı en basit düzeyde, dik yürüyen- iki ayaklı- insansı maymuları içerir. .. Turkana çocuğu, insan evrimi tarihinin dönüm noktasını oluşturan bir tür olan Homo erectus ’un üyesiydi. Kimi genetik kimi de fosillerden olmak üzere farklı kanıt dizilerinden, ilk insan türünün yaklaşık 7 milyon yıl önce ortaya çıktığını biliyoruz. Yaklaşık 2 milyon yıl önce Homo erectus sahneye çıktığında, insanın tarihöncesi oldukça uzun bir yol almıştı. Homo erectus’un ortaya çıksamından önce kaç insan türünün yaşayıp öldüğünü henüz bilmiyoruz; en azzından altı, belki de bu rakamın iki katı sayıda tür olmalı. Ama Homo erectus’ tan önce yaşayan tüm insan türlerinin, iki ayaklı olkala birlikte, pek çok açıdan insansımaymun benzeri özellikler taşıdıklarını biliyoruz.Beyinler görece küçük, yüzleri sivri çeneli (yani, öne doğru çıkık) ve beden yapılarının kimi özellikleri- örneğin göğüs huni şeklinde, boyun kısa ve bel yok- insandan çok insansımaymun benzeriydi.Homo erectus ’ta beyin büyüdü, yüz düşleşti ve beden daha atletik yapili hale geldi. Homo erectus’la birlikte, kendimizde gördügümüz pek çok fiziksel özellik de ortaya çikti; anlaşilan insanin tarihöncesi, 2 milyon yil önce çok önemli bir dönem noktasindan geçmişti. Homo erectus ateş kullanan, avciligi beslenme düzeninin önemli bir parçasi haline getiren, modern insanlar gibi koşabilen, belli bir zihinsel kaliba göre taş aletler yapabilen ve harekat alanini Afrika’nin ötesine taşiyabilen ilk insan türüdür. Homo erectus’un konuşma diline sahip olup olmadigini kesin olarak bilemiyoruz; ama buna işaret eden çeşitli kanitlar var. Bu türde belli bir benlik bilinci, insansi bir bilinç olup olmadigini da bilmiyoruz ve büyük olasilikla asla bilemeyecegiz; ama ben oldugunu düşünüyorum. Homo sapiens’in en degerli özellikleri olan dil ve bilincin tarihöncesi kalintilarinda hiçbir kanit birakmadigini söylemeye herhalde gerek yok. Antropoloğun hedefi, insansımaymun benzeri bir yaratığı bizim gibi insanlara dönüştüren evrim olaylarını anlamaktır. Bu olaylar romantik bir açıdan, büyük bir tiyatro eseri gibi tanımlanmış ve gelişen insanlığa da öykünün kahramanı rolü verilmiştir. Oysa gerçek büyük olasılıkla çok daha basittir ve bu değişimi epimaceradan çok, iklimsel ve ekolojik değişimler yönlendirmiştir. Yine de bu, dönüşümün ilgimizi dahha az çekmesine neden olmuyor. Biz, doğal dünylyayı ve bu dünyadaki yerimizi merak eden türüz.Şu andaki halimeze nasıl ggeldiğimizi ve geleceğimizin nasıl olacağını bilmek istiyoruz; bilmek zorunluluğu duyuyoruz. Bulduğumuz fosiller bizi fiziksel açıdan geçkmişimize bağlıyor ve sundukları ipuçlarını, doğayı ve evrim tarihimizin izlediği yolu anlamala yolu olarak yorumlamaya yönlendiriyor. İnsanoğlunun tarihöncesine ait daha pek çok kalıntı gün ışığına çıkartılıp incelenene dek hiçbir antropolog kalkıp da, “Bu, tüm ayrıntılarıyla şöyle oldu” diyemez. Ama araştırmacılar, insan tarihöncesinin genel şekiline dair pek çok konuda aynı fikirdeler. İnsanın tarihöncesinde dört temel aşama kesinlikle saptanabiliyor. İlk aşama, 7 milyon yıl önceki, iki ayaklı ya da dik hareket eden insansımaymun benzeri bir türün geliştiği insan ailesinin kökenidir. İkinci aşama, iki ayaklı türlerin çoğalması yani biyologların uyarlayıcı ışınım adını verdikleri bir süreçtir. 7 milyon ile 2 milyon yıl öncesi arasında her biri birbirinden biraz farklı ekolojik şartlara uyarlanmış pek çok değişik iki ayaklı insansımaymun gelişti. Bu insan türleri arasından birisi, 3 milyon ile 2 milyon yıl önce arasında, önemli oranda büyük bir beyin geliştirdi. Beyin boyutundaki büyüme üçüncü aşamayi oluşturur ve insan soyagacinin, Homo erectus ’tan sonuçta Homo sapiens’e dek uzanan dali olan Homo cinsinin kökenine işaret eder. Dördüncü aşama , modern insanlarin kökenidir; bizim gibi, dogada başka hiçbir şekilde görülmeyen dile, bilince, sanatsal düş gücüne ve teknolojik yenilikçilige sahip insanlarin ortaya çikişidir. Bu dört temel olay, kitabımızdaki bilimsel anlatının yapısını oluşturuyor. İleride de görüleceği gibi, insanoğlunun tarihöncesini araştırıken yalnızca neyin, ne zaman olduğundan öte, neden olduğunu da sormaya başlıyoruz. Bizler ve atalarımız, artık tıpkı fillerin ya da atların evrimi incelenirken olduğu gibi, aşamalı bir evrim senaryosu bağlamında inceleniyoruz. Bu, Homo sapiens’in pek çok açıdan özel olduğunu yadsımak anlamına gelmiyor: en yakın evrimsel akrabamız olan şempanzeden bile bizi ayıran pek çok şey var; ama artık, doğayla bağlantımızı biyolojik anlamda anlamaya başladık. Son otuz yıl içinde bilim dalımızda, daha önce eşi görülmemiş fosil keşiflerinin ve bu fosilleri yorumlayıp sundukları ipuçlarını bütünleştirmekte kullandığımız yenilikçi yöntemlerin sayesinde, çok önemli ilerlemeler kaydedildi. tüm bilimlerde olduğu gibi antropolojide de uygulayıcı bilimler arasında dürüst ve kimi zaman da şiddetli fikir farklılıkları görülür. Bu fikir farklılıkları kimi zaman fosil ve taş aletler gibi verilerin kimi zaman da yorumlama yöntemlerinin yetersizliğinden kaynaklanır. Kısacası, insanın tarihöncesi hakkında pek zok soruya kesin yanıtlar verilemez. Örneğin: İnsan soyağacının tam şekli nedir? Gelişmiş konuşma dili ilk olarak ne zaman ortaya çıktı? İnsanın tarihöncesinde beynin çarpıcı oranda büyümsenie yol açan neydi? İlerideki bölümlerde bu fikir farklılıklarının hangi konularda ve neden oluştuğuna değinecek ve zaman zaman kendi tercihlerimi belirteceğim. Yirmi yılı aşkın antropoloji çalışmalarım sırasında pek çok eşsiz meslektaşımla birlikte çalışma şansına eriştim ve hepsine şükran duyuyorum. (Richard Leakey, İnsanın Kökeni Varlık/Bilim s: 9-14) Organik Evrimin Ana İlkeleri “Organik evrim onusunda ana ilkelerin açığa çıkarılması ve öğretilmesi toplumların düşünce sistemlerinde büyük yansımalara neden olduğu ve olacağı için, sadece doğanın temel yasalarını açıklamaya dönük olan böyle bir bilimsil alan, ne yazık ki, belirli çevrelerde tehlikeli bidr gelişim olarak değerlendirilmektedir. Çünkü evrim kavramı, zaman süreci içerisinde bir değişmeyi açıklar; sonsuzluk ve değişmemezlik evrimin ilkelerine aykırıdır. Dolaysıyla evrim kavramı. dogmatik düşünceye, yani herşeyin olduğu gibi benimsenmesine izin vermeyen bir bilim dalıdır. Bu ise, belirli koşullara ve düşüncelere, olduğu gibi, yüz yıllardır, düşünmeden uymuş toplumları; keza bunun yanısıra toplumların bu uyumundan çıkarları için yeterince yararlanan çevreleri rahatsız etmektedir. Evrim kavramının kendisi de sabit değildir, zaman süreci içerisinde yeni bilimsel çalışmaların ışığı altında değişmek zorundadır.Çünkü kendini zaman süreci içerisinde değiştiremeyen, yeni bilgilerin ve gelişimlerin etkisi altında yenileyemeyen her şey ve her kavram yok olmak zorundadır. Bu yasa, tüm canlılar ve kavramlar için geçerli görünmektedir. Evrim kavramı özünde üç alt kavramı içine alır: 1. Anorganik evrim: Cansızların değişimini inceler; özellikle evrenin oluşumundan, canlıların temel maddelerini oluşturan cansız maddelerin oluşumuna kadar ortaya çıkan olayları kapsar. 2. Organik evrim: Canlıların değişimini inceler. 3. Sosyal evrim: Toplumların değişimini inceler. Biyioloji bilimi, özellikle organik evrimi tapsar. Organik evrim buguünb de devam etmektedir.; hatta bugün tarihin birçok devrelerinden daha hızlı olmaktadır. Son binkaç yüzbbin senede yüzlerce yeni bitki ve hayvan türü meydana gelirken, yüzlercesi de yeni tür oluşumları için ayrılmaya başlamıştır.Fakat bu ayrılma ve türleşme o kadar yavaş yürümektedir ki, gözlemek yalnız tarihpsel belgelerin bir araya getirilmeleriyle ve karşılaştırılmalarıyla mümkün olacaktır. Biyilojik evrimin oluştuguna ilişkin kanitlayici tipik örnek,15. yüzyilin başlarinda Madeira yakininda, Porta Santo denen küçük bir adaya birakilan tavşanlarda gözlenmiştir. Tavşanlar, Avrupa’danh getiriymişti. Adada dger bir tavşan türü ve getirilen tavşanlarin düşmanlari olmadigi için getirilen tavşanlar anormal derecede çogaldilar ve sonuçta 400 yil sonra,Avrupa’daki anaçlarindan tamamen farkli yapilar kazandilar. Öyle ki, büyüklükleri, Avrupadakilerin yarisi kadar oldu; renklenmeleri tamamen degişti ve daha gececi hayvanlar oldular.En önemlisi, atalariyla biraraya geldiklerinde, artik çiftleşip yeni bir döl meydana getiremiyorlardi. Yani yeni bir tür özelligi kazanmiştilar. Canlılar arasında benzerliklerin ve farklılıkların nasıl ortaya çıktığı, bilimsel olarak ilk defa, Charles Darwin’in gözlemleriyle gün ışığına çıktığı ve açıklandığı için, evrim kavramı ile Darwin’in ismi ve kişiliği özdeşleştirilerek “Darwinizm” denir. Evrim Konusundaki Düşüncelerin Gelişimi Canılların birbirinden belirli derecelerde farklılıklar gösterdiğine ve aralarında belirli derecelerde akrabalıklar olduğuna ilişkin gözlemler, düşünce tarihi kadar eski olmalıdır. Yavruları atalarından, kardeşlerin birbirinden belirli ölçülerde farklı olduğu çok eskiden gözlenmişti. Bitkilerin ve hayvanların benzerlik derecelerine göre, türden başlayarak belirli gruhlar oluşturduları saptanmıştı. Fakat kalıtım konusunda bilgiler yeterli olmadığı ve özellikle bir türün binlerce yıllık gelişimi düşünür bir birey tarafından izlenemediği için, çeşitlenme ve akrabalık bağları tam olarak açıklanamamıştır. Bazı bireylerin yaşam savaşında üstün niütelikler taşıdığı, dolaysıyla ‘doğal seçme’ eskiden de bilinçsiz olarak gözlenmişti. Fakat evrim konusundaki bilimsel düşüncelerin tarihi, diğer bilim dallarına göre çok yenidir.

http://www.biyologlar.com/evrimin-kanitlari-var-mi

Biyoinformatik ve Veri Analizi

Bu yazı değerli çalışma arkadaşım Deniz'in bakış açısıyla ortaya çıktı, katkısından ötürü çok teşekkür ediyorum. Ahmet Bey'e blogunda ki bu değerli alanı ayırdığı için teşekkürlerimi sunarak başlamak istiyorum. Biyoinformatik, dünyada önemli bir araştırma konusu olan ve ülkemizde de yeni yeni tanınmaya, adından söz ettirmeye başlayan ve kendine yer edinen disiplinler arası bir alandır. Ayrıca temelini moleküler biyoloji oluşturup, bilgisayar ve istatistik alanlarından yararlanarak problemlerine cevap arayan bir disiplindir. Özellikle insan genom projesinin tamamlanması ve teknolojinin ilerlemesi genetik çalışmaları hızlandırmış, genlerin ve proteinlerin arka sokaklarında gizlenenlerin keşfine zemin hazırlamıştır. Bu keşifler sırasında oldukça büyük boyutlu veriler elde edilmektedir. Elde edilen bu verilerin saklanması için veritabanı oluşturulması ve bu büyüklükteki verilerinin analizi için yeni tekniklerin geliştirilmesine önem verilmiştir. Gen çiplerinin gelişmesiyle beraber yüzlerce genin aynı anda incelenmesi kolaylaşmıştır. Bu çipler genlere ve proteinlere ait işlevlerin arasındaki ilişkinin bulunmasında önemli rol oynamaktadır. Bu da bahsettiğimiz büyük boyutlu verilerin analizini gerektirmektedir. Verilerin analizi için var olan istatistiksel analiz yöntemlerinin yanında veri madenciliği(data mining) ve makine öğrenmesi (machine learning) teknikleri kullanılmaktadır. Biyoinformatikçiler için buradaki temel sorun da doğru bir analiz için hangi yöntemlerin hangi durumlarda kullanılacağıdır. Her bir yöntemin oluşumunun kendine ait koşulları ve varsayımları vardır. Bu varsayımlar sağlanmadığında yöntemin geçerliliğinin yitirilmesi söz konusu olacağı için elde edilecek sonuçlar da yanlış olacaktır. Örneğin; Yapılan bir veri analizinde kullandığınız yöntemin doğru seçilmemesi durumunda BRCA1 geninin göğüs kanseriyle bir ilişkisinin olmadığı sonucuna varabilirsiniz. Oysa ki çalışmalar bu genin ifade düzeyinin artması ile göğüs kanseri görülme olasılığının arttığını göstermektedir.

http://www.biyologlar.com/biyoinformatik-ve-veri-analizi

Mikrodizi (Microarray) Nedir

Bu kavramı birçok yerde "mikrodizin" olarak da görmüşsünüzdür, o ayrı bir yazı konusu. Bu yazıda, daha önce detaylı bir şekilde bahsedeceğimi söylediğim mikrodizi teknolojisine giriş yapacağım. Mikrodizi veri analizi yerine, bu teknolojinin nasıl bir şeye benzediğinden bahsedeceğim. Bu teknoloji fazlasıyla popüler ülkemizde (dünyada artık Yeni Nesil Sekanslama konuşuluyor), bir süre daha devam edeceğe de benziyor. Temel birkaç sebepten birisi bu teknolojiyi uygulamayı bilen insan sayısı göreceli olarak hayli fazla, her yerde (evet, neredeyse her yerde) mikrodizi cihazı var, ve bu teknolojiyi kullanarak yayın çıkarmak göreceli olarak kolay. Bu durum da beraberinde gereğinden yüksek beklentileri ve uygunsuz teknoloji kullanımlarını getiriyor. Önce neden böyle bir teknolojiye ihtiyaç duyulduğundan başlayalım. Klasik bilimsel yaklaşım belirli bir vakit diliminde belirli bir faktörü incelemek üzerine kurulu. Bu nedenle p53 üzerine binlerce yayın var; ancak p53'ün tam olarak nasıl çalıştığına ilişkin elimizde tam bir bilgi yok, çünkü etkileşim mekanizmasını tam olarak anlayabilmiş değiliz. Buradaki anahtar kelime, "etkileşim" [interaction]. Yani klasik yaklaşımla, direksiyonun bir otomobil için çok önemli olduğunu anlayabiliyoruz. Hatta direksiyonun türler arasında (kamyon, otobüs, vapur, uçak vb.) korunduğunu ve bazen farklı şekillere büründüğünü ve buna rağmen aynı etkiyi yaptığını da kavrayabiliyoruz. Ama direksiyonun tam olarak nasıl çalıştığını klasik yaklaşımla anlayamıyoruz; çünkü bir başka deneyde direksiyonu sabit tutup gaza basıyoruz, bir başkasında otomobilin krank milini çıkarıp etkisine bakıyoruz, ve benzeri şeyler. Bu sıkıntı bilimin birçok dalında kendini gösteriyor, fakat özellikle de birden fazla faktörün işin içine girdiği alanlarda içinden çıkılmaz bir hal alıyor bu durum. Psikoloji bilimsel olarak geç kabul gören fakat hızlı ilerleyen bir dal. Klasik bilimsel yaklaşımla çözülemeyen bazı problemleri çözmek adına farklı bir yaklaşım ortaya çıkıyor. Gestalt psikolojisi denilen bu yaklaşım diyor ki: "Bütün, onu oluşturan parçaların toplamı değil, daha fazlasıdır." Yani deniyor ki, bir ormanı anlamak istiyorsanız teker teker her bir ağacı araştırmanız yetersizdir. Ormanı oluşturan şey, ağaçlar ve onların birbiriyle etkileşimidir. Yani p53'ün ne işe yaradığı çoğu zaman anlamsızdır; önemli olan, p53'ün diğer moleküllerle etkileşimini ortaya koymaktır. Yani direksiyonu çevirdiğimizde tekerlerin nasıl hareket ettiğini keşfetmek, belirli hızlarla giderken her bir derecelik direksiyon açısındaki değişmenin kaç metrelik sapmalara denk geldiğini görmek, her bir lastiğin aşınmışlığının bu sapmaları nasıl etkilediğini keşfetmek, direksiyon boşluğu denen şeyin aracın yönünü ayarlamayı nasıl etkilediğini bulmak tüm resmi görmektir. Elbette direksiyonun şekli, yapıldığı materyal vb. şeyler kıymetlidir ama, bütün resmin sadece ufak bir parçasıdır. Gestalt psikolojisini detaylı bir şekilde araştırmanızı öneririm; sistem biyolojisini anlamak için çok güzel bir başlangıç noktası bence. 1977 yılında Northern Blot adı verilen bir yöntem geliştirildi. Amaç, gen ifade miktarını hedef bir gen/transkript için belirleyebilmekti. Örneğin, p53 gen ifade miktarını bu yöntemle tayin edebiliyordunuz ve sadece bir veya birkaç gen ifade miktarını kendi aralarında farklı durumlar (hastalıklı - sağlıklı vb.) için kıyaslayabiliyordunuz. Burada önemli bir detay var; ilgilendiğiniz gen veya transkriptin DNA dizilimini, en azından bir kısmını bilmeniz gerekiyor ki ona göre probu tasarlayabilesiniz. Aslında bu durum aynı zamanda çok büyük bir kısıtlayıcı etkiye sahip; henüz keşfedilmemiş genler için bu yöntemi kullanabilmek mümkün değil. Hücredeki süreçleri daha iyi anlayabilmek için mümkünse hücredeki her detaya ilişkin veriye ihtiyacımız var. Genetik alanındaki araştırmalar ilerledikçe ve moleküller arası etkileşimin önemi farkedildikçe aynı anda onlarca gene ait özelliklere bakabilmenin daha faydalı olabileceği düşüncesi yaygınlaşmaya başladı; gestalt yaklaşımının biyoloji versiyonu gibi düşünebilirsiniz bu gelişme sürecini. Yeni bir teknolojinin geliştirilmesi biraz uzun sürdü; SAGE (Serial Analysis of Gene Expression) yöntemi bu arayışlar doğrultusunda ortaya çıktı, sene 1995. Henüz İnsan Genom Projesinin çıktıları bilinmiyordu ve araştırmacılar mümkün olduğu kadar çok gen ifade değişimini aynı anda gözlemleyebilmek istiyordu. Böylece, bir hastalık durumunda gen ifade miktarlarının sağlıklı bireylerin gen ifade miktarlarına göre nasıl değiştiği ve böylelikle hastalığa neyin neden olduğu, veya hastalığın neleri etkilediği/değiştirdiği anlaşılabilecekti. Yandaki şekil SAGE metodunu kısaca özetliyor. SAGE yönteminin bir diğer avantajı ise, hücredeki transkriptlerin ne olduğunu önceden bilmenizi gerektirmeyen ve yeni genlerin keşfine olanak sağlayan bir yaklaşıma sahip olması. Daha doğrusu, yeni bir genin ufak bir dizisini keşfetmekten bahsediyoruz, yine de bu o zamanlar için büyük bir keşif olarak düşünülebilir (Bir yazımda EST'lerden kısaca bahsetmiştim). SAGE metodu DNA dizilimlemeye dayanır ve o dönemde elimizdeki en iyi yöntem Sanger yöntemiydi. Eğer dizilimlemek istediğiniz DNA bölgesi fazlasıyla uzunsa bu hem uzun süreler, hem de yüksek maliyetler anlamına geliyor. Bu nedenle, yine aynı dönemde geliştirilen mikrodizi teknolojisi düşük maliyetler vadettiği için bir anda popüler hale geldi ve SAGE metodunun pabucunu dama attı. Oysa iki metodun karşılaştırmalarına baktığımızda, SAGE yöntemi mikrodizi teknolojisine göre çok daha kesin ve nicel sonuçlar verebiliyor. Maliyet avantajı fazlasıyla baskın gelmiş anlaşılan. Peki mikrodizi teknolojisi ne getirdi, temel farkı neydi? Bu yeni teknolojiyi, aynı anda gerçekleştirilen Northern Blot'lar gibi düşünebiliriz; binlerce ve bazen on binlerce Northern Blot, tek seferde, çok daha az sarf maliyetiyle. Yaklaşım aynı; önceden tasarlanmış ve bir transkripti tanımlayabilecek en az bir prob tasarlayın. Prob lafı biraz korkutucu geliyor başta ve bir kavram kargaşasına da yol açabiliyor. Kastettiğimiz şey, 20 ila 500 baz arasında uzunluğu olan tek zincirli bir DNA molekülü (ülkemizde yaygın olarak kullanılan Affymetrix teknolojisinde DNA molekülünün uzunluğu 25 baz olarak belirlenmiş). Olay tamamen hibridizasyon temelli ve bu nedenle tek zincirli DNA parçaları, eşlenecekleri diğer molekülleri bekliyorlar; onlar da hedef transkriptler. Bir video yüzlerce kelimeye bedel, buradan teknolojinin nasıl işlediğini izleyebilirsiniz. Birçok farklı mikrodizi teknolojisi ve yine birçok uygulaması var; yani aslında mikrodizi teknolojisi dediğimizde ortada yine ufak bir kavram kargaşası var ancak sistemin çalışması yukarıda bahsettiğimiz gibi. Peki sonra ne oluyor? Problara bağlanması için hücrelerden elde ettiğimiz DNA veya mRNA parçaları floresan moleküllerle işaretleniyor (kafamda, her bir nükleik asit molekülünün ucunda birer LED veya ampül varmış gibi hayal ediyorum). Problar sabit olduğu ve her bir pozisyonda hangi transkripti hedeflediği bilindiği için, o bölgelerdeki floresan ışımaya bakılıyor ve bu ışıma miktarının hücredeki gen ifadesi miktarıyla paralel olduğu varsayılıyor. Buradaki paralel olma ifadesi şu demek; elimizde sayısal veriler var ancak bunlar mutlak rakamlar değil. Çok ışıma varsa hücrede bu gen çok miktarda ifade ediliyor diye düşünüyoruz, az ışıma varsa az gen ifadesi var diye düşünüyoruz. Bu az veya çok olma durumu hücrede gerçekte kaç kopya transkript olduğu bilgisini vermiyor. Bu nedenle mutlaka bir referansa veya bir referans grubuna ihtiyacımız var. Mikrodizi ne değildir, tam da bu noktada başlıyor. Tek bir mikrodizi deneyiyle bir gene ait ifade değerini mutlak olarak söyleyemezsiniz, herhangi bir tespit yapamazsınız. Aynı değer grubuna ait örneklerle yapacağınız mikrodizi deneyleriyle de bunu yapamazsınız. Yani, 10 tane hasta bulup bunlardan alacağınız örneklerle yaptığınız mikrodizi deneyi, pratikte neredeyse hiç bir işe yaramaz, çünkü bu teknoloji böyle kullanılmaya uygun değil; mutlaka birden fazla referans çalışmaya ihtiyacınız var. Böylece elde ettiğiniz hasta örneklerine ait verilerin "çok" veya "az" olduğunu söyleyebileceğiniz bir referans noktası elde edebilirsiniz. Model organizma çalışırken referans veya kontrol grubu bulmak çok daha kolay ancak konu insan olduğunda sağlıklı bireylerden kontrol örneklerini nasıl bulabilirsiniz? Örneğin, sağlıklı bir bireye karaciğer biyopsisi yapmanın veya o bireyin beyninden parça almanın hem etik hem de yasal bir çok problemi var. O zaman bu dokulardan elde edilen örneklerle mikrodizi deneyleri yapılmayacak mı? Referansınız yoksa, evet, çalışmanın bir anlamı yok. Yeterince örnek toplayamıyorsanız, yine burada bir problem var. Elinizdeki değerler mutlak değerler değil ve bu değerlerin kendi içlerinde de sapmalar var, bu nedenle birçok örneğe ihtiyacınız var. Bütçeniz kısıtlıysa ve her bir deney grubu için sadece bir örnek çalışabilecekseniz, mikrodizi teknolojisine başvurmanın yine neredeyse hiç bir anlamı yok. Veya referans olarak kullanacağınız kontrol örnekleri gerçekten de kontrol değilse (deney grubu örnekleriyle aynı dokudan ve aynı şartlarda alınmadıysa vb.), o zaman yine yapacağınız çalışma tehlikeye giriyor. Yukarıda saydığım nedenlerden ötürü bir mikrodizi deneyi tasarlamadan önce bir biyoinformatik uzmanına veya bir biyoistatistikçiye danışmakta çok büyük faydalar var; bu sayede birçok hatanın ve verimsizliğin önüne geçilebilir. Her bir farklı üreticinin geliştirdiği mikrodizi teknolojileri de birbirinden farklı, bu nedenle bu konuda da bilgi sahibi olmak gerekiyor. Gözünüz korkmasın, Wikipedia'da ufak bir gezinti farklı mikrodizi teknolojileri hakkında fikir sahibi olmanız için yeterli.

http://www.biyologlar.com/mikrodizi-microarray-nedir

Kısırlığı bitirecek molekül

Kısırlığı bitirecek molekül

Hong Kong Üniversitesi spermin yumurtalığa yapışmasını sağlayan molekülü bularak tedavi yolunu açtı HONG KONG Üniversitesi'nde kısırlığın tedavisi için ortak çalışmalar yürüten İngiliz, Amerikan ve Tayvanlı bilimadamlarının keşfettiği molekül yumurtayı saran kılıfın üzerinde yer alıyor. 'Sialyl-LewisX' (SLeX) adını taşıyan mokekül sprem ile yumurtanın bir arada kalmasına yardım ediyor. KLİNİK ÇALIŞMA 2013'TE Molekülün bulunmasında rol oynayan bilim adamlarından William Yeung, kısırlığın tedavisi için çok önemli bir adımın daha atıldığını söyleyerek "Molekülün keşfi, bundan sonraki birçok buluşun da ilk adımı sayılır" dedi. Keşfin, doğum kontrol yöntemleriyle ilgili araştırmalarda da kullanılabileceği belirtildi.Bilim dünyasını heyecanlandıran keşif, 2009'da 195 döllenmemiş yumurta üzerinde yapılan araştırmada 2 yıl içinde klinik çalışmalara başlanacak. Kaynak: http://www.sciencemag.org/content/early/2011/08/17/science.1207438

http://www.biyologlar.com/kisirligi-bitirecek-molekul

Genetik Yapımız ve Davranışlarımız Arasındaki İlişki

Daha doğum anından itibaren bebeğin annesine mi yoksa babasına mı benzediğini merak ederiz. Yeni doğan bebeği görenler, öncelikle bu benzerlik konusundaki kanaatlerini açıklama gereği hissederler ya da gerçekten ortada öylesine bir benzerlik vardır ki, kendilerini bu konuda bir şey söylemekten alıkoyamazlar. Çoğu zaman "Hıh, deyip birisinin burnundan düşmüş"üzdür Kime benzediğimiz, fiziksel özelliklerimizi, bazı huylarımızı kimden aldığımız yaşamımızın sonraki dönemlerinde de insan ilişkilerindeki temel ilgi alanlarından birisi olmakta devam eder. Çocuk ya da genç, hoşa giden veya gitmeyen bir tutum gösterdiğinde, bu tutumun hep hesapta tutulan sorumlularından biri de kalıtımsal mirasıdır. Baba, matematikten "pekiyi" alan oğlunun başarısında, biraz da kendi kalıtımsal mirasını etken olarak gördüğü için öğünür. Eşine kimi huylarından dolayı kızgın olan anne, kızı bu baba huylarından bazılarını gösterse, öfkesini yönelttiği kaynaklardan birisi de eşinin kalıtımsal mirasıdır; o yüzden açık ya da gizli "çekmez olasıca!" diye hayıflanır. Şöyle ya da böyle kalıtım, gündelik yaşamımızda büyük ve büyülü bir yer tutar. Gündelik yaşamımızda böylesine önemli bir yeri olan kalıtım, doğal olarak tarihte, toplumsal ve politik yaşamda da "soy sop sorunu" şeklinde hak ettiği yeri almıştır. Evlilikler, politik tercihler sırasında, soyaçekimin bu büyüsel etkisi kendisini çoğu zaman hemen hissettirir. "Kız anasına bakılarak alınır"; soyun gücüne inanç, mezhepsel farklılıklara, babadan oğula geçen dinsel ve politik iktidar biçimlerine yol açar; demokratik söylemin başat olduğu modern zamanlarda bile partilerin başına soyaçekimin büyüsünden faydalanılacak liderler seçilmeye çalışılır. Kalıtımsal miras ve soyaçekim konusunun şüphesiz bilimsel tecessüsü uyandırması gecikmemiş, "genetik", bilim dünyasının en önemli alanlarından birisi haline gelmiştir. Bu yüzyılın ortalarında kalıtımsal mirasın geçiş yolu olan kromozomların, genlerin ve genetik şifrenin taşıyıcısı DNA'nın yapısının keşfiyle, insanlık tarihinde belki etkisi gelecekte çok daha belirginleşecek olan "genetik devrim" ortaya çıkmıştır. Genetik şifre hakkındaki artan bilgi, DNA'ların ayrıştırılıp yeni yapılar elde etmek üzere yeniden birleştirilmesi (rekombinant DNA teknolojisi), insanlığı diğer tüm devrimlerde olmadık biçimde politik, toplumsal ve etik, yepyeni bir meydan okumayla karşı karşıya bırakmaktadır. Artık tüm canlılarda, bitki, hayvan ve insanda istenilen değişikliklerin ortaya çıkarılması ve kopyalama mümkündür. Moleküler biyoloji ve gen mühendisliği gibi iki temel alandan beslenen yeni bir bilimsel ve teknolojik alan olan biyoteknoloji, insan ve toplum için inanılması güç olumlu vaadlerde bulunmaktadır. 1987'de Amerikalı ve İngiliz bilimcilerin önderliğinde başlatılan "İnsan genomu projesi" tüm hızıyla sürmektedir. Bu projeyle ilk aşamada insan genlerinin, ikinci aşamada tüm DNA dizilimlerinin ayrıntılı bir haritasının çıkarılması hedeflenmektedir. İnsan DNA'sında 3 milyar harf olduğu sanılmakta, projenin başlangıcından beri 76 milyon harfin yerinin saptandığı, 2002 yılında 500 milyon harfin yerinin saptanmış olacağı bildirilmektedir. Halen süren ama bir yandan da gerek bilimsel gerek politik çevrelerin tepki ve eleştirilerine hedef olan bu proje, nihai amacı olan insan genomundaki her noktanın DNA diziliminin elde edilmesini gerçekleştirebilirse, ortaya çıkabilecek imkan ve sorunların bugünden hayal edilmesi bile mümkün değildir. Şu sıralarda İngiltere'de Cambridge'de sürmekte olan "İnsan Genetiği Haritası Araştırması" için insan DNA'sından elde edilen 1 milyon kopya derin dondurucularda saklanmakta, varılan sonuçlar Avrupa Biyoenformasyon Enstitüsü (EBI) tarafından dünyaya açıklanmaktadır. EBI, şimdiye kadar 20 bin organizmanın genetik yapısını bilimcilere açıklamıştır. İnternetteki sayfasına her gün on bin kişi girip biriken bilgiyi elde etmektedir. EBI'nın interteki sayfasını okuyanların sayısı son bir yılda 7 kat artmış durumdadır. Bugün "tıbbi genetik" bilgi sayesinde sağlanan bazı hastalıkların nedenleri ve erken tanınması ile birlikte ortaya çıkan imkanların "müthiş" bir düzeye gelmesi ve daha anne karnında hatalı genlerin hatalı olmayanlarla değiştirilmesi yoluyla kesin etkili olacak "genetik tedavi" ulaşılmak istenen ilk hedeflerdendir. Genetikteki çok hızlı gelişme, yalnızca tıp alanıyla sınırlı değildir. İlaç şirketleri de, genetik mühendislikte araştırma-geliştirmeye giderek aratan oranlarda kaynak ayırmaktadır. Biyoteknolojinin tıp ve eczacılık dışındaki diğer hedefleri arasında tarım ve petrokimya alanlarında pek çok ürünün ucuza ve bol miktarda üretilmesini sağlamak bulunmaktadır. Genetik çalışmaların böylesine gelişme ve tüm toplumsal ve ekonomik alanlara yayılma eğilimi, "genetik araştırmaların ekonomisi"yle uğraşan "genomics" adlı yeni bir bilgi türü bile ortaya çıkarmıştır. Ancak insan söz konusu olduğunda, genetik devrimdeki ve biyoteknolojideki tüm bu olumlu gelişmeleri gölgeleyen bazı soru işaretleri ve eleştiriler ortaya çıkmaktadır. Tüm bunların sonucu olarak geçenlerde aralarında ülkemizin de bulunduğu, İngiltere dışındaki 19 Avrupa ülkesi, araştırma amaçlı dahi olsa insan embriyosu üretimini ve kopyalanmasını yasaklayan bir anlaşma imzalamıştır. Bir zamanlar, örneğin matbaanın icadında olduğu gibi, bilimsel ve teknolojik gelişmelere, dinsel ve ahlaki nedenlerle din adamları karşı çıkarlarken bugün benzer gerekçelerle bizzat bazı bilimcilerin kendileri bilimsel etkinliğin sınırlandırılması gerektiğini savunmaktadırlar. İnsanın en bilmecemsi yanı, davranışlarıdır. İnsanla ilgili her türlü bilmeceyi mutlaka çözme (!) azim ve kararlılığında olan genetik bilimciler, uzunca bir süreden beri, felsefenin ve beşeri bilimlerin yıllardır tartıştıkları konulara da el atmışlar; insanın (ve hatta toplumun) karmaşık davranışlarının genetik bakımdan açıklanabilmesi için bugüne kadar birçok araştırma yapmışlardır. Bazı fiziksel hastalıkların genetik nedenlere bağlı olarak ortaya çıktıkları kanıtlanalı beri, önce ruhsal hastalıkların daha sonra işsizlikten çapkınlığa, homoseksüellikten toplumsal şiddete kadar tüm etik, politik, ekonomik sorunların nedenleri DNA dizilimlerinde aranmaya, insanı her türlü davranışının sorumluluğundan muaf tutmaya çalışan bir gayret başlamış, bir nükleotid'in değişimiyle bu sorunların düzelebileceği şeklinde hayaller kurulmuştur. Bu hayal ticaretinin kışkırtılmasında medyanın rolü hiç de azımsanmayacak bir ölçüdedir. Genetik devrimin ve biyoteknolojinin önemi, hem gelişmiş ülkelerin hükümetleri hem de uluslar arası büyük şirketler tarafından çoktandır kavranılmış, bu alanda çok ciddi yatırımlar yapılmıştır. Tüm bunlar nedeniyle, zaten eskiden beri gündelik yaşamda büyük ve büyülü etkiye sahip olan kalıtım ve soyaçekim sorunu, bu kez bilimsel bilgi ve teknolojideki gelişmelerin sonuçları olarak ilerideki günlerde hiçbirimizin kayıtsız kalamayacağı biçimde önümüze gelecektir. Bilgiler yenilenmeli, tüm toplumsal yaşamı derinden sarsacak olan durumlara ve tartışmalara hazır olunmalıdır.

http://www.biyologlar.com/genetik-yapimiz-ve-davranislarimiz-arasindaki-iliski

Virüslerin Keşfi

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

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

BİYOLOJİK SİLAHLARDAN KORUNMA

Biyolojik silahlardan korunma birbiriyle bağlantılı beş aşamadan oluşmaktadır; Önleme. Biyolojik silahların kullanılmasını engellemek için çeşitli çalışmalar yapılmaktadır. Uluslararası silahsızlanma ve teftiş rejimleri biyolojik ajanların biyolojik savaş durumunda üretimini ve kullanımını caydırmaktadır. İstihbarat çalışmaları sonucunda potansiyel tehlikeler belirlenerek gerekli önleyici tedbirler alınabilir. Doğal olarak ortaya çıkan ajanlara karşı aşılama önemli bir tedbirdir, ancak genetik mühendisliği ile bu aşıların etkisini sınırlayan ajanlar üretilmiştir. Korunma. Biyolojik ajanlara karşı korunma yöntemleri sınırlıdır. Koruyucu elbiseler, maskeler kısa süreli koruma sağlayabilirler. Bununla beraber, şarbon gibi etkinliğini uzun süre koruyabilen kimi ajanlar için bu tedbirler sadece ilk aşamada faydalı olabilirler. Herhangi bir şekilde yediğimiz yiyeceklerin biyolojik ajanlarla bulaşmış olabileceğini düşündüğümüz anda o yiyeceğin yenmemesi gerekir. Biyolojik tehlikenin olabileceği zamanlarda gıdalarımızın temizliğine özellikle yıkanmasına her zamankinden daha fazla özen gösterilmeli. Yıkama işlemi önemli ölçüde mikrobiyal yükü azaltır. Bunun yanında sebze türü yiyeceklerin 1 %’lik hipoklorit içerisinde iki üç dakika tutulması canlı mikroorganizmaların öldürülmesine yeterlidir, bu işlemden sonra mutlak surette iyice yıkanmalılar. Solunum kaynaklı bulaşmalar söz konusu olduğunda ıslak bir mendil gibi eşyaların ağız ve buruna tutularak o anda hava yoluyla oluşacak bulaşma engellenebilir. Herkesin koruyucu elbise giyemeyeceğine göre insanlar özellikle yiyeceklerinin, eşyalarının ve çevrelerinin temizliğine dikkat etmeli. Herhangi bir durumda bir bulaşmaya maruz kaldığını hisseden kişi hemen doktora başvurmalı. Çünkü biyolojik ajanın bulaşmasından sonra kişinin kendi başına tedavi olması mümkün değildir. Pişirilecek yemeklere yeterli ısısal işlem uygulanmalı, özellikle yüz dereceye varan ısı uygulanmalı. Biyolojik silah olarak kullanılabilen bazı bakteri sporları yüz derecelik ısıtmada 20-30 dakika canlı kalabilmektedir. Belirleme: Tedavi: Tedaviyi yukarda belirtildiği gibi kişi kendi yapamaz, biyolojik ajanlara karşı tedaviyi ancak bir hekim uygulayabilir. Tedavi yöntemleri enfeksiyon gelişen kişilerde maruz kalınan ajanın belirlenebilmesine bağlıdır. Eğer belirlenemiyorsa hekim farklı yöntemlerle tedaviyi sağlamaya çalışır. Ajanın tespiti durumunda ise duyarlı antibiyotikler tercih edilerek tedaviye başlanır. Örneğin şarbon etkeni tespit edilmişse; her iki saatte bir , iki milyon ünite penisilin tedavisi uygulanabilir. Toksinlere karşı uygun antiserumlar varsa kullanılır, yoksa destek tedavisi uygulanır. Bunların hepsi o anki hastanın durumuna göre gerekli tedaviyi hekim kararlaştırır. Dekontaminasyon-temizleme. Zamanla dağılarak etkilerini kaybeden kimyasal silahların tersine biyolojik silahlar zaman geçtikçe etkilerini artırıp çoğalabilirler. Şarbon toprakta en az kırk yıl aktif olarak kalır ve çevre şartlarına karşı dirençlidir. Bu sebeple biyolojik savaş ajanlarının etkilerinin ortadan kalkması yıllar alabilir. Biyolojik Savaş Ajanlarının gelişmesi ile beraber dünyada bu silahların kullanım ve üretimini sınırlamak maksadı ile 1925 yılında Cenova Protokolü, 1972 yılında Biyolojik Silahlar Konvansiyonu (BWC-Biological Weapons Convention) imzalanmış, farklı tarihlerde bu konvansiyonun gözden geçirildiği toplantılar yapılmıştır. İnsanların bu tür silahların yapımını düşünmeleri bile ürkütücüdür. Ancak bunun artık bir düşünce olmanın ötesine, bazı ülkelerde bu silahların yüksek miktarlarda stoklandığı da bir gerçektir. Bunu gelişmiş ülkelerdee gelişmemiş ülkelerde yapmaktadır. Gelişmemiş ülkelerin kontrolü gelişmiş ülkelerce sağlanabilmekte ama gelişmiş ülkelerin kontrolünü şu anda sağlamak imkanı yoktur. Çünkü bir süper güç anlaşmaları göz ardı edebiliyor ve kimse buna sesini çıkaramıyor. Bu nedenlerle biyolojik silah tehlikelerden insanlığın arındırılması mümkün değildir. Bu durumda ona karşı gerekli önlemler alınmalı ve insanları bu konuda bilinçlendirilmeli. Dünya klonlanma etiğini tartışırken asıl sorun olan genetik mühendislik yöntemi ile geliştirilmiş biyolojik silahlar gözden uzak kalmıştır. Olası bir biyolojik silah saldırısına karşı, yüksek teknik eğitim almış ekiplerin kurularak ulusal ve uluslar arası işbirliği ile potansiyel biyolojik silah üretici ve kullanıcılarının yakından takip edilmesi, hastanelerde bu tip saldırılar için özel donanımlı servisler oluşturulması, yapılacak olan ulusal felaket planlarının bir parçası olmalıdır. Dünya Tabipler Birliği 1990 yılında, 42. oturumunda Kimyasal ve Biyolojik Silahlar Konulu Bildirgeyi kabul etmiş, Tokyo bildirgesiyle de sağlık hizmeti vermesi beklenen hekimlerin, kimyasal ve biyolojik silahların araştırılmasına katılmasını, kişisel ve bilimsel bilgilerini bu silahların keşfi ve üretiminde kullanmalarının etik olmadığını bildirmiştir. Kaynak: www.genbilim.com

http://www.biyologlar.com/biyolojik-silahlardan-korunma

T-Testi ve Guinness Biraları

Hipotez testlerinde sıklıkla kullanılan t-testinin keşfinin aslında ilginç bir öyküsü var. 1900'lü yılların başında Guinness bira fabrikası kaliteli bira üretimini arttırarak diğer üreticilerden farklılaşmak istiyordu. Guinness bira fabrikasında kimyager olarak çalışan William Gosset de bu yüzden biranın tadını geliştirmeye çalışıyordu. Şimdiye kadar üretilen biralarla kendi geliştirdiği biralar arasındaki kaliteyi ölçmek için örnekler aldı. Kimyasal analizler yaptıktan sonra örnek aldığı biraların kıvamlarını karşılaştırdı. O zamanlar örneklemler üzerinden karşılaştıracak uygun bir istatistik testi bulunmadığı için kendisi küçük örneklemler için kullanılacak bir test geliştirdi. Gosset daha sonra bulduğu bu testi yayınlamak istedi fakat Guinness diğer bira üreticilerinde bu testin kullanılacağı düşüncesiyle karşı çıktı (O günün şartıyla düşünürsek Guinness adı altında geliştirdiği için telif hakkı Guinness’a aitti diyebiliriz). Sonunda Guinness ve Gosset, makalenin Gosset’in takma adı altında yayınlaması koşuluyla, anlaştılar ve “Student” takma adıyla test yayınladı (Böylece t-testinin bira üretiminin kalite kontrolünde kullanıldığı saklanmış oldu). Bu sebeple t-testi, Student’s t testi olarak da bilinir. T-testi adını “student” kelimesinin son harfinden almaktadır. T dağılımdan yararlanılarak hesaplanır. Anakütlenin normal dağılımdan geldiği şartı altında ve 30’dan küçük gözlemlerde kullanılır. Gosset’in makalesinde, eğer örnek aldığımız kütle normal dağılıyorsa t istatistiğinin örneklem dağılımının normal dağılıma benzeyeceği söylenilmektedir. T-testi tek örnekleme ilişkin ortalamanın testinde ya da iki grup arasında farkın olup olmadığı gibi durumlar incelenmek istendiğinde kullanılır. Biyoinformatikte ise genellikle ikinci dediğim durumla karşılaşılır. Örneğin bir hastalık için belirli bir genin, gen ifade düzeylerinin, hasta ile sağlıklı kişiler arasında ifade düzeylerinin anlamlı bir fark olup olmadığı incelenmek istendiğinde kullanılabilir. Başka amaçlarla, gen seçiminde ya da boyut azaltmak ( anlamsız değişkenleri elemek ) için de kullanılabilir. T ve z testleri (Gauss) birbirine çok benzer. Anakütleye ait parametrelerin bilindiği durumlarda kullanılır fakat gerçek hayatta anakütleye ait parametrelerin bilinmesi çok nadir olduğu için örneklemin 30’dan büyük olduğu durumlarda örnekleme ait istatistikler kullanılabilir. Uygulamalarda göstermektedir ki gözlem sayısı 30’u aştığında örneklem istatistikleri anakütle parametre değerlerine oldukça yaklaşmaktadır. T-testi bir düzeltme terimine sahip olduğu için de örneklemin az olduğu durumlarda kullanılır. Fakat değişkenliği z-testine göre daha geniş olduğu unutulmamalıdır. T-testinin bazı varsayımları sağlanmadığında alternatif testleri de mevcuttur. Onlardan da ilerideki yazılarımda bahsedeceğim.

http://www.biyologlar.com/t-testi-ve-guinness-biralari

Donnan Dengesi Nedir

Donnan Dengesi Nedir

Benzer şekilde örneğin bitki hücre çeperindeki orta lamelde yer alan pektik asitlerin karboksil kökü, membran lipidleri arasındaki fosfolipidler gibi sabit iyonların yerleştiği iyon kanalları kütle akışı ile mineral iyonlarının ile geçişine elektrokimyasal direnç gösterir.

http://www.biyologlar.com/donnan-dengesi-nedir

Biyolojik Silahlar

Kimyasal ajanlar gibi, biyolojik silahlar da neyse ki popüler kültürdeki şöhretlerine yakışır şekilde kullanılmış değiller henüz. 1971′de Kazakistan’daki bir iaboratuvardan kaçan ve silah olarak kullanılmak üzere hazırlanan çiçek hastalığı mikrobu yüzünden ölenlerin sayısı yalnızca 3. Üstelik hastalık salgın halinde ilerleme de göstermemiş. 1979′da şimdiki adı Ekaterinburg oian Sverdiovsk’taki bir fabrikadan sızan şarbon mikrobu içeren bir biyolojik silah yüzünden 68 kişi yaşamını yitirdi ve yine hastalık yayılmadı. İnsanların bu yüzden yaşamlarını yitirmeleri çok acı ama, yine de yaşam kaybı tek bir bombanın neden olacağından daha fazla değil. 1989′da Washington’da birkaç kamu işçisi kaza sonucu Ebola virüsüne maruz kaldı. Durum fark edilene kadar, birkaç gün boyunca bu işçiler sosyal yaşamlarını sürdürmüş, aile ve arkadaşlarıyla birlikte olmuşlardı. Buna karşın, bu olayda kimse yaşamını yitirmeden gerekli önlemler alınabildi. Gerçek şu ki, evrim milyonlarca yıl boyunca memeiilere, mikroplara karşı direnç gösterme özettiği kazandırdı. Örneğin kara veba, tarihte bilinen en kötü hastalıklardan biriydi; yetersiz sağlık hizmetleri ve kötü yaşam koşullarının hakim olduğu Orta Çağ Avrupası’nda at koşturdu. Ama salgın, insanlığı yok edemedi: birçok kişi hastalığı yendi. Bu senaryoların korku saçtığı günümüz batı toplumlarındaysa, hangi mikrop ya da virüs ortaya çıkarsa çıksın, daha sağlıklı insanlarla, gelişmiş sağlık hizmetleriyle ve biyoajanları yok etmek üzere geliştirilmiş ilaçlarla karşılaşacağı kesin. Belki günün birinde, bağışıklık sistemimizi ek-tisiz hale getirecek bir virüs üretebilen bir deli ortaya çıkar. Aslında mümkün olduğundan bir “süper hastalık” yaratılabilir ya da çiçek gibi, zaten var olan bir hastalık, mikrobun genleriyle oynanarak daha zararlı hale getirilebilir. Üstelik, zamanla biyoîeknolojinin gelişip, denetiminin daha güç olacağı düşünülürse, birtakım kişi ya da grupların, zararlı mikrop ya da virüsleri kolaylıkla üretebileceklerini de kabul edebiliriz. Ancak, yine de bilim adamları daha önce hiçbir korkunç hastalığın insanlığı ortadan kaldırmayı başaramadığı gibi, gelecekte de bunun pek olası olamayacağını söylüyorlar. Biyolojik silahlar diğer canlılar üzerinde zararlı etkiler yaratmak maksadıyla kullanılan bakteri, virüs, mikrobiyal toksinler, vb. ajanlardır. Bu tanım genellikle biyolojik olarak elde edilen toksinleri ve zehirleri de kapsayacak şekilde genişletilir. Biyolojik savaş araçları, yaşayan mikroorganizmaları (bakteri, protozoa, riketsia, virüs ve mantar) içerdiği gibi mikroorganizmalar, bitkiler ve hayvanlar tarafından üretilen toksinleri (kimyasallar) de kapsar. Yaşayan biyolojik maddeler kokusuz, tatsız ve havaya bulutu halinde atıldığı zaman 1 ila 5 mikron boyutunda son derece küçük parçacıklardan oluştuğundan insan gözüyle görülemez. Silah olarak kullanılabilecek biyolojik ajanlar şu şekilde sıralanabilir; Bakteriler: Küçük-serbest yaşayan organizmalar olup çoğunluğu katı veya sıvı kültür ortamında üretilebilirler. Bu organizmalar sitoplazma, hücre zarı ve nükleer materyaller içeren bir yapıya sahiptir. Basit bölünme ile ürerler. Oluşturdukları hastalıklar genellikle spesifik antibiyotik tedavilerine cevap verirler. Virüsler: İçlerinde çoğalabilecekleri canlı organizmalara ihtiyaç duyan organizmalardır. Bundan dolayı da enfeksiyoz etkileri büyük oranda konak hücrelere bağımlıdır. Virüsler genellikle antibiyotik tedavilere cevap vermeyen fakat antiviral bileşimlerin bir kısmına ve sınırlı kullanıma uygun preparatlara cevap veren hastalıklara neden olurlar. Riketsialar: Hem bakterilerin hem de virüslerin genel karakterlerini taşıyan mikroorganizmalardır. Bakteriler gibi metabolik enzimler ve hücre zarından oluşurlar ve oksijen kullanırlar ve geniş çaplı antibiyotiklere karşı duyarlıdırlar. Yaşayan hücreler içinde üremelerinden dolayı da virüsleri andırırlar. Klamidya: Kendi enerji kaynaklarını üretemediklerinden zorunlu hücre içi parazitlerdir. Bakteriler gibi geniş spekturumlu antibiyotiklere cevap verirler. Çoğalmak için virüsler gibi yaşayan hücrelere ihtiyaç duyarlar. Mantarlar: Fotosentez yapamayan, çürüyen bitkisel olgulardan besin ihtiyaçlarını sağlarlar. Toksinler: Yaşayan bitkiler, hayvanlar veya mikroorganizmalardan elde edilen zehirli maddelerdir. Bazı toksinler kimyasallara da dönüştürülebilirler. Toksinlere özel antiserum ve seçilmiş farmakolojik ajanlarla karşı konulabilir Literatürde çok sayıda biyolojik savaş ajanı belirtilmektedirler. Bunların arasında; Bacillus anthraksis (Şarbon Etkeni) Botulinum Toksinleri (Konserve Zehiri) Brucelloz (“Malta Humması” Etkeni) Vibrio Cholera ( Kolera Etkeni) Clostridium perfirenges (Gazlı Gangren Etkeni ) Salmonella typhi (Tifo Etkeni) Psoudomanas psoudomallei (Melioidozis hastalığı Etkeni) Psoudomanas mallei (Ruam hastalığı Etkeni) Yersinia pestis (Veba Etkeni) Francisella tularensis (Tularemi Etkeni) Coxiella burnetti ( Q Ateşi Etkeni) Smallpox virüs (Çiçek Hastalığı Etkeni) Congo-Crimean Hemorajik Ateşi Virüsü Ebola Virüsü Stafilokoksik Enterotoksin B Rift Valley Ateşi Virüsü Trichothecene mycotoxins Venezüella At Ensefaliti Plazmodium vivax (Sıtma Etkeni) Saxitoksin (predominant olarak doğada deniz dinoflajellileri tarafından üretilir) BİYOLOJİK AJANLARIN ETKİLERİ Biyolojik ajanlar ya yaşayan organizmalar ya da ölüm veya hastalıklara sebep olan toksin gibi türevlerden oluşur. Yaşayan organizmalar etkilerini gösterene kadar yaşayan hedeflerde çoğalırlarken, toksinlerini üremezler. Toksinler genellikle daha öldürücüdür, birkaç dakika veya saat gibi çok çabuk ölüm veya saf dışı bırakmaya neden olurlar. Yaşayan organizmalar enfeksiyon ve hastalık belirtileri görünmesi arasında 24 saat ila 6 hafta arasında kuluçka devri gerektirir. Biyolojik silahlar ilk bulaşmadan sonra birkaç hafta sonra dikkate değer bir etki bırakmaya devam edebilir. Benzer şekilde geciktirilmiş kuluçka periyodu bulaştığı yerde ajanın tamamen örtülü olarak gelişmesini sağlar ve etkisi ortaya çıktığında hastalığın tabii olarak geliştiği fikrini oluşturabilir. Bir biyolojik saldırı, bir bölgeyi birkaç saat ile birkaç hafta boyunca kirletir, teçhizatı kirletir ve birlikleri harekatı son derece sınırlayan, koruyucu elbise giymeye zorlar ve/veya koruyucu yan etkileri büyük ölçüde bilinmeyen antimikrobiyaller almak zorunda bırakırlar. Bu ajanların bazıları ölümcüldürler, diğerleri genellikle kapasite düşürücü olarak kullanılırlar. Literatürde klasik tedavi yöntemlerinin etki edemediği veya belli etnik gruplar üzerinde kullanılabilen genetik mühendisliği ürünü ajanlardan bahsedilmektedir. Kimyasal silahların bütün korkunçluğuna rağmen, biyolojik organizmanın çok küçük bir örneği bile çok daha ölümcül olabilir. Örneğin; Bacillus antraksis basilinin yol açtığı şarbon hastalığında solunum yoluyla havadan alınan dayanıklı sporlar akciğerler içerisinde açılarak çoğalmakta, başlangıçta soğuk algınlığı semptomlar ile kuluçka devresini geçirerek kısa sürede öldürücü tablolar ile karşımıza çıkabilir. Genetik mühendisliği öldürücülüğü artırmak için daha fazla patojen veya toksin üreten genlerin geliştirilmesi için potansiyel yaratmıştır. Bu şekilde normal halinden 100 defa daha fazla patojen olan ve toksin üreten hücreler elde edilmiştir. Enfeksiyonu yayarken etkinliği geliştirebilmek ancak genetik olarak güçlendirilmiş ajanlarla mümkündür. Bu şekilde kurumaya, ultraviyole ışınlarına, ısınmaya karşı patojenlerin dirençli olmaları sağlanarak sağlık üzerine olumsuz etkinlikleri artırılabilir. Belirli biyolojik ajanlara besleyici katkı maddesi kullanılması tutulduğu ortamda hayatta kalmalarını kuvvetlendirir. Bazı patojenlerin belli çevre şartları içinde kontrollü olarak mevcudiyetlerinin sağlanması bile mümkündür. Koşullara bağlı kendini yok eden genler adı verilen gelişme ile organizmalar belirli bir çevrede önceden belirlenen miktarlarda kopyalandıktan sonra tamamen yok olacak şekilde programlanabilmektedir. Böylece, enfekte olmuş arazi belirli bir zaman sonra zarara uğramış olur. SINIRLAMALARI 1- Biyolojik ajanlar, kimyasal silahların aksine etkilerinin tahmin edilmesi ve kontrolü son derece zordur. Etkileri, kimyasal ajanlardan daha fazla ısı, hava şartları ve topografik yapıya bağlıdır. 2- Böylece, her zaman yalnız hedefi kirletme riski vardır. 3- Bir çok biyolojik ajan etkili olabilmesi için solunum veya sindirim yoluyla alınmalıdır. Kimyasal ajanlarda olduğu gibi deri ile temas sonunda enfeksiyon yaratması mümkün değildir. Bu durumda, eğer biyolojik ajanlar doğru bir şekilde tespit edilebilirse buna karşı savunma kimyasal ajanlara karşı savunmadan daha kolaydır. 4- Anthraks sporları ve bazı toksinler gibi kuru ajanlar kalıcı olmalarına rağmen, bir çok biyolojik ajanın etkisi zamanla çok çabuk azalır. 5- Anthraks sporları toprakta ölümcül etkilerini onlarca yıl muhafaza ederler. Buna benzer ajanlar uzun vadede tehlikelerini sürdürürler. Bu şekildeki ajanların kullanım durumunda taarruzu gerçekleştiren tarafın işgal etmek veya geçmek istediği harekat alanı kirletilmiş olur ve koruyucu elbise kullanma ihtiyacı ile ciddi tekrar kontaminasyon gereksinimlerini beraberinde getirir. 6- Biyolojik silahlanmanın getirdiği depolama ve kullanma her zaman teknik zorlukları beraberinde getirir. BİYOLOJİK SİLAHLARDAN KORUNMA Biyolojik silahlardan korunma birbiriyle bağlantılı beş aşamadan oluşmaktadır; Önleme. Biyolojik silahların kullanılmasını engellemek için çeşitli çalışmalar yapılmaktadır. Uluslararası silahsızlanma ve teftiş rejimleri biyolojik ajanların biyolojik savaş durumunda üretimini ve kullanımını caydırmaktadır. İstihbarat çalışmaları sonucunda potansiyel tehlikeler belirlenerek gerekli önleyici tedbirler alınabilir. Doğal olarak ortaya çıkan ajanlara karşı aşılama önemli bir tedbirdir, ancak genetik mühendisliği ile bu aşıların etkisini sınırlayan ajanlar üretilmiştir. Korunma. Biyolojik ajanlara karşı korunma yöntemleri sınırlıdır. Koruyucu elbiseler, maskeler kısa süreli koruma sağlayabilirler. Bununla beraber, şarbon gibi etkinliğini uzun süre koruyabilen kimi ajanlar için bu tedbirler sadece ilk aşamada faydalı olabilirler. Herhangi bir şekilde yediğimiz yiyeceklerin biyolojik ajanlarla bulaşmış olabileceğini düşündüğümüz anda o yiyeceğin yenmemesi gerekir. Biyolojik tehlikenin olabileceği zamanlarda gıdalarımızın temizliğine özellikle yıkanmasına her zamankinden daha fazla özen gösterilmeli. Yıkama işlemi önemli ölçüde mikrobiyal yükü azaltır. Bunun yanında sebze türü yiyeceklerin 1 %’lik hipoklorit içerisinde iki üç dakika tutulması canlı mikroorganizmaların öldürülmesine yeterlidir, bu işlemden sonra mutlak surette iyice yıkanmalılar. Solunum kaynaklı bulaşmalar söz konusu olduğunda ıslak bir mendil gibi eşyaların ağız ve buruna tutularak o anda hava yoluyla oluşacak bulaşma engellenebilir. Herkesin koruyucu elbise giyemeyeceğine göre insanlar özellikle yiyeceklerinin, eşyalarının ve çevrelerinin temizliğine dikkat etmeli. Herhangi bir durumda bir bulaşmaya maruz kaldığını hisseden kişi hemen doktora başvurmalı. Çünkü biyolojik ajanın bulaşmasından sonra kişinin kendi başına tedavi olması mümkün değildir. Pişirilecek yemeklere yeterli ısısal işlem uygulanmalı, özellikle yüz dereceye varan ısı uygulanmalı. Biyolojik silah olarak kullanılabilen bazı bakteri sporları yüz derecelik ısıtmada 20-30 dakika canlı kalabilmektedir. Belirleme: Tedavi: Tedaviyi yukarda belirtildiği gibi kişi kendi yapamaz, biyolojik ajanlara karşı tedaviyi ancak bir hekim uygulayabilir. Tedavi yöntemleri enfeksiyon gelişen kişilerde maruz kalınan ajanın belirlenebilmesine bağlıdır. Eğer belirlenemiyorsa hekim farklı yöntemlerle tedaviyi sağlamaya çalışır. Ajanın tespiti durumunda ise duyarlı antibiyotikler tercih edilerek tedaviye başlanır. Örneğin şarbon etkeni tespit edilmişse; her iki saatte bir , iki milyon ünite penisilin tedavisi uygulanabilir. Toksinlere karşı uygun antiserumlar varsa kullanılır, yoksa destek tedavisi uygulanır. Bunların hepsi o anki hastanın durumuna göre gerekli tedaviyi hekim kararlaştırır. Dekontaminasyon-temizleme. Zamanla dağılarak etkilerini kaybeden kimyasal silahların tersine biyolojik silahlar zaman geçtikçe etkilerini artırıp çoğalabilirler. Şarbon toprakta en az kırk yıl aktif olarak kalır ve çevre şartlarına karşı dirençlidir. Bu sebeple biyolojik savaş ajanlarının etkilerinin ortadan kalkması yıllar alabilir. Biyolojik Savaş Ajanlarının gelişmesi ile beraber dünyada bu silahların kullanım ve üretimini sınırlamak maksadı ile 1925 yılında Cenova Protokolü, 1972 yılında Biyolojik Silahlar Konvansiyonu (BWC-Biological Weapons Convention) imzalanmış, farklı tarihlerde bu konvansiyonun gözden geçirildiği toplantılar yapılmıştır. İnsanların bu tür silahların yapımını düşünmeleri bile ürkütücüdür. Ancak bunun artık bir düşünce olmanın ötesine, bazı ülkelerde bu silahların yüksek miktarlarda stoklandığı da bir gerçektir. Bunu gelişmiş ülkelerdee gelişmemiş ülkelerde yapmaktadır. Gelişmemiş ülkelerin kontrolü gelişmiş ülkelerce sağlanabilmekte ama gelişmiş ülkelerin kontrolünü şu anda sağlamak imkanı yoktur. Çünkü bir süper güç anlaşmaları göz ardı edebiliyor ve kimse buna sesini çıkaramıyor. Bu nedenlerle biyolojik silah tehlikelerden insanlığın arındırılması mümkün değildir. Bu durumda ona karşı gerekli önlemler alınmalı ve insanları bu konuda bilinçlendirilmeli. Dünya klonlanma etiğini tartışırken asıl sorun olan genetik mühendislik yöntemi ile geliştirilmiş biyolojik silahlar gözden uzak kalmıştır. Olası bir biyolojik silah saldırısına karşı, yüksek teknik eğitim almış ekiplerin kurularak ulusal ve uluslar arası işbirliği ile potansiyel biyolojik silah üretici ve kullanıcılarının yakından takip edilmesi, hastanelerde bu tip saldırılar için özel donanımlı servisler oluşturulması, yapılacak olan ulusal felaket planlarının bir parçası olmalıdır. Dünya Tabipler Birliği 1990 yılında, 42. oturumunda Kimyasal ve Biyolojik Silahlar Konulu Bildirgeyi kabul etmiş, Tokyo bildirgesiyle de sağlık hizmeti vermesi beklenen hekimlerin, kimyasal ve biyolojik silahların araştırılmasına katılmasını, kişisel ve bilimsel bilgilerini bu silahların keşfi ve üretiminde kullanmalarının etik olmadığını bildirmiştir. (Alıntıdır) STARWARS21

http://www.biyologlar.com/biyolojik-silahlar-1

NANOBİYOTEKNOLOJİ

Nanobiyoteknoloji kelimesi iki kavramıiçinde barındırıyor: Bunlardan birincisi bir büyüklük tanımı: Nano, yani milimetrenin milyonda birine karşılık gelen bir büyüklük. İkincisi ise biyoteknoloji kavramı, yani biyoloji ve biyokimya temelli yöntemlerin uygulamalarını araştıran, ortaya koyan, onları ürüne dönüştüren, teknoloji temelli çalışma alanı. İkisinin birleşmesi ile ortaya çıkan nanobiyoteknoloji ise, bir yandan canlı hücrenin milyarlarca yıllık evrimi sırasında şekillenmiş nano-yapıları ve nanomakineleri, yani DNA’yı, RNA’yı, lipidleri, proteinleri, polisakkaritleri, bunların birbirleri ile etkileşimlerini ve hareketlerini araştırırken diğer yandan bu yapıları ve etkileşimleri daha dayanıklı, daha hızlı hareket eden, istendiği zaman planlanmış hedefe varacak materyaller ve yapılar kullanarak taklit edebilmeyi planlıyor. Nanobiyoteknolojinin bir üçüncü ilgi alanı ise moleküler biyoloji araştırmalarında nano seviyesinde bilgi toplayabilecek ve biyolojik sistemlerin nano düzeyde araştırılmasına olanak verecek sistem ve düzeneklerin tasarlanarak ürüne dönüştürülmesi olarak düşünülüyor. Nanobiyoteknolojinin İlaç Salınımına Etkisi Su an kullanılan ilaçların çoğu hedef hücrelerine ulaşma esnasında hidrofob alanlardan ve enzim yıkımından korunamadığı için etkilerini istenilen şekilde gösterememektedir. Ayrıca ilaçların istenilen süre etki gösterememesi ve hedef doku haricinde de etkisini tüm vücutta göstermesi istenmeyen olaylar olarak karsımıza çıkmakta. Bir diğer problem ise; verilen ilaçların vücuttaki bariyerleri aşıp hedef alana ulaşamaması(Parkinson hastalığı tedavisinde ihtiyaç duyulan dopaminin kan beyin bariyerini geçememesi. Bu nedenle kan-beyin bariyerini geçebilen L-DOPA kullanılır). Ortaya çıkan bu sorunların çözümünde nanoteknoloji bir takım çözümler sunuyor. Nanoboyutlarda üretilen taşıyıcılar, kan-beyin bariyeri, solunum sistemindeki bronşiyoller ve derideki sıkı bağlantılar gibi çeşitli anatomik ve biyolojik bariyerleri geçebilir ve ilaçların istenilen hedef dokuya ulaştırılmasını sağlar. Nanotaşıyıcılar vücuttaki dar alanlarda daha iyi dağılırlar ve düşük çözünürlüklü ilaçların çözünürlüğünü arttırabilirler. Nanoboyutta üretilen araçların olağanüstü özellikler göstermesinden yararlanılarak ilaçların fonksiyonu arttırılıp yeni özellikler kazandırılabilir. İlaç toksisitesini azaltabilir ve daha verimli ilaç dağılımını sağlayabilir. Küçük moleküller, proteinler, peptitler ve nükleik asitlerin hedef doku tiplerine bağlanması için modifiye edilebilir. Bunların yüzey özellikleri immün sistem tarafından tanınmaları için modifiye edilebilirler. Tüm bu işlemlerle ilacın sadece hasta bölgeye etki etmesi, tek uygulamada ilacın kanda uzun sure etkin bir şekilde kalması, ilacın belirli bir hızda ve gerekli miktarda salınması sağlanmış olur. Ancak ilaçların salınımında kullanılan bu nanotaşıyıcılar bir takım problemlere yol açabilir. Nanotaşıyıcıları elde etmek ve depolamak zordur. Düşük potansiyelli ilaçlar için uygun değildirler. Bazı durumlarda istenmeyen bölgelere ulaşarak zarara neden olabilirler. Hücrenin nükleer zarfını geçerek genetik hasara ve mutasyonlara yol açabilirler. Nanobiyoteknolojinin Kanser Araştırmalarında Kullanımı Kanser hücrelerinin sağlıklı hücrelere zarar vermeden öldürülmesi üzerine çok yeni ve farklı metotlar üstünde ve sadece dünyada birkaç laboratuvarda sürdürülen çok ileri düzeyde araştırmalar sürdürülmektedir. Örneğin, bakteri DNA’sının bizim DNA’mızdan yapısal farklılıklar gösterdiğinin keşfiyle DNA moleküllerinin bağışıklık sistemi üzerine olan uyarıcı etkisinden yararlanarak yeni DNA kökenli ilaçlar tasarlanmaktadır. bu ilaçları yeni jenerasyon aşı geliştirmekten, antikanser ve anti allerjik uygulamalara ve aşısı olmayan hastalıklardan immün koruyucu ajan olarak kullanmaya kadar geniş bir yelpazedeki araştırmalar başlamıştır. Sadece kanserli dokulara veya civarına kontrollü bir şekilde DNA’yı ve istendiğinde de kemoterapi ajanını da birlikte salabilen nanokeseciklerle antikanser terapileri geliştirilmekte ve bunların deney hayvanlarındaki etkinlikleri tayin edilmektedir. Bu terapi yöntemi ile, insanda baş ve boyun da oluşan ve çok hızlı bir şekilde ilerleyebilen bu kütle kanseri modeli farelerde %90’ın üzerinde bir başarıyla ortadan kaldırılabilmektedir. STARWARS21

http://www.biyologlar.com/nanobiyoteknoloji

NANOBİYOTEKNOLOJİ

Nanobiyoteknoloji kelimesi iki kavramıiçinde barındırıyor: Bunlardan birincisi bir büyüklük tanımı: Nano, yani milimetrenin milyonda birine karşılık gelen bir büyüklük. İkincisi ise biyoteknoloji kavramı, yani biyoloji ve biyokimya temelli yöntemlerin uygulamalarını araştıran, ortaya koyan, onları ürüne dönüştüren, teknoloji temelli çalışma alanı. İkisinin birleşmesi ile ortaya çıkan nanobiyoteknoloji ise, bir yandan canlı hücrenin milyarlarca yıllık evrimi sırasında şekillenmiş nano-yapıları ve nanomakineleri, yani DNA’yı, RNA’yı, lipidleri, proteinleri, polisakkaritleri, bunların birbirleri ile etkileşimlerini ve hareketlerini araştırırken diğer yandan bu yapıları ve etkileşimleri daha dayanıklı, daha hızlı hareket eden, istendiği zaman planlanmış hedefe varacak materyaller ve yapılar kullanarak taklit edebilmeyi planlıyor. Nanobiyoteknolojinin bir üçüncü ilgi alanı ise moleküler biyoloji araştırmalarında nano seviyesinde bilgi toplayabilecek ve biyolojik sistemlerin nano düzeyde araştırılmasına olanak verecek sistem ve düzeneklerin tasarlanarak ürüne dönüştürülmesi olarak düşünülüyor. Nanobiyoteknolojinin İlaç Salınımına Etkisi Su an kullanılan ilaçların çoğu hedef hücrelerine ulaşma esnasında hidrofob alanlardan ve enzim yıkımından korunamadığı için etkilerini istenilen şekilde gösterememektedir. Ayrıca ilaçların istenilen süre etki gösterememesi ve hedef doku haricinde de etkisini tüm vücutta göstermesi istenmeyen olaylar olarak karsımıza çıkmakta. Bir diğer problem ise; verilen ilaçların vücuttaki bariyerleri aşıp hedef alana ulaşamaması(Parkinson hastalığı tedavisinde ihtiyaç duyulan dopaminin kan beyin bariyerini geçememesi. Bu nedenle kan-beyin bariyerini geçebilen L-DOPA kullanılır). Ortaya çıkan bu sorunların çözümünde nanoteknoloji bir takım çözümler sunuyor. Nanoboyutlarda üretilen taşıyıcılar, kan-beyin bariyeri, solunum sistemindeki bronşiyoller ve derideki sıkı bağlantılar gibi çeşitli anatomik ve biyolojik bariyerleri geçebilir ve ilaçların istenilen hedef dokuya ulaştırılmasını sağlar. Nanotaşıyıcılar vücuttaki dar alanlarda daha iyi dağılırlar ve düşük çözünürlüklü ilaçların çözünürlüğünü arttırabilirler. Nanoboyutta üretilen araçların olağanüstü özellikler göstermesinden yararlanılarak ilaçların fonksiyonu arttırılıp yeni özellikler kazandırılabilir. İlaç toksisitesini azaltabilir ve daha verimli ilaç dağılımını sağlayabilir. Küçük moleküller, proteinler, peptitler ve nükleik asitlerin hedef doku tiplerine bağlanması için modifiye edilebilir. Bunların yüzey özellikleri immün sistem tarafından tanınmaları için modifiye edilebilirler. Tüm bu işlemlerle ilacın sadece hasta bölgeye etki etmesi, tek uygulamada ilacın kanda uzun sure etkin bir şekilde kalması, ilacın belirli bir hızda ve gerekli miktarda salınması sağlanmış olur. Ancak ilaçların salınımında kullanılan bu nanotaşıyıcılar bir takım problemlere yol açabilir. Nanotaşıyıcıları elde etmek ve depolamak zordur. Düşük potansiyelli ilaçlar için uygun değildirler. Bazı durumlarda istenmeyen bölgelere ulaşarak zarara neden olabilirler. Hücrenin nükleer zarfını geçerek genetik hasara ve mutasyonlara yol açabilirler. Nanobiyoteknolojinin Kanser Araştırmalarında Kullanımı Kanser hücrelerinin sağlıklı hücrelere zarar vermeden öldürülmesi üzerine çok yeni ve farklı metotlar üstünde ve sadece dünyada birkaç laboratuvarda sürdürülen çok ileri düzeyde araştırmalar sürdürülmektedir. Örneğin, bakteri DNA’sının bizim DNA’mızdan yapısal farklılıklar gösterdiğinin keşfiyle DNA moleküllerinin bağışıklık sistemi üzerine olan uyarıcı etkisinden yararlanarak yeni DNA kökenli ilaçlar tasarlanmaktadır. bu ilaçları yeni jenerasyon aşı geliştirmekten, antikanser ve anti allerjik uygulamalara ve aşısı olmayan hastalıklardan immün koruyucu ajan olarak kullanmaya kadar geniş bir yelpazedeki araştırmalar başlamıştır. Sadece kanserli dokulara veya civarına kontrollü bir şekilde DNA’yı ve istendiğinde de kemoterapi ajanını da birlikte salabilen nanokeseciklerle antikanser terapileri geliştirilmekte ve bunların deney hayvanlarındaki etkinlikleri tayin edilmektedir. Bu terapi yöntemi ile, insanda baş ve boyun da oluşan ve çok hızlı bir şekilde ilerleyebilen bu kütle kanseri modeli farelerde %90’ın üzerinde bir başarıyla ortadan kaldırılabilmektedir. STARWARS21

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

Tüylerin başlangıcı

Tüylerin başlangıcı

Charles Darwin'in evrim kuramına yapılan itirazlardan biri de fosil kaydında 'geçiş formlarının' - yani bir ana hayvan grubundan diğerine evrimsel geçişi gösteren formların eksikligi idi. Ancak "Türlerin kökeni üzerine" (On the Origin of Species) kitabının basımından bir yıl kadar sonra, Bavyera'nın Solnhofen bölgesindeki litografik kireçtaşlarında Geç Jurasik döneme ait (yaklaşık 150 milyon yıllık) tek bir tüy bulundu. Bunu 1861'de dişler ve uzun kemikli bir kuyruk gibi cok sayıda ilkel sürüngen özelliklerine sahip, ama tıpkı bir kuş gibi kanatları ve uçmaya yarayan tüyleri olan ilk Archaeopteryx fosili izledi. Archaeopteryx daha çok en erken bilinen kuş olarak tanınsa da, çoğu uzman tüylerine rağmen onun bir dinazor olduğundan şüphe ettiler. Darwin'in meslektaşı ve arkadaşı Thomas Henry Huxley, dinazorlarla kuşlar arasındaki olası evrimsel bağlantıyı öne sürüyordu, ve paleontologlar tüylü dinazorların bir gün bulunacağı gibi biraz da çılgınca bir spekülasyonda bulunuyorlardı. 1980'lerde, Çin'in kuzeyinde Liaoning Eyaletinde, erken Kretase döneminden (yaklaşık 125 milyon yıl öncesinden) kalan katmanlarda, çok miktarda ilkel kuş fosilinin tüylü dinazor fosilleriyle birlikte bulunması bu spekülasyonları en dramatik bir biçimde haklı çıkardı. Çin'in Nanjing Jeoloji ve Paleontoloji Enstitüsü'nden Pei-ji Chen ve arkadaşlarının küçük bir teropod (ing.theropod) olan Sinosauropteryx'i keşfinden sonra çeşitli tüylü formlar bulundu. Bu tüylü dinazorların çoğunun uçmuş olması olası değildi, bu da tüylerin ilk kez uçma dışındaki nedenlerle, örneğin bir olasılıkla seksüel gösteriş ya da ısı yalıtımı nedenleriyle evrilmiş olduğunu gösteriyordu. 2008'de Pekin Çin Bilimler Akademisi'nden Fucheng Zhang ve arkadaşları vücudu sık ve yumuşak tüylerle kaplı küçük bir dinazor olan ve kuyruğunda dört uzun tüy taşıyan, tuhaf yaratık Epidexipteryx'i bulduklarını açıkladılar. Paleontologlar günümüzde artık ilk spekülasyonlarının yeterince çılgın olmadığını ve tüylerin gerçekten dinazorlarda oldukça yaygın olduğunu düşünmeye başladılar. Tüylü dinazorların keşfi yalnızca geçiş formları olgusunu sağlamlaştırmakla kalmamış, ayrıca bizler daha problemlerin ne olduğundan bile habersizken evrimin göz kamaştıran çeşitlilikte çözümler getirmiş olduğunu göstermiştir. Uçuş, vücutları tüylerle zaten kaplı olan canlılara kendini sunan ek bir fırsattan başka bir şey değilmiş gibi gözüküyor. Chen, P.-J., Dong, Z.-M. & Zhen, S.-N. Nature 391, 147–152 (1998). www.nature.com/nature/journal.../391147a0.html Zhang, F., Zhou, Z., Xu, X., Wang, X. & Sullivan, C. Nature 455, 1105–1008 (2008). www.nature.com/nature/journal...ture07447.html Ek kaynaklar Gee, H. (ed.) Rise of the Dragon (Univ. Chicago Press, 2001). Chiappe, L. Glorified dinosaurs (Wiley-Liss, 2007). Gee, H. & Rey, L. V. A Field Guide to Dinosaurs (Barron’s Educational, 2003). Pharyngula: Epidexipteryx scienceblogs.com/pharyngula/2...dexipteryx.php

http://www.biyologlar.com/tuylerin-baslangici

Bitki Fizyolojisi Bölüm 2

Bilindiği gibi fizyoloji organeller, hücre ve dokular ile organ ve organizmaların canlılığını sağlayan işlevlerini, ilişkilerini ve cansız çevre ile etkileşimlerini inceleyen bilim dalıdır. Bitki fizyolojisi de bu çerçevede mikroalglerden ağaçlara kadar tüm bitkilerde bu konuları araştırır. Günümüzde bilgi birikiminin ve iletiminin çok hızlı artışı nedeniyle bilim dallarının sayılarındaki artış yanında sürekli yeni ara dalların ortaya çıkması sonucu bilim dalları arasındaki sınırları çizmek zorlaşmış ve giderek anlamını yitirmeye başlamıştır. Fizyoloji fizik ve kimya ile moleküler biyoloji, sitoloji, anatomi ve morfoloji ile biyofizik, biyokimya verileri ve bulgularından yararlanarak tıp ve veterinerlik, ekoloji ve çevre, tarım ve ormancılık ile farmasi ve gıda, kimya mühendisliği gibi uygulamalı bilimlerrindeki gelişmeler için altyapı sağlamaktadır. Bitki fizyolojisi de bitkilerle ilgili olan konularda aynı şekilde çalışarak.diğer temel ve uygulamalı bilimlerin gelişmesine katkıda bulunmaktadır. Uzunca bir süre önce fizyoloji ile biyokimyanın konuları arasındaki sınır netliğini kaybetmiştir. Giderek diğer bilim dalları ile aradaki sınırlar da bilgibirikiminin artışı sonucunda zayıflayacaktır. BİTKİ FİZYOLOJİSİNİN KONUSU VE DALLARI Klasik olarak fizyoloji, beslenme fizyolojisi, metabolizma fizyolojisi ve büyüme gelişme fizyolojisi olarak üç ana dala ayrılır. Bu yaklaşımla bitki fizyolojisinde beslenme kara bitkilerinin havadan, su bitkilerinin de sudan sağladığı gazlar ve kara bitkilerinin havadan sağladığı su buharı ile toprak veya sudan sağladıkları mineral iyonları, nasıl alındıkları ile ilgili konular beslenme fizyolojisi başlığı altında toplanır. Metabolizma fizyolojisi de bu çerçevede alınan hammaddelerin, hangi maddelere dönüştürüldüğü ve kullanıldığı, işlevlerinin neler olduğu, hangi durumlarda bu tabloda ne yönde ve nasıl değişimler olduğunu inceler. Biyokimya ile en yakın olan daldır. Metabolizma fizyolojisinin karmaşık ve genişkapsamlı oluşu nedeniyle de primer ( birincil, temel ), sekonder ( ikincil ) ve ara metabolizma, primer metabolitlerin depolanan ve gerektiğinde sindirilen dönüşüm ürünlerini konu alan alt dallara ayırılması gereği ortaya çıkmıştır. Büyüme ve gelişme fizyolojisi ise beslenme ile alınan, metabolize edilen maddelerin kullanılması ile organellerden, bitki hücrelerinin embriyo düzeyinden başlayarak organlar ile bitki organizmalarına kadar büyümelerini, belli bir yönde farklılaşarak özel işlevler kazanmalarını, bütün bu olayları etkileyen etmenleri ve etkileşimlerin mekanizmalarını inceler. Büyüme ve gelişme fizyolojisi hem moleküler biyoloji hem de biyokimya ve ekoloji ile yakından ilişkilidir. Çünkü büyümeyi ve sonra gelişmeyi tetikleyen mekanizma ve özellikle farklılaşmanın şekilleri açısından kapasite genetik yapı ve baskı, biyokimyasal özellikler ile çevre koşulları ile yakından ilişkilidir. Bilgi birikiminin artışı ile bitki gruplarına has özellikleri inceleyen veya yüksek bitkilerin yaşamında ve uygulamalı bilimlerde önemli yer tutan belli olgu ve gelişmeleri konu alan alt dallar ortaya çıkmıştır. Bitki hücre fizyolojisi, alg fizyolojisi, çimlenme fizyolojisi, çiçeklenme fizyolojisi, stres fizyolojisi, bunlardandır. Ayrıca fizyolojik olayların açıklanabilmesi gerekli temel bilgileri sağlayan fizik, enerjetik, kimya, fizikokimya ve biyokimya gibi dalların katkıları oranına göre de biyofizik, fiziksel biyokimya, biyo-organik veya inorganik kimya gibi dallara benzer şekilde biyofiziksel, biyokimyasal fizyoloji gibi alt dallara ayrılır. Günümüzde botaniğin ve diğer temel ve teknolojik bilimler ile dallarının konuları ile ilişkinin yoğunluğuna göre adlandırılan alt dallara da ayrılmıştır. Bitki ökofizyolojisi, ürün fizyolojisi, depolama fizyolojisi, fizyolojik fitopatoloji bu alt dallara örnek olarak verilebilir. Bu tür konu sınıflandırmaları çerçevesinde bitki fizyolojisini, fizyolojinin temel konularının bitkileri diğer canlılardan ayıran temel özelliklerin fizyolojik yönlerinden başlayarak ele almak ve bu temeller üzerinde açılım gösteren özel konulara yönelerek işlemek yararlı olabilir. Bilindiği gibi canlıların en temel özellikleri aldıkları enerjiyi belli sınırlar içinde olmak üzere çevreden alabilmeleri, kullanabilmeleri, depolayabilmeleri ve gerektiğinde açığa çıkarabilmeleri, biyolojik iş yapabilmeleridir. Cansızlardan enerjice etkin olmaları ile ayrılırlar, doğal cansız evren enerji karşısında tümüyle edilgendir. Bu nedenle de bitki fizyolojisini biyolojinin temeli olan biyoenerjetiğin temel konularını anımsayarak incelemeye başlamak gerekir. ENERJETİK VE BİYOENERJETİK Adından anlaşılacağı üzere enerji bilimi olan enerjetiğin temel dalı olan termodinamik ısı, sıcaklık, iş enerji dönüşümleri ve türleri arasındaki ilişkileri, bu arada meydana gelen yan olayları inceler. Fiziğin bir anadalı olan termodinamiğin fiziksel özellikler ile enerji arasındaki ilişkiler de konusudur. Kimyasal termodinamik ise fiziksel özellik değişimleri yanında meydana gelen kimyasal dönüşüm ve değişimleri inceler. Termodinamik olgu ve olayları makro ölçekte inceler, yani olayın gelişme şekli, yolu neolursaolsun başlangıç ve bitiş noktalarındaki durumları ile ilgilenir. Örneğin çekirdek enerjisinin nükleer bombanın patlatılması veya bir santralda kontrollu olarak uzun sürede tüketilerek açığa çıkarılan miktarı aynı olduğundan termodinamik açıdan aynı olaydır. Termodinamiğin birinci yasası da bu örnekte belirtilen şekildeki kütle – enerji arası dönüşüm olaylarının tümüyledönüşümden ibaret olduğunu, kütle ve enerji toplamının sabit kaldığını belirtir. Yani bu dönüşümlerde kütle + enerji toplamında artış veya kayıp söz konusu olamaz. Yasanın tanımladığı kütle + enerji kavramının anlaşılır olması için madde ve enerjinin ölçülebililir büyüklükler olması gerekir. Bunu sağlayan da enerji ve kütlesi tanımlanmış olansistem kavramıdır. Termodinamikte inceleme konusu olarak seçilen, ilk ve son enerji + kütle miktarı bilinen, ölçülen ve değerlendirilen sistem, onun dışında kalan tüm varlıklar ve boşluk ise çevredir. Örneğin güneş sisteminin termodinamiği incelenmek istenirse uzay çevredir. Güneşin termodinamik açıdan incelenmesinde ise gezegenlerle uydular da çevre içinde kalır. Evren sistem olarak ele alındığında ise çevre olarak değerlendirilebilecek bir şey kalmadığından evrende enerji + madde toplamı sabittir, enerji veya madde yoktan var edilemez ancak enerji – madde dönüşümü olabilir. Burdan çıkan sonuç da maddenin yoğunlaşmış olan enerji olduğudur. Enerjiyi ancak maddeye veya işe dönüştüğü zaman algılayabildiğimiz, gözlemleyebildiğimiz için maddedeki gizli enerjiyi ölçemeyiz. İkinci yasa bütün enerjetik olayların kendiliğinden başlaması ve sürmesinin ancak sistemdeki toplam maddenin en az ve enerjinin en üst düzeyde olacağı yönde olabileceğini belirtir. Bu durum sağlandığında sistem dengeye varır, entropisi – düzensizliği – başıboşluğu (S) maksimum olur. Bunun tersi yönünde gelişen olaylar ise reverzibl – tersinirolaylardır. Örneğin canlının bir termodinamik sistem olarak oluşması ve büyüyüp gelişmesi tersinir, ölmesi ise irreverzibl – tersinmez olaylardır. Canlı sistemde ölüm termodinamik denge halidir. Aynı şey kimyasal tepkimeler içinde geçerlidir, dışarıdan enerji alarak başlayan ve yürüyen endotermik tepkimeler kendiliğinden başlayamaz ve süremez, birim sürede çevreden aldığı ve verdiği enerjinin eşitlendiği, enerji alışverişinin net değerinin sıfır olduğu denge durumunda durur, kinetik dengeye ulaşır. Ancak eksotermik, enerji açığaçıkarantepkimelerkendiliğinden yürüyebilir. Canlılığın oluşumu ve sürmesini sağlayan biyokimyasal sentez tepkimeleri de dengeye ulaşan reverzibl tepkimelerdir ve ancek ürünlerinin tepkime ortamından uzaklaşmasını sağlayan zincirleme tepkime sayesinde termodinamik dengenin kurulamaması ile sürebilir. Üçüncü yasa termodinamik bir sistemde entropinin, yani madde halinde yoğuşmamış olan enerjinin sıfır olacağı -273 derece sıcaklığa ulaşılamayacağını belirtir. Bitkilerdeki biyoenerjetik olayların anlaşılması açısından önemli olan diğer enerjetik kavramları ise entalpi, ve serbest enerji ile görelilik kuramının ışık kuantı ile ilgili sonucudur. Termodinamik incelemenin başlangıç ve bitim noktalarında ölçülen entalpi - toplam enerji farkı (DH) olay sonundaki madde kaybı veya kazancının da bir ölçüsü olur. Canlılarda çevreden alınan enerjinin azalmasına neden olan koşullarda bu etkiye karşı iç enerji kaynaklarından yararlanma yolu ile etkinin azaltılmasına çalışan mekanizmalar harekete geçer. Evrimin üst düzeyindeki sıcak kanlılarda vücut sıcaklığını sabit tutan bir enerji dengesinin oluşu çok zorlayıcı koşulların etkili olmasına kadar entalpi farkını önler. Entropinin ölçümü çok zor olduğundan sistemdeki düzensizlik enerjisi yerine entropi artışı ile ters orantılı olarak azalan iş için kullanılabilir, işe çevirilebilir serbest enerji (G)ölçülür. Serbest enerji sistem dengeye varıncaya kadarki entalpi farkının bir bölümünü oluşturur. Entalpi farkının entropi enerjisine dönüşmeyen, yani atom ve moleküllerin termik hareketliliklerinin artışına harcanmayan kısmıdır. Termik hareketlilik doğal olarak sıcaklığa, atom ve moleküllerin çevrelerinden aldıkları enerji düzeyine ve hareketliliklerine,hareket yeteneklerine bağlıdır; atom veya molekül ağırlığı, aralarındaki çekim kuvvetlerinin artışı hareketliliklerini azaltır. Bir sistemde serbest enerji artışı entropi enerjisi azalırsa da çevrenin entropi enerjisi artışı daha fazla olur ve 2. yasada belirtildiği şekilde sistem + doğanın entropisi sürekli artar. Canlı sistem ele alındığında canlının oluşup, büyümesi ile sürekli artan serbest enerji karşılığında çevreye verilen entropi enerjisinin daha fazla olmasını sağlayan canlının çevresine aktardığı gaz moleküllerinin termik hareketlilik enerjisi gibi enerji formlarıdır. Einstein’ın E = m . c 2 fomülü ile açıkladığı enerji – kütle ilişkisi sonucunda astronomların güneşe yakın geçen kozmik ışınların güneşin kütle çekimi etkisiyle bükülmeleri gözlemleriyle dahi desteklenen ışığın tanecikli, kuant şeklinde adlandırılan kesikli dalga yapısı fotosentez olayının mekanizmasının anlaşılmasını sağlamıştır. Kimyasal termodinamikte yararlanılan temel kavramlardan olan kimyasal potansiyel fizyoloji ve biyokimyada da kullanılan ve birçok canlılık olayının anlaşılmasını sağlayan bir kavramdır. Bir sistemdeki kimyasal komponentlerin her bir molünün serbest enerjisini tanımlar. Sistemde bir değişim olabilmesi, iş yapılabilmesi için bir komponentinin kullanacağı enerji düzeyini belirtir. Eğer değişim, dönüşüm sırasında bir komponentin serbest enerjisi artıyorsa bir diğer komponentinki daha yüksek oranda azalıyor demektir. İki sistem arasında kimyasal potansiyel farkı varsa bu fark oranında kendiliğinden yürüyen bir değişme olur ve iletim görülür. Bu suda çözünen katı maddelerin – solutların, pasif – edilgen şekildeki hareketini açıklamakta da kullanılan bir terimdir. Bu terimin su komponenti için kullanılan şekli su potansiyelidir. Kimyasal potansiyel basınç değişimi ile ilgili olayları da içerdiğinden su basıncı – hidrostatik basınç tanımı da kullanılır. Elektriksel potansiyel farkı da kimyasal potansiyelin bir şekli olduğundan sulu iyonik çözeltilerde katyonların katod durumundaki, anyonların da anod durumundaki sabit ve yüklü kutuplara doğru hareketine neden olur. Söz konusu potansiyellerin mutlak değerleri değil aralarındaki fark itici güçtür. İki nokta arasındaki basınç, derişim, elektriksel yük, serbest enerji farkı gibi farklılıkların tümü canlılıkta rol oynar ve karmaşık dengeleri yürümesini sağlar. Bu denge birarada bulunan komponentlerin birbirleri ile etkileşmelerinden etkileneceğinden etkileşim potansiyelinin de değerlendirilmesi gerekir. Bunun için kullanılan terimler ise aktiflik – etkinlik sabiti ve efektiv – etkin derişimdir. Etkin derişim, etkinlik sabiti yüksek maddenin veya maddelerin derişim farkına dayanarak sistemdeki değişim potansiyelini değerlendirir. Sistemin değişim potansiyelini ortaya çıkarır. Bu çerçevede su potansiyeli sistemdeki bir mol suyun sabit basınç altında ve sabit sıcaklıkta yer çekiminin etkisi sıfır kabul edilerek sistemdeki saf su ortamından etkin derişimin daha düşük olduğu yere gitme potansiyelidir. Yani hidrostatik basınç artışına paralel olarak su potansiyeli artar. Daha önceleri Difüzyon basıncı eksikliği ve emme basıncı, emme kuvveti şeklinde tanımlanmış olan su potansiyeli günümüzde en geçerli olarak benimsenen, kuramsal temelleri sağlam olan terimdir. BESLENME FİZYOLOJİSİ Bilindiği gibi canlıların ortamdan sağladığı, olduğu gibi tüketerek kullandıkları besin maddeleri büyük canlı gruplarında farklılıklar gösterir. Bitkiler aleminde de özellikle su bitkilerinin sudan, kara bitkilerinin topraktan sağladığı inorganiklerin çeşitleri ve özellikle oranlarında farklılıklar görülür. Tipik bitki besini olarak kullanılan elementlerin hepsi inorganik formdadır. Ancak bitki köklerinin organik maddelerden de yararlandığı görülmüştür. Saprofit ve parazit bitkiler ise konukçuldan inorganikler yanında doğrudan organik madde de sağlarlar. Canlıların tükettiği maddeleri oluşturan elementler canlılıktaki işlevleri açısından esas olan ve esas olmayan elementler olarak ikiye ayrılır. Günümüzde benimsenmiş olan ayırım bir elementin hücrede canlılık için esas olan bir molekülün yapısına girip, girmemesine göre yapılır. Bu da noksanlığı halinde bitkinin vejetativ gelişmesini tamamlayamaması ve karakteristik, tekrarlanır bazı belirtilerin açık şekilde ortaya çıkması ve element eksikliği giderilince ortadan kaybolması şeklinde kendini gösterir. Suyun hidrojeni yanında karbon canlıların yapısını oluşturan ve canlılığı sağlayan organik moleküllerin tümünde bulunduğundan en önemli elementlerdir, canlılığın temel taşları olan nükleik asit ve proteinlerin yapısına girdiğinden, azot birçok organik maddenin maddenin yapısında önemli bir yere sahip olduğundan temel besin elementidir. Fosfor da tüm canlılarda enerji metabolizmasındaki yeri nedeniyle temel elementtir. Oksijen de solunumdaki rolü ile anaerob mikrobiyolojik canlılar dışındaki bitkiler için önemi ile onları izler. Yeşil bitkilerin yaşamı için şart olan maddeler arasında miktar açısından temel besinleri su ve karbon dioksit ile oksijendir. Kemosentez yapan bakteriler için de farklı formları halinde alınsa da karbon temel elementtir. Bunun yanında inorganik azotlu bileşikler de besin olarak çok önemli yer tutar. Çünkü bazı Cyanophyta grubu ilksel bitkiler yanında Leguminosae ve Mimosoidae familyaları gibi bazı yüksek bitkileri ancak Rhizobium bakterilerinin simbiyont olarak katkısı ile havanın azotundan yararlanabilirler. Bu grupların dışında bitkiler havada yüksek oranda bulunan serbest azotu besin olarak kullanamazlar. Tüm canlılarda mutlaka ve yüksek oranlarda bulunması gereken bu elementler yanında besin olarak alınan elementler alkali ve toprak alkali mineral elementleri grubuna giren ve tüketimleri, gereksinim duyulan miktarları nedeniyle makroelement denen inorganiklerdir. Bu elementlerden çok daha düşük oranlarda gerekli olan ve daha yüksek miktarları ile toksik etki yapan mikroelementler konusunda ise farklı bir tablo görülür. Bitki gruplarında cins ve tür düzeyinde bile seçicilik, tüketim ve yararlanma ile yüksek derişimlerinin varlığına dayanıklılık, zarar görmeden depolayabilme farklılıkları görülebilen elementlerdir. Bitkiler aleminde bulunan elementlerin toplam olarak sayıları 60 kadardır. Bu elementlerin toplam bitki ağırlığına, organ ağırlıklarına, doku ve hücreler ile organellerin ağırlıklarına ve kuru ağırlıklarına oranları yaşam evrelerine, çevre koşullarına ve bunlar gibi birçok etmene göre farklılıklar gösterir. Bitkiler için yaşamsal önem taşıyan esas element sayısı 17dir. Makro elementler tipik olarak 1 kg. kuru maddede 450 mg. cıvarında olan arasındaki oranlarda bulunan C, O, 60 mg. cıvarındaki H, 15 mg. cıvarında olan N, 10 mg. kadar olan K, 5 mg. cıvarındaki Ca, 2 mg. cıvarındaki P, Mg ve 1 mg. kadar olan S elementleridir. Mikroelementler arasında yer alan esas elementlerden Cl ve Fe 0.1, Mn 0.05 ve B ve Zn 0.02, Cu 0.006, Mo 0.0001mg / kuru ağırlık düzeyinde bulunurlar. Makroelementler hücre yapısında yer alan, mikroelementler yapıya girmeyip metabolizmada etkin rol alan elementlerdir. Esas makroelementler olarak bitkilerin canlılığı için şart olanlar arasında P, S, Ca, K, Mg, Fe yer alır. Bunların yanında Na deniz bitkileri ile tuzcul olan yüksek bitkiler için esas makroelementtir. Esas mikroelementlerden Fe ve Mo özellikle yüksek bitkiler için, B birçok yüksek bitkiler ve V bazı algler için esas elementtir. Kükürt dışındaki mikroelementler özellikle canlılık için önemli bazı enzimlerin kofaktörü olarak işlev yaparlar. S ise özellikle kükürtlü amino asitler üzerinden sitoplazmik protein zincirlerinin kuvvetli bağlarla sağlam bir yapı oluşturması nedeniyle önemlidir. Se, Al gibi bazı iz elementleri alarak depolayan fakat metabolizmada kullanmayan, o element için seçici olmayan türler de vardır. BESİN ALIMI Su içinde serbest yaşayan bitkilerin besinlerini doğal olarak suda çözünmüş halde bulunan gaz ve katı maddeler oluşturur ve difüzyon, osmoz yolları ile alınır. Yüksek su bitkileri ise buna ek olarak zemine tutunmalarını sağlayan sualtı gövdeleriyle topraktan da beslenirler. Gaz halinde bulunan besinler tüm bitkiler tarafından yayınım – difüzyonla alınır. Canlılık için sürekli kullanılması gereken temel besinler olduklarından, bu gazlardan yararlanma yeteneği olan canlı hücrenin lümenine girip, protoplazmasına geçtiklerinde hemen kullanılırlar. Bu nedenle de yayımımla alınmaları süreklidir. Su ve suda çözünmüş olan katı besinler ise aşağıda görüleceği üzere difüzyona ek olarak osmoz, ters osmoz ve aktif alım yolları ile alınırlar. Atmosferde doğal şartlarda %0.03 oranında bulunan CO2 güneş ışınlarının ısıya dönüşür kuantlarını içeren kızılötesi, yani 1 – 10 m dalgaboyundaki kesimini soğurarak canlılığın sürmesini sağlar. Suda çözündüğünde karbonik asit oluşturarak pH değerini düşürür ve suyun çözme kuvvetini genel olarak arttırdığı gibi özellikle alkalilerin çözünürlüğünü arttırır. Bu şekilde de beslenmeyi ve mineral madde alımını kolaylaştırır. Mineral madde iyonları sudaki karbonik asit ve diğer organik asitlerle tuz yaparak tuz – asit çiftinin sağladığı pH tamponu etkisiyle canlı özsuyunda pH değerinin canlılığa zarar verecek düzeyde değişmesini, pH 4 – 8.5 aralığı dışına çıkması riskini azaltır. O2 de suda çözünen bir gazdır ve çözündüğünde red – oks tepkimelerine girer. Tatlı suda 20 derece sıcaklıkta hacimce %3 oranında çözünür. Havadan ağır olduğundan atmosferdeki oksijenin suyla teması ve doygunluğa kadar çözünmesi süreklidir. Likenler, kserofitler gibi bazı bitkiler havanın neminden su temininde yararlanır. Ayrıca hücreler arası boşluklardaki hava da bu şekilde gaz besin sağlar. Tüm bu gaz halindeki besin alımları yayınımla olur. Kütle Akışı ve Şişme ile Su alımı Sıvıların yerçekimi etkisiyle akışı ve benzeri olayları hidrostatik basınç farkı gibi potansiyel enerji farklılıkları sağlar. Bu şekilde DH değerinin sıfırdan büyük olduğu yer değiştirme olayına kütle akışı – “mass flow” denir. Bu tür olaylarda çözücü ve çözünen tüm maddelerin atom ve molekülleri aynı şekilde hareket eder. Kütle akışı vaküolde, hücrelerarası boşluklarda ve canlı hücreler arasında da plazmodezmler üzerinden olur. Canlılardaki kütle akışında kapilarite önemli rol oynar, çünkü hücre ve hücrelerarası serbest akış yolları ancak mikron ve askatları düzeyindedir. Kapilerden geçiş ise geçen sıvınınviskozitesi – akışkanlığı ile yakından ilişkilidir. Viskozite, akış hızı değişiminin sabit tutulması için gerekli enerji miktarı şeklinde de tanımlanabilir. Bu değer de her bir sıvı için özgül bir değerdir. Çünkü akışkanlık sıvının bir molekül tabakasının diğerinin üzerinden kaymasına karşı gösterilen dirençtir ve bu direnç sıcaklıkla azalır, çünkü ısıl hareketlilik artar, dirence neden olan fizikokimyasal ve kimyasal bağlar zayıflar. Suyun elektrostatik olarak yüksüz kapilerlerden kütle akışı ile geçiş miktarı ve hızı yüksektir, çünkü dipol su moleküllerinin birbiriyle yaptıkları bağlar suyun yüzey tansiyonuna – basıncına sahip olmasını sağlar. Suda bulunan lipofilik maddeler suyun bu özelliği nedeniyle su yüzeyinde toplanır ve su ile beraber hareket ederler. Suda çözünen maddeler ise yüzey basıncını değişen oranlarda değiştirerek kapiler hareketliliğini ve dolayısı ile de kendi iletimlerini etkilerler. Suda iyonlaşarak çözünen maddelerin kimyasal potansiyeli hidrostatik basınç veya yerçekimi etkisinden çok daha büyük bir enerji farkı yaratacak düzeyde olan elektrokimyasal potansiyelleridir. Kütle akışı kuru olan tohumların ortamdan su alarak hacim artışı göstermeleri gibi pasif, edilgen olaylarda önemli yer tutar. Alınan su yapısal protein ve polisakkarit zincirleri arasındaki boşluklara da girerek, adsorbe olur, yapışır ve hidrasyonlarına ve hacımlerinin artışına, canlı veya canlı artığı dokunun da şişmesine neden olur. Yayınım – Difüzyon ve Geçişme – Osmoz Yayınım olayında ise olayın başladığı ve bittiği veya dengeye vardığında atom ve moleküller arası ilişkileri farklıllık gösterir. Uçucu maddelerin sıvı veya katı formdan gaz faza geçerek yayınması ve suyun buharlaşması buhar basıncı farkı sonucunda başlayıp yürüyen bir yayınım olayıdır ve DH = 0 olduğunda net, gözlenebilir, ölçülebilir yayınım durur. İki kapalı kap arasında yayınımı sağlayacak bir açıklık oluştuğunda gazların bağıl basınç oranları, yani herbirinin özgül toplam enerjileri arasındaki farka göre değişen şekillerde yayınım gösterirler. Kısmi, oransal gaz basıncı ile difüzyon basıncının doğrusal ilişkisi nedeniyle bir karışımda yer alan maddelerin yayınım oranları değişir. Ayrıca her birinin sıcaklık ve karşı basınç değişimlerine tepkileri de farklılık gösterir. Tüm bu farklılıkların temel nedeni atom ve moleküler yapılarının, ağırlıklarının yani özelliklerinin farkından doğan termik hareketlilik ve serbest enerji farklılığıdır. Bu da maddeye has bir özellik olduğundan yayınım - difüzyon sabitesi adını alır. Difüzyon hızı geçişi sağlayan açıklığın veya seçiciliği olmayan membranın alanı, yayınım konusu maddenin iki taraftaki derişim farkı ve yayınım sabitesine bağlıdır. Yayınımın da itici gücü ısıl hareketlilik olduğundan sıcaklık artışı ile hızı artar, daha kısa sürede dengeye ulaşır, fakat denge noktası sıcaklıktan bağımsızdır. Difüzyonu başlatan ve yürüten derişim farkı olduğundan yayınıma konu iki taraf arasındaki uzaklık artışı olayın yürüme hızını global olarak azaltır. Çünkü yayınım moleküler düzeyde derişim farkı dilimleri halinde yürür. Bu nedenle de hücre ve organel düzeyindeki hızı çok yüksektir. Üç gaz formundaki besin olan su buharı, O2 ve CO2 için 20 derece sıcaklıkta ölçülen yayınım sabiteleri saniyede yayınım alanı olarak sırası ile 0.25, 0.20 ve 0.16 cm2 dir, yani katıların sıvı ortamdaki yayınım sabitelerinden ortalama 10(4) kat fazladır. Bunun da nedeni gaz ortamında çok daha seyrek olan moleküllerin ısıl hareketle çarpışma nedeniyle zaman ve enerji kaybının çok daha az oluşudur. Bu tabloya karşın fotosentez hızının ışık ve sıcaklık tarafından sınırlanmadığı durumlarda karbon dioksidin kloroplastlara kadar yayınımı için geçen sürenin sınırlayıcı olduğu belirlenmiştir. Aynı şekilde terleme hızının hücre çeperlerinden su buharı yayınım hızı tarafından sınırlandığı ve bu şekilde de bitkilerin stomalarından gereksiz su kaybını önleyen bir mekanizma olarak yarar sağladığı saptanmıştır. Elektrostatik yüklü maddeler ile kolloidal maddelerin çözeltiler arasında yayınımları gazların ve gazlarla aynı davranışı gösteren yüksüz maddelerinkinden farklıdır. Çünkü hareketlilikleri zıt yüklü tanecikler arasındaki çekim kuvvetlerinin rastlantısal olarak değişen etki düzeyine bağlı olarak değişir. Canlılarda ise çözeltide serbest olarak bulunan ve yapısal, sabit durumda yüklü moleküller söz konusudur. Bu karmaşık ilişkiler de bitkilerde yayınım olayının orta lamel ve hücre çeperlerinin elektrostatik yapılarına bağlı değişimler göstermesine neden olur. Bu ilişkiler hücre veya doku düzeyinde hücre çeperlerinin permeabilitesi – geçirgenliği ölçülebilir terimiyle belirtilir. Yüklü madde yayınımı yük durumları ile sabit ve hareketli olan maddelerin yük durumu arasındaki denge nedeniyle miktar ve hız açısından belli bir seçicilikle karşılaşmış olur. Geçişme - Osmoz difüzyonun özel bir halidir. Yarıgeçirgen, seçici zar yanlızca çözgeni veya çözgenle birlikte çözeltideki bazı çözünmüş maddeleri geçirirken bazılarını geçirmemesinin sonucudur. Osmoza giren her bir madde kendi termodinamik sistemindeki entropiyi en üst düzeye çıkartacak şekilde hareket ettiğinden, membrandan geçemeyen molekülün yoğun olduğu tarafta geçebilen maddelerin derişimi artar. Bu birikme sonucunda toplam madde artışı ve sonucunda da membranın o yanında hacım artışı olur. Hücreler arası madde aktarımında da bu şekilde özsuda çözünmüş ve membrandan geçemeyen madde derişimi artışı çözgen olan suyun oransal derişiminin azalmasına neden olduğundan su alınmasına neden olur. Sonuç olarak kütle akışı ve difüzyonda maddelerin akışı birbirinden bağımsız başlar ve yürürken osmozda maddelerin bağıl oranı etkilidir. Canlı hücre membranı suya karşı geçirgen özellikte ve özsuda çözünmüş madde miktarı yüksek olduğunda su alımı kendiliğinden yürür. Canlılar bu mekanizma sayesinde su alımını ortamda su bulunduğu sürece garanti altına almış olur. Gözlenen hücreler ve organeller gibi canlı yapılarda net su alımının hücrenin çeperi, komşu hücrelerin veya dıştaki sıvı ortamın hücre üzerindeki karşı basıncının etkisi ile dengeye vardığında duruşudur, bu sayede yapının şişerek patlaması engellenmiş olur. Bu basınca da geçişme – osmoz basıncı, osmotik basınç denir. Çünkü büyüklüğü osmotik alımla sağlanan çözünmüş madde miktarı ile doğrudan ilişkilidir. Sonucu olarak da bir hücrenin hacminde değişime neden olan etkin osmotik basınç farkı yarı – geçirgenlik ve seçicilik sayesinde yayınımla sağlanabilecek olan madde hareketi miktarından çok daha yüksek olur. Temeldeki denge ise aynı türden iyonların membranın iki yüzü arasındaki kimyasal potansiyel farkının sıfır olmasıdır ve hidrostatik basınç farkının bu dengeye katkısı ihmal edilebilecek kadar küçüktür. Ana değişken ise membranın iki yüzü arasındaki elektriksel potansiyel farkıdır ve küçük bir orandaki değişimi bile çok daha büyük orandaki kimyasal potansiyel farkını, yani derişim farkını dengeleyebilir. Gene bu mekanizma canlı hücreye membrandaki iyonik madde kompozisyonunu düzenleyerek kolayca iyon alımı olayını denetleme olanağı verir. 20. yüzyılın başlarında Nernst başta olmak üzere araştırıcılar tarafından kuramsal temelleri atılarak asrın ortalarında kesinleşen bu bulgular 1967 yılında Vorobie tarafındanChara tatlısu alginin K iyonu alımı üzerindeki deneylerle kanıtlanmıştır. Hücre çeperi gibi hücrenin denetimi dışında kalan ve kütle akışı ile difüzyonun geçerli olduğu kısım için kullanılan terimlerden biri belirgin serbest alan (BSA) – “apparent free space”dir. Su alımı için iç osmotik basıncın dış ortamdan yüksek, hücre özsuyunun hipertonik olması gerekir. Yani toplam çözünmüş madde derişimi daha yüksek olmalıdır. Bu durumda herbir maddenin difüzyon basıncı farklı olacağından su moleküllerini geçiren zardan su kendi kinetik difüzyon dengesini sağlayıncaya kadar geçiş yapar. Hipertonik hücre turgor halindedir, sitoplazma çepere yapışık durumdadır. Çünkü osmotik basınç artışı çeperin karşı yöndeki basıncı ile dengelenmiştir. Hücre özsuyununizotonik osmotik basınca sahip olması halinde bir kısım suyunu kaybeder ve sitoplazmanın çeperden ayrılmaya başladığı görülür. Bu duruma sınır plazmoliz adı verilir ve izotonik osmotik basıncın ölçümünde kullanılır. Hücrenin iç osmotik basıncının dış basınçtan daha düşük olduğu hipertonisite durumunda sitoplazma çeperden ayrılarak ortaya toplanmaya başlar, hücre plazmolize olur. Hücrede plazmoliz ilerledikçe klasik deyimi ile emme kuvveti artar, daha yeni terminolojideki karşılıkları ile difüzyon basıncı eksikliği -“diffusion pressure deficit” – DPD” (DBE), su potansiyeli artar. Bunun da nedeni serbest haldeki suyun serbest enerjisinin adsorpsiyon veya adezyon, kohezyon ile tutulmuş olan sudan az oluşudur. Hücrenin yeniden turgor haline geçme,deplazmolize olma, yani plazmoliz durumundan kurtulma eğiliminin sonucudur. Tam turgor halindeki hücrede ise iç ve dış basınçlar eşit olduğundan su potansiyeli, yani net su alımı sıfır olur. Burada devreye doğal olarak hücre çeperinin elastiklik derecesi de girer. Bu nedenle ve henüz alöronlar gibi susuz bir hacim oluşturan yapılar olmadığından hacme oranla su miktarı meristematik dokularda yüksektir. Plazmoliz sırasında protoplazmanın tümüyle küçüldüğü, büzüldüğü deplazmolizde ise şiştiği görülür. Hücre özsuyunda serbest çözücü durumundaki suyun kaybından sonra sitoplazmik proteinlerin hidratasyon kaybı - dehidratasyonu sitoplazma hacminin değişmesine neden olur. Difüzyon basıncı eksikliğinin en yüksek olduğu tohumlar, dehidrate likenler gibi yapılarda su alımı ile deplazmoliz sertleşmiş alçıyı parçalayabilecek oranda hidratasyona ve deplazmolize neden olur. Hidratasyon termik hareketliliğin ve entropinin artışına neden olarak yapısal protein, sellüloz gibi moleküllerin zincirlerininin gevşemesine ve daha kolay bozunur hale gelmesine neden olur. Bu yüzden bir süre ıslatılmış olan bakliyat daha kolay pişer. Hücreler arasında su alışverişinin debisi bu çerçevede çeper ve membranların geçirgenliği ile DBE farkına bağlıdır. Fakat izotonik çözeltiler arasında bile plazma membranları madde alışverişini sağlar. Su içinde yaşayan bitkilerde süreklilik gösteren bu durumda madde alışverişini sağlayan kütle akımı ve özellikle de elektroosmozdur. Elektroosmoz bir iyon iletimi mekanizması ise de polarite nedeniyle hidrate olan iyonların yani kinetik taneciklerin çevrelerindeki su moleküllerini sürüklemesi sayesinde suyun da taşınmasını sağlar. Kinetik tanecikler iyonlar ile onları çeviren dipol su moleküllerinden oluşan, yani birarada termik hareketliliği olan tanecikler olup toplam kütlelerinin daha yüksek oluşu ve elektrostatik bağların zayıf oluşu nedeniyle termik hareketlilikleri yüksek taneciklerdir. Membranlardaki porlar boyunca yaratılan elektrik alanları, yani endotermik olarak belli bir yönde kutuplandırılan polar molekül dizilişleri üzerinden kayarak iyonik maddelerin taşınması gerçekleştirilir. Bu konu mineral madde beslenmesi içinde ele alınacaktır. Su moleküllerinin iyonlara kendiliğinden yapışarak kinetik tanecikler halinde iletilmesi iyon kaynağı durumundaki hücrede serbest su derişimini azalttığından DBE artar. Bu tür enerji gerektiren iyon ve su beslenmesine aktif madde alımı adı verilir. Örneğin tuzcul bitkiler, halofitler osmotik basıncı yüksek tuzlu topraklarda dahi beslenmelerini sağlarlar. Kserofitler çok kurak koşullarda kuru topraklardan su alabilirler. Aktif iyon alımı yaygın görülen bir olaydır, buna karşılık aktif su alımı özel durumlarda görülür. Bu nedenle aktif iyon alımı bitki yaşamında daha önemli yer tutar. Mineral Madde Beslenmesi Mekanizmaları Elektroosmozun bir iyon iletimi mekanizması olduğu, hidrate iyonların su moleküllerini sürükleyen ve membranlardaki porlar, kapilerler boyunca yaratılan elektrik alanları, yani potansiyel farklılıkları ile iyonik madde taşınması gerçekleştirdiği belirtilmişti. Elektriksel potansiyel farkı DE, elektriksel yükün bir noktadan diğerine gitmesi ile yapılan işin ölçütüdür. Daha önce değinildiği üzere yukarıda kısaca incelenmiş olan itici güçlerden de çok daha daha etkindir. Biyolojik bir membranın iki yanındaki E farkı ölçümleri hidrostatik veya kimyasal potansiyel farkı ölçümlerinden elde edilen sonuçlarla karşılaştırıldığında binlerce kez daha büyük olduğu görülmüştür. Bu nedenle de organeller ve hücreler arasında elektriksel yüklü madde iletimi çok daha etkin olarak yürür. Elektriksel bir yük ile DE arasında sabit bir ilişki vardır ki buna kapasitans denir, yani bir net yük biriminin yarattığı DE ile arasındaki sabit, özgül oranı belirtir. Yararlanılan sonucu ise bir bölgede yüksek oranlı potansiyel düşmesine neden olmadan serbest yük bulundurma, depolama kapasitesi – sığasının ölçüsü olmasıdır. Biyolojik membranların kapasitans ölçümleri bu değerin koşullardan oldukça bağımsız, sabit kalan bir değer olduğunu göstermiştir. Bitki hücrelerinde de bu değer tipik olarak -100 mV ölçülmüştür. Yükü membranların içindeki anyon derişiminin katyonlarınkinden yüksek olduğunu, değeri ise membranın iki yanındaki potansiyelin pek farklı olmadığını göstermiştir. Aynı şekilde bitki hücrelerindeki toplam iyon derişiminin de tipik olarak 0.1M düzeyinde ve koşullardan oldukça bağımsız sabit bir değer olduğunu belirlenmiştir. Bu derişimde 100mV kapasitans ise anyon / katyon oranının 100 000 olduğunun göstergesidir. Buna karşılık bitkilerde kuru ağırlık bazındaki mineral madde katyon /anyon derişimi oranı ortalama olarak 10 dur. Hücrelerin çevrelerinden önemli oranda katyon almalarına karşın elektrostatik dengenin ters yönde oluşmasının nedeni organik moleküllerdeki anyonik grupların yüksek oluşudur. Bu sayede organik metabolizmayı denetleyerek sürekli şekilde katyon alımına açık bir dengeden yararlanırlar. Güneş ışınları ve hava gibi topraktaki mineral elementlerinden daha kolay sağlayabildikleri kaynaklardan yararlanarak sentezledikleri organik anyonik maddeler sayesinde mineral katyonlarının alımını denetim altında tutabilirler. Yüksüz maddelerden farklı olarak iyonların derişimindeki artış aralarındaki uzaklığın, termik hareketlilikleri ile çarpışma olasılığını üssel olarak artışına yol açacak şekilde azalması demektir. Çünkü elektriksel çekim gücünün etkisi katlanarak büyür. Bağlanmaları ise, iyonik bağın kuvvetli oluşu nedeniyle bağlanma öncesindeki ısıl hareketliliklerinin önemli oranda azalmasına neden olur. Bir sistemdeki hareketlilik komponentlerinin hareketliliklerin toplamı olduğundan sistemi etkiler. Elektriksel yük elektriksel alan yarattığından etkisi çok yönlüdür ve nötrleşmesi ile diğer komponentler üzerinde çok yönlü etkiler yaratır. Bu nedenle de bir iyon türünün aktivite sabitesi çözeltisindeki tüm iyonların özellik ve derişimleri ile ilişkilidir. İyonun değerliliği arttıkça etkinliği de arttığından hücre özsuyu gibi iyonca zengin bir çözeltide iyonik aktivite değişimleri yüksek oranlı olur. Bu sayede de kara ve su bitkileri çok farklı özelliklerdeki topraklara, sulara adapte olarak yaşama olanağı bulabilirler. Gene canlıların denetimini sağlayan bir olgu da iyonların canlı membranın iki yanındaki aktivitelerinin dengeye varmasının iyonların iki yandaki aktiviteleri yanında membranın iki yüzü arasındaki elektriksel potansiyel farkına daha da kuvvetle bağlı oluşudur. Bu sayede de membranın elektriksel potansiyelini membran proteinleri ve lipid / fosfolipidleri ile denetleyebilen hücre dengeyi kurma olanağı bulur. Bu mekanizma hücrenin gereksinimine göre iyonları seçici olarak alması açısından önemli rol oynar. İyonların lameldeki porlardan ve plazmodezmlerden geçişinde iyon yükü / çapı ilişkisine bağlı olan seçici bir mekanizma oluşur. Donnan Dengesi Benzer şekilde örneğin bitki hücre çeperindeki orta lamelde yer alan pektik asitlerin karboksil kökü, membran lipidleri arasındaki fosfolipidler gibi sabit iyonların yerleştiği iyon kanalları kütle akışı ile mineral iyonlarının ile geçişine elektrokimyasal direnç gösterir. Görünür serbest alanda dahi iyonların suyla birlikte hareketine engel olur. Sitoplazmik membranlardaki lipidlerin çok yüksek direncinin fosfolipidlerce dengelenmesinde olduğu gibi direnci amfoterik karakteri nedeniyle değişken olan proteinler seçici bir denetim sağlar. Protein helislerinin iyon kanalı görevi oluşturdukları porun girişinde serin gibi polar amino asitlerin bulunmasına bağlıdır. Bu ( – ) yüklü amino asitler katyon difüzyonunu destekleyerek seçicilik sağlar. Porların işleyişinin anlaşılması sayesinde porları kapayan maddelerin keşfi 1991 tıp nobelini alan ilaç grubunun bulunmasını sağlamıştır. Küçük mineral iyonlarını içeren çözeltiler membrandaki sabit iyonik moleküllerle aralarında Donnan potansiyeli denen elektriksel bir potansiyel farkının doğmasına ve Donnan dengesi adı verilen dengenin oluşmasına neden olur. Bu dengenin de sağlanması için zıt yüklü maddelerin ters yönde geçişi veya suda çözünmeyen formlarının çözünür hale dönüştürülmesi gerekir. Elektrostatik Donnan dengesinin çeşitli ölçeklerde oluşması hücre içi ve hücreler arası iyonik maddelerin taşınımında ve dağılımında önemli rol oynar. Bu terimle belirtilen olayın ayırt edici temel özelliği hareketi sağlayan difüzyon potansiyel farkının membranın bir tarafındaki sulu çözelti ile membranın diğer tarafta kalan yüzü arasında oluşmasıdır. Sitoplazmadaki nükleik asitler, fosfat grupları ile ve proteinler de karboksilleri ile Donnan fazları oluştururlar. Bu anyonik gruplar membranın her iki tarafındaki katyonları kendilerine çekerek yönlendirirler. Bu şekilde de net olarak bir geçişmenin görülmediği elektrostatik bir denge kurulur. Sıvı fazdaki katyonların membrana yönlenmesi anyonların da ters yönde artan bir derişim değişimi oluşturmalarına neden olur. Termik hareketliliğin artışı bu dengenin sarsılmasına ve hareketli iyonların elektriksel potansiyel farklılıkları yaratmasına, bu arada oluşan kimyasal potansiyel farklarını dengeleyecek şekilde de geçişme yapmalarına neden olur. Canlı hücre çözünmüş maddelerin derişimini ilgili maddeleri suda çözünmeyen bileşikleri haline dönüştürerek ortamdan uzaklaştırmak veya tersine tepkimeyle serbest hale geçirerek de denetim altında tutar. Çözünür maddelerin çözünmeyen bileşiklerine dönüştürülmesi entropi azalmasına neden olan kimyasal bağlanma ile sağlanabildiğindenendojen, enerji harcanarak yürütülen aktif bir olaydır. Ancak canlı hücrede gerçekleşebilir. Bu olayın temelinde iyon aktivitesi ve bu değerin özgüllüğünden doğan sabitesi yatar. İyon aktivitesi iyonun derişimine bağlı kimyasal ve yüküne bağlı elektriksel potansiyellerinin açıklayamadığı bazı konuları açıklamakta kullanılan bir terimdir. Yükleri eşit olan iki iyondan kütlesi küçük ve elektron sayısı az olanın yükünün dipol su moleküllerini çekerek çevresine toplama gücü daha fazladır. Çevresinde daha kalın bir su zarfı oluşturur. Sözü edilen denge, seçicilik sonucu bir taraftan diğerine geçişi kısıtlanan veya engellenen iyonik maddelerin birikmesine neden olur. Bu birikimin konusu olan yüklü maddeler serbest halde kalamadığından zıt yüklü iyonlarla birleşerek çözeltinin nötralizasyonununu sağlar. Bu nötralizasyon dengesi için gereken iyonik maddelerin çözünür hale geçmesi veya dışarıdan alınması gerekir. Örneğin Ca++ iyonu, iyonik yük / su zarfı oranı büyük olduğundan porlar üzerinde büzücü etki yaparak su zarfı büyük ve iyonik yükü küçük iyonların geçişini kısıtlar, K + iyonu ise tersine olarak şişirici etki yapar ve bu iyonların geçişini kolaylaştırır. Genelde bitki hücrelerinin yoğun şekilde K, Na ve Cl alış verişi yaptığı görülür. Bu iyonların hareketlilikleri de membranlarda potansiyel farklarının doğmasına neden olur ve Cl net yükün iki taraftaki dağılımının sıfıra eşitlenmesini sağlar. Goldmann denklemi ise K, Na ve Cl iyonu geçirgenliğinin büyük oranda K seçiciliği yönünde olduğunu göstermiştir. Elektroosmoz da membrandaki bir porun iç yüzeyinde sabit halde dizilmiş iyoniklerin yüklerinin tuttuğu su zarfları zıt yüklü iyonik maddelerin su zarflarını çekmesi sonucu yürüyen osmotik alımdır. Bu şekilde oluşan elektriksel alan membranın iki tarafında elektriksel yük farklılığı doğurur. Bu da sabitlenmemiş kinetik taneciklerin kütle akışı ile çekilerek ters yönlü bir alan oluşturmasına neden olur. Bu iki zıt yönlü alanın oluşumu sırasında doğan hareketlilik ile su molekülleri sürüklenir ve iletilir, elektroosmotik su alımı olur. Benzer şekilde membran veya çeperde pektik veya proteinik iyonlara zayıf -H bağları gibi bağlarla tutulmuş, adsorbe olmuş olan zıt yönlü yonlar yerlerini alabilecek başka iyonlarla yer değiştirerek serbest hale geçer ve iletilir. Bu olaya da iyon değişimi adı verilir. İyon değişiminde aynı yüklü iyonlar birbirini ittiğinden dengeye çabuk ulaşılır, yani az miktarda madde bu olaya girebilir. Bağlanmayı sağlayan kuvvet adsorpsiyon kuvvetinden daha yüksek enerjilidir, kopması daha zordur. Ancak iyonlaşmış asidik veya bazik maddelerin hidroksonyum ve hidroksil veya karboksil kökleri bağlanmış olan katyon veya anyonların yerini alabilir. Bu arada açığa çıkan hidroksonyum ve hidroksiller de su oluşturduğundan su iletimi de sağlanmış olur. Bu olayların tümünde hidroksonyum ve hidroksil iyonları önemli rol oynadığından membranların ve özsuyun pH değeri ve değişimleri önemli rol oynar. Hücre organik asit sentezi ile pH ve amfoterlik denetimi, sentez yolu ile özsudaki serbest maddeyi bağlama veya başka maddeye dönüştürme gibi yollarla kimyasal potansiyel artışı yönünde aktif alım yaparken solunum enerjisi kullanır ve solunumun hızlandığı görülür. Ayrıca osmotik basınç ölçümlerinin kriyoskopik yöntemle yapıldığında sınır plazmoliz yöntemiyle elde edilen değerlerlerden farklı değerler vermesi ek bir su potansiyelinin olduğunu göstermiştir. Birçok bitki türünde yerüstü organları kesilerek terlemenin emiş kuvveti ortadan kaldırıldığında da kök ksileminden su salgılanması, kış uykusu kırılan birçok odunlu türünde daha hiç yaprak oluşmamışken sürgünlere su yürümesi kök basıncı denen aktif su alımının ve pompalanmasının kanıtlarıdır. Bu basıncın gün içinde değişim göstermesi, solunum inhibitörleri ve bazı bitki hormonları gibi uygulamalarla durdurulabilmesi de göstergeleridir. Aktif alım ve iletimin önemli bir göstergesi iyonun içine girdiği membranın iç tarafında, yani sitoplazma veya organelin içinde elektrik yükü artışı olmasıdır. Pasif alımda elektriksel nötralliği sağlayacak şekilde zıt yüklü iyon alımı veya aynı yüklü iyonun boşaltımı söz konusudur. Aktif geçişde membranın iki yüzü arasında da membranın kapasitansı ile orantılı olarak belli miktar membran potansiyeli farkı oluşur. Bu fark kısa bir süre sonra boşalarak sıfırlanır ve sonra tekrar artar, bu mekanizmaya da iyon pompası adı verilir. İyon pompası çalışınca membrandaki pasif geçiş olayları da doğal bir şekilde etkilenir ve membrandaki değişimi dengeleyecek yönde farklılaşır, difüzyon potansiyeli artışı ile elektrik potansiyelinin düşmesi sağlanır. Bitki hücresi membranlarının kompozisyonuna göre elektriksel dirençleri 1 – 8 Kohm / cm2 arasında değiştiğinden pompaların etkinliği membran kompozisyonunun denetlenmesi yolu ile hücre tarafından denetlenebilir. Bu sayede de bitkiler tuzlu topraklara dahi adaptasyon sağlayabilir. Membran direncinin yüksek oluşu, pompanın etkili çalışması ile aktif iletimin neden olduğu potansiyel farkı da arttığından saniyede 20 pikomol / cm2 gibi yüksek bir debi ile iyon alınabilmektedir. Aktif iletimin bir özelliği de pasif olarak yürüyen diğer olaylara göre sıcaklık değişimlerinden çok daha büyük oranda etkilenmesidir. Pasif olayların Q10 değeri yaklaşık olarak 1 civarında iken aktif alım ve iletimde bu değer birçok enzimatik olayda olduğu gibi 2 civarındadır. Bunun da nedeni membranın yaptığı enerji bariyeri etkisidir. Tıpkı enzimatik tepkimelerin aktivasyon enerjisi gereksinimindeki gibi aktif alımın olabilmesi için bu enerji düzeyinin aşılması gerekir. Bu nedenle aktif iyon alımı mekanizması bir pompaya benzer şekilde çalışır. Gerekli enerji depolanıncaya kadar alım işlemi kesintiye uğrar. Sıcaklık artışı da bu mekanizma aracılığı ile etkili olur. Aktif iyon alımının enzim kinetiğindeki Michaelis-Menten denklemine uyan değişimleri enzimler aracılığı ile yürüyen bir olay olduğunu göstermiştir. Bu tür olaylara enerji sağlayan madde bekleneceği üzere ATP’dir ve ATPaz enzimi aktivitesi de olayın denetimini sağlar. ATP hidrolizi ile açığa çıkan hidroksonyum iyonları ise ters yönde hareket ederek elektrostatik dengeyi sağlar. En iyi bilinen Na+ / K+ ATPaz’dır. İki peptid çiftinden oluşur ve Mg++ tarafından katalizlenen ATP hidrolizine bağımlıdır. Çeşitli iyon pompaları olup belli iyonlar için seçici oldukları bilinmektedir. Aktif alımın iyon seçici özelliği vardır ve yukarıda anlatılan mekanizma bunu açıklamak için yeterli değildir. Bu nedenle 1930 larda seçiciliği olan aktif taşıyıcı moleküllerin varlığı fikri ortaya atılmıştır. Deneyler benzer K+, Rb+ iyonlarının ve Ca++ ile Sr++ iyonlarının aynı taşıyıcı için rekabet ettiğini, bazı hücrelerde K+ iyonunu alıp, Na+ iyonunu boşaltan ve aynı mekanizma ile Mg++ ve Mn++ için çalışan diğer bir pompanın olduğu, Cl-, B- ve I- taşıyan tek bir sistem olduğunu gösteren deneysel veriler elde edilmiştir. Bu kadar seçici maddelerin ancak proteinler olabileceği belirtilmiş ise de 50 yıl kadar uzun bir süre kesin kanıtlar ortaya konamamıştır. Aktif pompaların varlığının bir kanıtı da dıştaki iyon derişiminin artışı ile artan solunum ve iyon alımının belli bir derişime ulaşıldıktan sonra doygunluğa erişmesidir. Bitkilerde bu değer tipik olarak 1 – 10 mmol/ gr. taze ağırlık – saatdir. Aktif alım mekanizmalarının ortaya çıkarılıp genel çerçevesi ortaya çıkarıldıktan sonra iyon alımının büyük oranda pasif şekilde alındığı ve aktif alımın hücrenin gereksinim tablosuna göre belli iyonların seçici olarak alımında rol aldığı, tamamlayıcı olduğu anlaşılmıştır. Yüksek Bitkilerde Su ve Mineral Madde Beslenmesi Tohumun şişme ile su almasından sonra yeni bir bitki oluşturmak üzere büyüme ve gelişmesi başladığında ilk olarak gelişen ve işlev görmeye başlayan organı kök taslağından oluşan köktür. Tohumun kotiledon kısmında depolanmış olan organik maddelerin sindirimi ve solunumla elde edilen madde ile enerji fotosentetik organların yeni metabolik maddeleri sağlayabilecek hale gelmeleri için gereken büyüme ve gelişme için yeterlidir. Fakat tohumun serbest akış ve hidrasyon ile kazandığı su ile şişmesinin sağladığı su ortalama %80 – 90 oranında su içeren bitkinin oluşması için çok yetersizdir. Bilindiği gibi kökün su ve mineral beslenmesini sağlayan yapılar emici tüylerdir. Kaliptranın arkasındaki meristematik bölgeden sonra gelen genç hücrelerin boyuna büyüme bölgesini izleyen gelişme ve farklılaşma zonunun epidermisinde görülürler. Canlı epidermis hücrelerinin enine eksende uzayarak tübüler çıkıntılar oluşturması ile ortaya çıkarlar. Yüksük hücreleri gibi dış yüzleri kaygan pektik maddelerle kaplıdır. İşlevsel ve fiziksel olarak ömürleri çok kısadır ve sürekli büyüyen kökün ileri doğru büyümesi sırasında yerlerini yenilerine bırakırlar. Bitki türlerinin su için rekabet gücünde kökün büyüme hızı yanında emici tüylerin çevrim hızı da önemli yer tutar. Hidrofitik bitkilerin su ve mineral beslenmesi yukarıda anlatılmış olan genel mekanizmalarla olur. Kara bitkilerinin beslenmesi ise daha geniş bir çerçevede ele alınarak anlaşılıp, değerlendirilebilir. Toprak Yapısı ve Su Verimliliği Toprağın bitkilere su sağlayabilme potansiyelini belirlemek üzere kullanılan Tarla Kapasitesi, Daimi Solma Noktası veya Yüzdesi, Su Basıncı (P), Su Tansiyonu, Nem eşdeğeri, Su Potansiyeli veya Yayınım Basıncı Eksikliği, Toplam Toprak Suyu Stresi, Kılcallık Kapasitesi gibi birçok terimler vardır. Burada konu bunlar arasında en yaygın olarak kullanılan bazı terimlerle ele alınacaktır. Toplam toprak su stresi, (Total soil moisture stress) konuya enerjetik açıdan yaklaştığı için bu konudaki en bilimsel terimdir. Konuya toprakta bulunan suyun serbest enerjisini azaltan iki temel kuvvet grubunun etkinliği çerçevesinde yaklaşır ve toprak suyunun serbest enerjisini azaltan bu iki grubu : Toprak suyu tansiyonunun ögeleri olan hidrostatik kuvvetler, yerçekimi ve adsorpsiyon kuvvetleri, Toprak çözeltisinin osmotik kuvvetleri olarak tanımlar. Hidrostatikler bilindiği gibi su basıncı, yüzey gerilimi gibi kuvvetler, adsorpsiyon kuvvetleri de su ile toprak kolloidlerini oluşturan kil gibi mineraller ve organik maddelerle su arasında etkili olan, suyun yerçekimi etkisini yenebilmesini sağlayan kuvvetlerdir. Osmotik kuvvetler de topraktaki su çözeltisinin içerdiği iyonlarla ilişkilerinin sonucu olan kuvvetlerdir. Toprak çözeltisinde çözünmüş iyon derişimi suyun azalması ve çözünür iyon miktarı artışı ile artar. Yani toprak kurudukça su alımı zorlaşır, kuraklığın zorlayıcı etkisi

http://www.biyologlar.com/bitki-fizyolojisi-bolum-2

Bakterilerin Diğer organizmalarla etkileşimleri

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

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

Mikroorganizmaların Tarihçesi

Mikroorganizmaların Tarihçesi

Tek hücreli mikroorganizmalar, yeryüzünde yaklaşık olarak 3-4 milyar yıl önce oluşmuş ilk canlı biçimleridir. Daha sonraki evrim süreci yavaştı ve yaklaşık olarak 3 milyar yıl boyunca Kambriyen öncesi devirde tüm canlılar mikroskobikti.

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

BİYOLOJİK SİLAH NEDİR ?

Biyolojik silah kavramını açıklayabilmek için "biyoloji" ve "silah" kavramlarının tanımlanması gerekmektedir. Biyoloji; "Yasayan ya da fosil canlıları, canlıların yaşam süreçlerini bütün fizikokimyasal yönleriyle inceleyen bilim dalı”na denir. Silah ise, "Kullanıldığında uzaktan veya yakından canlıları öldürebilen, yaralayan, etkisiz hale getiren, canlı organizmaları hasta eden, cansız varlıkları parçalayan ve ortadan kaldıran ve yok eden araçların tümü" olarak tanımlanmaktadır. Bu çerçevede biyolojik silahlar; "Canlılar üzerinde zararlı etkiler bırakmak amacıyla kullanılan mikroorganizmalar, toksinler, arakonak hayvanlar, bitki öldürücüler, zararlı haşarat ve hayvanlar vb. ajanlardır." Diğer bir ifadeyle, insan, hayvan ve yararlanılan bitkilerde ölüm ve hastalık meydana getiren biyolojik savaş maddelerine biyolojik silah denir. Biyolojik silahlar, yeryüzündeki canlılara zarar veren en büyük ve tehlikeli silahların başında gelmektedir. Bu silahlar uygun ortamlarda hızla çoğalır ve kalıcı hale gelebilirler. Tüm koruyucu önlemleri etkisiz hale getirebilecek şekilde ortama uyum sağlayabilirler. Kimyasal silahlar tüm şiddetlerine karşın dağıldıklarında ya da sulandırıldıklarında daha az öldürücüdürler. Fakat biyolojik silah olarak kullanılan hastalık yapıcı mikroorganizmaların, en ufak miktarı bile öldürücü olabilir. Örneğin, botulinum toksininin kimyasal bir sinir ajanı olan sarinden üç milyon kat daha güçlü olduğu belirtilmektedir. Kimyasal ajanlar gibi, biyolojik silahlar da neyse ki popüler kültürdeki şöhretlerine yakışır şekilde kullanılmış değiller henüz. 1971′de Kazakistan’daki bir iaboratuvardan kaçan ve silah olarak kullanılmak üzere hazırlanan çiçek hastalığı mikrobu yüzünden ölenlerin sayısı yalnızca 3. Üstelik hastalık salgın halinde ilerleme de göstermemiş. 1979′da şimdiki adı Ekaterinburg oian Sverdiovsk’taki bir fabrikadan sızan şarbon mikrobu içeren bir biyolojik silah yüzünden 68 kişi yaşamını yitirdi ve yine hastalık yayılmadı. İnsanların bu yüzden yaşamlarını yitirmeleri çok acı ama, yine de yaşam kaybı tek bir bombanın neden olacağından daha fazla değil. 1989′da Washington’da birkaç kamu işçisi kaza sonucu Ebola virüsüne maruz kaldı. Durum fark edilene kadar, birkaç gün boyunca bu işçiler sosyal yaşamlarını sürdürmüş, aile ve arkadaşlarıyla birlikte olmuşlardı. Buna karşın, bu olayda kimse yaşamını yitirmeden gerekli önlemler alınabildi. Gerçek şu ki, evrim milyonlarca yıl boyunca memeiilere, mikroplara karşı direnç gösterme özettiği kazandırdı. Örneğin kara veba, tarihte bilinen en kötü hastalıklardan biriydi; yetersiz sağlık hizmetleri ve kötü yaşam koşullarının hakim olduğu Orta Çağ Avrupası’nda at koşturdu. Ama salgın, insanlığı yok edemedi: birçok kişi hastalığı yendi. Bu senaryoların korku saçtığı günümüz batı toplumlarındaysa, hangi mikrop ya da virüs ortaya çıkarsa çıksın, daha sağlıklı insanlarla, gelişmiş sağlık hizmetleriyle ve biyoajanları yok etmek üzere geliştirilmiş ilaçlarla karşılaşacağı kesin. Belki günün birinde, bağışıklık sistemimizi ek-tisiz hale getirecek bir virüs üretebilen bir deli ortaya çıkar. Aslında mümkün olduğundan bir “süper hastalık” yaratılabilir ya da çiçek gibi, zaten var olan bir hastalık, mikrobun genleriyle oynanarak daha zararlı hale getirilebilir. Üstelik, zamanla biyoîeknolojinin gelişip, denetiminin daha güç olacağı düşünülürse, birtakım kişi ya da grupların, zararlı mikrop ya da virüsleri kolaylıkla üretebileceklerini de kabul edebiliriz. Ancak, yine de bilim adamları daha önce hiçbir korkunç hastalığın insanlığı ortadan kaldırmayı başaramadığı gibi, gelecekte de bunun pek olası olamayacağını söylüyorlar. Biyolojik silahlar diğer canlılar üzerinde zararlı etkiler yaratmak maksadıyla kullanılan bakteri, virüs, mikrobiyal toksinler, vb. ajanlardır. Bu tanım genellikle biyolojik olarak elde edilen toksinleri ve zehirleri de kapsayacak şekilde genişletilir. Biyolojik savaş araçları, yaşayan mikroorganizmaları (bakteri, protozoa, riketsia, virüs ve mantar) içerdiği gibi mikroorganizmalar, bitkiler ve hayvanlar tarafından üretilen toksinleri (kimyasallar) de kapsar. Yaşayan biyolojik maddeler kokusuz, tatsız ve havaya bulutu halinde atıldığı zaman 1 ila 5 mikron boyutunda son derece küçük parçacıklardan oluştuğundan insan gözüyle görülemez. Silah olarak kullanılabilecek biyolojik ajanlar şu şekilde sıralanabilir; Bakteriler: Küçük-serbest yaşayan organizmalar olup çoğunluğu katı veya sıvı kültür ortamında üretilebilirler. Bu organizmalar sitoplazma, hücre zarı ve nükleer materyaller içeren bir yapıya sahiptir. Basit bölünme ile ürerler. Oluşturdukları hastalıklar genellikle spesifik antibiyotik tedavilerine cevap verirler. Virüsler: İçlerinde çoğalabilecekleri canlı organizmalara ihtiyaç duyan organizmalardır. Bundan dolayı da enfeksiyoz etkileri büyük oranda konak hücrelere bağımlıdır. Virüsler genellikle antibiyotik tedavilere cevap vermeyen fakat antiviral bileşimlerin bir kısmına ve sınırlı kullanıma uygun preparatlara cevap veren hastalıklara neden olurlar. Riketsialar: Hem bakterilerin hem de virüslerin genel karakterlerini taşıyan mikroorganizmalardır. Bakteriler gibi metabolik enzimler ve hücre zarından oluşurlar ve oksijen kullanırlar ve geniş çaplı antibiyotiklere karşı duyarlıdırlar. Yaşayan hücreler içinde üremelerinden dolayı da virüsleri andırırlar. Klamidya: Kendi enerji kaynaklarını üretemediklerinden zorunlu hücre içi parazitlerdir. Bakteriler gibi geniş spekturumlu antibiyotiklere cevap verirler. Çoğalmak için virüsler gibi yaşayan hücrelere ihtiyaç duyarlar. Mantarlar: Fotosentez yapamayan, çürüyen bitkisel olgulardan besin ihtiyaçlarını sağlarlar. Toksinler: Yaşayan bitkiler, hayvanlar veya mikroorganizmalardan elde edilen zehirli maddelerdir. Bazı toksinler kimyasallara da dönüştürülebilirler. Toksinlere özel antiserum ve seçilmiş farmakolojik ajanlarla karşı konulabilir Literatürde çok sayıda biyolojik savaş ajanı belirtilmektedirler. Bunların arasında; Bacillus anthraksis (Şarbon Etkeni) Botulinum Toksinleri (Konserve Zehiri) Brucelloz (“Malta Humması” Etkeni) Vibrio Cholera ( Kolera Etkeni) Clostridium perfirenges (Gazlı Gangren Etkeni ) Salmonella typhi (Tifo Etkeni) Psoudomanas psoudomallei (Melioidozis hastalığı Etkeni) Psoudomanas mallei (Ruam hastalığı Etkeni) Yersinia pestis (Veba Etkeni) Francisella tularensis (Tularemi Etkeni) Coxiella burnetti ( Q Ateşi Etkeni) Smallpox virüs (Çiçek Hastalığı Etkeni) Congo-Crimean Hemorajik Ateşi Virüsü Ebola Virüsü Stafilokoksik Enterotoksin B Rift Valley Ateşi Virüsü Trichothecene mycotoxins Venezüella At Ensefaliti Plazmodium vivax (Sıtma Etkeni) Saxitoksin (predominant olarak doğada deniz dinoflajellileri tarafından üretilir) BİYOLOJİK AJANLARIN ETKİLERİ Biyolojik ajanlar ya yaşayan organizmalar ya da ölüm veya hastalıklara sebep olan toksin gibi türevlerden oluşur. Yaşayan organizmalar etkilerini gösterene kadar yaşayan hedeflerde çoğalırlarken, toksinlerini üremezler. Toksinler genellikle daha öldürücüdür, birkaç dakika veya saat gibi çok çabuk ölüm veya saf dışı bırakmaya neden olurlar. Yaşayan organizmalar enfeksiyon ve hastalık belirtileri görünmesi arasında 24 saat ila 6 hafta arasında kuluçka devri gerektirir. Biyolojik silahlar ilk bulaşmadan sonra birkaç hafta sonra dikkate değer bir etki bırakmaya devam edebilir. Benzer şekilde geciktirilmiş kuluçka periyodu bulaştığı yerde ajanın tamamen örtülü olarak gelişmesini sağlar ve etkisi ortaya çıktığında hastalığın tabii olarak geliştiği fikrini oluşturabilir. Bir biyolojik saldırı, bir bölgeyi birkaç saat ile birkaç hafta boyunca kirletir, teçhizatı kirletir ve birlikleri harekatı son derece sınırlayan, koruyucu elbise giymeye zorlar ve/veya koruyucu yan etkileri büyük ölçüde bilinmeyen antimikrobiyaller almak zorunda bırakırlar. Bu ajanların bazıları ölümcüldürler, diğerleri genellikle kapasite düşürücü olarak kullanılırlar. Literatürde klasik tedavi yöntemlerinin etki edemediği veya belli etnik gruplar üzerinde kullanılabilen genetik mühendisliği ürünü ajanlardan bahsedilmektedir. Kimyasal silahların bütün korkunçluğuna rağmen, biyolojik organizmanın çok küçük bir örneği bile çok daha ölümcül olabilir. Örneğin; Bacillus antraksis basilinin yol açtığı şarbon hastalığında solunum yoluyla havadan alınan dayanıklı sporlar akciğerler içerisinde açılarak çoğalmakta, başlangıçta soğuk algınlığı semptomlar ile kuluçka devresini geçirerek kısa sürede öldürücü tablolar ile karşımıza çıkabilir. Genetik mühendisliği öldürücülüğü artırmak için daha fazla patojen veya toksin üreten genlerin geliştirilmesi için potansiyel yaratmıştır. Bu şekilde normal halinden 100 defa daha fazla patojen olan ve toksin üreten hücreler elde edilmiştir. Enfeksiyonu yayarken etkinliği geliştirebilmek ancak genetik olarak güçlendirilmiş ajanlarla mümkündür. Bu şekilde kurumaya, ultraviyole ışınlarına, ısınmaya karşı patojenlerin dirençli olmaları sağlanarak sağlık üzerine olumsuz etkinlikleri artırılabilir. Belirli biyolojik ajanlara besleyici katkı maddesi kullanılması tutulduğu ortamda hayatta kalmalarını kuvvetlendirir. Bazı patojenlerin belli çevre şartları içinde kontrollü olarak mevcudiyetlerinin sağlanması bile mümkündür. Koşullara bağlı kendini yok eden genler adı verilen gelişme ile organizmalar belirli bir çevrede önceden belirlenen miktarlarda kopyalandıktan sonra tamamen yok olacak şekilde programlanabilmektedir. Böylece, enfekte olmuş arazi belirli bir zaman sonra zarara uğramış olur. SINIRLAMALARI 1- Biyolojik ajanlar, kimyasal silahların aksine etkilerinin tahmin edilmesi ve kontrolü son derece zordur. Etkileri, kimyasal ajanlardan daha fazla ısı, hava şartları ve topografik yapıya bağlıdır. 2- Böylece, her zaman yalnız hedefi kirletme riski vardır. 3- Bir çok biyolojik ajan etkili olabilmesi için solunum veya sindirim yoluyla alınmalıdır. Kimyasal ajanlarda olduğu gibi deri ile temas sonunda enfeksiyon yaratması mümkün değildir. Bu durumda, eğer biyolojik ajanlar doğru bir şekilde tespit edilebilirse buna karşı savunma kimyasal ajanlara karşı savunmadan daha kolaydır. 4- Anthraks sporları ve bazı toksinler gibi kuru ajanlar kalıcı olmalarına rağmen, bir çok biyolojik ajanın etkisi zamanla çok çabuk azalır. 5- Anthraks sporları toprakta ölümcül etkilerini onlarca yıl muhafaza ederler. Buna benzer ajanlar uzun vadede tehlikelerini sürdürürler. Bu şekildeki ajanların kullanım durumunda taarruzu gerçekleştiren tarafın işgal etmek veya geçmek istediği harekat alanı kirletilmiş olur ve koruyucu elbise kullanma ihtiyacı ile ciddi tekrar kontaminasyon gereksinimlerini beraberinde getirir. 6- Biyolojik silahlanmanın getirdiği depolama ve kullanma her zaman teknik zorlukları beraberinde getirir. BİYOLOJİK SİLAHLARDAN KORUNMA Biyolojik silahlardan korunma birbiriyle bağlantılı beş aşamadan oluşmaktadır; Önleme. Biyolojik silahların kullanılmasını engellemek için çeşitli çalışmalar yapılmaktadır. Uluslararası silahsızlanma ve teftiş rejimleri biyolojik ajanların biyolojik savaş durumunda üretimini ve kullanımını caydırmaktadır. İstihbarat çalışmaları sonucunda potansiyel tehlikeler belirlenerek gerekli önleyici tedbirler alınabilir. Doğal olarak ortaya çıkan ajanlara karşı aşılama önemli bir tedbirdir, ancak genetik mühendisliği ile bu aşıların etkisini sınırlayan ajanlar üretilmiştir. Korunma. Biyolojik ajanlara karşı korunma yöntemleri sınırlıdır. Koruyucu elbiseler, maskeler kısa süreli koruma sağlayabilirler. Bununla beraber, şarbon gibi etkinliğini uzun süre koruyabilen kimi ajanlar için bu tedbirler sadece ilk aşamada faydalı olabilirler. Herhangi bir şekilde yediğimiz yiyeceklerin biyolojik ajanlarla bulaşmış olabileceğini düşündüğümüz anda o yiyeceğin yenmemesi gerekir. Biyolojik tehlikenin olabileceği zamanlarda gıdalarımızın temizliğine özellikle yıkanmasına her zamankinden daha fazla özen gösterilmeli. Yıkama işlemi önemli ölçüde mikrobiyal yükü azaltır. Bunun yanında sebze türü yiyeceklerin 1 %’lik hipoklorit içerisinde iki üç dakika tutulması canlı mikroorganizmaların öldürülmesine yeterlidir, bu işlemden sonra mutlak surette iyice yıkanmalılar. Solunum kaynaklı bulaşmalar söz konusu olduğunda ıslak bir mendil gibi eşyaların ağız ve buruna tutularak o anda hava yoluyla oluşacak bulaşma engellenebilir. Herkesin koruyucu elbise giyemeyeceğine göre insanlar özellikle yiyeceklerinin, eşyalarının ve çevrelerinin temizliğine dikkat etmeli. Herhangi bir durumda bir bulaşmaya maruz kaldığını hisseden kişi hemen doktora başvurmalı. Çünkü biyolojik ajanın bulaşmasından sonra kişinin kendi başına tedavi olması mümkün değildir. Pişirilecek yemeklere yeterli ısısal işlem uygulanmalı, özellikle yüz dereceye varan ısı uygulanmalı. Biyolojik silah olarak kullanılabilen bazı bakteri sporları yüz derecelik ısıtmada 20-30 dakika canlı kalabilmektedir. Belirleme: Tedavi: Tedaviyi yukarda belirtildiği gibi kişi kendi yapamaz, biyolojik ajanlara karşı tedaviyi ancak bir hekim uygulayabilir. Tedavi yöntemleri enfeksiyon gelişen kişilerde maruz kalınan ajanın belirlenebilmesine bağlıdır. Eğer belirlenemiyorsa hekim farklı yöntemlerle tedaviyi sağlamaya çalışır. Ajanın tespiti durumunda ise duyarlı antibiyotikler tercih edilerek tedaviye başlanır. Örneğin şarbon etkeni tespit edilmişse; her iki saatte bir , iki milyon ünite penisilin tedavisi uygulanabilir. Toksinlere karşı uygun antiserumlar varsa kullanılır, yoksa destek tedavisi uygulanır. Bunların hepsi o anki hastanın durumuna göre gerekli tedaviyi hekim kararlaştırır. Dekontaminasyon-temizleme. Zamanla dağılarak etkilerini kaybeden kimyasal silahların tersine biyolojik silahlar zaman geçtikçe etkilerini artırıp çoğalabilirler. Şarbon toprakta en az kırk yıl aktif olarak kalır ve çevre şartlarına karşı dirençlidir. Bu sebeple biyolojik savaş ajanlarının etkilerinin ortadan kalkması yıllar alabilir. Biyolojik Savaş Ajanlarının gelişmesi ile beraber dünyada bu silahların kullanım ve üretimini sınırlamak maksadı ile 1925 yılında Cenova Protokolü, 1972 yılında Biyolojik Silahlar Konvansiyonu (BWC-Biological Weapons Convention) imzalanmış, farklı tarihlerde bu konvansiyonun gözden geçirildiği toplantılar yapılmıştır. İnsanların bu tür silahların yapımını düşünmeleri bile ürkütücüdür. Ancak bunun artık bir düşünce olmanın ötesine, bazı ülkelerde bu silahların yüksek miktarlarda stoklandığı da bir gerçektir. Bunu gelişmiş ülkelerdee gelişmemiş ülkelerde yapmaktadır. Gelişmemiş ülkelerin kontrolü gelişmiş ülkelerce sağlanabilmekte ama gelişmiş ülkelerin kontrolünü şu anda sağlamak imkanı yoktur. Çünkü bir süper güç anlaşmaları göz ardı edebiliyor ve kimse buna sesini çıkaramıyor. Bu nedenlerle biyolojik silah tehlikelerden insanlığın arındırılması mümkün değildir. Bu durumda ona karşı gerekli önlemler alınmalı ve insanları bu konuda bilinçlendirilmeli. Dünya klonlanma etiğini tartışırken asıl sorun olan genetik mühendislik yöntemi ile geliştirilmiş biyolojik silahlar gözden uzak kalmıştır. Olası bir biyolojik silah saldırısına karşı, yüksek teknik eğitim almış ekiplerin kurularak ulusal ve uluslar arası işbirliği ile potansiyel biyolojik silah üretici ve kullanıcılarının yakından takip edilmesi, hastanelerde bu tip saldırılar için özel donanımlı servisler oluşturulması, yapılacak olan ulusal felaket planlarının bir parçası olmalıdır. Dünya Tabipler Birliği 1990 yılında, 42. oturumunda Kimyasal ve Biyolojik Silahlar Konulu Bildirgeyi kabul etmiş, Tokyo bildirgesiyle de sağlık hizmeti vermesi beklenen hekimlerin, kimyasal ve biyolojik silahların araştırılmasına katılmasını, kişisel ve bilimsel bilgilerini bu silahların keşfi ve üretiminde kullanmalarının etik olmadığını bildirmiştir.

http://www.biyologlar.com/biyolojik-silah-nedir-

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

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

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

Transplantasyon immünolojisi

TRANSPLANTASYON İMMÜNOLOJİSİ VE TARİHÇESİ İmmünoloji İnsan İmmün (Bağışılık) sistemi zararlı olan organizmaları vücuttan uzaklaştırmaktadır. Bu sistem, vücudumuzun yaklaşık iki trilyon hücresini koruyan, antibadi ve sitokinler üreten hareketli askerleridir. Virüs, bakteri ve tümör hücreleri veya transplante edilmiş hücreler gibi yabancı ya da vücuda ait olmayan hücrelerle koordineli bir biçimde hızlıca çok yönlü bir atağa geçmektedir. Her ne kadar çevre immün cevabı stimüle etse de, immüniteyi kontrol eden genlerdir. Genler antibadi ve sitokinlerin hücre yüzeyini spesifik olarak kodlamaktadır. Genler aynı zamanda sitokinleri tutan hücre yüzey proteinlerini kodlamaktadır (Antijen başka bir bireyde immün cevaba neden olan bir moleküldür. Antijenler genellikle protein veya karbohidratlardır). Yabancı antijen, vücuda ait olmadığından dolayı, bir immün cevaba neden olmaktadır. Genler immüniteyi kontrol ettiğinden, oluşan değişiklikler immünolojik fonksiyonları engelleyebilmektedir. Immünitede oluşan bozukluk, otoimmün hastalıklara, allerjiye ve kansere neden olabilmektedir. Genlerin immünitede büyük rol oynamasından dolayı, teknoloji ile birlikte, hastalıkların tedavisi amacıyla immün sistem güçlendirilmeye çalışılmaktadır. Transplantasyon nedir nasıl yapılır Transplantasyon yöntemi günümüzde oldukça yaygındır. Kalp, böbrek ve başka organların bir kişiden diğerine nakledildiğini sık sık duyarız. Dişlerin transplantasyonunda iki yöntem vardır: Aynı kişiden ve başka kişiden transplantasyon. Aynı kişide bir diş bir çene yarısında dizi dışı bulunur ve normal diş sayısına oranla artıklık gösterirken, diğer tarafta herhangi nedenlerle bir dişin dizide eksik olduğu da görülebilir. Bu durumda iki olasılık vardır: Ya bir diş yuvası önceden hazırdır ya da operatör bu dişi transplante edebilmek için ilkin böyle bir yuva oluşturmalıdır. Bu durumda en uygunu, önceden hazır olduğu için yeni çekilmiş bir dişin boş olan alveolüdür. Ayrıca aynı kişiden transplantasyon dışında, dişin başka kişiden alındığı, kişiden – kişiye transplantasyon da vardır. Kişiden – kişiye transplantasyon çok eskidir de. Örneğin, ortaçağda varlıklı bir bayan bir dişini yitirdiğinde bir kölenin benzer dişini çektirttiği sık sık görülürdü; sonra bu yabancı diş çenesine transplante edilirdi. Oysa her zaman uygun dişli bir köle bulunamazdı. Bayan böyle durumlarda da transplantasyon amacıyla uygun dişini çektirtecek olan bir başka kişiye belirli bir tutar para önerirdi. Kişi artık günümüzde transplantasyonda biraz daha dikkatlidir. Benimsenme olasılığı için en uygunu; plantat-vericisi ve plan-tatralıcısının kardeşler, ana-baba, çocuklar gibi yakın akraba olmalarıdır. Ancak yabancı plantat-vericisi plantat-alıcısıyla aynı kan grubundan ise, bu plantat-vericisinin dişi de kullanılabilir. Kan uyuşmazlığının göz önüne alınmaması eskiden bir çok başarısızlıklara neden olurdu. Tüm plantasyonlarda plantat kökünün vücutta yabancı madde sayılarak atılma tehlikesi vardır. Bu nedenle, transplantat’ın sürekliliği olabildiğince uzatılsın diye gereken her şey yapılmalıdır. Genel diş ve kök tedavisi tıpkı replantasyondaki gibi uygulanır. Çoğu zaman başarı replantasyondaki kadar iyi değildir ve atılmazlığı bütünüyle plantat-alıcısmın kendisine bağlıdır. Tüm transplantasyonlarda ope­rasyondan sonra şineleme son derece önemlidir. Transplantasyon Sonrası Immün Sistemin Yeniden Programlanmasında Monoklonal Antikorların Kullanımı Transplantasyon sonrası immün sistemin yeniden yapılanması sürecinde temel amaç, graftı T lenfositlerinin yıkıcı etkilerinden korumaktır. Monoklonal antikorlar da bu amaca yönelik olarak mevcut immünsüpresif ilaçlara yardımcı olarak kullanılmaktadır. Bazıları indüksiyon tedavisinde, rejeksiyon önlenmesine yönelik olarak, bazıları da dirençli akut rejeksiyon tedavisinde kullanılırlar. Monoklonal antikorların en yaygın kullanılanları basiliksimab ve daklizumabdır. Bu IL-2 reseptör blokerleri, akut rejeksiyon oranlarında önemli azalmalar sağlamaları ve yan etkilerinin olmayışı nedeni ile oldukça benimsenen ilaçlardır. Bunların yanında rituksimab (anti-CD20) ve Campath (anti-CD52) gibi ajanlar da giderek daha çok kullanılmaya başlanan monoklonal antikorlardır. Transplantasyon immünolojisinde, T hücre aktivasyonunda görevli, bazı yeni aracı moleküllerin bulunması monoklonal antikorların da giderek çeşitleneceğini göstermektedir. Transplantasyon Hakkında Sık Sorulan Sorular 1. Canlı veya kadavra vericilerden transplantasyon yapılacak adayların hazırlıkları arasında bir fark var mıdır? Hayır, Kadavra böbreği bekleme listesindeki adaylar da tıpkı canlı vericiden transplantasyon yapılacak adaylar gibi incelenir. Ancak bir kadavra böbreği bulunma olasılığının ne zaman gerçekleşeceği belli olmadığı için. zaman geçtikçe önceden yapılmış muayene le bazı laboratuar incelemelerinde değişiklikler olabilir. Bu nedenle kadavra böbreği bekleme listesindeki hastaların belli aralıklarla, fizik muayene ve laboratuar incelemeleri yineletmeleri ger eklidir. Kısaca; kadavra böbreği bekleyen hastalar ameliyata her an hazır durumda olabilir. 2. Transplantasyon adayı hastaların kendi böbreklerine herhangi bir müdahale yapılır mı? Genellikle hastaların kendi böbreklerine dokunulmaz. Ancak, inatçı hipertansiyon, böbreklerde tedaviye dirençli infeksiyon, idrarın mesaneden böbreğe taşması, çok büyük kistik böbrekler söz konusu ise, hastalıklı böbrekler çıkarılır. Bu ameliyat bazı merkezlerde transplantasyondan önce yapılır ve 3-4 hafta sonra yeni böbrek takılır. Bazı merkezlerde ise böbrek nakli ameliyatı yapılırken aynı anda hastanın kendi böbrekleri de çıkarılır. Yalnız her iki ameliyatın aynı seansta yapılması oldukça uzun sürer ve biraz daha risklidir. 3. Kadavra böbrek listesine kayıtlı hastalar için bekleme süresi ne kadardır? ÜIkemizde bugün için kesin bir süre belirtmek mümkün değildir. Listeye çok yeni giren bir hasta, uygun tipte böbrek çıkması ile kısa zamanda transplantasyon şansına kavuşabileceği gibi bazen de uygun bir böbrek çıkmadığı için uzun süre beklenebilir. Olanaklar elverdiğince, uygun böbrek çıktığında daha uzun süre beklemiş olan hastaya öncelik tanınır. Halkımızın bilinçlenerek daha fazla organ bağışında bulunması bekleme süresini kısaltacaktır. Halkımızın bilinçlenerek daha fazla organ bağışında bulunması bekleme süresini kısaltacaktır. 4. Kadavra böbrek bulunduğunda hastalara nasıl haber verilir? Transplantasyon ünitesinde bilgisayarda kadavra böbreği bekleyen tüm hastaların telefon numaraları kayıtlıdır. Uygun bir kadavra böbreği çıktığında günün herhangi bir saatinde size telefonla haber verilere!,, transplantasyon ünitesine gelmeniz istenecektir. Size daha kolay ve kısa sürede haber verebilmemiz için. varsa, birden fazla telefon numaranızı ve yakınlarınızın da telefon numaralarını bildirmeniz faydalıdır. Telefon numaranızda bir değişiklik olduğunda bunu hemen üniteye bildirmelisiniz. 5. Böbrek bulunduğu haberi ile transplantasyon ünitesine çağrılmanız mutlaka böbreğin size takılacağı anlamına mı gelir? Hayır. Bir kadavradan elde edilen iki böbrek için yaklaşık 10 hasta üniteye çağrılmaktadır. Burada, hemen yapılan fizik muayene ve acil laboratuar incelemeleri sonucunda, ünite hekimlerinden oluşan bir kurul tarafından karar verilmekte ve durumu en uygun olan 2 hastaya böbrek takılmaktadır. Böbrek takılmayanlara ise bunun nedenleri açıklanır ve hastalar evlerine gönderilir. 6. Kadavra böbrek, transplantasyon için haber verildiğinde neler yapılmalıdır? Öncelikle bu saatten itibaren hiçbir şey yenilmemeli ve içilmemelidir. Bekleme listesindeki bu hastanın küçük bir çantada, kişisel eşyaları (pijama, terlik gibi) her an hazır olmalıdır. Özelikle şehir dışından gelecek hastaların telaşa kapılmamaları ve hazırlanmakla vakit kaybetmemeleri için önemlidir. Çağrıldığınızda yanınıza eşyaları da alarak en hızlı ulaşım aracı ile. uzak bir şehirde oturmaktaysanız mümkünse uçakla, üniteye gelmelisiniz. 7.Kadavra böbreğin size takılmasına karar verildiğinde ne tür işlemler yapılacaktır? Bu karardan sonra, artık hastanede kalacaksınız. O gün diyalize girmediyseniz acil olarak hemodiyalize alınacak ve bitiminde transplantasyon ünitesine yatırılacaksınız. Gerekli ameliyat hazırlıkları ve transplantasyon öncesi ilaç uygulamalarından sonra böbrek nakli ameliyatına alınacaksınız. Artık yeni böbreğiniz takılacak ve sizin için yeni bir yaşam dönemi başlayacaktır. TRANSPLANTASYON İMMÜNOLOJİSİ TARİHÇESİ Prof.Tbp.Kd.Alb.Ali ŞENGÜL Tarihçe; MÖ 200: Çin?de Kalp nakilleri denemeleri MÖ 600: otolog deri transplantasyonları (Hindu cerrah Sushruta- yüz plastik cerrahisi) Modern transplantasyon dönemi ise 18. Yüzyılın sonlarında deneysel cerrahinin babası olarak da bilinen Hunter tarafından başlatılmış olarak kabul edilmektedir. Carrel 1912?de vasküler anastomoz tekniği ile nobel ödülü almış ve teknik olarak başarılı nakillerin yolunu açmıştır. Daha sonra biyolojik özelliklerden immün sistem üzerine yoğunlaşılmış ve gerçek başarı ancak immünolojik gelişmelerden sonra mümkün olabilmiştir. İlk kan transfüzyonları 17. yy?da hayvanlar ve insanlar arasında denenmiş ve alınan korkunç sonuçlar nedeniyle bu konu 150 yıl boyunca bir daha gündeme gelememiştir. 1900 yılında Landsteiner ve Miller insanları kanlarındaki aglutininlere göre gruplandırarak transfüzyonları tekrar gündeme getirirken, doku tiplendirmesinin de yolunu açmışlardır. 1923 de Williamson homolog ve otolog graftlemeyi kıyaslayarak doku tiplendirmesi için çalışmaların başlamasına sebep olmuştur. 1930 larda moleküler genetikçi George Snell farelerde histokompatibilite lokusu olan H-2 lokusunu keşfetmiştir. 1937 de Gorer insanlarda ilk histokompatibilite antijenini tanımlamış ve self-nonself ayrımını izah etmiştir. 1943 de Medawar tavşanlarda deri grefti çalışmaları yapmış ve otograft-homograft ayrımında akraba olanlarla olmayanların farklılığını ortaya koymuştur. II. Dünya savaşında yanıklı hasların tedavisinde plastik cerrah Gibson ile işbirliği yaparak immün yanıtın 3 temel özelliğini (tanıma, yıkım ve hafıza) tanımlamıştır. 1952 de Dausset multiple kan transfüzyonu yapılanlarda lökoaglutininler oluştuğunu gözlemleyerek insanlarda HLA lokuslarının keşfine giden yolu açmıştır. 1964 de Terasaki ve arkadaşları sitotoksik antikorları kullanarak mikrolenfositotoksisite yöntemi ile antijenlerin serolojik olarak tanımlanmasını sağlamışlardır immünosupresyon 1950 lerde John Loutit tarafından total vücut radyasyonu (TBI) ile farelerde denenmiş, 1958 de Murray (Boston) ve Hamburger (Paris) tarafından ayrı ayrı insanlara uygulanmıştır. 1960 larda AZT geliştirilmiş ve transplantasyonda kullanılmış. Ardından Starzl AZT ile kortikosteroidi kombine ederek başarının artmasını sağlamıştır. 1960 ve 1970 lerden itibaren poliklonal antikor teknolojisi, siklosporinin keşfi, 1980 lerde monoklonal antikor teknolojisinin keşfi ile bu konudaki gelişmeler hız kazanmış, daha modern immünosupressif ajanların keşfi ile neredeyse doku uyumuna bakılmaksızın transplantasyonlar yapılmaya başlamıştır. TANIMLAR Transplantasyon: Donör / verici : Recipient / alıcı: Ortotopik transplantasyon Heterotopik transplantasyon. Rejeksiyon / red Birincil rejeksiyon ikincil rejeksiyon (Hafıza). TANIMLAR (2) Otolog greft / otogreft Oto transplantasyon / otolog transplantasyon Isogreft / syngeneik greft / syngreft Allogeneik greft / allogreft Xenogeneik greft / xenogreft Alloantijen Xenoantijen alloreaktif antikor xenoreaktif antikor ALLOGENEİK TANIMANIN MOLEKÜLER TEMELİ Haplotip identik, inbred farelerde yapılan hücre ve doku nakillerinde rejeksiyon oluşmamaktadır. Farklı inbred fareler arasında yapılan transplantasyonlarda hemen daima rejeksiyon oluşmaktadır. Farklı iki inbred fareden olan F1 dölünde, anne ve babadan alınan greftlerde rejeksiyon oluşmamaktadır. Farklı iki inbred fareden olan F1 dölünden alınan greft, anne ve babaya transplante edildiğinde rejeksiyon oluşmaktadır. MHC / HLA Minör doku uygunluk antijenleri MHC molekülleri dışındaki polimorfik alloantijenler daha zayıf ve daha yavaş bir rejeksiyon reaksiyonu oluştururlar. Bunlara Minör doku uygunluk antijenleri (minor histocompatibility antigens) adı verilmektedir. Birçok minör doku uygunluk antijeni self veya greft MHC molekülleri tarafından işlenip T hücrelerine sunulabilen protein yapısındaki moleküllerdir. MHC moleküllerinden farklı olarak bu minör antijenlerin tanınabilmesi için işlenip MHC molekülleri tarafından sunulmaları gereklidir. ALLOGENEİK TANIMANIN HÜCRESEL TEMELİ Rejeksiyon reaksiyonu, transplante edilen dokuların hem CD4+ ve hem de CD8+ hücreler tarafından tanınması sonucunda gelişir. Değişik T hücre popülasyonlarının alloantijenleri tanımalarını anlamak için mikst lenfosit reaksiyonu (MLR) güzel bir model olarak kullanılmaktadır. MLR ile şu sonuçlara ulaşılabilir: Eğer hücrelerin MHC-sınıf I antijenleri arasında farklılık yoksa CD8+ CTL oluşmayacaktır. Uyarıcı hücrenin MHC-Sınıf-I antijenlerine karşı antikorlar kullanılırsa, hücre lizis’den korunacaktır. Eğer uyarıcı ve uyarılan hücreler arasında MHC Sınıf-II antijen farklılığı varsa alloreaktif CD4+ T hücreleri uyarılacak ve prolifere olarak sitokin üretecektir. Uyarıcı hücre ile aynı MHC sınıf-II antijenlere sahip üçüncü grup hücre kültüre eklenirse alloreaktif CD4+ T hücreleri tekrar uyarılacaktır (İkincil MLR). Uyarıcı hücrenin MHC sınıf–II antijenlerine karşı antikor kullanılırsa, bu antikorlar ikincil MLR’nu önleyecektir. Rejeksiyon Rejeksiyonun değişik formlarının olduğu ve bunların her biri için farklı bulgu ve belirtilerden oluşan tanımlar olduğu bilinmektedir. Ancak çoğu kez bunları biri birinden kesin olarak ayırt edecek kriterler bulunamaz. Gerçekte aynı greftte akut ve kronik rejeksiyon sıklıkla birliktelik gösterir. Sınıflandırmada, transplantasyonu takibeden sürenin uzunluğundan çok, major sınıflandırma kriteri olarak histolojik değişikliklere dikkat etmek gereklidir. Hiperakut rejeksiyon (HAR) : Greft damarlarında hızlı trombotik oklüzyon ile karakterize bir tablodur. Anastomozu takiben dakikalar içerisinde başlar. Özellikle IgM tipi antikorların endotele bağlanarak komplemanı aktive etmesi söz konusudur. Endotelden Von Willebrand faktör sekrete edilir. Kompleman aktivasyonu da endotel hücre hasarına yol açarak koagülasyonu başlatır. Subendotelyal bazal membran proteinlerinin de trombositleri aktive etmesi sonucunda tromboz ve vasküler oklüzyon oluşarak, organda kalıcı iskemik hasar meydana gelir. Hiperakut rejeksiyon (HAR) : (2) IgM türü allo antikorlar: Bu tür antikorlara en iyi örnek ABO kan grubu antikorlarıdır. Normal barsak florasında bulunan bazı bakterilerin karbonhidrat antijenlerine karşı geliştiği düşünülen doğal antikorlar. Doğal Xenoantikorlar. IgG izotipinde alloantikorlar: Eski transplantasyonlar veya multiple gebelik durumlarında oluşurlar. Bu antikorlar Lenfosit Cross Match (LCM) ile ortaya çıkarılabilir. AKUT REJEKSİYON Transplantasyondan sonra 1 hafta ile 4 ay arasında ortaya çıkar ve ilk yıldan sonra da ataklar görülebilir. a) Akut Sıvısal Rejeksiyon : Akut sıvısal rejeksiyon, greft kan damarlarındaki bazı hücrelerde nekroz ile karakterize bir durumdur. Histolojik olarak hiperakut rejeksiyondaki trombotik oklüzyondan çok bir vaskülit sözkonusudur. Akut sıvısal rejeksiyondan endotelyal hücre antijenlerine karşı gelişmiş IgG izotipinde alloantikorlar sorumludurlar. Bu antikorlar kompleman aktivasyonuna da yol açarak etkili olurlar. Bu olaya lenfositlerin de katılması nedeniyle alternatif bir şekilde “akut, vasküler rejeksiyon” olarak da isimlendirilmektedir. Akut Hücresel Rejeksiyon : Bu tip rejeksiyon parenkimal hücrelerde nekroz ile karakterize ve genellikle lenfosit ve makrofaj infiltrasyonu ile birliktedir. Bu infiltrasyondaki lökositler greft parenkim hücrelerinin lizis’inden sorumludurlar. Akut hücresel rejeksiyondan birçok farklı effektör mekanizma sorumlu tutulabilir: CTL’e bağlı lizis, Aktive makrofajlara bağlı lizis (geç tip aşırı duyarlılık reaksiyonunda olduğu gibi), Doğal öldürücü (NK: Natural killer) hücre lizisi. KRONİK REJEKSİYON : Normal organ yapısının kaybolduğu, fibrozis ile karakterize bir durumdur. Patogenezi akut rejeksiyona oranla daha az anlaşılmıştır. Fibrozis, akut rejeksiyondaki hücre nekrozunun iyileşme sürecinde gelişiyor olabilir. Kronik geç tip aşırı duyarlılık reaksiyonunda olduğu gibi aktive makrofajların, trombosit kaynaklı büyüme faktörü gibi mezanşimal hücre büyüme faktörü salgılaması ile ya da kan damarlarındaki hasarlara bağlı olarak ortaya çıkan kronik iskemiye bir yanıt şeklinde gelişmesi ihtimali de vardır. Kronik rejeksiyonun bir başka formu, musküler arterlerde intimal düz kas proliferasyonu ile karakterize olan formdur. Bu düz kas proliferasyonu da geç tip aşırı duyarlılık reaksiyonunun bir sonucu olarak gelişebilmektedir. Greftteki damar duvarlarında bulunan alloatijenlerle uyarılan lenfositlerin makrofajları uyararak, düz kas hücresi büyüme faktörü salgılanmasına yol açtıkları düşünülmektedir Bu form özellikle renal ve kardiyak transplantasyonlarda görülmüştür. Bu şekilde gelişen bir arterioskleroz geç tip greft kayıplarındaki en önemli sebeplerden biridir. Birçok olguda arteriel hasardan önce herhangi bir histolojik bulgu tespit edilmemiştir. ALLOGRAFT REJEKSİYONDAN KORUNMA VE TEDAVİ: İmmün sistemi tam olarak fonksiyonel bir alıcıya aktarılan bir allograft eninde sonunda mutlaka rejeksiyonun bir şekli ile karşılaşacaktır23,24. Rejeksiyondan korunmak ya da rejeksiyonu geciktirmek için gerek klinik çalışmalarda, gerekse deneysel modellerde iki yöntem geliştirilmeye çalışılmıştır: Greftin immünojenitesini azaltmak Alıcının immün sistemini baskılamak Dokuların immünojenitesi Kemik iliği Deri Gastrointestinal kanal Langerhans adacıkları Kalp Böbrek Karaciğer Greftin immünojenitesini azaltmak: İnsanlardaki transplantasyonlarda graft immünojenitesini azaltmak için takip edilen ana strateji, donör ve alıcı arasındaki alloantijenik farklılıkları minimalize edecek bir seçim uygulamaktır. HAR’dan korunmak için donör ve alıcının ABO kan grubu antijenlerinin daima uyumlu olmasına dikkat edilmektedir. MHC moleküllerinin allelik farklılıklarının hem sınıf-I ve hem de sınıf-II lokusları bakımından mümkün olduğu kadar az olmasına ya da tamamen uygun olmasına dikkat edilmekte, bu amaçla donör ve alıcının HLA antijenlerini belirleyen test yöntemleri, moleküler düzeyde analiz yöntemleri ile geliştirilmektedir. Greftin immünojenitesini azaltmak (2) Kan grubu ve HLA tiplemeleri yanında mevcut bir immünizasyon varsa bunun tespiti de çok önemlidir. Bu amaçla hücresel immünizasyonun araştırılması için mikst lenfosit reaksiyonu (MLR) testi yapılmaktadır. Sıvısal bir immünizasyon için ise dolaşan antikorların varlığının araştırılması önemlidir. Lenfosit Cross Match (LCM) Panel reaktif Ab (PRA) Alıcının immün sistemini baskılamak: Greft dokularına karşı reaktif antikorların varlıklarını belirlemek ve plazmaferez gibi yöntemlerle bu antikorları azaltmak. Transplantasyondan önce alloantijenler vererek allografta tolerans oluşturmak: İmmünosupressif tedavilerle T hücrelerini baskılamak veya lizise uğratmak: İMMÜNOSUPRESYON Kortikosteroidler, Metabolik toksinler (azathioprine, cyclophosphamide v.b.), lenfoid dokuların irradiasyonu, spesifik immünosupressif ilaçlar (Cyclosporine, FK506 v.b.), T hücre yüzey moleküllerine spesifik antikorlar kullanılmaktadır. Graft Versus Host Hastalığı (GVHD) İmmünosupressif alıcıda yerleşme fırsatı bulan donör kaynaklı lenfositlerin alıcı dokularına karşı reaksiyon vermesiyle ortaya çıkar. İmmünosupressif kişilere iatrojenik olarak verilmiş immünopotent hücrelerle de ortaya çıkabilir. (Kan transfüzyonu, solid organ transplantasyonları v.b.) Allogenik kemik iliği transplantasyonunun önündeki en büyük engeldir. GVHD Deri, Gastro-intestinal sistem, karaciğer, akciğer başlıca hedef organlardır. Akut reaksiyonlar post-transplant 7-80 günlerde, Kronik formlar ise 3. Aydan sonra ortaya çıkar. Solid organ transplantasyonları sonrasında oluşan GVHD’da transplante organ self kabul edildiğinden o organa karşı reaksiyon oluşmaz. Ortaya çıkan patolojilerin GVHD’na ait olup olmadığını destekleyecek en önemli bulgu periferik kanda kimerizm araştırarak elde edilebilir. Bunun yanında daha invaziv bir yöntem olan Biyopsi de çok değerli bilgiler verebilir. TRANSPLANTASYON ve İMMÜN YANIT Prof. Dr. Mahmut Nezih Çarin İstanbul Tıp Fak. Tıbbi Biyoloji ABD, Transplantasyon Ünitesi MHC gen bölgesi 6. kromozom (6p21.31) üzerinde yerleşmiş olup, yaklaşık olarak 4 Mbp lik bir yer kaplar. En uzun haplotype (110-160 kb) DR53 grup haplotiplerdir. Jan Klein 1977 yılında Sınıf I, II ve III olmak üzere ilk tanımlamayı yapmıştır. Günümüzde HLA sınıf III’ e ait olan bölgenin telomerik ucundaki 0.3 Mbp kısmın sınıf IV bölgesi olarak isimlendirilmesi önerilmektedir. Klasik HLA antijenleri sınıf I geni icindeki HLA-A, -B, -C bölgesinde ve Sınıf II geni içindeki HLA- DR, -DQ, -DP bölgesinde kodlanır. Tüm sınıf I genler 3-6 kb, sınıf II genler ise 4-11 kb uzunluktadır. Klasik antijenleri kodlayan genler dışındaki sınıf I bölgesindeki diğer genler: HLA-E, -F, -G, -H, -J, -K, -L olup, bunlar arasından sadece HLA-E,- F,-G eksprese olmaktadır. Sınıf III bölgesinin ise gen yoğunluğu oldukça fazla olup bunların bir kısmı immün sistem ile ilişkili değildir. Sınıf II bölgesinde klasik antijenleri kodlayan genlerin yanısıra HLA-DM, -DN, -DO, TAP1, TAP2, LMP2 ve LMP7 gibi gen bölgeleride bulunmaktadır. İmmunolojik ve nonimmunolojik fonksiyonu olan bir dizi genden oluşan MHC bölgesi ilk kez farelerdeki transplantasyon çalışmaları ile Peter Gorer tarafından 1937 yılında ortaya çıkarılmıştır. Bu genlerin ürünleri olan moleküller 1958 yılında Jean Dausset tarafından (HLA-A2) tanımlamış, aynı yıl van Rood ve arkadaşları HLA-BW4 ve BW6 antijenlerini ve kan transfüzyonu yapılmış kişilerin ve çok doğum yapmış kadınların serumlarında lökositlere karşı oluşmuş antikorları göstermişlerdir. İlk doku antijenleri lökositlerde saptandığı için insan lökosit antijenleri (Human Leukocyte Antigens = HLA) olarak tanımlanmışlardır. Daha sonraki yıllarda eritrositlerin dışında bütün vücut hücrelerinde bulundukları ve çok önemli oldukları anlaşılarak bu grup antijen sistemi MHC molekülleri veya MHC antijenleri olarakta isimlendirilmiştir. MHC genel bir isimdir ve her bir türün ayrı bir MHC simgesi vardır . MHC molekülleri graft rejeksiyonun temel belirleyicileridirler. Bu nedenle aynı MHC moleküllerini eksprese eden bireyler birbirlerinin doku graftlerini kabul edebilirler veya farklı MHC gen bölgelerine sahip bireyler arasında graft rejeksiyonu gelişir. Bu lokusun keşfinden ancak 20 yıl sonra immun cevapta MHC’nin önemi ortaya çıkarılmıştır. Hugh McDevitt ve arkadaşları 1960’larda kobay ve fareler üzerine yaptıkları çalışmalarda basit polipeptidler ile yapılan immunizasyona karşı antikor oluşmadığını ve gelişen immun yanıtsızlığın MHC bölgesinin haritalanması ile otozomal dominant bir özellik olduğunu buldular. İmmun yanıtı kontrol eden genlere de İmmun yanıt genleri (Immune response =Ir ) adı verildi. Ir genlerinin protein yapıdaki antijenlere antikor yanıtında gerekli olan Th (T helper = yardımcı T) lenfositlerinin aktivasyonunu kontrol ettiğini gösterdiler. 1970’lerin sonunda MHC genlerinin protein antijenlere karşı olan esas rolü anlaşıldı. Her iki HLA antijen yapısı da iki yan yana alfa heliksi tarafından oluşturulan, hücre membranına distal konumda benzer bir girintiye sahiptir. Bu girintilere hem kendi antijenlerinden hem de yabancı antijenlerden kaynaklanan peptid antijenleri bağlanır. Böylece HLA antijenleri hem kendi hem de yabancı peptidleri T lenfositlerine sunma görevindeki moleküller olarak immün yanıt oluşumunda kilit bir fonksiyona sahiptir. Ayrıca HLA antijenlerinin kendileri de allogeneik transplantasyon, transfüzyon ve hamileliklerde güçlü immün yanıtları tetikleyebilen, fazlasıyla immünojenik moleküllerdir. MHC Sınıf I molekülleri Sınıf I molekülü a zincirinin b2 mikroglobulin ile non kovalen bağlanmasıyla oluşmaktadır. Alfa zinciri a1 (N terminal), a2 ve a3 olmak üzere üç adet ekstrasellüler domain içerir. MHC sınıf I molekülleri arasında a3 domaini oldukça korunmuş bir yapıdadır ve T lenfositlerindeki CD8 molekülü ile etkileşime giren bölgeyi oluşturmaktadır. Beta 2 mikroglobulin yapısındaki bir adet disülfit bağı ile stabilize edilmiştir. b2- mikroglobulin yokluğunda sınıf I molekülleri hücre membranında eksprese edilmez. Alfa-1 ve alfa-2 domainler 8 adet anti-paralel b strandı ve 2 adet anti-paralel a strandı ile platform oluşturmaktadır. Genel olarak çekirdekli hücrelerde eksprese edilmektedir. Ancak ekspresyon düzeyleri hücreler arasında değişmektedir. Lenfositlerde en yüksek düzeyde eksprese edilirken, Fibroblastlar, kas hücreleri, hepatositler, sperm, oosit, plasental ve merkezi sinir sistemi hücrelerinde sınıf I moleküllerinin ekspresyonu çok düşük ya da dikkate alınmayacak düzeydedir. HLA- C moleküllerinin hücre yüzeyinde HLA- A ve –B moleküllerinden 10 kat daha düşük düzeyde ortaya çıkmaktadır. Ancak HLA-C molekülleride işlevseldir ve NK (doğal öldürücüler ) tarafından tanınmak üzere ilk hedef noktalardır. MHC Sınıf II molekülleri Sınıf II molekülleri a ağır zinciri ile b hafif zincirinin non-kovalent bağlanması ile oluşan bir heterodimerdir. Alfa zincirinde a1 ve a2, beta zincirinde ise b1 ve b2 domainleri bulunmaktadır. Alfa-1 ve alfa-2 domainleri arasında kalan çukur peptid fragmanlarının bağlandığı bölgeyi oluşturmaktadır. Sınıf II molekülleri dendritik hücre, makrofaj, B ve aktive T lenfosit olmak üzere daha sınırlı sayıda hücrelerde eksprese edilmektedir. Transplantasyonda İmmun Yanıt İmmün sistemin birincil görevleri herhangi bir potansiyel infekte edici yabancı materyali tanımak ve birden çok efektör mekanizma yoluyla yanıt vererek yabancı materyali inaktif hale getirmektir. HLA antijenlerinin görevi hem kendi hem de yabancı proteinlerden türevlenen peptid fragmentlerini sunmaktır. Antijen sunum hücreleri (APCler) olarak görev yapan hücre tipleri dendritik hücreler, monositler, makrofajlar, B lenfositleri ve immün regülatör süreçlere katılan diğer hücreleri içerir. Protein moleküllerinin peptid parçalarına ayrılması ve antijenin T hücrelerine sunulması, immünitenin önemli bir bölümünü oluşturur. Sınıf I molekülleri endojen kaynaklı peptidlerin CD8 (+) T lenfositlerine, sınıf II molekülleri ise eksojen kaynaklı peptidlerin CD4 (+) T lenfositlerine sunumunda rol almaktadırlar. Peptidler önce degradasyona uğrar ve peptid fragmanları hücre içinde HLA sınıf I ve II moleküllerine bağlanır. Bu moleküller, bağlanan peptid ile birlikte hücre yüzeyine gelir. Hücrelerde proteinlerin yıkımını sağlayan iki büyük yol vardır. Bunlardan birisi lizozomal asidik ortamda gerçekleşen lizozomal proteolizis diğeri ise ubiquitin- proteasom yıkım yoludur. Çok sayıda ubiquitin ile işaretlenmiş olan protein, çok sayıda alt birimden oluşmuş olan proteaz kompleksi olan proteasom tarafından yıkılır. Ubiquitinin bağlanması ve işaretlenmesi için ATP enerjisi kullanılır. Endojen proteinler ubiquitin ile bağlanarak proteasoma yönlenirler. LMP2 ve LMP7, proteozom kompleksinin bileşenlerini oluşturan peptidleri kodlamaktadır. Proteozom, kısa ömürlü sitoplazmik proteinlerin çoğunun sindiriminde yer almaktadır. Burada 8-10 aa uzunluğunda kısa peptidlere yıkılan endojen proteinler TAP heterodimeri aracılığı ile ER aktarılırlar. TAP molekülleri zarlar arasında, oligopeptid ve daha büyük proteinler gibi farklı maddelerin taşınmasını sağlamaktadır. TAP1/TAP2 molekülleri ER zarında, sitoplazmadan lümene peptid taşıyıp yerleştiren bir kompleks oluştururlar. Taşınmış olan peptidler sınıf I molekülüne yüklenirler. Endoplasmik retikulumdan ayrılan bu yapılar golgi kompleksine gelir oradan taşıyıcı veziküller ile hücre membranına taşınarak sitotoksik T lenfositlerine sunulurlar. Eksojen kaynaklı proteinler (bakteriler gibi) ASH tarafından hücre içine endositik olarak alınıp lizozom ile birleşir ve lizozomal enzimlerin etkisi ile küçük peptidler haline dönüştürülürler. ER’da yeni sentezlenen sınıf II molekülleri invariant chain (Ii) molekülü ile bağlanarak taşıyıcı veziküller ile lizozoma gelir ve füzyon yaparlar. Lizozom icerisinde Ii molekülü küçük peptid haline dönüştürülür ve HLA-DM molekülüde peptid bağlama oluğunda bulunan parçalanmış Ii molekülü ile eksojen peptidin yer değişimini gerçekleştirir. Peptid yüklenmiş olan sınıf II molekülleri hücre membranına taşınarak CD4(+) T lenfositlerine sunulurlar. İmmün tanıma : İmmün yanıtın oluşumunda ilk basamak, kendi-HLA moleküllerince sunulan yabancı peptidin yardımcı T hücrelerince (CD4+ T hücreleri) tanınmasıdır. Tanınmanın sağlanabilmesi için T-hücre reseptörü (TCR) HLA-antijen kompleksine özgü olmalıdır. Hücrelerin birbiriyle teması üzerine TCR, yabancı peptid ve APC üzerinde yer alan MHC molekülünden oluşan trimoleküler bir kompleks meydana gelir. T hücreleri ve APC arasındaki etkileşim diğer lenfositler ve B7, CD40 gibi T hücreleri üzerinde yer alan CD4, CD8, CD28 VE CD11a/CD18 gibi APC hücre yüzey molekülleri (lökosit fonksiyonuyla bağlantılı antijen 1 [LFA-1]) ve interselüler adhezyon molekülü (ICAM-1) desteği ile sağlanır. Hücre yüzey reseptörleri ve sitokinler gibi immün modülatör molekülleri kodlayan genler uyarılır, transkribe edilir ve aktif ürünler vermek üzere translasyon geçirirler. Aktivasyonun erken evrelerinde yanıtlayıcı T hücrelerinin klonal genişlemesi ile sonuçlanan, interlökin 2 (IL-2) ve interferon-g (IFN-g) sitokinleri üretilir. Makrofajlar ve B hücreleri de ek sitokinler ve kemokinler katılarak çalıştırılmıştır ve böylelikle uyarılmış B hücrelerinin yanıtı genişletilerek olgun antikor oluşturan plazma hücrelerine dönüşmeleri sağlanır. İmmün yanıtın hem hücresel hem de hümoral kolları, nakledilen bir organın yabancı HLA antijenleri ile ilişki halindedir. Transplant yerleştirilmesinde, spesifik alloreaktif T hücrelerinin klonlarının allotanıma ve aktivasyonuna, akut rejeksiyon nöbetlerine, greft fonksiyonlarında aksamaya ve kronik rejeksiyona ve son olarak greft kaybına sebep olabilir. Direkt ya da indirekt allotanıma yolları olarak bilinen iki farklı yol, greftte yer alan yabancı HLA antijenlerin immünojenitesini oluşturur. Direkt yolda, donör MHC antijenlerinin tanınmasında spesifik TCR taşıyan alıcı T hücreler, greftin HLA antijenlerini tanırlar ve onlar tarafından direkt olarak aktive edilirler. Yabancı HLA antijeni kendi-HLA ve yabancı antijenin kombine halini taklit eder böylelikle TCR’ler ile başarılı bir şekilde bağlanırlar. Bu arada donör dendritik hücreleri, gratft ile birlikte “pessenger” lökositler olarak gelirler, ve greftten yuvalarına yani alıcı lenf nodlarına geçerler. Lenf nodlarında alıcı T hücreleri donör APCleri’nce sunulan yabancı MHC ve peptidlere yanıt verirler ve prolifere olurlar. Bu aktive olmuş alıcı hücreler daha sonra süzülerek grefte geçerler ve bozulmakta olan greftin biyopsisi sonucunda kolaylıkla gözle görülebilen red süreçlerini başlatırlar. İndirekt tanıma yolu ile oluşan yanıt, donör antijenlerinin alıcı APCleri tarafından işlenmesini ve sunulmasını gerektirir. Bu hem lenf “pessenger” lökositlerce işgal edilen alıcı lenf nodlarında gelebilir hem de greft antijeninin alıcı APCleri tarafından çıkarılan, geri alınan ve işlenen greft sitlerinde meydana gelebilir. Direkt yol grefte karsi verilen ilk yanıtlarda baskındır, indirekt yolun ise zaman geçtikçe red sürecinin sürmesinde ve yolcu lökositlerin bir uyarı olarak yok olduğu süreçte önemli olduğu var sayılmaktadır. Alloantikor yanıt: Transplantasyonun bir sonucu olarak, aktive edilmiş yardımcı T hücreleri B hücreleri ile etkileşime geçebilirler ve onları spesifik donör HLA antijenlerine yönelik alloantikor üretmeleri için stimule ederler. Transplantasyon sonrası bu tip alloantikorlar saptanması eşlik eden hücresel red yanıtının bir işaretidir. Transplantasyonun oluşturduğu uyarıya ek olarak HLA antijenlerine karşı immün yanıtlar, lökosit içeren kan transfüzyonu ile gelen HLA alloantijenlerine maruz kalma ve hamilelik gibi durumlarda oluşur. Birden fazla transfüzyon alan hastalar ve bazı multipar kadınlar HLA antijenlerine bağışıklık kazanabilirler, ve antikorlar ile spesifik HLA antjenleriyle etkileşime giren aktif T hücre klonları üretirler. Transplantları başarısızlıkla sonuçlanan hastalarda reddedilen greftin HLA antijenlerine karşı yüksek düzeyde antikor üretilmektedir. Potansiyel bir alıcı tarafından antikorlar oluşturulduğunda sensitizasyon (hassasiyet) meydana gelir ki bu da uygun bir organ donörü bulmada engel oluşturur. Hastanın sensitize olduğu belirli HLA antijen/leri içeren bir organın transplantasyonu hiperakut red ile sonuçlanabilir. Bu süreçte alıcı antikorları ile donör antijenlerinin oluşturduğu kompleksler anında greft damarlarında koagülasyonu tetikler, bu da grefte ve greft içindeki kan dolaşımının blokajı ve kesilmesi ile sonuçlanır ve böylelikle greft hızla yok edilir. Böbrek, kalp ve pankreas transplantasyonu bekleyen sensitize hastalar için önceden oluşmuş alloantikorlara hedef antijenlere sahip olmayan donörlerin seçimi kesin şarttır.Yabancı HLA antijenleri immün reddi tetiklediklerinden, alıcı ve verici arasında HLA antijen uyumunun sağlanması transplant başarısı için etkin bir stratejidir. KAYNAK: lokman.cu.edu.tr/anestezi/v_cag/new_page_2.htm VİDEO İLE İLGİLİ LİNGLER www.zaplat.com/video/saglik_videolari/41349/Organ_Nakli_Nedir www.zaplat.com/video/saglik_videolari/34884/Kalp_Nakli www.zaplat.com/video/saglik_videolari/43...alp_Transplantasyonu www.zaplat.com/video/saglik_videolari/28...migi_Tranplantasyonu

http://www.biyologlar.com/transplantasyon-immunolojisi

EVRİM KURAMI ve TEORİLERİ 1

Evrim kuramının özü maymun sorunu mudur? Darwin,maymundan geldiğimizi mi söyledi? Maymundan geliyor olmakla kurttan geliyor olmak neyi fark ettirir? Darwin,Evrim kuramını hangi araştırmalar sonucu ortaya koydu? Doğal seçilim nedir? Yaşamın ortaya çıkışında rastlantının rolü var mıdır? Bugün yaşamın nasıl oluştuğu konusunda sağlam bir kurama sahip miyiz? Yaratılış kuramları ile Evrim kuramının farkı nedir?Erzurumlu İbrahim Hakkı,Darvin’den yüz yıl önce maymundan geldiğimizi nasıl söyledi? İslam toplumlarındaki bilimin parlak yüzyılları olan 8. ve 12. yy'larda evrim kuramının pırıltılarını savunan İslam bilgeleri var mıdır? Evrim kuramını reddetmek,bizlere Türkiye'mize neler kaybettirir? Zümrütten Akisler : Charles Darvin’den bilimsel düşünme dersleri... A. M. C. Şen gör 27 Aralık 1831'de Majestelerinin Gemisi Beagle, dünyanın etrafını dolaşmak üzere İngiltere'nin Plymouth limanından demir aldığı zaman yolcuları arasında bulunan "geminin doğa bilimcisi" Charles Darwin henüz 22 yaşında, teşebbüs ettiği tıp ve ilâhiyat eğitimlerinin her ikisinde de pek bir varlık gösterememiş, yaşamında tutacağı yol pek de belli olmayan gencecik bir adamdı. Gitmesine baştan razı olmayan babasına gemide harçlığından fazlasını harcayabilirse iki misli akıllı sayılacağını söylediğinde, yetenekli ve deneyimli taşra doktoru Robert Darwin oğluna gülümseyerek "ama herkes bana senin çok akıllı olduğunu söylüyor!" cevabını vermişti. "Herkes" haklı çıktı. Bu gencecik adam, 1837'de İngiltere'ye geri geldiğinde birinci sınıf bir doğa bilimci olup çıkmıştı. Evrim kuramı onun bilimin kalıcı hazinelerine kattığı tek mücevher değildir. Pasifik Okyanusunda yol alırken karşılaşılan sayısız atoller (dairemsi mercan adaları) genç adamın dikkatini çekmişti. Bu garip yapılar nasıl oluşuyordu? Mercanların küçük hayvancıklar oldukları, yaşayabilmek için mutlaka güneş ışığına ihtiyaçları olduğu, bu nedenle de yaklaşık 200 metrenin altında yaşayamayacakları biliniyordu. Atollerin dairesel şekilleri, bunların deniz altı yanardağlarının kraterlerinin kenarlarında büyümüş mercan kolonileri olduğu fikrini doğurmuştu. Geminin küpeştesinden yanindan geçtikleri atollerin ve içlerindeki turkuvaz la günlerin doyulmaz güzelliklerinin büyüsü içinde Darwin, bu teoriyi düşünüyordu: Her bir atol, bir krater! Iyi de niçin tüm kraterler "tesadüfen hep deniz seviyesinden yalnizca iki yüz metre derinlikteki alan içinde bulunsunlar?" Haydi diyelim ki deniz dibinin engebelerinden ötürü bu böyle olsun. Peki, ya set resifleri denilen ortada bir kara parçasini çevreleyen atol benzeri mercanlar? Ya saçak resifleri adi verilen ortadaki bir karaya dogrudan bagli gelişenler? Hele set resiflerinin açiklanmasi için herkesin kabul ettigi kurama göre ortadaki karanin etrafinda bir de krater bulunmasi geregi? Ya Avustralya'nin tüm kuzeydogu sahili boyunca uzanan o binlerce kilometrelik dev set resifi? Onun da mi krateri var? Bazilari mercanlarin sualti dag zirvelerinde oluştugunu savunuyor bu tür dümdüz mercan setlerini veya atol siralarini görünce: O dag siralarinin tepeleri hep ayni seviyede miydi? Nerede böyle bir dag silsilesi görülmüş ki? Kafasında bu sorular uçuşan genç, diyor ki, atollerin hepsinin deniz seviyesinde bulundukları açık, daha yukarı tırmanmıyorlar. Bazı yerlerde yükselmiş resifler var: Onlardaki mercanlar ölmüş. Bugünkü dairesel mercan adalarında deniz dış kısımda hızla derinleşiyor, atol lagünleri ise hep sığ. Diyelim ki bunlar tepe yükseklikleri çeşitli olabilen bir dağ silsilesinin yavaş yavaş deniz dibine çökmesiyle oluşmuş olsunlar. O zaman ne olacak? Denizin içine dalan tepenin çevresine önce saçak resifleri oluşacak; tepenin çökmesi devam ettikçe bunlar sırayla önce set sonra da tepe tamamen sular altında kalınca atol resiflerine dönüşecekler. Çökme ne kadar devam ederse etsin, resif yalnız 200 metre derinlikte yaşayabildiğine göre her mercan nesli bu derinliğin altına çöken ve ölenlerin kalıntıları üzerinde yaşamağa ve kireçtaşından iskeletlerini yapmağa devam edeceklerdir. Bu yeni teoriyi geliştiren genç, hemen önüne haritalari aliyor. Bir de bakiyor ki atollerin oldugu yani kendi kuramina göre çökme olan yerlerde faal volkanlar yok denecek kadar az, halbuki daha önce gördügü, Güney Amerika Andlari gibi yükselen yerlerde yanardagdan geçilmiyor. Hemen bir yükselen ve alçalan alanlar haritasi hazirliyor ve yanardaglarin dagilimiyla birlikte bunlarin yer kabugunun dinamizmine işaret ettigini vurguluyor. Darvin’in mercan adalarinin köken ve gelişimleri hakkindaki kurami 1960'li yillarda gelişen levha tektonigi kuramiyla yepyeni ve büyük bir destek daha kazandi. Birkaç gözlem ve bunlarin çok siki bir mantiksal analizinden türeyen bu kuram Darvin’e "bütün imkânsiz şiklari temizlersen, geriye kalan ne derece olanaksiz gibi görünse de dogrudur" diye ifade edilebilecek olan "dişlama kurali"ni ilham etmişti. Ama yillar sonra kendisinin deniz taraçalari diye yorumladigi Glen Roy 'un "paralel yollari" denen taraçalarinin aslinda buzul gölleri tarafindan oluşturuldugunu Agassiz kanitlayinca, Darwin bilimde "dişlama ilkesine" de güvenmenin dogru olmadigini anladi ve bunu açik kalplilikle itiraf etti: "Insan dogada hiç kimsenin o ana kadar görmedigi süreçlerin olabilecegini asla unutmamali." İşte biyolojik evrim kuramı, böyle deneyimli bir düşünce ustasının, gelmiş geçmiş en büyük doğa bilimcilerden biri olmakla kalmayıp, aynı zamanda büyük de bir bilim felsefecisi olan bir kişinin ürünüdür. Darvin’in düşünce berraklığını ben geçmişte düşüncesini yakından tanıdığımı sandığım yalnız iki insanda bulabildim: Al bert Einstein ve Mustafa Kemâl. (Cumhuriyet Bilim Teknik, 9 Aralık 2000) İnsanlar ve Hayvanlar: Konuşma ve Düşünce “ Platon, diyaloglarından birinde, Protagoras' ın ağzına, insanın kökeni üzerine bir masal verir: İnsanlar, canlı yaratıklar, tanrılarca ateşten ve topraktan yapılmışlardı. Yaratıldıktan sonra, Prometheus ve erkek kardeşi Epimetheus, her tür, kendini savunacak araca sahip olabilsin diye, tırnak, kanat ya da yer altında barınaklar vererek kendi yeteneklerini bağışladı onlara. Soğuğa karşı korunmak için hayvan kürklerine, derilerine sardı onları; bazılarına, diğerlerinin doğal avı olma yazgısını verdi, ama aynı zamanda onları son derece doğurgan yaparak yaşamı sürdürmelerini sağladı. Bütün bunlar, kardeşinin yönetimi altında Epimetheus tarafından yapıldı, ama görevinin sonunda farkına vardı ki, eldeki bütün yetenekleri istemeyerek (hayvanlara) bağışlamış, insanlara hiçbir şey kalmamıştı. Prometheus da insanı yok olup gitmekten korumak için ateşi verdi ona… Bu örnekte,insan ateşi Prometheus’tan ya da başka bir tanrıdan hediye olarak almamıştır kendi us gücüyle kendi içi bulmuştur onu. Yunanlıların kendi de biliyordu bunu çünkü Prometheus figürünü insan zekasının bir simgesi olarak yorumluyorlardı. Ayrıca zekanın bir başka yetenekten,aynı zamanda özellikle insanın konuşma yeteneğinden ayrılmaz olduğunu da biliyorlardı. İnsan,logosa sahip olmakla hayvanlardan ayrılır;ustur bu, anlayıştır ve konuşmadır. Onu yaratıkların efendisi,doğanın sahibi,kartaldan daha hızlı,aslandan daha güçlü yapan da budur. Nasıl elde etti bunu? Mitin verdiği yanıta göre,öteki hayvanların sahip olduğu saldırı ya da savunmaya yarayan bedensel gelişmelerde yetersiz olduğu için elde etti onu. Bunlar olmayınca,yok olup gitme tehlikesiyle yüz yüze geldi ve böylece,görüldüğü gibi onları geliştirmeye zorlandı. Bu mitin özü bilimsel bir hakikat tır. Genel olarak hayvansal yaşamin çeşitli biçimleri dogal ayiklanmayla çok uzun bir süre içinde evrimleşmiştir; bu yolla, kendilerini az ya da çok başariyla farkli ortamlara ve birbiri ardindan gelen ortam degişikliklerine uydurarak farklilaşmişlardir. Iklim koşullari yeryüzünün farkli yerlerinde farkli olmakla kalmayip,her yerde, bir takim daha küçük ya da daha büyük degişikliklere de ugramiştir. Çevre degiştigi için hiçbir hayvan türü hiçbir zaman çevresine tam olarak uyamaz;kendisini belli bir dönemin koşullarina kusursuz bir biçimde uydurmuş olan bir tür, daha az özelleşmiş diger türler artar ve çogalirken,ayni nedenle bir süre sonra güçsüz duruma gelebilir. İnsan, hayvanların en yüksek sınıfı olan kendisinden başka insansıları ve maymunları da içine alan primatlardan biridir. Diğer memeli sınıfları,kedi ve köpeği içine alan etoburlarla,at ve sığırı içine alan toynaklılardır. (G. Thomson, İlk Filozoflar s: 25-27) Atalarımız İnsanın, hatta bütün yaşamın köklerini nasıl biliyoruz? Alan Moorehead, Charles Darvin’in 1835'te HMS Beagle ile yaptığı uzun yolculuk sırasında evrimle ilgili kuramının ın ilk tohumlarının kafasında belirlediği yer olan Galapagos Adaları'nı ziyaretini sürükleyici bir dille anlatır: Pasifik’teki bütün tropik adalar arasında Tahiti’den sonra en ünlüsü Galápagos adalarıydı Ancak bu adalarda insanı beğenebileceği pek bir şey yoktu. Tahiti takımadası gibi bereketli ve güzel olmadıkları gibi,denizde izlenen alışılmış yolların da çok dışındaydı. Adaların ünü tek bir şeyden kaynaklanıyordu; dünyadaki öteki adalardan farklı olarak son derece ilginçtirler. Beagle için çok uzun bir yolculukta sığınılacak limanlardan biriydi yalnızca, ama Darwin için bundan daha fazlaydı;çünkü burası,onun yaşamın evrimiyle ilgili taşladığ ğı yerlerdi. Kendi sözleriyle “Burada,gizemler gizemi o büyük olgunun,bu dünyada yeni varlıkların ortaya çıkışının gizine zamanda ve uzamda daha yaklaştığımızı hissediyoruz.” Fakat Beagle’ın mürettebatı için adalar daha çok bir cehennemi andırıyordu. Gemi, takımadanın en doğusunda yer olan Chatham Adası’na yaklaşırken,kıvrılıp bükülerek çevreyi kaplayan korkunç lavlardan oluşmuş,taşlaşıp kalan fırtınalı bir denizi andıran bir kıyı gördüler. Hemen hemen yeşil tek bir şey bile yoktu;iskelete benzeyen zayıf çalılar adeta yıldırımla kavrulmuş gibiydiler ve ufalanmış kayalar üzerinde tembel tembel iğrenç kertenkeleler yürüyordu.Kaararan sıkıntılı gök havada asılı duruyor,baca şapkaları gibi dikilmiş küçük volkanik koni ormanı Darvin’e doğup büyüdüğü Staffordshire’daki dökümhaneleri anımsatıyordu. Havada bir yanık kokucusu bile vardı. Beagle’ın kaptanı Robert Fitzroy’un yorumu “Cehenneme yaraşır bir kıyı” biçiminde oldu. Beagle, bir aydan uzun bir sare Galapagos’ta dolaşip ilginç bir noktaya her ulaştiginda bir kayik dolusu adami keşif yapmalari için birakti. Bizi ilgilendiren grup James Adasi’nda karaya birakilan gruptur. Darwin burada iki subay ve iki gemiciyle birlikte,yanlarinda bir çadir ve erzak,karaşa ayak basti, Fitzroy da bir haftadan sonra geri gelip onlari aylaşa söz verdi. Deniz kertenkeleleri açık kocaman ağızları,boyunlarında keseleri ve uzun düz kuyruklarıyla yaklaşık bir metrelik minik birer ejder olup çıkmışlardı; Darwin onlara “karanlığın minik şeytanları” diyordu. binlercesi bira araya toplanmıştı ve gittiği her yerde önünden kaçışıyorlardı. Üzerinde yaşadıkları ürkütücü kaya kayalardan bile daha karaydılar. Sahildeki öteki yaratıkların da farklı tuhaflıkları vardı: Uçamayan karabataklar,ikisi de soğuk deniz yaratığı olan ve hiç tahmin edilemeyeceği halde burada tropik sularda yaşayan penguenler ve ayı balıkları,bir de kertenkelededir üzerinde kene avlayan bir kızıl yengeç. Adanın iç kısımlarında yürüyen Darwin, dağınık bir öbek kaktüsün arasına vardı; burada da iki koca kaplumbağa karınını doyurmaktaydı. küp gibi sağırdılar,ancak burunlarının dibine kadar yaklaşınca onu 1farkettiler. sonra da yüksek sesle tıslayıp boyunlarını içeri çektiler. Bu hayvanlar o denli büyük ve ağırdılar ki yerlerinden kaldırmak ya da yana çevirmek olanaksızdı-bir insan ağırlığını da hiç zorlanmadan taşıyabiliyorlardı.(s: 138) Kaplumbağalar daha yukarıdaki bir tatlı su kaynağına yöneldiler; birçok yönden gelene geniş patikalar tam orada kesişiyordu. Darwin, çok geçmemişti ki kendini iki sıralı garip bir geçit töreninin ortasında buldu. Bütün hayvanlar ağır ağır ilerliyor,arada bir yol boyunca rastladıkları kaktüsleri yemek için yürüyüşlerine ara veriyorlardı. Bu geçit töreni bütün gün ve gece devam etti durdu. sanki çok uzun çağlardır sürüp gidiyordu. Bu dev hayvanlar çok savunmasızdılar. Balina avcıları gemilerine erzak sağlamak içir bir kerede yüze yakınını alıp götürüyordu. Darvin’in kendisi de bunların yavru olanlarından üçünü yakalıd, sonrada da Beagle’a yükleyip canlı canlı İngiltere’ye kadar götürdü. Doğal tehlikeler de onları bekliyordu. Yavru kaplumbağalar daha yumurtadan çıkar çıkmaz leş yiyici bir tür şahinin saldırısan uğruyorlardı. Buradaki başka garip yaratik da kara iguanalariydi. Bunlar hemen hemen deniz iguanalari kadar-bunlarin 1.5 metre olanlari hiç de az degildi- iri, onlardan biraz daha çirkindi. Bütün sirtlarin kaplayan dikenleri,sanki üzerlerine yapişmiş gibi görünen portakal rengi ve tugla kirmizisi ibikleri vardi. karinlarini,daha etli parçalara ulaşmak için çok yükseklere tirmanarak,yaklaşik 9 metre boyundaki kaktüs agaçlari üzerinde doyuruyorlardi;çogu zaman da kurt gibi aç görünüyorlardi. Darwin bir gün onlarin bir öbegin üzerine bir dal firlattiginda bir kemik çevresinde dalaşan köpekler gibi dala saldirmişlardi. Yuvalari o kadar çoktu ki yürürken Darvin’in ayagi sürekli birine giriyordu. Topragi bir ön bir art pençelerini kullanarak şaşirtici bir hizla kazabiliyorlardi. Keskin dişleri ve tehdit kar bir havalari vardi;ama hiç de isiracakmiş gibi görünmüyorlardi. “aslinda yumuşak ve uyuşuk canavarlardi” kuyruklariyla karinlarini yerde sürükleyerek yavaş yavaş yürüyorlardi ve sik sik kisa bir tavşan uykusu için duruyorlardi. Bir keresinde Darwin onlardan birini topragi kazip tamamen altina girene kadar bekledi, sonra da kuyrugundan tutup çekti. kizmaktan çok şaşiran hayvan birden döndü ve “Kuyrugumu neden çektin?” der gibi öfkeyle Darvin’e bakti. Ama saldirmadi. Darwin,James Adası’nda,hepsi de eşsiz,26 kara-kuşu türü saydı. “Çok nadir olduklarını tahmin ettiğim kuşları da dikkatle inceledim” diye yazdı[eski hocası] John Henslow’a.İnanılmaz ölçüde uysaldılar. Darvin’i büyük ve zararsız başka bir hayvan olarak gördüler ve yanlarından her geçtiğinde çalıların içerisinde kımıldamadan oturdular. Darwin,Charles adasında bir pınarın başına elinde bir değnek oturmuş, su içmeye gelen güvercinlerle ispinozları avlayan bir çocuk gördü; çocuk öğle yemeklerini bu basit yöntemle çıkarma alışkanlığındaydı. Kuşlar hiç de yaşadıkları tehlikenin farkında görünmüyorlardı. “Yerli sakinler çevreye yeni gelen bir yabancının beceri ya da gücüne alışana kadar, yeni gelen bu yırtıcı hayvanın çevrede çok büyük bir tahribat yaratacağı sonucuna varabiliriz” diye yazdı Darwin. Büyülü bir hafta böyle geçti; Darvin’in kavanozları bitkilerle, deniz kabuklarıyla, böceklerle, kertenkelelerle ve yılanlarla doldu. Herhalde cennet bahçesi böyle olamazdı;yine de adada “bir zamandışılık ve bir masumluk” vardı. Doğa büyük bir denge içindeydi;orada bulunan tek davetsiz misafir insandı. Bir gün tam bir daire oluşturan bir krater gölünün etrafında yürüyüşe çıktılar. Göl yaklaşık bir metre derinliğindeydi ve parlak beyaz bir tuz tabanın üzerinde kımıltısız uzanıyordu. kenarlarında pırıl pırıl yeşil bir perçem oluşmuştu. Bu doğa harikası yerde alina avına çıkmış bir geminin isyancı tayfaları kısa bir süre önce kaptanlarını öldürmüştü. Ölen adamın kafatası hala toprağın üzerinde duruyordu. Beagle orada Darvin’in arzuladığı kadar çok kalmadı. “Bir bölgede en ilgi çekici şeyin n olduğunu bulur bulmaz oradan aceleyle ayrılmak çoğu yolcunun yazgısıdır.” Geminin arka tarafında topladığı örnekleri seçip ayırmaya başladığında,birden, çok önemli bir şey dikkatini çekti: Çoğu yalnız bu adalarda bulunan,başka hiçbir yerde bulunmayan eşsiz türlerdi bunlar ve bu, bitkiler için olduğu kadar sürüngenler,kuşlar,balıklar kabuklular ve böcekler için de doğruydu. Güney Amerika’da karşılaşılan türlere benzedikleri doğruydu;ama aynı zamanda çok da farklılardı. “En çarpıcı olanı” diye yazdı (s:140) dana sonra Darwin, “bir yandan yeni kuşlarla,yeni sürüngenlerle,yeni kabuklularla,yeni böceklerle,yeni bitkilerle, bir yandan da kuşların ses tonları,tüy renklerinin tonları gibi ufak tefek sayısız yapı özelliğiyle kuşatılmış olmak;hem patagonya’nın ılıman ovalarını hem de Kuzey Şile’nin kavurucu çöllerini çok hatırlatan yerlere sahip olmak.” Başka bir keşfi daha oldu: Birçok ada birbirinden yalnizca 50-60 mil uzakliktaydi;ama türler adadan adaya bile farklilik gösteriyordu. Bu, ilk kez çeşitli adalarda vurulmuş alayci-ardiçkuşlarini karşilaştirirken dikkatini çekti,daha sonra da takimadanin vali yardimciligini yapan Bay lawson bir kaplumbaganin kabuguna bakinca onun hangi adadan geldigini bilebilecegini söyledi .. Küçük ispinozlarda bu çok daha belirgindi. İspinozlar sönük görünüşlü,kulağa hoş gelmeyen kötü ötüşleri olan kuşlardı; hepsi kısa kuyrukluydu;çatılı yuvalar yapıyorlar, bir kerede pembe benekli dört yumurtanın üstüne kuluçkaya yatıyorlardı. tüylerini rengi belli ölçülerde değişiklik gösteriyordu.: Yaşadıkları adaya göre lav karası ile yeşil arasında değişiyordu (Bu denli donuk görünümlü olan yalnız ispinozlar değildi;sarı göğüslü çıt kuşu ile kızıl sorguçlu sinekçil dışında kuşların hiçbirinde tropik bölgelerin o bilinen parlak renkleri yoktu.). Ama Darvin’i en çok şaşırtan şey ispinozların farklı türlerinin sayısı ve gagalardaki çeşitlilikti. İspinozlar bir adada fındıkları ve tohumları kırmak için güçlü ve kalın gagalar geliştirmişlerdi;bir başkasında gaga böcek yakalamasını sağlamak için küçüktü;yine bir başkasında meyve ve çiçeklerle beslenmeye uygun bir hale gelmişti. Hatta bir kaktüs iğnesiyle deliğindeki kurdu çıkarmayı öğrenmiş bir kuş bile vardı. Belli ki ispinozlar farkı adalarda farklı yiyecekler buldular ve birbirini izleyen kuşaklar boyunca kendilerini buna uyarladılar. kendi aralarında başka kuşlarla karşılaştırıldığında bu kadar çok farklılaşmaları,bu kuşların ilkin Galapagos adalarında ortaya çıktıklarını düşündürdü., Bir dönem, büyük bir olasılıkla oldukça uzun bir dönem, belki yiyecek ve yurt konusunda hiç rakipleri olmadı, bu da onların(s:141) başka türlü olsaydı onlara kapalı olacak yönlerde evrimleşmelerine izin verdi. Örneğin ispinozlar olağan koşullarda,ortalıkta zaten etkili ağaçkakanlar dolaştığı için türler gibi ağaçkakan yönünde evrime uğramazlar; sonra küçük bir ağaçkakanı Galapagos’a yerleşmiş olsaydı büyük bir olasılıkla ağaçkakan ispinozu hiç evrimleşmezdi. Aynı şekilde,fındık yiyen ispinozlar,böcek yiyen ispinozlar ve meyve ve çiçekle beslenen ispinozlar kendi tarzlarını geliştirmeleri için kendi hallerinde bırakılmışlardı. Yalıtım yeni türlerin kaynağı olmuştu. Burada büyük bir ilke gizliydi. Doğal olarak Darwin onun bütün sonuçlarını birden kavramadı. Günlükçünü yayımlanan ilk basıksında ispinozlardan çok az söz etti;ama çeşitliklileri ve uğradıkları değişiklikler daha sonra doğal seçme ile ilgili kuramının büyük kanıtları oldu. Fakat o zamana kadar olağanüstü ve tedirgin edici bir buluşun kıyısında olduğunu anlamadı. Bu noktaya gelene kadar,değişikliğe uğramayan türlerin yaratıldığı yollu geçerli inanca asla açık açık karşı çıkmadı,ama bu konuda gizli bir takım kuşkularının olması da pek ala olasıdır. Fakat burada,Galapagos’ta,farklı adalarda farklı alaycı kuş,kaplumbağa ve ispinoz biçimleriyle,aynı türün farklı biçimleriyle karşı karşıya gelince,çağının en temel kuramlarını sorgulamak zorunda kaldı. Aslında iş bu kadarla da kalmıyordu;şimdi kafasını kurcalayan fikirlerin doğru olduğu kanıtlanırsa,Yeryüzü’nde yaşamın kaynağı ile ilgili olarak kabul edilen bütün kuramlar yeniden gözden geçirilmek zorunda kalınacak,Tekvinin -Adem ile Havva ve Tufanla ilgili öykülerin-kendisinin de bir boş inançtan başka bir şey olamadigi gösterilmiş olacakti. Bir şeyler kanitlamak için yapilacak araştirmalar ile soruşturmalar yillarca sürebilirdi;ama en azindan kuramsal olarak yap-bozun bütün parçalardi yerli yerine konmuş görünüyordu. Düşüncelerini geçici ve varsiyyimsal olarak bile Fitzoy’a kabul ettiremedi. Iki adamin daha sonraki yazişmalarina bakarak aralarindaki tartişmayi yeniden canlandirmak,Galapagos’tan uzaklaşirken kah dar kamaralarinda ,kah (s: 142) gecenin ayazinda kiç güvertesinde, büyük bir anatla birbirlerini ikna etmeye çalişan genç insanlara özgü bir güçle savlarini ileri sürüşlerini gözümüzün önüne getirmek olanakli. Darvin’in savı ana hatlarıyla şuydu: Bildiğimiz dünya tek bir anda birden yaratılmadı;son derece ilkel bir şeyden yola çıkarak evrimleşti ve hala değişmekte. Bu adalar olup bitenlerle ilgili harika bir örnekti. Çok yakın zamanlarda volkanik bir patlama sonucunda denizin üzerinde belirdiler. İlk zamanlarda üzerinde hiçbir yaşam yoktu. Bir süre sonra kuşlar geldi. Gübrelerinde bulunan, hatta büyük bir olasılıkla da ayaklarındaki çamura yapışmış tohumlara toprağa bıraktılar. Deniz suyuna dayanıklı başka tohumlar da Güney Amerika anakarasından yüzerek geldi. Yüzen kütklerin ilk kertenkeleleri buralara kadar taşımış olması olasıdır. Kaplumbağalar denizin kendisinden gelip kara kaplumbağalarını geliştirmiş olabilirler. her tür geldikten sonra kendisini adada bulunan yiyeceğe-bitkilere ve hayvansal yaşama- uyarladı. Bunu yapamayanlar ile kendilerini öteki türlere karşı koruyamayanların ise soyları tükendi. kemikleri daha önce Patagonya’da bulunan dev yaratıklara olan da buydu;düşmanlarının saldırısına uğradılar ve ortadan kalktılar. Her yaşayan şey bu süreçten geçmiştir. İnsan,çok ilkel, hatta maymundan bile çok daha ilkel bir yaratık olduğu zamanlarda bile rakiplerinden daha hünerli ve daha saldırgan olduğu için, yaşamını devam ettirip büyük bir başarı kazandı. Aslında Yeryüzündeki bütün yaşam biçimlerinin tek bir ortak atadan çıkmış olması da olasıdır. Fitzroy, bütün bunların, Kutsal Kitapla tam bir çelişki içinde oldukları için,kafir saçmalıkları olduğunu düşünmüş olmalı. İnasan. orada kesin bir biçimde belirtildiği gibi, Tanrının kendi suretinde, mükemmel olarak yaratıldı; her tür, hayvanlar kadar bitkiler de ayır ayrı yaratıldı ve hiç değişmedi. Bazılar ı yok olup gitti, hepsi o kadar. Hatta Fitzroy,ispinozların gagaları sorununu kendi kuramlarının destekçisi yapacak kadar ileri gitti: “Bu, her yaratılmış şeyin amaçlandığı yere uyum sağlamasını sağlayan Sonsuz Bilgelik’in o hayranlık uyandırıcı işlerinden biriymiş gibi görünüyor.” Fitzroy’un Kutsal Kitapla uyumlu düşünceleri yolculuk süresince gittikçe daha da katilaşti. O, anlamaya çalişmamiz gereken kimi şeler olduguna inaniyordu;evrenin ilk kaynagi, bütün bilimsel araştirmalarin erişimi dişinda bulunmasi gereken bir giz olarak kalmaliydi. Fakat Darwin çoktandir bunu kabul etmekten çok uzakti; Kutsal Kitap’a takilip kalamazdi,onun ötesine geçmek zorundaydi. Uygar insan bütün sorularin en can alicisini-"biz nereden geldik?” sorusunu- sormaya, soruşturmalarini kendisini götürdügü yere kadar götürmeye devam etmekle yükümlüydü. Bu tartışmaya bir son vermek mümkün olmayacaktı. Tartışma, biri bilimsel ve araştırmalara açık, öteki dinsel ve tutucu, karşıt iki görüşün 25 yıl sonra Oxford’da yapılan o sert toplantıdaki çatışmasının bir ön hazırlığıydı.” Ne var ki bir grup insan, yani Kilise, Darvin’in kuramına şiddetle karşı çıktı. Darvin’in Türlerin Kökeni adlı kitabının yayımlanması bilim ile din arasında sert bir tartışmaya yol açtı. Darvin’in çekingenliği kendisinin bu tartışmada yer almasını engelledi;ama evrimle ilgili kavgacı savunmalarıyla “Darwin’in Buldoğu” lakabını alan dostu Thomas Huxley’in sözünü sakınmak gibi bir özelliği yoktu. Huxley ile Piskopos Wilberforce arasındaki kavga, Ronald Clark’in Darwin biyografisinde şöyle anlatılır: “Britanya İleri Araştırmalar Kurumu’nun 1860 yazında Oxford’da yaptığı yıllık toplantıda[ Darwin’in kuramı konusundaki] kuşkular boşlukta kaldı. Kurum üyeleri 19. yy bilim tarihinin en parlak sahnelerinden birine tanık olacaklardı. Bu, Oxford Piskoposu Samuel Wilberforce ile Thomas Huxley’in bir tartışma sırasında karşılıklı atışmalarından oluşan bir sahneydi. Çağının öteki kilise adamları gibi Wilberforce da bilimsel bakımdan tam bir karacahildi.(s: 144). Tartışma beklendiği için salon tıka basa doluydu. Wilberforce’un, Huxley’in de daha sonra yazacağı gibi “birinci sınıf bir tartışmacı” olmak gibi bir ünü vardı: “kartlarını uygun oynasaydı evrim kuramını yeterince savunma şansımız pek olmazdı.” Wilberforce, akıcı ve süslü bir konuşmayla, kendisini yenilgiye uğratmak üzere olduğunu belirttiği Huxley’e övgüler düzdü. Ardından ona döndü ve “soyunun büyük annesi mi yoksa büyük babası tarafından mı maymundan geldiğini” öğrenmek istedi. Huxley rakibine döndü ve haykırdı: “Tanrı onu ellerime teslim etti.” “Eğer” dedi [kürsüden], “bana bir büyük baba olarak zavallı bir maymunu mu yoksa doğanın büyük bir yetenek ve güç bahşedip bunlarla donattığı;ama bu yetenekleriyle gücünü yalnızca birtakım eğelnceli sözleri ağırbaşlı bilimsel bir tartışma gibi sunmak amacıyla kullanan bir insanı mı yeğlersin? diye soracak olsalar, hiç duraksamadan tercihimin maymundan yana olduğunu söylerdim.” Huxley bildiği en güçlü darbeyle karşılık vermişti.Bir piskoposu küçük düşürmek,bundan bir ya da birkaç yüzyıl önce pek rastlanır bir şey değildi;hele halkın önünde, kendi piskoposluk bölgesinde küçük düşürmek neredeyse hiç görülmemişti. Dinleyiciler arasında oranın ileri gelenlerinden bir hanım şok geçirip bayıldı Dinleyicilerin çoğu alkışladı. Fakat Robert Fitzroy oturduğu yerden kalktı ve otuz yıl önce Darwin’le gemide yaptığı bir tartışmayı hatırlattı. Kutsal Kitap’ı Huxley’e salladı ve süslü sözlerle bütün doğruların kaynağının bu kitap olduğunu söyledi.” Bu öykünün birinci elden bir anlatımı yoktur. Harvardlı biyolog Stephen Jay Gould diyaloğun çoğu bölümünü yaklaşık 20 yıl sonra Huxley’in kendisinin uydurduğu inancındadır. Fakat bu konuşmalardan kimsenin bir kuşkusu olmadığı yollu bir dip notu da vardır. Huxley Wilberforce’a duyduğu nefreti 1873'e, Piskopos atından düşüp kafasını bir taşa çarparak öldüğü yıla dek sürdü. “Kafası” dedi Huxley bunun öğrenince kıs kıs gülerek “gerçeğe bir kez daha tosladı;ama bu kez sonuç ölümcül oldu." (Adrian Berry, Bilimin Arka Yüzü, TÜBİTAK yay, s: 137-146) İnsan:Bir Geçiş Hayvanı Bir geçiş “hayvani” olmak! Degil bir hayvan, bir geçiş hayvani olak bile anilmak incitici duygular uyandiriyor! Yeniden hayvan sinifina sokulmak beni de rahatsiz ediyor; ama inanin bizimde herhangi bir hayvandan çok fazla farkimiz hem var, hem yok. Sinirlenmeyin. Açıklayacağım.“Beş milyar yıl önce Güneş, ilk kez dönmeye başladığında, mürekkep karası bir siyaha gömülü Güneş Sistemi bir ışık seline boğuldu. Güneş sisteminin iç kısımlarındaki ilk gezgenler,Güneş’in patlarcasına tutuşmasından sonra bile fırlayıp gitmeyen maddelerden kaya ve metal karışımı ilk bulutunu küçük birimlerinden oluştu. Bu gezgenler oluşurken isi yaydilar.Iç kisimlarindaki hapsedilmiş gazlar kurtuldu ve sertleşip atmosferi oluşturdu. Gezgenlerin yüzeyleri erimişti ve volkanlar oldukça çoktu. İlk dönemlerin atmosferi, bol bulunan atomlardan oluşmuştu ve hidrojen bakımından zengindi. Erken dönem atmosferine düşen Güneş ışığı, molekülleri uyararak bunların hızlanıp; çarpışmalarına yol açtı,sonuçta daha büyümk moleküller ortaya çıktı. Kimya ve fiziğin değişez kanunları uyarınca bu moleküller birbirleriyle etkileşti,okyanuslara düştü ve gelişerek daha büyük moleküllere dönüştü. kendilerini oluşturan ilk atomlardan çok daha karmaşık moleküller oluşmuştu;ancak hala bir insanın algılayabileceğinden çok küçük,mikroskopik boyutlardaydılar.(s:15) Bu moleküller, bizim de yapıtaşlarımızdır: Kalıtımsal biliyi taşıyan nükleik isatlerin ve hücrenin görevini sürdürmesini sağlayan proteinlerin birimleri, dünya’nın erken devirlerindeki atmosfer ve okyanuslardan üretildi. Günümüzde o ilkel koşulları yeniden yaratarak, bu molekülleri denesel olarak ortaya çıkarabiliyoruz. Sonunda, milyarlarca yıl önce,belirgin bir yeteneği olan molekül oluştu. çevredeki sularda bulunan molekülleri kullanarak kendisinin bir kopyasını üretebilecek yetenekteydi. Bu moleküler sistemin sahip olduğu yönergeler dizisi,moleküler kod sayesinde, büyük bir mkolekülü oluşturan yapı taşlarının dizilişi bilinebilir. Kazayla dilişte bir hata oluşursa,kopya da aynı olmayacaktır. Böyle, replikasyon, mutasyon ve mutasyonlarının replikasyonu( yeniden üretemi) yeteneğine sahip moleküler sistemlere “canlı” diyebiliriz. Bu moleküller topluluğu, doğal seleksiyona açıktır. Daha hızlı türeyen ya da çevresindeki yapıtaşlarını daha uygun bir şekilde kullanabilen moleküller rakiplerinden daha etkin türediler ve sonunda baskın nitelik kazandılar. Ancak koşullar degişmeye başladi. Hidrojen çok hafif oldugu için uzaya kaçti Yapitşalarinin oluşumu yavaşladi. Daha önce rahatça temin edilen gida maddeleri bulunmaz oldu. Moleküler Cennet Bahçesi’nde hayat tükeniyordu. Sadece çevresindekileri degiştirebilen,basitten karmaşik moleküllere geçişi saglayan moleküler mekanizmayı yeterli kullanabilen molekül toplulukları yaşama devam etti. çevresi zarlarla çevrili,ortamdan kendini soyutlayabilmiş,ilk dönemlerin saflığını sürdürebilen moleküller avantajlıydı. Böylece ilk hücreler oluştu. Yapıtaşları artık kolay bulunamadından organizmalar bunları üretmek zorunda kaldı. Bunun sonucu bitkiler oluştu. bitkelir hava, su Güneş ışığı ve minerallere alarak karmaşık moleküler yapıtaşları (s: 16) oluşturur. İnsanlar gibi hayavanlar da bitkiler üzerinde parazit yaşam sürdüler. İklim koşullarının değişmesi ve rekabet nedeniyle çeşitli organizmalar daha da uzmanlaşmaya,işylevlerini geliştirmeye ve biçim değiştiremeye zonrlandı. Zeingin bitki ve hayvan türleri Dünya’yı kaplamaya başladı. Yaşam, okyanusta başlamıştı. Oysa şimdi toprak ve havayı da içeriyordu. Günümüzde,Everest’in tepebsinden denizlerin derinliklerine kadar her yerde yaşayan organizmalar var. sıcak,yoğun sülfürik asit çözeltilerinde ve Antartika’nın kuru vadilerinde organizmalar yaşıyor. tek bir tuz kristaline emdirilmiş suda organizmelar yaşam sürdürebiliyor. =Özgün çevresine hassasiyetle bağlı ve uyarlanmış yaşam biçimyleri gelişti. Ancak çevre koşulları değişmişti.Organizmalar aşırı özelleşmişti,bunlar öldüler. Daha az uyarlanmış ancak daha genele özelliklere sahip olanlar da vardı. değişen koşullara,iklim farklarına rağmen bu organizmalar hayatta kalabildi. Dünya tarihinde, yok olan organizma cinslerinin sayısı bugün canıl olanlarndan çok daha fazladır. Evrimin sırrı, zaman ve ölümdür. Adaptasyonların içinde faydalı olanlardan birisi de zekadır. çevreyi kontrol etme eğilimi şeklinde,zeka, en basit organizmada bile görülebilir. kontrol eğilimi yeni nesillere kalıtım ile aktarıldı: Yuva yapma, düşmekten,yılanlardan veya karanlıktan korkma,kışın güneye uçma gibi bilgiler nesilden nesile nükleik asitlerle taşındı. Anca zeka tek bireyin ömrü içerisinde uyarlanmış bilgileri öğrenmesini gerektirir. dünyadaki organizmalarınbir kısmı zekaya sahiptir, yunuslar ve maymunlar gibi. Fakat zeka en fazla İnsan adlı organizmada belirgindir. İnsan, adaptasyon için gerekli olan bilgileri kitaplar ve eğitim yoluyla da öğrenir. İnsanı bugünkü durumuna Dünya’da kontrolü elinde tutan organizma haline getiren en önemli etken öğrenme yeteneğidir.(s:17) Biz, 4.5 milyar yıl süren rastlantısal, yavaş bir biyolojik evrimin ürünüyüz. Evrimin artık durmuş olduğunu düşünmek için hiç bir neden yoktur. İnsan, bir geçiş hayvanıdır. Yaratılışın doruğu değildir. Dünya ve Güneş’i daha milyarlanca yil yaşayacagi tahmin ediliyor. Insanin gelecekteki gelişimi kontrol altinda biyolojik çevre,genetik mühendislik ve organizmalar ile zeki makeneler arasinda yakin ilişkinin ortak ürünü olabilir. Ancak bu gelecekteki evrimi kimse şimdiden kesinlikle bilemez. Her şeye karşin duragan kalamayacagimiz açiktir. Bildiğimiz kadarıyla, tarihimizin ilk dönemlerinde, on ya da otuz kişiyi geçmeyen ve grup bireylerinin hepsinin arasında kan bağı olan kabileler halinde yaşıyorduk. Zaman ilerledikçe, daha büyük hayvanları ve daha geniş sürülüre avlayabilmek, tarım yapabilmek, şehirler kurabilmek için gittikçe büyüyen gruhplar içinde yaşamaya başladık. Dünyanın yaratıylışından 4.5 milyar yıl ve insanın ortaya çıkışından milyonlarca yıl sonra, bugün, millet dediğimiz grupların içinde yaşayoruz (ancak en tehlikeli politik sorunlardan birçoğu hala etnek çatışmalardan kaynaklanıyor). İnsanların bağlılığının sadece milletine ,dinine,ırkına ya da ekonomik grubuna değil ama tüm insanlığa olacağı devrin yakın olduğunu söyleyenler var. Yani on bin kilometre uzakta farklı cinsiyet, ırk,din ya da politik eğilimde olan birinin çıkarı,bizi komşumuza ya da kardeşimize bir iyilik yapılmış gibi sevindirecek. Eğilim bu yöndedir fakat tehlikeli şekilde yavaştır. Yukarıda sözeü edilen tutuma ulaşmadan zekamızın ürünü teknolojik güçler türümüzü yok etmemeli. İnsanı, daha fazla nükleik asit türetmek için nükleik asitlerden kurulmuş bir makinaya benzetebiliriz. En güçlü dürtülerimiz,en asil girişimlerimiz, en zorlayıcı (s: 18) gereksinmelerimiz ve sınırsız arzularımız aslında genetik materyalimizde kodlanmış bilgilerin sonucudur. Bir yerde nükleik astlerimizin geçici ve hareketli deposuyuz. Bu neden yüzünden insancıllığımızı-iyiyi, doğruyu ve güzeli aramayı- inkar edemeyiz. Ancak nereye gittiğimizi bilmek için nereden geldiğimizi anlamamız gerekir. kuşku yoktur ki yüzbinlerce yil önce avci-toplayiciyken taşidigimiz içgüdü mekanizmamiz biraz degişmiştir. Toplumumuz, o günlerden bu yana dev adimlarla gelişmiştir. Içgüdülerimiz bazi şeyleri kalitim-dişi ögrenmeyle edindigimiz bilgiler, başka şeyleri yapmamizi söylüyor,sonuçta çatişma doguyor. Bir dönem sonra tüm insanlara karşi ayni özeleştirici duygulari besliyor duruma gelebilmemiz bile ideal olmayacak. Eger tüm insanlari dünyanin 4.5 milyar yillik tarih ortak ürünü olarak görebileceksek, neden ayni tarihi paylaşan diger organizmalara da ayni özeleştirici duygulari beslemeyelim. Yeryüzünde bulunan organizmalardan çok azini gözetiriz-köpekler,kediler,sigirlar gibi- çünkü bu canlilar bize faydalidir ya da dalkavukluk yaparlar. Ancak örümcekler, kertenkeleler, baliklar, ayçiçekleri de eşit derecede kardeşlerimizdir. Bence tümünün yaşadigi özeleştirici duygu yoksunlugunun nedeni kalitimdir. Bir karinca sürüsü diger bir karinca grubu ile öldüresiye savaşabilir. Insanlik tarihi deri rengi farki, inanç degişiklikleri,giyim ya sac modeli ayircaliklari gibi ufak degişiklikler nedeniyle çikmiş savaşlar,baskinlar ve cinayetlerle doludur. Bize oldukça benzeyen ama ufak farkları-örneğin üç gözü ya da burnunda ve alnında mavi tüyleri-bulunan bir yaratık yakınlık duygularımızı hemen frenler. bu tür duygular bir zamanlar küçük kabilemizi düşmanlar ve komşular arasinda koruyabilmek için gerekli uyarlanmiş degerler olabilirdi. Ancak şimdi az gelişmişlik örnegidir ve tehlikelidir.(s:19) Artık yalnızca tüm insanlara değil bütün canlılara saygı duyma devri gelmiştir. Nasıl bir başyapıt heykele ya da zarif bir şekilde donatılmış makinalara hayranlık ve saygı duyuyorsak.. Ancak elbette, bizim yaşamımızı tehdit eden şeyleri görmezlikten gelemeyiz. Tetanoz basiline saygı göstermek için gövdemizi ona kültür yeri olarak sunamayız. Ancak, bu organizmanını biyokimyasının gezegenimizin tarihinin derinlerine uzandığını hatırlayabiliriz. Bizim serbestçe solduğumuz oksijen,tetanoz basilini zehirler. Dünyanın ilk dönemindeki oksijensiz ve hidrojence zengin atmosferin altında bizler yokken tetanoz basili yaşıyordu. Yaşamin tüm örneklerine saygi Dünyadaki dinlerin birkaçinda örnegin Hindu dininin bir kolunda ("Jain’ler) vardir. Vejeteryanlar da buna benzer br duygu taşirlar. Ama bitkileri öldürmek hayvanlari öldürmekten niye daha iyidir? İnsan, yaşayabilmek için diğer canlıları öldürmek zorundadır. Fakat buna karşılık, başka organizmaları yaşatarak doğada bir denge sağlayibiliriz .Örneğin, ormanları zenginleştirebiliriz;endüstireylm ya da ticari değeri olduğu sanılan fokların ve balinaların katledilmesini önleyebiliriz;yararlı olmayan hayvanların avlanmasını yasaklayabilir;doğayı tüm canlılar için daha yaşanabilir duruma getirebiliriz. (Carl Sagan, Kozmik Bağlantı(1975), e yay: s: 15 -20, 1986) En Az İki Bin Yıllık Yanlış Eskiden insanlar, evrenin merkezi olarak Dünyayı düşünüyordu. Sağduyu Ay ve Güneş’in Dünya çevresinde döndüğün gösteriyordu. Peki canlı varlıkların yapısı neydi? 1828 yılında Alman kimyacı F. Wöhler’in idrarda bulunan üreyi, anorganik bir madedler yoluyla elde etmesi, insanoğlunun düşüncesinde yeni aydınlıkların ilk habercisiydi. Çünkü Tanrı’nın emrindeki doğa laboratuvarının ürettiği şeyi insanolğlunu emrindeki laboratuvarın da üretebileciği anlaşılmıştı! Bu sezgi, insanoğlunun dine karşı duyduğu bilimsel şüphenin en büyük kanıtı oldu aslında. Canlılar dünyasına bakarsanız, benzer olanlarla birlikte birbiriyle hiç ilgisi olmayan görüntülerdeki canlıları görürsünüz. Tilkiyle yılanın ne gibi ortak bir geçmişi olabilir? Dinlerin yaratılış kuramları, birkaç bin yıldan öteye gitmez. Darwin ise tüm canlı organizmaların, çok geniş bir zaman sürecinde ortak bir kökenden ortaya çıkarak geliştiğini önesürdü.

http://www.biyologlar.com/evrim-kurami-ve-teorileri-1

Mineral Madde Beslenmesi Mekanizmaları

Elektroosmozun bir iyon iletimi mekanizması olduğu, hidrate iyonların su moleküllerini sürükleyen ve membranlardaki porlar, kapilerler boyunca yaratılan elektrik alanları, yani potansiyel farklılıkları ile iyonik madde taşınması gerçekleştirdiği belirtilmişti. Elektriksel potansiyel farkı DE, elektriksel yükün bir noktadan diğerine gitmesi ile yapılan işin ölçütüdür. Daha önce değinildiği üzere yukarıda kısaca incelenmiş olan itici güçlerden de çok daha daha etkindir. Biyolojik bir membranın iki yanındaki E farkı ölçümleri hidrostatik veya kimyasal potansiyel farkı ölçümlerinden elde edilen sonuçlarla karşılaştırıldığında binlerce kez daha büyük olduğu görülmüştür. Bu nedenle de organeller ve hücreler arasında elektriksel yüklü madde iletimi çok daha etkin olarak yürür. Elektriksel bir yük ile DE arasında sabit bir ilişki vardır ki buna kapasitans denir, yani bir net yük biriminin yarattığı DE ile arasındaki sabit, özgül oranı belirtir. Yararlanılan sonucu ise bir bölgede yüksek oranlı potansiyel düşmesine neden olmadan serbest yük bulundurma, depolama kapasitesi - sığasının ölçüsü olmasıdır. Biyolojik membranların kapasitans ölçümleri bu değerin koşullardan oldukça bağımsız, sabit kalan bir değer olduğunu göstermiştir. Bitki hücrelerinde de bu değer tipik olarak -100 mV ölçülmüştür. Yükü membranların içindeki anyon derişiminin katyonlarınkinden yüksek olduğunu, değeri ise membranın iki yanındaki potansiyelin pek farklı olmadığını göstermiştir. Aynı şekilde bitki hücrelerindeki toplam iyon derişiminin de tipik olarak 0.1M düzeyinde ve koşullardan oldukça bağımsız sabit bir değer olduğunu belirlenmiştir. Bu derişimde 100mV kapasitans ise anyon / katyon oranının 100 000 olduğunun göstergesidir. Buna karşılık bitkilerde kuru ağırlık bazındaki mineral madde katyon /anyon derişimi oranı ortalama olarak 10 dur. Hücrelerin çevrelerinden önemli oranda katyon almalarına karşın elektrostatik dengenin ters yönde oluşmasının nedeni organik moleküllerdeki anyonik grupların yüksek oluşudur. Bu sayede organik metabolizmayı denetleyerek sürekli şekilde katyon alımına açık bir dengeden yararlanırlar. Güneş ışınları ve hava gibi topraktaki mineral elementlerinden daha kolay sağlayabildikleri kaynaklardan yararlanarak sentezledikleri organik anyonik maddeler sayesinde mineral katyonlarının alımını denetim altında tutabilirler. Yüksüz maddelerden farklı olarak iyonların derişimindeki artış aralarındaki uzaklığın, termik hareketlilikleri ile çarpışma olasılığını üssel olarak artışına yol açacak şekilde azalması demektir. Çünkü elektriksel çekim gücünün etkisi katlanarak büyür. Bağlanmaları ise, iyonik bağın kuvvetli oluşu nedeniyle bağlanma öncesindeki ısıl hareketliliklerinin önemli oranda azalmasına neden olur. Bir sistemdeki hareketlilik komponentlerinin hareketliliklerin toplamı olduğundan sistemi etkiler. Elektriksel yük elektriksel alan yarattığından etkisi çok yönlüdür ve nötrleşmesi ile diğer komponentler üzerinde çok yönlü etkiler yaratır. Bu nedenle de bir iyon türünün aktivite sabitesi çözeltisindeki tüm iyonların özellik ve derişimleri ile ilişkilidir. İyonun değerliliği arttıkça etkinliği de arttığından hücre özsuyu gibi iyonca zengin bir çözeltide iyonik aktivite değişimleri yüksek oranlı olur. Bu sayede de kara ve su bitkileri çok farklı özelliklerdeki topraklara, sulara adapte olarak yaşama olanağı bulabilirler. Gene canlıların denetimini sağlayan bir olgu da iyonların canlı membranın iki yanındaki aktivitelerinin dengeye varmasının iyonların iki yandaki aktiviteleri yanında membranın iki yüzü arasındaki elektriksel potansiyel farkına daha da kuvvetle bağlı oluşudur. Bu sayede de membranın elektriksel potansiyelini membran proteinleri ve lipid / fosfolipidleri ile denetleyebilen hücre dengeyi kurma olanağı bulur. Bu mekanizma hücrenin gereksinimine göre iyonları seçici olarak alması açısından önemli rol oynar. İyonların lameldeki porlardan ve plazmodezmlerden geçişinde iyon yükü / çapı ilişkisine bağlı olan seçici bir mekanizma oluşur. Donnan Dengesi Benzer şekilde örneğin bitki hücre çeperindeki orta lamelde yer alan pektik asitlerin karboksil kökü, membran lipidleri arasındaki fosfolipidler gibi sabit iyonların yerleştiği iyon kanalları kütle akışı ile mineral iyonlarının ile geçişine elektrokimyasal direnç gösterir. Görünür serbest alanda dahi iyonların suyla birlikte hareketine engel olur. Sitoplazmik membranlardaki lipidlerin çok yüksek direncinin fosfolipidlerce dengelenmesinde olduğu gibi direnci amfoterik karakteri nedeniyle değişken olan proteinler seçici bir denetim sağlar. Protein helislerinin iyon kanalı görevi oluşturdukları porun girişinde serin gibi polar amino asitlerin bulunmasına bağlıdır. Bu ( - ) yüklü amino asitler katyon difüzyonunu destekleyerek seçicilik sağlar. Porların işleyişinin anlaşılması sayesinde porları kapayan maddelerin keşfi 1991 tıp nobelini alan ilaç grubunun bulunmasını sağlamıştır. Küçük mineral iyonlarını içeren çözeltiler membrandaki sabit iyonik moleküllerle aralarında Donnan potansiyeli denen elektriksel bir potansiyel farkının doğmasına ve Donnan dengesi adı verilen dengenin oluşmasına neden olur. Bu dengenin de sağlanması için zıt yüklü maddelerin ters yönde geçişi veya suda çözünmeyen formlarının çözünür hale dönüştürülmesi gerekir. Elektrostatik Donnan dengesinin çeşitli ölçeklerde oluşması hücre içi ve hücreler arası iyonik maddelerin taşınımında ve dağılımında önemli rol oynar. Bu terimle belirtilen olayın ayırt edici temel özelliği hareketi sağlayan difüzyon potansiyel farkının membranın bir tarafındaki sulu çözelti ile membranın diğer tarafta kalan yüzü arasında oluşmasıdır. Sitoplazmadaki nükleik asitler, fosfat grupları ile ve proteinler de karboksilleri ile Donnan fazları oluştururlar. Bu anyonik gruplar membranın her iki tarafındaki katyonları kendilerine çekerek yönlendirirler. Bu şekilde de net olarak bir geçişmenin görülmediği elektrostatik bir denge kurulur. Sıvı fazdaki katyonların membrana yönlenmesi anyonların da ters yönde artan bir derişim değişimi oluşturmalarına neden olur. Termik hareketliliğin artışı bu dengenin sarsılmasına ve hareketli iyonların elektriksel potansiyel farklılıkları yaratmasına, bu arada oluşan kimyasal potansiyel farklarını dengeleyecek şekilde de geçişme yapmalarına neden olur. Canlı hücre çözünmüş maddelerin derişimini ilgili maddeleri suda çözünmeyen bileşikleri haline dönüştürerek ortamdan uzaklaştırmak veya tersine tepkimeyle serbest hale geçirerek de denetim altında tutar. Çözünür maddelerin çözünmeyen bileşiklerine dönüştürülmesi entropi azalmasına neden olan kimyasal bağlanma ile sağlanabildiğinden endojen, enerji harcanarak yürütülen aktif bir olaydır. Ancak canlı hücrede gerçekleşebilir. Bu olayın temelinde iyon aktivitesi ve bu değerin özgüllüğünden doğan sabitesi yatar. İyon aktivitesi iyonun derişimine bağlı kimyasal ve yüküne bağlı elektriksel potansiyellerinin açıklayamadığı bazı konuları açıklamakta kullanılan bir terimdir. Yükleri eşit olan iki iyondan kütlesi küçük ve elektron sayısı az olanın yükünün dipol su moleküllerini çekerek çevresine toplama gücü daha fazladır. Çevresinde daha kalın bir su zarfı oluşturur. Sözü edilen denge, seçicilik sonucu bir taraftan diğerine geçişi kısıtlanan veya engellenen iyonik maddelerin birikmesine neden olur. Bu birikimin konusu olan yüklü maddeler serbest halde kalamadığından zıt yüklü iyonlarla birleşerek çözeltinin nötralizasyonununu sağlar. Bu nötralizasyon dengesi için gereken iyonik maddelerin çözünür hale geçmesi veya dışarıdan alınması gerekir. Örneğin Ca++ iyonu, iyonik yük / su zarfı oranı büyük olduğundan porlar üzerinde büzücü etki yaparak su zarfı büyük ve iyonik yükü küçük iyonların geçişini kısıtlar, K + iyonu ise tersine olarak şişirici etki yapar ve bu iyonların geçişini kolaylaştırır. Genelde bitki hücrelerinin yoğun şekilde K, Na ve Cl alış verişi yaptığı görülür. Bu iyonların hareketlilikleri de membranlarda potansiyel farklarının doğmasına neden olur ve Cl net yükün iki taraftaki dağılımının sıfıra eşitlenmesini sağlar. Goldmann denklemi ise K, Na ve Cl iyonu geçirgenliğinin büyük oranda K seçiciliği yönünde olduğunu göstermiştir. Elektroosmoz da membrandaki bir porun iç yüzeyinde sabit halde dizilmiş iyoniklerin yüklerinin tuttuğu su zarfları zıt yüklü iyonik maddelerin su zarflarını çekmesi sonucu yürüyen osmotik alımdır. Bu şekilde oluşan elektriksel alan membranın iki tarafında elektriksel yük farklılığı doğurur. Bu da sabitlenmemiş kinetik taneciklerin kütle akışı ile çekilerek ters yönlü bir alan oluşturmasına neden olur. Bu iki zıt yönlü alanın oluşumu sırasında doğan hareketlilik ile su molekülleri sürüklenir ve iletilir, elektroosmotik su alımı olur. Benzer şekilde membran veya çeperde pektik veya proteinik iyonlara zayıf -H bağları gibi bağlarla tutulmuş, adsorbe olmuş olan zıt yönlü yonlar yerlerini alabilecek başka iyonlarla yer değiştirerek serbest hale geçer ve iletilir. Bu olaya da iyon değişimi adı verilir. İyon değişiminde aynı yüklü iyonlar birbirini ittiğinden dengeye çabuk ulaşılır, yani az miktarda madde bu olaya girebilir. Bağlanmayı sağlayan kuvvet adsorpsiyon kuvvetinden daha yüksek enerjilidir, kopması daha zordur. Ancak iyonlaşmış asidik veya bazik maddelerin hidroksonyum ve hidroksil veya karboksil kökleri bağlanmış olan katyon veya anyonların yerini alabilir. Bu arada açığa çıkan hidroksonyum ve hidroksiller de su oluşturduğundan su iletimi de sağlanmış olur. Bu olayların tümünde hidroksonyum ve hidroksil iyonları önemli rol oynadığından membranların ve özsuyun pH değeri ve değişimleri önemli rol oynar. Hücre organik asit sentezi ile pH ve amfoterlik denetimi, sentez yolu ile özsudaki serbest maddeyi bağlama veya başka maddeye dönüştürme gibi yollarla kimyasal potansiyel artışı yönünde aktif alım yaparken solunum enerjisi kullanır ve solunumun hızlandığı görülür. Ayrıca osmotik basınç ölçümlerinin kriyoskopik yöntemle yapıldığında sınır plazmoliz yöntemiyle elde edilen değerlerlerden farklı değerler vermesi ek bir su potansiyelinin olduğunu göstermiştir. Birçok bitki türünde yerüstü organları kesilerek terlemenin emiş kuvveti ortadan kaldırıldığında da kök ksileminden su salgılanması, kış uykusu kırılan birçok odunlu türünde daha hiç yaprak oluşmamışken sürgünlere su yürümesi kök basıncı denen aktif su alımının ve pompalanmasının kanıtlarıdır. Bu basıncın gün içinde değişim göstermesi, solunum inhibitörleri ve bazı bitki hormonları gibi uygulamalarla durdurulabilmesi de göstergeleridir. Aktif alım ve iletimin önemli bir göstergesi iyonun içine girdiği membranın iç tarafında, yani sitoplazma veya organelin içinde elektrik yükü artışı olmasıdır. Pasif alımda elektriksel nötralliği sağlayacak şekilde zıt yüklü iyon alımı veya aynı yüklü iyonun boşaltımı söz konusudur. Aktif geçişde membranın iki yüzü arasında da membranın kapasitansı ile orantılı olarak belli miktar membran potansiyeli farkı oluşur. Bu fark kısa bir süre sonra boşalarak sıfırlanır ve sonra tekrar artar, bu mekanizmaya da iyon pompası adı verilir. İyon pompası çalışınca membrandaki pasif geçiş olayları da doğal bir şekilde etkilenir ve membrandaki değişimi dengeleyecek yönde farklılaşır, difüzyon potansiyeli artışı ile elektrik potansiyelinin düşmesi sağlanır. Bitki hücresi membranlarının kompozisyonuna göre elektriksel dirençleri 1 - 8 Kohm / cm2 arasında değiştiğinden pompaların etkinliği membran kompozisyonunun denetlenmesi yolu ile hücre tarafından denetlenebilir. Bu sayede de bitkiler tuzlu topraklara dahi adaptasyon sağlayabilir. Membran direncinin yüksek oluşu, pompanın etkili çalışması ile aktif iletimin neden olduğu potansiyel farkı da arttığından saniyede 20 pikomol / cm2 gibi yüksek bir debi ile iyon alınabilmektedir. Aktif iletimin bir özelliği de pasif olarak yürüyen diğer olaylara göre sıcaklık değişimlerinden çok daha büyük oranda etkilenmesidir. Pasif olayların Q10 değeri yaklaşık olarak 1 civarında iken aktif alım ve iletimde bu değer birçok enzimatik olayda olduğu gibi 2 civarındadır. Bunun da nedeni membranın yaptığı enerji bariyeri etkisidir. Tıpkı enzimatik tepkimelerin aktivasyon enerjisi gereksinimindeki gibi aktif alımın olabilmesi için bu enerji düzeyinin aşılması gerekir. Bu nedenle aktif iyon alımı mekanizması bir pompaya benzer şekilde çalışır. Gerekli enerji depolanıncaya kadar alım işlemi kesintiye uğrar. Sıcaklık artışı da bu mekanizma aracılığı ile etkili olur. Aktif iyon alımının enzim kinetiğindeki Michaelis-Menten denklemine uyan değişimleri enzimler aracılığı ile yürüyen bir olay olduğunu göstermiştir. Bu tür olaylara enerji sağlayan madde bekleneceği üzere ATP’dir ve ATPaz enzimi aktivitesi de olayın denetimini sağlar. ATP hidrolizi ile açığa çıkan hidroksonyum iyonları ise ters yönde hareket ederek elektrostatik dengeyi sağlar. En iyi bilinen Na+ / K+ ATPaz’dır. İki peptid çiftinden oluşur ve Mg++ tarafından katalizlenen ATP hidrolizine bağımlıdır. Çeşitli iyon pompaları olup belli iyonlar için seçici oldukları bilinmektedir. Aktif alımın iyon seçici özelliği vardır ve yukarıda anlatılan mekanizma bunu açıklamak için yeterli değildir. Bu nedenle 1930 larda seçiciliği olan aktif taşıyıcı moleküllerin varlığı fikri ortaya atılmıştır. Deneyler benzer K+, Rb+ iyonlarının ve Ca++ ile Sr++ iyonlarının aynı taşıyıcı için rekabet ettiğini, bazı hücrelerde K+ iyonunu alıp, Na+ iyonunu boşaltan ve aynı mekanizma ile Mg++ ve Mn++ için çalışan diğer bir pompanın olduğu, Cl-, B- ve I- taşıyan tek bir sistem olduğunu gösteren deneysel veriler elde edilmiştir. Bu kadar seçici maddelerin ancak proteinler olabileceği belirtilmiş ise de 50 yıl kadar uzun bir süre kesin kanıtlar ortaya konamamıştır. Aktif pompaların varlığının bir kanıtı da dıştaki iyon derişiminin artışı ile artan solunum ve iyon alımının belli bir derişime ulaşıldıktan sonra doygunluğa erişmesidir. Bitkilerde bu değer tipik olarak 1 - 10 mmol/ gr. taze ağırlık - saatdir. Aktif alım mekanizmalarının ortaya çıkarılıp genel çerçevesi ortaya çıkarıldıktan sonra iyon alımının büyük oranda pasif şekilde alındığı ve aktif alımın hücrenin gereksinim tablosuna göre belli iyonların seçici olarak alımında rol aldığı, tamamlayıcı olduğu anlaşılmıştır.

http://www.biyologlar.com/mineral-madde-beslenmesi-mekanizmalari

Umudun Genleri

Umudun Genleri, Tunus asıllı Fransız bilimci Daniel Cohen'in(1951-...) kitabının adı. Bir bilimadamının hoş anılarını ve genlerin umudunu açıklayan bu kitaptan ilginç bölümler aktaracağım.Daniel Cohen,1978'den itibaren Profesör Jean Dausset(Nobel,1980) ile birlikte çalışmaya başladı.Daniel Cohen, insanın genetik yap-bozununun ortaya çıkarılma serüvenine katılmış ve bu serüveni bize hoş bir dille anlatıyor. Yeşim Küey'in,çok başarılı bir şekilde Türçe'ye kazandırdığı kitabı,Kesit Yayıncılık yayımlamıştır. Bir Bilim Adamının Anıları :Daniel Cohen Jean Dausset, 1960'lı yıllarda, tüm hücrelerimizin yüzeyinde varolan proteinleri kodlayan genler bütününü keşfetmişti. O zamanlar bu proteinlerin rolü oldukça gizemliydi. Dausset ’nin çalışmaları organ naklini sağladı ve onun sayesinde milyonlarca yaşam kurtarıldı halen de kurtarılıyor... Ben, Nobel Ödülü’nü almasından (1980) bir yıl önce yoluma onunla devam etmeye karar vermiştim. O sıralarda bunun nedenlerini çözümlemeyi hiç düşünmediysem de herhalde çok iyi gerekçelerim vardı. İMKANSIZ denen şey, beni tam da çok heyecanlandıran şeydi. Ben kuşkucuların, fazlasıyla sakınımlı olanların ve bıkkınların düşüncelerinin iflas etmiş olmasından kuşkulanıyordum. Elbette Jean Dausset’nin durumu kesinlikle bu değildi! Benim onda asıl değer verdiğim şey, başkalarının eleştirdikleri şeydi. Düşünüş biçimi rahatsız ediyordu O sıralarda, onu bir naif, bir hayalci, bir garip olarak görüyorlardı. Jean Dausset, klasik düşünce biçimiyle hiç ilgisi olmayan bir düşünce biçimine sahiptir. Onun akıl yürütmeleri alışılmış mantık yollarını izlemez. Yüzeyde görünmediği için bazılarının “yavaş” bulduğu, kendine özgü bir düşünme ritmi vardır. Bunun nedeni, Dausset’nin etkilemek için uğraşmamasıdır. O acele etmemeyi ve sorunların derinlerine inmeyi sever. karşısındakini asla çürütülemez kanıtların yığını altında ezmez. Konuya beklenen yerinden girerek bir mantık çerçevesinde ilerlemek yerine, o, sorunları bir başka yandan ele alır. Bu, çalışma arkadaşlarının ve meslektaşlarının düşünmediği bir yandır. Sorunu bir köşesinden yakalar, sorunlu konunun içine sakince yerleşir ve kafasında, alışılmış düşünce sistemlerinin yolundan gitmeyen bir kavrayış şeması kurar. Kimi zaman şaşırtıcıdır. Size, Kutsal Kitap’takiler kadar basit görünen bir sorunda kilitlenir. Herkesin anlayabileceği ve anladığı bu sorunu, o, anlamaz. Açıklarsınız. Yine anlamaz. tıpkı bir çocuk gibi! Ve sonra, o anlamaya çalışırken bir de bakarsınız ki, sorunu bütünüyle farklı bir biçimde aydınlatmış. konuya yakın olanlar, uzmanlar, böylece hata yaptıklarını anlarlar. Meğer yanlış yoldaymışlar, sorunun temelini görmemişler. O, görü sahibidir. Tümüyle. Onunla tartışan biri, görüşlerini ne kadar dirençle savunursa savunsun, bu özgün kafanın sorunlar her zaman derinlemesine doğru bir tarzda yaklaştığını kabul etmekten kendini alamaz. Onunla aynı düşüncede olmasanız, onunkilerden farklı seçimler yapsanız da bu böyledir. Üstelik, ondaki mizah duygusu yaşama sevinci ve isteği bulaşıcıdır. Onu görmek ve tanımak gerekir. Neşe saçan bir adamdır. Bu estet, bir modern resim tutkunudur. Her şey onun ilgilendirir her şey onun memnun eder. En olağanüstü yanı da tartışma ve düşünce alışverişindeki rahatlığıdır. Jean Dausset mandarinlerin, kendilerin ezip geçmesinler diye çevresine düşünce sahibi olmayanları toplayan büyük patronların tam tersidir. Onun tutumu daima bunun karşıtı olmuştur. Asla kimseyi engellemez. Birinin bir düşüncesi mi var? Onunla birlikte bunu çözümler: “Tamam...Çok iyi..” Güvenir. Ve özellikle de gece demeden, pazar günü demeden, her zaman sizinle birlikte düşünür. Onun hoşuna giden şey budur. Çevresinde düşünce sahibi insanların olmasına gereksinim duyar. Bu onun düşüncelerini zenginleştirir. Aksi takdirde, nasıl “eğlenebilir ki”? Başka konularda olduğu gibi araştırmada da gerçek mutluluklar yalnız yaşanmaz. Aslında, bir büyük patronun, bir gence uyan tutuma sahip olması, hiç de kolay değildir. Sorun, gencin düşünce üretebilmesi için ne yapmak gerektiğini bilmek değil ( böyle şeyler siparişle olmaz) ama daha çok, onun düşüncelerini yansıtması için nasıl davranılacağını bilmektir. Dausset, iş arkadaşların öne çıkarmasını bilir. Asla onların yetkinliklerinden kuşkulanmaz. tersine! “Onu yetiştiren benim, her şeyini bana borçlu... “ biçimindeki bir söylem ona tamamen yabancıdır. Kafasının açıklığı, ona araştırmacıları yönetmede eşsiz bir yaklaşım kazandırır. Onun yaklaşım tarzını anlamadan da kendisinden yararlanmış olabilirdim. Bu tarzı, çözümlenmesinin önemini görecek kadar kavramış ve örnek alabilmiş olmaktan dolayı çok mutluyum. Bizler birbirimizden çok farklıyız. ama ben, kendi öğrencilerime ve kendi ekip üyelerime karşı gösterdiğim belli bir davranış tarzını ona borçluyum. son derece etkili bir tarz. 1979. Onun ekibinde, bağışıklık genetiğine alışarak geçirdiğim bir yıl. Kalıtımın kimyasal desteğini temsil eden, kromozomlarımızı ve genlerimiz oluşturan uzun DNA molekülünü kullanma teknikleriyle birlikte, moleküler biyolojide bir dönüm noktası belirmeye başlıyordu.(s: 23-25) Belli bir anda, bilimcilerden biri, dikkatini, yeni bir yol açabilecek küçük bir şeye yöneltir. Gerçekten yeni düşüncelere gelince, bunlar son derece enderdir. İnsan bunlardan birini bulduğunu sandığında, olağanüstü bir şeylere el atmış olduğunu umduğunda, inceleme ve çözümlemelerden sonra, aynı alanda on kişinin daha çalıştığını ya da aynı şeyi çok önceden düşündüklerini fark eder! O halde sorun, varsayımını sürüncemede bırakmamak, onu deneysel olarak kanıtlamaktadır. Varsayımını doğrulayan, öne geçer. Elbette o her şeyi alt üstü eden düşüncelere sahip biri de çıkabilir, tıpkı Jean Dausset’de olduğu gibi. Ama bu pek nadirdir. Binde bir, bir araştırmacı, kimi kez bir deha özelliği olan, tamamen kendine ait bir esine, bilimde nitel bir sıçrama yaptıracak bir buluşa sahiptir. Buna da ancak on yılda bir rastlanır, rastlanabilirse. Araştırmacının bugünkü üstünlüğü, kafasındaki fikirlerden çok, bunları gerçekleştirmek için ortaya koyduğu yeteneğe .. ve zorunlu araçları bir araya getirmek üzere sürekli dilencilik yapmaya harcadığı enerjiye, sonra da düşüncelerini kanıtlamak için sergilediği yaratıcılığa dayanır. Yeniliklerin çoğunlukla teknolojik olmasının nedeni budur. Bu bir yana, Jean Dausset, DNA üzerinde çalışma önerisine ne kadar olumlu karşıladıysa, ekibinin çoğunluğu da bir o kadar karşıydı. Esasen Cohen (yazarımız), bu toy delikanlı, moleküler genetik konusunda ne biliyordu ki? Neredeyse hiçbir şey! İşin kötüsü bu gerçekten doğruydu.(s:28)..İnsanın Jean Dausset gibi bir patronu olmasının üstünlüğü, onun hiçbir yolu araştırma dışında tutmamasıydı; ister genç ister çok genç olsun, yeter ki, kanıtları olan ve bunlara karşı biraz heyecanla yaklaşan biri çıksın. Bana gelince, benden daha deneyimli olduklarını söyleme gereken arkadaşlarım tarafından pek de iyi gözle bakılmıyordum. Kabul etmeliyim ki, dayanılmaz, tam anlamıyla çekilmez bir kibir içindeydim. Ama bir genç, kesinlikle doğru olduğu önsezisiyle iz sürerken ve deneyimsizlik ona kendinden kıdemlilerin karşı çıkmalarına aldırmama cesaret ve küstahlığı verirken, ister istemez çekilmezdir. Ve ayrıca, o, her zaman bilimsel itirazlarla değil, ama öncelikler ve kazanılmış konumlarla da karşılaştığı duygusuna sahipse, kendine nefret ettirmekten belli bir haz da alır. Gerçekte, ünlü bile olsa, hiçbir araştırmacı kendinden daha genç olanların itirazlarından korunamaz. Eğer gençlerle arasında sorun yoksa ne ala. Ama ilk anlaşmazlık patlak verir vermez, kendi kendini, hemen sorgulama ve ısrarla haklı olduğunu düşünmekten vazgeçme anı gelmiş demektir. Sonuca bağlayıp karar vermezden önce, çoğu zaman kendi kendime, benim yerimde Jean Dausset gibi biri olsa ne yapardı diye sorarım. Onun da Mendes France, Robert Debre ya da Jean Bernard’ı anma alışkanlığı vardı. Herkesin kendi başvuru kaynakları var; ama miras da budur işte. Üstelik bilimcilerin dünyası da kutsal değildir. Her yerde olduğu gibi orada da, neden orada olduklarını unutmuş insanlar vardır; bilimle gerçekten ilgilenmeyen bir grup profesyonel, kendi nüfuzlarını küçük alanını desteklemek için bilimi kullanır. Alınan sonuçlar, onları iktidar oyunundan ve ünlerini artırmaktan daha az coşkulandırır mali açıdan yeterince doyum olmadığından, hepsi de salt bilim ve insanlık yararına tutkulardan kaynaklanmayan doyumlar peşinde koşarlar. Tanınmış olmak isteyenler de vardır. Yoo ille de toplum tarafından, onları çalıştıranlar ve adlarına çalıştıkları insanlar tarafından değil, ama beş on rakip meslektaş tarafından. Neler yaptıklarını anlayan on kişiden fazla insan olmadığı için böyledir bu! Araştırmacının gündelik davranışında, adının, gerginlik içinde bilimsel yayınlarda kovalanması vardır. Bir kongre sırasında, bir bilimci ne bekler? Neyi kollar? -Benden söz edilecek mi? A, benden alıntı yapıldı! Elbette senden de.. Alıntılanmak bir saplantıdır! Bir yayın mı çıktı? Hemen metnin kaynakçasına saldırılır: -Benden alıntı yapmamış! sonra, bilimsel bir makaledeki isimlerin ve imzalayanların sırası! Geleneksel olarak sonuncu ya da birinci sıra, araştırma yöneticisinindir. Ya ikinci imzayı kim attı, üçüncüyü, sonuncuyu... Bu konuda, araştırmacılar üzerine bir antoloji, bir sosyoloji kitabı yazılabilirdi. Bir küçük alem içindeki toplumsal ürünün dayanağı! En gülüncü de bu tür tanınmışlığın yalnızca geçici olması değil, sonuç olarak gönülsüzce verilmiş olmasıdır. Bir gün sizden alıntı yaparlar, hemen sonra unuturlar, çünkü yarışma süreklidir. Ama böylesi bir didişme içinde insanların özsaygısı yaralanır ve kemirilir. Bundan hiç kimse tümüyle kaçamaz; ama bundan kurtulmayı öğrenmek gerekir. Bütün bunları keşfetmek, beni şaşkına çevirmiş ve çileden çıkarmıştı. Jean Dausset bu tür kaygıların çok üstünde ve uzağındaydı. O, bir yaratıcıdır. Hiç durmadan düşün ve üreten bilimcilerden biridir. Düşüncelerinden birinin çalınması, bu insanlar için pek de önemli değildir. Bu da, onların başkalarına karşı alabildiğince açık olmalarını, gerçek anlamda tartışabilmelerin sağlar. Dausset’ye gelince o, hepimize karşı muhteşem bir iyi niyetlilik içindeydi. Bu tutumundan herkesten çok ben yararlandım ve de aşırı ölçüde yararlandım; ama onun bundan ötürü yakındığını asla duymadım. Her koşulda o bana açık çek verdi. Başka yerlerden gelen iki araştırmacı da bana katılmıştı. Biri, diploma sıvanı geçmek zorunda olan, çok zeki, yirmi beş yaşında bir Venezüellalıydı: Luis Ascano. Diğeri, Howard Cann, Amerikalıydı. Elli beş yaşındaydı ve Amerika Birleşik Devletlerinde sağlam bir üne sahipti... Böylece üçümüz birlikte çalıştık. Bir yıl boyunca. Gece ve gündüz!. Aslında biz çalışmıyorduk. Her akşam gece yarılarına ya da sabahın ikisine dek sözcüğün tam anlamıyla bata çıka gidiyorduk. Moleküler genetiği iyi bilmiyorduk ve onu el yordamıyla öğreniyorduk... Gezip durduk, rasgele yürüdük ve olabilecek bütün hataları yaptık. Laboratuvarımız küçücüktü; üç metreye iki metre. Tezgah üstünde çalışacak yer bulamadığım için, araçlarımı lavobanın içine yerleştirmiştim! İlerlemiyorduk, bunalmış durumdaydık. Oldukça gergin dönemlerden geçiyorduk. Bulduğumuz tek rahatlama anı sabahın birine doğruydu: Saint Louis Hastanesi’nin yakınındaki Belleville’den Tunus usulü sandviç ve kuskus getirtirdik... Bizim hikaye uzadıkça uzuyordu. Aylar geçiyor ve hiç bir şey çıkmıyordu. Sekiz ayın sonunda, bizi bunca uğraştıran konu üzerinde Oxford’da bir kongre oldu: HLA bölgesinin, doğrudan DNA düzeyinde çözümlenmesi mümkün müdür? Biz sonuçlarımızdan söz etmek üzere çağrılmıştık Elimizde hiçbir sonuç yoktu. Kesinlikle hiç. Hiç. Yüze yakın insanın önünde konuşmamız bekleniyordu. ve bizimde söz almak için birbirimizle savaştığımız söylenemezdi. -Howard, sen konuşursun. En deneyimlimiz sensin. -Hayır sen! -Evet ama sen İngilizce konuşuyorsun. Oraya gittiğimizde, sonuçta, konuşması gereken bendim. Niyetlerimiz dışında, sunulacak somut bir şey kesinlikle yoktu. Kongrelerde bazen böyle şeyler olur; ama bu asla çok iyi bir şey değildir elbette. Biz hemen bir taktik geliştirdik. kendimizi kurtarmak üzere, tebliğimizi iptal ettirmek iç kongre başkanına şöyle dedik: -Biliyorsunuz, biz herkesle tartıştık. Onlar sonuçlarımızın hepsini bilmektedir, bunları sunmaya gerçekten de gerek yok... Başkan bize inanma inceliğini gösterdi. Onurumuz, şimdilik kurtulmuştu.” Derken aradan dört ay geçiyor. “İlk makaleyi yazıyoruz. çalışmamız olağanüstü bir yol açıyordu. çünkü biz, HLA sistemindeki çeşitliliğin, mutlak bir kesinlikle DNA düzeyinde ayrıştırılabileceğini ileri sürüyorduk. Makaleyi okuduktan sonra, Dausset yalnızca “müthiş” diye mırıldanmıştı.” “Buluş, genellikle Arşimet’in “Eureka!” sındaki gibi yaşanmaz. Bu, mitolojidir. Gerçekte, bir ekip bazı şeyler bulduğunda, bunların çok da fazla farkında değildir. Sonuç o denli beklenmiştir ki, insanlar ona alışmışlardır. Ortaya konduğu zaman, hanidir bilinmektedir ve kimse şaşırmaz. yalnızca, bir dahaki kongrede lafı gevelemek zorunda kalınmayacağı düşüncesiyle rahatlanır. Yeni sonuç, yalnızca onu beklemeyen kişilere gösterdiğiniz zaman bomba etkisi yapar (eğer yapacaksa). (Danile Cohen, Umudun Genleri, Kesit Yayıncılık-1995 s:28-33) “Bu kitapta anlatılan bilimsel serüvenin temel amacı olan genom nedir? Mümkün olan birçok tanımı vardır. Yalınlaştırmak için, işlevsel bakış açısından, genomun hücrelerin çekirdeğinde içerilen bilişimlerin (informations) bütünü olduğunu söyleyelim. Hücreler bölünür, bu bilişim bilgi hücreden hücreye aktarılır. canlı varlıklar ürere ve bu bilişim kuşaktan kuşağa aktarılır. Yapısal bakış açısından genom, her hücrenin çekirdeğindeki birkaç metrelik DNA’dır. DNA, gerçekten de, bu bilişimin elle tutulabilir, fizik kanıtıdır. Bizim bir yumurta ile bir sperm hücresinin karşılaşmasından doğduğumuzu herkes bilir Genetik, en çok insanlığı ilgilendiren bu ilk perdeyle başlar. İnsanın, evrimin ilerlemesine katkıda bulunması için hazzın işe karışması gerekiyordu. Bu birleşmenin sonucu bir başlangıç hücresidir, annenin karnına büzülmüş, döllenmiş bir yumurta. Bu hücrenin ikiye, dörde, sekize, on altıya.. erkek ya da dişi olarak gebelik sırasında türümüzün biçimini almak üzere bir araya gelecek olan milyarlarcasına bölündüğünü göreceğiz. Çünkü şaşırtıcı olan, bireysel farklılıklarımızı ortaya çıkaran şey olduğu kadar, ayaklarımızla, ellerimizle, duyarlı el ve ayak parmaklarımızla, yüz ifadelerimizle, ağlama ve gülme yetilerimiz ve benzerleriyle, hepimize benzer kılan şeydir. Ontogenez ’in (insanın döllenmiş yumurtadan yetişkin oluncaya kadarki gelişimini tanımlar) bu mucizesinin milyonlarca yıldan beri hep aynı biçimde gerçekleşmesi için, bir şeylerin bu üreyebilirliği YÖNETTİĞ İ Nİ kabul etmektedir. İnsan gibi karmaşık bir canlının her kuşakta aynı biçimde üremesine olanak sağlayan şey, bir programın, yani imgelemimizi oldukça aşabilecek keskinlik ve ustalıktaki büyük bir yönerge bütününün içindedir. Bu program genom ‘dur. Genom, bir bilgisayar disketinin ya da dilerseniz, çok uzun bir manyetik bantın rolünü üstlenmiştir. Daha kesin bin anlatımla, biri babadan gelen sperm hücresi diğeriyse anneden gelen yumurta ile dolu olan ve aynı temel yönergeleri taşıyan bir çift disket ya da bir çift manyetik bant gibi iş görür. Ama şu iyi anlaşılmalıdır: anneden gelen ve örneğin kafamız ve kollarımızla ilgili olan, genomumuzun bir yarısı; babadan gelen ve örneğin kalbimiz ve bacaklarımızla ilgili olanı da diğer yarısı değildir. Hayır. Sahip olduğumuz genomun yönergelerinin tümü de çifttir: kafa için iki program, bacaklar, kollar, kalp vb için ikişer program. Bu da sonuçta, oldukça pratik olan bir şeydir. İki yönergeden biri hata yaptığında ya da kötü yazılmış olduğunda, diğeri bu eksikliği giderir. Böylece, iki benzeşik yönerge aynı zamanda zarar görmedikçe bozukluk genellikle dramatik değildir. Çoğu zaman bir çaresi vardır. Yüz milyonlarca yıldan beri bu tip bir genetik düzenleme kendini kanıtlamıştır(eşeyli üreyen canlılara ait, yaklaşık bir milyar yıl öncesinin kalıntıları bulundu.). Yaşamın güvenilebilirliği yinelemelerden geçer gibi görünmektedir. Birey ölçeğinde bu genom, daha doğrusu, genomun neredeyse birbirinin eşi olan iki kopyası, aslında, organizmadaki bir hücrenin bölünmek üzere olduğu her kez kendini milyarlarca kez çoğaltır. Her hücre, yağlı bir kılıfı olan bir keseden oluşmuştur. Bu kese bir başka kese içerir; bu da çekirdektir. Anne ve babadan gelen her genom örneği hücre çekirdeği içinde tek bir sürekli iplikçik biçiminde değil, genellikle birbirine dolaşmış ve gözle fark edilemeyen iplikçik parçaları yığını halinde bulunur. Açıldıklarında, bu parçalardan her birinin uzunluğu birkaç santim kadardır. En büyüğü en küçüğünden beş kez daha uzundur. İpekten bin kat daha ince olan bu iplikçik parçaları uç uca eklenirse, bir metre elli santim olacaktır( ana ve babadan gelen örnekleri birlikte hesaba katarsak, bunun iki katı). Bu iplikçikler çok basit bir molekül olan DNA’dan oluşur. Bunu upuzun bir inci kolyeye benzetebiliriz: ana ve babadan gelen birer örnek için 3'er milyar inciden, her hücre başına topla 6 milyar. Her inci, “baz “diye adlandırılan bir kimyasal maddeye karşılık gelmektedir. Her biri kendi baş harfi ile gösterilen dört tip baz vardır: A (adenin), T ( timin), C (sitozin) ve G (guanin); bunlar genetik alfabenin dört harfini oluşturur. Bölünme anının hemen öncesinde hücre bir biçimde şişmeye ve hem anneden hem de babadan gelen genetik materyalin tümünü ikileştirmek için gerekli maddeleri yapmaya başlayacaktır. İşte tam bu anda, iplikçik yığınının, insan türünde 23 çifti bulunan ve optik mikroskop atında X şeklinde oldukça iyi görülebilen kromozomlar halinde düzeneğe girdiği görülür. Böylece her bir çiftte, bir kromozom anneden, diğeri babadan gelir. Bireyin organizmasındaki tüm hücreler, başlangıç genomunun, yani ana ve babadan gelen ilk yönergelere uygun olarak, embriyon, cenin, sonra da yetişkin organizma halinde farklılaşacak olan yumurta genomunun iki örneğinin de tam bir kopyasına sahiptirler. Böylece insan, çekirdekleri bu küçük iplikçikleri, yani yalnızca hücresel bölünme öncesinde ayrımsanabilen kromozomları içeren yüz milyarlarca hücreden oluşmuştur. Ve genomun her bir kopyası, gördüğümüz gibi, 3 milyar baz içerir. Birkaç on binlik baz içeren tikel bir parça, o sayıdaki harflerden kurulu bir sözcük oluşturur ve buna gen adı verilir. Bu sözcüklerin bütünüyse programı oluşturur. Bunlar, ileride göreceğimiz gibi, kuralları insan dilindekilere tuhaf bir şekilde yakınlık gösteren bir dilin öğeleridir. Dört harfli bir alfabe için 30 000 karakterli sözcükler Genomun bir örneği yaklaşık yüz bin sözcüğe sahiptir, biz yüz bin gen diyelim. Bunların her birinin kendi benzeri, diğer örnek üzerinde yer almaktadır. A,T,C ve G’den oluşan dört bazlı genetik alfabenin gerçekten de yalnızca dört harfi vardır. Ama yalnızca bu dört harfiyle, bizim 26 harfli alfabemizinki kadar zengin bir sözcük dağarcığı oluşturur. On harfli bir sözcük oluşturmak için kuramsal olarak 26 üzeri on birleşim olanaklıdır. Dört harften ibaret bir alfabeyle on harfli bir sözcük oluşturmak için bu kez yalnızca 4 üzeri 10, yani yaklaşık bir milyon olabilirlik vardır. Ne iyi ki, ne milyarlarca Fransızca sözcük ne de milyarlarca gen var! Doğa gibi kültür de daha makul. Alfabetik yazıya sahip insan dilleri, alfabelerinin birleşim potansiyellerinin tümünü kullanmaktan çok uzaktır. Elimin altındaki Petit Larousse’un, en kısasından en uzununa, içerdiği tüm sözcükler sonuçta yalnızca 83 500 gibi oldukça alçak gönüllü bir sayıya (özel isimler dahil) ulaşıyor! Buna, tekniklere, mesleklere ve argoya ilişkin, kullanımı sınırlı, farklı sözcük dağarcıkları da eklense 200 000 sözcükten fazlasına pek ulaşılmaz. İlginç bir rastlantıyla, genomun sözlüğü de benzer sayıda sözcük içermektedir: uzunluğu birkaç bin ile birkaç milyon karakter arasında değişen,50 000 ile 100 000 arasında gen. Genomun inci dizen oyuncuları her türlü şıkta çok fazla sabır göstermek zorundadırlar. Önemi yok. sonuç ortada.: A,T, C ve G harflerinden oluşan on binlerce bireşimiyle ortaya çıkan genom dili, en azından kendi yarattıklarının dili kadar inceliklidir. Her bir gen, hücrenin yaşamını düzenleyen ve bizim kendisinden sıkça söz edeceğimiz gerçek işçi olan bir molekülün, yani proteinin, üretimini harekete geçirecek olan bir komut verir. Bir insan yapmak için yüz bin gen yeterlidir; becerebildiğimiz milyonlarca şeye kıyasla bu sayı azdır ama besbelli ki yeterlidir. Garip ve onur kırıcı olan şey, farenin ve maymunun da bizimki kadar gene sahip görünmeleridir; hayvanlar dünyasının aşamalı-düzeni (hiyerarşi) içinden yükselen bu nanik, gizinin keşfedilmesini bekliyor. Yazım Hataları ve Hoşgörüleri Genlerin, yani genomun sözcüklerinin yazımı, hiçbir gevşekliğe yer bırakmayan Fransız dili yazımının tersine, bir insandan diğerine hafifçe değişiklik gösterebilir. Ama ne de olsa, genomun örneğini izleyen, daha az bütünlükçü başka diller de vardır. Fransız Akademisi 17. yy’da yazım kurallarını düzenlenmesinden önce Fransız dili de esasen bu durumdaydı... Ama elbette her gevşekliğin sınırları vardır. Esnek olmak için ileti yine de anlaşılır kalmak zorundadır. Genomun kabul edilebilir yazım değişiklikleri vardır;saçlara rengini, yüzlere taşıdıkları ifadeyi, dış görünümlere heybetini... yani yaşamı güzelleştiren bütün o çeşitlilikleri, bu yazım değişiklikleri sağlar. Ve hastalıkların kaynağında bulunan, dramatik sonuçlar doğuran yazım değişiklikleri de vardır. Bu iki tip değişikliğin arasındaki sınır, tıpkı normali patolojikten ayıran sınır gibi bulanık hareketlidir. Genlerin yazılışındaki gerçek yazım yanlışları nelerden oluşur? Diyelim ki bir sözcüğün o 30 000 harfinden biri (bazen bir çoğu), genetik alfabenin diğer üç harfinden biriyle yer değiştirebilir ya da ortadan kaybolabilir ya da çiftleşebilir(merhaba’nın merhapa, merhaba, mehaba olması gibi). Bu, mutasyon olarak adlandırılan şeydir(bunun nasıl ortaya çıktığını göreceğiz) ve sonuçları değişkendir: mutlu, iyi huylu, nötr ya da trajik. Mutasyon, genin kendi anlamını kaybettirecek derecedeyse ileti artık yoktur ya da anlaşılmamıştır. Diyeceksiniz ki sorun değil, genomun diğer örneği üstünde yedek bir genim var. Kuşkusuz. Ama göreceğimiz gibi, bu bazen sonuç vermez, bazen verir. Çoğu kez proteindeki değişikliğin zararlı etkisi yalnızca beslenmeye, yaşam tarzına ya da diğer etkenlere bağlı belli bir ortam içinde görülür. Bir bakıma her şey, yanlış yazılmış, bağlamına göre şu ya da bu ölçüde anlaşılan bir sözcükle karşılaşıldığındaki gibi cereyan eder. Özetlersek, mutasyonlar kimi kez iyi bir sağlıkla uyumlu farklılıklara eşlik ederler ve canlıların olağanüstü çeşitliliği böylece ortaya çıkar. Kimi kez bu mutasyonlar özellikle duyarlılık taşıyan noktaları değiştirirler ve gerçek aksaklıklara, amansız hastalıklara neden olurlar; sonuçta kimi kez de mutasyonlar bir şeyleri değiştirirler ama bu, yalnızca belli ortamlarda hastalık etkenidir ve hastalık, ancak ortam uygun olduğunda ortaya çıkar. Biyologların gelecek kuşakları hiç şüphesiz bu mekanizmanın olağanüstü ustalıklarını ve çevreyle etkileşimlerini inceleme olanağı bulacaklardır. Bugün için, biz hala, neredeyse anlaşılmaz olan ama yine de dört harfli alfabesini bildiğimiz ve ne mutlu ki, sözcüklerinin yaklaşık yüzde 1'in de tanıdığımız bir yabancı dile, yani genomun diline ulaşmak zorundayız. Üstelik, o birkaç bin sözcüğün anlamını da hiç şüphesiz kısmen biliyoruz. Bir genin bir işlevinin tanımlanmış olması, onun yalnızca bir işleve sahip olmasını gerektirmiyor. Ama her şeyden önce daha bu dilin sentaks ve gramerini bilmiyoruz, edebiyatından hiç söz etmeyelim! Yine de şimdiden erişebildiğimiz bir şey var: bu dilin sözcüklerinin belli yazım değişiklikleriyle iyice tanılanmış hastalıklar arasındaki bağlantıları kurup, saptamayı giderek daha iyi öğreniyoruz ve gerçekleştirebiliyoruz. Gerçekten de diyabetten kansere, allerjiden romatizmaya dek neredeyse bütün hastalıklar mutasyonlarla ilişkilidir. Bu hastalıklara yol açan genetik değişikliklerin bilinmesi, hastalıkların mekanizmalarının daha iyi anlaşılmasına, önlenmelerine ve hastaların tedavi edilmelerine olanak sağlayabilecektir. İşte günümüz genetiği için ulaşılabilecek hedef en azından budur. Bu, yalnızca bir başlangıç olabilir. Ama şimdiden çok coşku vericidir. (Daniel Cohen, Umudun Genleri, s:36-42) HAYVAN VE İNSAN KOPYALAMA Organ nakli, doğum kontrolü, büyük ameliyatlar derken genetikçiler, hayvan kopyalamayı da başardı. İskoçya’da Ian Wilmut, Dolly adını verdiği kuzuyu kopyaladı. Sonra Hawai’de fare, Kore’de inek, İskoçya’da domuz kopyalandı.Güney Kore de türü azalan bir kaplan türünü kopyalamaya hazırlanıyor (Hürriyet, 24 Mayıs 1999) “... Bizim (biyologların), hapsedilme tehditini de içeren sayısız ve kesin kuralla dizginlenmesi gereken büyük işadamları olduğumuz söylenir. Tüm bunlar genlerimizi oluşturan DNA’nın olası en kötü şeyleri kışkırtabileceğinin düşünülmesi nedeniyledir. Bu tamamen aptalca; çevremizde beni, DNA’dan daha az ürküten başka bir öğe düşünemiyorum.” James Watson, 1977 “Uyarı profesyonellerinin genetikçilerin uğursuz güçlerini lanetlemeleri için, 1970'li yılların başında, biyologların, DNA rekombinasyon tekniklerini oluşturarak laboratuvarlarında doğayı taklit edebileceklerini keşfetmeleri ve böylece moleküler biyolojiyi kuramsal gettosundan çıkarmaları yetti. Bilimi, özellikle de insanın bilinmesiyle ilgili olduğunda, şeytanlaştırmaya çalışan insanlara daima rastlanır. On beş yıldır, genetikçilerin uluslararası küçük topluluğu, bilimsel perhiz, sakınımlılık, otosansür, kendini sınırlama, erteleme, yanı kısacası, Watson’ın bu bölümün epigrafı olan sözlerini kendisinden aldığım, rasyonalizmin canlandırıcısı Fransız filozof Pierre- Andre Taguieff’in güzel bir biçimde söylediği gibi, araştırmaların gönüllü olarak kesilmesini buyuran bir entellektüel baskıyla karşı karşıyadır. Taguieff’in dediği gibi: Fransız usulü bilim karşıtı vahiycilik, birçok açıdan, 60'lı yılların sonunda ABD’de başlatılan büyük “acemi büyücü” avının küçük ve gecikmiş bir yansımasından başka bir şey değildir. Belki gecikmiş yansıma; ama şu son yıllarda Avrupa’da, şimdi de bizi yüzyıl sonu korkularımızdan kurtarmaya yazgılı, ahlaki uzmanlığını tuhaf bir biçimde biyoloji ve tıbba bakmış tüm bu “etik komiteler”i-de Gaulle’ün deyimiyle bu yeni tür “ıvır zıvır”ı- yaratan, bu gecikmiş yansımadır. Sırası gelmişken, tüm sanayileşmiş ülkelerin bilimsel bütçelerinin çok büyük bölümünü yutan nükleer ve askeri araştırmalar gibi diğer gerçek tehlike ve sapmalar konusunda bu komitelere danışmayı düşünen var mı? Oysa bana, insanlığın gen sağaltımından çok askeri elektronikten kaygı duyması gerekirmiş gibi geliyor. Hiç şüphesiz, bilimin şeytanlaştırılmasındaki bu yeni akım amacına ulaşamıyor; perhize çağrı, doğum kontrolünde olduğu gibi bilimsel kontrol için de zavallı bir yöntemdir. Ama gelin de, Taguieff’in terimleriyle, yalnızca kuşkunun mantığına boyun eğen, kaygan zeminden başka kanıt tanımayan ve sapmaları önleme adına, mutlak tutuculuğun biyoloji sapağına, hatta bilimin totaliter denetimine doğru bizzat sapan yeni lanetçilere laf anlatın. Biyolojideki ilerlemeler ve insanın kendi üzerinde edindiği yeni olanaklar, ahlakçıların hayal güçlerini her zaman çalıştırmıştır. Bazıları bizi, geleceğin doktor Frankenştayn’larının korkunç bir “biyokrasi”si olarak betimlemekten çekinmiyorlar. Sanki gerçek bir saygısızlık olanağı varmış gibi, bizi “insan genomuna ve bütünlüğüne saygı”nın kutsal ilkesiyle tehdit ediyorlar. Böyle bir yaklaşım, bu alandaki ilk sorumsuzun bir takım kopyalama hataları yapmadığı, onlarsız biyolojik evrimin asla olamayacağı “mutasyonlar”a başvurmadığı zamanlar, her döllenmede her zaman farklı yeni bir varlık oluşturan ve “ufak tefek düzeltmeler”le yetinen doğa olduğunu unutmak demektir. Ayrıca, aynı zamanda hekim de olan bir başka filozofun, François Dagognet’nin söylediği gibi, bizim genetik konusundaki kaygımız, tek model olarak, türün üreme engeline takıldığı hayvanlara gönderimde bulunmak gibi bir dar görüşlülüğü yansıtmaktadır. Ama bakış tarzı, karışma ve melezleşmenin sıkça görülen fenomenler haline geldiği bitkisel alan da dahil, canlıların bütününe doğru genişletildiğinde söz konusu tabu ortadan kalkmaktadır. Ve nedeni bellidir: çok eski zamanlardan beri insanlar, bitki türleri üzerinde kasıtlı değiştirmeler uyguladılar. İnsanın canlıya ilişkin mantığı bu yolla sarsıldı. Ve sonra, canlının doğal düzenini kutsallaştırmak niye? Biyolojik yönden, programlanmış olmamaya programlanmış insan, niçin başarısızlıkları da dahil olmak üzere, genetik lotarya karşısında diz çökmek ve ona saygı göstermek zorunda olacaktır kı? Genetik kalıtımıza egemen olmak hiç şüphe yok ki, insanın evriminde yeni bir evreyi işaretleyecektir; buna döneceğim. Bu evrimi bir kabusmuşçasına tasarlamak zorunda değiliz. İnsan genomunun bilinmesiyle ortaya çıkan kaygılar şu soruyla özetlenebilir: -Şimdilik bize yalnızca hastaların iyileştirilmesinin söz konusu olduğunu söylüyorsunuz. Çok iyi. Buna karşı çıkmak zor. Ama, siz genetikçilerin az ya da çok yakın bir gelecekte, insanı kendi kararınıza göre dönüştürme erkine, cüce ya da devlerden, güçlü ya da zayıflardan, üstün zekalı ya da ilkel kölelerden oluşacak “ırklar” yaratma erkine sahip olmayacağınızı bize kim garanti ediyor? Megalomaniniz ya da itaatkarlığınız sonucu, davranış genlerimizle, hatta zeka genlerimizle “oynama” eğilimi duymayacağınızı bize kim söylüyor? Şimdiden “gen nakledilmiş” fareler yapıyorsunuz, “gen nakledilmiş insan” cehennemi ne zaman? Bu kaygılar, insanın genetik kalıtına ilişkin olarak geri, kolaycı ve biyolojik bilgiye dayanmayan bir bakışı yansıtır. Son yirmi beş yıldır moleküler biyolojinin gelişimi, bize genetik rekombinasyon mekanizmalarının ve genlerin dışavurumunun iki şeyi güvence altına aldığını öğretti: insanın sonsuz çeşitliliği ve insan fenotipinin(Dip not:Fenotip, bireyin gelişimi sırasında ve çevresel etkenlerin denetimi altında genotipinin-gen kalıtının- gerçekleşmesine uyan belirgin vasıflarının bütünüdür) bozulamayacak karmaşıklığı. Bu iki biyolojik gerçekten bir parçacık haberdar olan herkes, Jim Watson gibi, hiçbir şeyin üzerinde çalıştığımız o molekülden, yani DNA’dan daha az ürkütücü olmadığı ve bunda yeni bir Pandora kutusu(Dip not: Yunan mitolojsinin güzel Pandora’sı. Prometheus’un tanrı katından çaldığı ateşi getirdiği insanları cezalandırmak için dünyaya gönderilmişti. tanrılar Pandora’ya içinde bütün kötülüklerin bulunduğu bir kutu emanet etmişti. Merakını yenemeyen Pandora kutuyu açtı ve böylece tüm kötülükler dünyaya yayıldı. Biraz da acıyarak, bilimin bu yeni engizisyoncularının kafalarının da evrensel ilk günah mitosu tarafından kurcalandığını düşünüyorum!) görmenin gülünç olacağı sonucuna varacaktır.(236-238) Karmaşık tahrip edilebilir; ama onu kolaylaştırmak, onunla “oynamak “, onu azaltmak istemek hiç de gerçekçi değildir. İnsanlığın genetik olarak tekbiçimlileştirilmesi fantezisi bir tür biyolojik anlamsızlıktır. Bunu istesek bile yapamazdık. İnsanlık, genetik yasaları kendi yararına kullanabilir, kullanabilecektir; ama onları değiştiremeyecektir. Anımsatmak gerekir mi; dönemin yaygın yinelemesine uygun biçimde, “bir üstün ırk”ın ayıklanması yoluyla türün iyileştirilmesi anlamındaki Nazi tipi öjenizm, tam bir fiyasko olmuştur.Psikopat diktatörün sanrıları, genetiğin bilgisine hiçbir şey borçlu değildi. Bu sanrılar, toplama kampları ve gaz odaları aracılığıyla girişilen bir soykırımın sözümona bilimsel doğrulanışından başka bir şey değildi. Ekonomik bunalım ve milliyetçiliklerle her türlü karanlıkçıların tırmanış dönemlerinde, ırkçı ve totaliter tüm ideolojik hortlamaları bıkıp usanmadan ifşa etmek, entellektüellerin ve bilimcilerin görevidir. Ama geçmişin vahşeti geleceğin açılımları karşısında bizi dehşetten donakalmış bir halde bırakmamalı, tabu haline gelmiş sözcükler aracılığıyla hedefimizi şaşırtmamalıdır... En son tıbbi tekniklere başvurarak ağır hastalıkları olmayan bir çocuğa sahip olmak, gebeliği önleyebilmek, çocuk düşürme hakkı, yani iyi anlaşılmıyş öjenizm, kuşkusuz bireyin tümüyle özgür seçimiyle uygulandığında iyi bir şeydir. Biz zengin ülke topluluklarının bu tartışmaları, bizim kendi ülkelerimizde yararlandığımız doğum kontrol sisteminin olanaklarına ulaşmaya çamlışan yoksul ülkelerin kadın ve erkeklerine oldukça şaşırtıcı gelebilecektir... Gerçekte, totaliter rejimlerin normalleştirici fantezilerin çok ötesinde, yüzyılın bu son çeyreğinde biyoloji, insan düşüncesini çeşitlilik ve karmaşıklığın mantığına alıştırmak için hiç şüphesiz en fazla uğraşmış olan bilimdir. Kendimi geleceğin ahlaki sorunlarını çözmek için hiçbir şekilde yetkin görmüyorum. Ben daha çok, gelecek kuşakların neyi kabul edilebilir ya da edilemez sayacaklarını bulmek için o kuşakların kendilerine güvenme eğilimindeyim. Ahlakın kendi değişmezleri vardır; ama bunlar, bilim ve bilgiyle birlikte evrimleşirler. Bugün bilgisizlikle kendimize yasakladığılmız şeylere, belki de yarın, daha iyi bir bilmenin ışığında izin vereceğiz. Okuru rahatlatır mı bilmem; ama genetiğin yasalarına egemen olmanın kaygılanacak fazla bir yanı bulunmadığını, buna karşılık umut verecek çok yanı olduğunu bana düşündüren nedenleri, burada gözden geçirmek isterim. Çeşitliliğin Genetiği Buraya kadar patolojilere yol açan mutasyonları, genomun oyunbozanlık rolünü üstlenenleri gördük. Gerçekten de genom programının en acil hedefi, bizi genetik hastalıklara karşı silahlandırmaktıdr. Ama uzun dönemli hedefi daha temellidir ve biyolojik düzenlenişimizin bütününü daha iyi anlamayı amaçlıyor. kuşaklar boyu biriken mutasyonların hepsi (bu ortalama olarak her 300 bazda bir değişiklik noktası, yani genomun bütününde yaklaşık on milyon polimorf nokta eder) hastalıklara yol açmaz. Çok şükür. Kalıtımla aktarılan bu mutasyonların büyük çoğunluğunun hiçbir kötü sonucu yoktur.(Ek Not:Genomun 3 milyar bazı arasından, ortalama olarak 300 bazdan biri insandan insana değişir. Bunlar mutasyon noktalarıdır.Bu noktalırn herbirinde baz “değişir”; ama yine de, genetik alfabenin yalnızca dört harfi olduğundan, seçim yalnızca dört olasılık arasında yapılır: A,T,C,G. Örneğin A harfi yerinde bir T, bir C, ya da bir G olacaktır. Her bir değişiklik bölgesi için, topluluk içinde en fazla yalnızca dört allel vardır..s:291) Öncelikle, mutasyohlardan çoğu basit bir istatistik olgu sonucu genomun kodlayıcı olmayan bölgelerini (DNA’nın yüzde 90'nından fazlası) etkiledikleri ve uslu uslu sessiz kaldıkları için: gözlemlenebildiği üzere fenotipte kendilerini dışa vurmazlar. Sonra da bu kez asıl genlere (protein kodlayan, DNA dizilerinden yaklaşık yüzde 10'una) düşkün mutasyonların çoğu “nötr” oldukları için... Ya ana babanın alleliyle kodlanan proteinlerle aynı işleve sahip “eş anlamlı” bir protein kodlayan geni değişime uğratırlar. Ya da organizmanın düzgün işleyişinde bir değişiklik yapmaksızın, yalnızca insanların çeşitliliğine yol açan farklı proteinleri kodlarlar. En sonunda, geriye genomu bozan mutasyonlar kalır. Yüz bin genimizi etkileyen yaklaşık bir milyon mutasyon noktası olduğu varsayılabilirken, tek ya da çok etkenli, yaklaşık üç bin genetik hazstalık saptanmıştır. Mutasyonların çeşitlendirici rollerinin, bozucu rollerinden daha ağır bastığı görülüyor. Bozuk kabul edilen genlerin sayısı hesaplanmak istenirse, kafanızda genlerimizin bir milyon ya da yalnızca 997 000 polimorf noktasını gönlünüzce birleştirmeye çalışın [Dip not: Bu sayıları yalnızca büyüklüğü göstermek için veriyorum. Gerçekte her genetik hastalık ille de bir nokta mutasyonuna denk gelmez;ama bir mutasyonlar bileşiminin ya da kromozomların rekombinasyonu sırasında ortaya çıkan kazalıarın sonucu da olabilir.)Genetik rulet düşleyemeyeceğimiz kadar çok fazla sayıda bireysel bileşim sağlar. Biz, şu ya da bu deri rengi ya da başka bir yapısal özelliği sağlayan on kadar özel allele ayrıcalık tanımak isteseydik bile geriye kalan milyonlarca allel sonsuz çeşitliliği güvenceye almaya yetecekti. İnsan türünü tekbiçimlileştirmek hiç de kolay değildir. En fazlası ve biraz kötü bir şansla, bazı çekinik hastalıkları kolaylaştırmayı başaracaktık ki, bu da esasen, çok sınırla bir topluluk içinde kuşaklar boyu uygulanan her endogamide ortaya çıkan bir şeydir ve değişkenliğin, potansiyel mozayikliği de diyebileceğimiz genel kaynağına gerçek bir zarar vermez. Bireysel değişiklikle her türlü genetik akıl yürütmenin başlangıç noktasıdır. Bu temel gözlem verisi Darwin’in ilk esin kaynağı oldu; bu veri olmaksızın onun doğal ayıklanma kuramının hiçbir anlamının olmayacağı çoğu kez unutulur.”En uygun olanın ayıklanması”na gelince, türün ortamın sonsuz çeşitliliğine uyum sağlamasına izin vermesi nedeniyle, Darwin’den sonra ileri sürüldüğünün tersine, çok daha az tekbiçimlileştiricidir. Evet, biz farklı olmaya mecburuz! Birkaç saniye için (daha fazlasına dayanılmaz) tamamen özdeş varlıklarla dolu bir dünya düşlemeye çalışalım! Rahatlayalım. Böyle bir olasılık, bir biyolojik olanaksızlıktır. Sonuçta kendimizi paylamaya, farklılık “hakkı”mızı ileri sürmeye, bizi sağduyuya zorlaması için tüm etik kaynakları harekete geçirmeye hiç gerek yok. Hoşumuza gitsin ya da gitmesin, her birimiz insan türünü aynı büyük izleği üzerindeki farklı birer değişikliğiz. Şu son yirmi otuz yıllık biyolojik araştırmanın en şaşırtıcı keşiflerinden biri (60'lı yıllarda Jean Dausset’nin öncülüğünü yaptığı HLA sisteminin aydınlatılmasıyla), yalnızca protein düzeyinde değil, genlerimiz düzeyinde de söz konusu olduğu anlaşılan bu olağanüstü insani polimorfizmdir. Mutasyonlar ve DNA rekombinasyonları bizim en iyi korumalarımız, normalleştirici heveslerimizin karşısındaki en etkili engellerdir. Farklılığa ve dolaysıyla bireye saygı içinde özgürlük, bundan böyle bir hümanist talepten daha fazla bir şeydir: haklılığını genlerimizde bulmuştur. Genetik kalıtımızın olağanüstü değişkenliğinin keşfi, yalnızca ırk kavramını değil, türe özgü temel özellikler dışındaki biyolojik “norm” kavramını da sonsuza kadar yıktı. Leonardo da Vinci güzelliğin ölçütü olacak bir altın sayı bulunduğuna inanıyordu. Çabalarına rağmen onu asla bulamadı. Çok mükemmel bir nedenden dolayı: ideal norm, bizim basitleştirici zihnimizce yaratılmış bir soyutlamadan başka bir şey değildir. Mükemmellik gibi güzelliğe atfettiğimiz kurallar da bir kültürden diğerine, bir dönemden diğerine, hatta bir bireyden diğerine göre değişir. İnsanın özdeş baskısı yoktur! Kuşkusuz, evrim her yeni türe ait yeni işlevlerin ortaya çıkmasına katkıda bulunur. Ama her türün ne bir ana öbeği ne de modeli vardır. Büyük evrim kuramcılarından biri olan Theeodosius Dobzansky’nin yazdığı gibi, genetik koşullanma yalnızca, tek bir insan doğası değil, ama insan doğaları olduğu anlamına gelir . Norm, norm olmamasıdır. Bu biyolojik gerçek, evrimin mantığını dile getirmekten başka bir şey yapmaz.(S:243) Farklılık, türün devamı için zorunludur. Öğrencilerimle beraberken daima şu düşüncenin üzerinde dururum: hepimiz farklı olduğu için hala buradayız. Aksi halde, ne iz ne de ben olacaktık. Burada olmamı, benim gibi olmamış (bugün de benim gibi olmayan ), ama belki de benim bizzat dayanamayacak olduğum bir saldırıdan sağ kalabilmiş olan ötekine borçluyum. Doğada saf soy yoktur. Olsaydı, hayatta kalamazdı. Laboratuvarda üretilenler, iste hücreler, ister drosofiller (sirke sineği) ya da beyaz fareler söz konusu olsun, özgürlüğün bedelini hemen yaşamlarıyla öderler. Eğer sivri sinekler farklı böcekölrüncülerine karşı şeytansı bir direnç gösteriyorlarsa, bu onların genetik polimorfizmlerinin her defasında bazılarının kendilerini kurtarmalarını, sonra da gelecek yok edici bombardımana kadar büyüyüp çoğalmalarını sağlaması nedeniyledir. Gelecek, dirençli azınlıklarda, marjinallerde ve uyum göstermeyenlerdedir! Buna göre, insan sivri sinekten daha az polimorf değildir. Yoksa, dünyanın bizzat yaratmış olduğu çetrefil karmaşıklıklarına nasıl uyum sağlardı? Bu polimorfizm, elli bin ya da yüz bin yıl önce homo sapiens ’in ilk marifetleri döneminde olduğu gibi, bugün için de doğrudur. küçük avcı-toplayıcı gruplar neden yaşamlarını sürdürebildiler? Tüm erkekler av için uygun bacaklara ve gözlere, tüm kadınlar yenebilecek ot ve taneleri kesin olarak tanıma yeteneğine ve hep birlikte ateşi ya da barutu yeniden icat etme becerisine sahip olmaları nedeniyle mi? Tam olarak böyle değil. Bunu iyi biliyoruz. Her insan grubu, tıpkı bugünkü gibi, miyoplarına, artiritlilerine, keskin gözlülerine ya da koşu şampiyonlarına; yavaş düşünenlerine, hızlı düşünenlerine, liderlerine ve diplomatlarına, melankoliklerine ve neşelilerine, sanatçılarına ve eylem adamlarına, serserilerine ve ahlak hocalarına vb.. sahipti. kısacası her türden ve özellikle de her konumdan insanlar bulunuyordu. Dönemin küçük sürüleri, en azından benim gibi Roy Lewis’in olağanüstü romanı Babamı Niçin Yedim’ e inanırsanız, muhtemelen kendi “tutucular”ına ve “ilerlemeciler”ine bile sahipti. Onların da, Vanya dayı gibi, toplanma çığlığı(s:244) “Ağaçlara Dönüş!” olan kendi tepkicileri ve baba Edouard gibi ateşi icat edip çayırları yaktıktan sonra, “Olanaklar olağanüstü !” diye haykırmaktan geri durmayan dirençli icatçıları vardı. Tarihöncesine dair çalakalem yazılmış bu gülünç yapıtta bilerek başvurulmuş anakronik öğelerin ardında, yazarın derin bir antropolojik gerçekliğe parmak bastığına inanıyorum. Hiç şüphe yok ki, yazarın kendilerine atfettiği bilgece dilin ötesinde, ilkel (ve yine de biyolojik olarak bizim kadar ya da az farkla evrimleşmiş) insanlar, Roy Lewis’in yeniden keşfettiği gibi, bugün bizi bölen davranışlarımızı aratmayan farklılık ve incelikteki davranışlarıyla insani entrika ve gülünçlüklere sahip bir çeşitlilik içindeydiler. Musee de l’Homme’ un son sergilerinden birinin, Hepimiz akrabayız, hepimiz farklıyız şeklindeki güzel başlığını açıklamak gerekirse, biz birbirimize benzeriz ve hepimiz farklıyız. Evet. Bunan yakınmak için ve bunun gizlenmesi için hiçbir neden yok. Mavi gözlü mü kara gözlü mü, ince-uzun mu kısa mı, beyaz tenli mi siyah ya da esmer mi.. olmak daha iyidir? Herkesin, en azından bir parça uygar olduğunu ileri süren herkesin hemfikir olacağı gibi, bunlar saçma sapan sorulardır. Ama zihinsel yeteneklerle, zekayla ve davranışlarla ilgili sorunlara gelince, karışıklık genel bir hal alır. Bazıları, yetenek ve zeka farklılıklarında genetik bir kökeni kabul etmekle insanlığa karşı bir suç işlediklerini düşüneceklerdir. Diğerleri, genlerimizin bazı sorumlulukları olduğunu bahane ederek tüm güçleriyle herkesin zekasını kendi ölçütlerine göre ölçmek ve davranışlarımızın tüm gizini hayvanlarda keşfetmek isteyeceklerdir. Gerçekte bunlar nedir? Örneğin zeka diye adlandırılan şey, doğal ya da insanın yarattığı çevrenin kavranmasını hedefleyen bir yetenekler mozayiğidir. Bu yeteneklerin bireşim mekanizması hiç şüphesiz tükenmez olanaklara sahiptir. Bir zeka geni değil, ama daha çok her insanın zekasının tek, karmaşık ve dinamıik düzenlenişini oluşturan on binlerce özellik temelindeki bir gen yığınının olması, gerçeği daha uygundur. Akla uygun tek çıkarsama bir zeka bulunmadığı, zekanın sayısız biçimlerinin olduğudur. Ortam burada fazlasıyla rol oynar. Bazı halklar, diğerleri tarafından ayrıcalıklı kılınandan farklı zeka biçimleri geliştirmek zorunda kalabilirler. Bir grup insana yaşamını Kalahari çölünde ya da Ekvator ormanlarında sürdürmesi için gereken zeka, elbette New York ya da Paris’teki bir büroda çalışmak için gereken zkanın eşi değildir. Aynı zeka değildir; ama kesinlikle eşdeğeridir. Boşimanların ya da Pigmelerin gözünde bizler cahil kişileriz. Boşimanların birbirinden ince farkları olan ve sabah ya da akşam çiğinin damıtılabileçcceği bsayısız bitkileri ayrıştırdıkları yerde, biz yalnızca çöl görürüz. Pigmeler ise, Joseph Conrad’ın Karanlığın Yüreği ’nden (Çev: Sinan Fişek, İletişim Yay: 1994) başka bir şey görmediği yerde, ormanı kolayca okurlar. Ama genetik çeşitlilik aynı kültür içindeki bireyler arasında da rol oynar. Zeka burada da,genetikçilerin polimorf diyecekleri gibi çok biçimlidir. Müzisyenin zekası matematikçinin zekasıyla belli bir benzerliğe sahip görünür;ama matematikçilerin ve müzisyenlerin kendileri çok çeşitli mizaçlara sahiptiler. Ressamın zekası yöneticinin, organizatörün, diplomatın, düzenbazın,filozofun, deneycinin,çalgı yapımcısının,icatçının, hatibin, eğitimcinin vb zekalarından başka ve şairinkiyle biraz benzerliği olabilen romancınınkiyle aynı değildir. Diğerlerinin zekasından yararlanabilme zekasına da sahip olmak ve bu durumda, anlaşılacağı üzere, en büyük çoğulculuğu savunmak mümkündür! Çevre ve kültür her şeyi açıklamaz,sonuçta genlere de başvurmak gerekir. Bir zeka biçiminde mükemmel ve ne yapılırsa yapılsın,öğrenmeye ne kadar çalışılırsa çalışılsın,bir diğerinde düz ahmak olunabilir. Kuşkusuz kültürel çevreme de eğitimime de borçlu olmadığım kendime ait bir sorun karşısında,uzun süre ben de çılgına döndüm:çabuk anlayamama sorunum var;askere çağrılan lise mezunlarının IQ ortalaması 100 görünürken,o dönem bana söylenene göre 80 civarında,çok kötü bir IQ ile değerlendirilmeme yol açan bir tür yavaşlıktan şikayetçiyim! Tıp eğitiminin sonuna gelmiş tecilli bir öğrenci olarak,keyfim yerindeydi! Ve bunu bir dram haline getirdiysem de,bazılarının,olayın anlamını kavramak için çok zaman harcadığım için böyle davrandığımı söyleyeceklerini biliyorum. (Daniel Cohen, Umudun Genleri'1993),Çeviri: Yeşim Küey,Kesit yayıncılık(1995) s:236-247)

http://www.biyologlar.com/umudun-genleri

HAYVAN COĞRAFYASI İLE İLGİLİ GENEL BİLGİLER.

Hayvan coğrafyasının görevi, belirli bir coğrafik alan içindeki hayvan türlerinin ve hayvan gruplarının yayılışını saptamak ve bu yayılışın nedenlerini açıklamaktır. Bunun için ilk olarak hayvan türlerinin saptanması gerekir. Bu saptama, bilimsel olmasa da insanlığın tarihi ile başlamıştır. Avcılık ve toplayıcılıkla geçinen ilk toplulukların çevreyi tanıma için çabaları, el sanatlarının incelenmesinden anlaşılmaktadır. Sümerler zamanında hayvan ve bitkiler saptanmış olmasına karşın, bu konuda ilk bilimsel yöntemin kullanıldığı çalışmanın, batının biraz da şövenist yaklaşımı nedeniyle, ARİSTO ile başladığı savunulmaktadır. Bir hayvan türü, çoğunlukla yeryüzünün belirli bir alanında özelleşmiş olarak yaşar. LİNNE, bu tipik alana türün habitatı demiştir. Kıta faunalarının farklılıkları, özellikle Amerika Kıtası'nın keşfinden sonra daha çok açıklık kazanmıştır, BUFFON (1750), Eskidünya hayvanlarının Yenidünya hayvanlarından tamamen farklı olduğunu saptadı. Ondokuzuncu yüzyılın büyük bilimsel gezileri, yeryüzündeki hayvansal coğrafik bölgelere ait birçok ayrıntılı bilginin elde edilmesine neden oldu [SCHLATER (1858), HUXLEY (1868) ve WALLACEA (1878)]. Daha sonraki ayrıntılı çalışmalar, bu bölgeler arasındaki farkı iyice belirginleştirmiştir. Her türün belirli bir merkezde oluştuğu, daha sonra göç ederek bugünkü yayılıma ulaştığı kabul edilmektedir. M.S. 400 yıllarında AUGUSTİNUS, adalardaki hayvanların oluşumunu tufanla açıklıyordu. İrlandalı PSEUDOAGUSTİNUS, 200 yıl sonra kendi anavatanı olan adadaki memeli hayvan faunasının, bir kara köprüsü üzerinden taşınarak ana kıtadan geldiğini savundu. Amerika Kıtası'nın keşfinden sonra konu tekrar güncel hale geldi. Karasal köprüler ile taşınma 16. ve 17. yüzyıllarda iyice kabul gördü (ZARATE, ACOSTA, KİRCHNER). AUGUSTİNUS'un dini kaynaklı görüşlerini, PARACELSUS "Yeni Oluş" adı altında yeniden bir araya topladı. Daha sonra bu görüşlere son kez 19. yüzyılda cuviER'in açıklamalarında rastlanacaktır. Ondokuzuncu yüzyılda, evrim konusundaki gelişmeler (LAMARK, DARVVİN ve diğerleri), hayvanların yayılımının açıklamasında önemli katkılar yapmıştır. Bir başka bölgede sadece taşınma ile değil, o bölgede evrimleşme ile de yeni türlerin ortaya çıkabileceği anlaşılmıştır. Bilindiği gibi, DARWiN'in Gaiapogos Adaları'ndaki ispinozları gözlemesinin, evrim kuramının ortaya çıkmasında önemli katkıları olmuştu. Fauna yayılış tarihinin anlaşılmasında en kesin ve değerli bilgiler, hem bölgenin geçmişi hem de bağlantıların kolayca anlaşılabildiği paleocoğrafyadan gelir. Permanenz Kuramı dünyanın şeklininin değişmeden kaldığını esas alarak (WALLACEA, 1876) açıklamalarını yapmış; göçleri, bugünkü bağlantı yolları ile açıklamaya çalışmıştır. Hayvan coğrafyasında, bu görüş, genç hayvan grupları, örneğin memeliler için günümüze kadar korunmuştur (DARLİNGTON, 1957). Bu yaklaşımın aksine, bugün ayrı kalmış karaların arasındaki köprülerin varlığına, 19. yüzyıldan beri gittikçe daha çok inanılmaktadır, FARBES (1846) İngiliz adalarına yerleşmenin Manş Denizi üzerinden bir kara köprüsü ile olduğunu ileri sürmüştür, HOOKER (1847), Avustralya ve Güney Amerika arasında, floristik benzerliği açıklamak için, Transokyanusya adını verdiği karasal bir köprünün olduğunu ileri sürdü. Daha sonra, RÜTİMEYER (1867), HUXLEY (1870), SCLATER (1874) ve İHERİNG (1890) tarafından ileriye sürülen, derin deniz tabanında, okyanusa ait yeni karasal köprülerin olduğu şeklindeki düşünceler, bugün terkedilmiştir. Paleontologlar, Permo-Karbon devrinde, birleşik bir güney yarımküre kara kitlesinin (Gondwana Kıtası) varolduğunu ve bunun, derin deniz tabanının çökmesi ve kırılmasından sonraki kalıntılarının bugünkü güney kıtaları ile Hint Yarımadası'nı oluşturduğunu ileri sürmüşlerdi. Son zamanlarda yapılan jeofizik ölçümler, bu kabullere önemli bilimsel açıklamalar getirmiştir, getirmektedir. Bununla birlikte birçok araştırıcının kara köprüleri kuramına itirazları devam etmektedir. WEGENER'in (1912) Kıtaların Kayma Kuramı kesinlik kazanınca, daha önce savunulan uzun biyocoğrafik bağlantılar ve köprülere gerek olmadığı, zaten bu kıtaların bir zamanlar birarada bulunduğu anlaşıldı. Bunların parçalanmasından bugünkü kara parçaları oluşmuştu. MİCHAELSEN, İRMSCHER, RENSCH ve JEANNEL gibi bazı biyocoğrafyacılar bu kuramda yer alan ana kıtalar arasındaki faunistik ilişkinin kabul edilebilir bir açıklamasını yapmakla tanındılar. Bu da kuramın yerleşmesi için destek oldu. Ancak WEGENER'in bu coğrafik temelli modeli, birçok jeologun itirazı ile karşılaştı. Birçok biyocoğrafyacı da buna hemen inanmadı ve özel gruplara ait tartışmayı yetersiz buldu. Bunlardan dolayı Kıtaların Kayması Kuramı kesin kanıtlar ortaya çıkıncaya kadar tartışma konusu olarak kaldı. Uzun bir aradan sonra Kıtaların Kayma Kuramı yeniden destekler aldı (WUNDERÜCH, 1964). Bunlar arasında derin denizlere yönelik paleontolojik, jeolojik (MAACK), stratigrafik (BEURLEN) ve biyolojik (BRUNDİN) çalışmalar sayılabilir. Tüm bunların birlikte ve açık olarak ortaya çıkması, WEGENER'in kuramının temelde ve birçok ayrıntısında doğru olduğunu göstermiştir (İLÜES, 1965). Jeolojideki yeni bilgilere göre (İLLÎES, 1965) Paleozoyik'in ana kıtası olan Gondwana ve Laurasia'nın parçalanmasından sonra Mezozoyik'ten beri gezmekte olan kara parçaları meydana gelmiştir. Sürüklenme hareketi önce pasifik kitlesine yönelmiştir. Daha sonra pasifik kenarı ile çarpışmış ve aynı zamanda Tetis iki yanlı sıkışarak Atlas, Alp, Balkan, Himalaya ve Sunda dağlarını oluşturmuştur. Eski kıtaların çekirdeklerinde, 1.7 milyar yıldan daha fazla süren uzun jeolojik zaman aralığında, hiçbir değişiklik olmamıştır. Zamanla yeni formasyonlarla daha da büyümüşlerdir. Paleozoyikte, bugünkü birçok hayvan soyunun ortaya çıkması esnasında da, bu durum varlığını sürdürüyordu. Bundan 200 milyon yıl önce (Mezozoyikte) meydana gelen büyük sürüklenme hareketiyle kara parçaları ayrıldı. Böylece bu dönemdeki hayvan soyları bütün kıtalara dağılmış oldu. Bundan dolayı kalıntı (relikt) hayvan soylarının genişleme tarihi, dünyanın genişleme tarihine dayanır.

http://www.biyologlar.com/hayvan-cografyasi-ile-ilgili-genel-bilgiler-

ARKELERİN SİSTEMATİĞİ HAKKINDA BİLGİ

ARKELERİN SİSTEMATİĞİ HAKKINDA BİLGİ

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

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

BİTKİLERDE TROPİZMALAR

Tropizmalar, bitki organlarının uyartının geliş yönüne bağlı olarak yaptıkları yönelim hareketleridir. Hareket uyartının geldiği yöne doğru ise buna "pozitif tropizma", eğer uyartının geldiği yönün aksi istikametine doğru ise buna da "negatif tropizma" adı verilir. Tropistik hareketler ayrıca uyartı çeşidine göre de isimlendirilirler. Buna göre ışık uyartısı ise "fototropizmalar", yerçekimi ile "geotropizma (gravitropizma)" nem uyartısı ise "higrotropizma", dokunma ile "tigmotropizma" gibi isimler alır. Bunlar içinde en yaygın görülenler fototropizma ve geotropizma hareketleri olduğundan bunlar diğerlerine göre daha çok araştırılmıştır. FOTOTROPİZMA Işığa yönelim anlamına gelen fototropizma bitkilerin ışıktan daha çok yararlanarak daha çok fotosentez yapmalarını sağlayan bir fizyolojik olaydır. Bitkilerin gövdeleri ve yapraklan pozitif, kökleri ise negatif fototropizma gösterirler. Gövde Fototropizması Pencere önüne konulan bitkilerin pencereye doğru eğildiklerini herkes gözlemiştir. Fizyologların merakını çeken bu olayın mekanizmasını aydınlatmak için çeşitli araştırmalar yapılmış ve teoriler ileri sürülmüştür. IAA (oksin) hormonunun keşfine de öncülük eden ve Went tarafından yapılan araştırmalar bunun ilklerinden sayılır. Daha sonra başka teoriler de ileri sürülmüştür. Yapılan ilk deneylerde tek taraflı ışık verilen koleoptillerin ışığa yöneldikleri uç kısmı kapatılan koleoptilin ise ışığa yönelmediği ve dik büyüdüğü, ucu kesilen koleoptilin ise hem yönelme hem de büyüme göstermediği belirlenmiştir. Bu deneyler, uç kısımda oksin sentezi yapıldığı ve dolayısıyla fbtotropizmada oksin hormonunun rol oynayabileceğini düşündürmüş ve çalışmalar oksinle ilgili olarak yürütülmüştür. Bu husustaki teoriler şunlardır: 1- Oksin Taşınım Teorisi: Went tarafından ilen sürülen ve aynı zamanda Chlodony tarafından da desteklenen bu husustaki ilk teoridir. Buna göre ışık etkisiyle oksinin lateral olarak ışık gören taraftan ışık görmeyen tarafa doğru taşınması sonucu iki taraf arasındaki asimetrik oksin dağılımı sebebiyle oksinin fazla olduğu ışık görmeyen taraftaki fazla büyüme sonucu bitkinin gövdesi ışığa doğru eğilmektedir. 2- Oksin Parçalanması Teorisi: Buna göre ışık gören taraftaki oksin ışığın etkisiyle inaktive olmakta veya parçalanmaktadır. Böylece ışık ve gölge taraflar arasında bir oksin ve dolayısıyla büyüme asimetrisi oluşmaktadır. Gölge tarafın lehine oluşan büyüme sonucu bitki ışığa yönelmektedir. 3- Oksin Sentez Farkları Teorisi: Bu görüşe göre, bitkilerin ışık alan kısımlarında oksin sentezi azalır. Bunun sonucu iki taraf arasında bir oksin ve büyüme asimetrisi ortaya çıkar. 4- Ġnhibitör Etkisi Teorisi: Fototropizmada oksinin asimetrik dağılımı yanında bazı inhibitör maddelerin de rol oynayabileceği ileri sürülmektedir. Ayçiçeği hipokotillerinde asimetrik IAA dağılımına rastlanmadığı halde nasıl fototropizma gösterdikleri araştırılmış ve ışık gören tarafta daha çok inhibitör madde belirlenmiştir. Ancak inhibitör maddelerin mahiyeti ve fototropizmada nasıl rol oynadıkları hususunda henüz fazla bir şey bilinmemektedir. Teorilerin ortak noktası gövdedeki fototropizmayı açıklamaları ve bunun mekanizmasını da gövdenin ışık gören ve görmeyen kısımları arasındaki oksin ve buna bağlı büyüme asimetrisine dayandırmalarıdır. Her üç teorinin de olayı aydınlatmada katkıları olduğu muhakkaktır. Nitekim radyoaktiviteli (C14 le işaretlenmiş) IAA emdirilmiş ağar bloğu bir koleoptil parçasına tek taraflı konulup koleoptilin altına da iki saf ağar yerleştirildikten sonra tek taraflı ışık verildiğinde alttaki ağar bloklardan ışık tarafındakinde daha az diğerinde ise daha fazla IAA biriktiği belirlenmiştir. Ancak üst ağardaki toplam lAA'nın tamamen alta geçmediği de anlaşılmıştır. Bu durum hem lAA'nın ışıktan gölge tarafa taşındığını hem de ışıkta parçalanmadan dolayı miktarının azaldığını düşündürmüştür. Daha sonraki çalışmalarda oksinin parçalanmasında bazı pigmentlerin rol oynadıkları belirlenmiştir. Riboflavin ve beta-karoten gibi pigmentlerin ışığı absorblayarak ışık enerjisinin lAA'nın parçalanmasında kullanıldığı bazı araştırıcılarca ileri sürülmektedir. Diğer taraftan ışığın hangi dalga boylarının bu işte etkili oldukları araştırılmıştır. Riboflavin ve beta-karoten pigmentlerinin ışık absorbsiyon spektrumları ile fototropizma aksiyon spektrumunun 400-500 nm arasındaki mavi ışınlar bölgesinde olması bu görüşü desteklemektedir. Yaprak Fototropizması Bitkilerin yaprakları da pozitif fototropizma göstererek ışığa doğru yönelirler. Yaprakların bitki üzerinde ışığı en iyi alacak şekilde ışığa karşı düzenlenmelerine "yaprak mozaikleri" denir. Duvar sarmaşığı (Hedera helix) bitkisinin yapraklarının duvar üzerinde gösterdikleri diziliş buna en iyi örnektir. Bunu bütün bitkilerde değişik derecelerde görmek mümkündür. Ancak en iyi şekilde bir yönden ışık alan ev bitkilerinde görülür. Yapraklarda görülen en ilginç hareketlerden birisi de "güneşi izleme" hareketidir. Bitkilerin çoğunda görülen bu olayda yapraklar gün boyunca güneşe belli bir açıda yönelerek onu takip ederler. Bu durum pamuk, soya, yonca ve ebegümeci bitkilerinde iyi görülür. Güneşi izleme olayı gerçek bir pozitif fototropizma hareketidir. Çünkü yaprakların düzenlenişi güneş ışınlarının yönü ile tayin edilir. Yapraklarda görülen pozitif fototropistik hareketin mekanizması bazı bilim adamlarına göre büyüme asimetrisine dayanır. Buna göre yaprakların gölgede kalan kısımlarında oksin birikirken daha çok ışığa maruz kalan kısımlarında oksin miktan azalır. Böylece gölgede kalan taraf daha fazla büyüme göstererek yaprak ışığa yönelir. Bazı bilim adamları ise yaprak yönelişini turgor asimetrisine dayandırırlar. Buna göre güneş ışınlarının yönü laminadaki ana damar boyunca dizilen hücreler vasıtasıyla algılanır ve yaprağın hareketini sağlayan pulvinustaki motor hücrelerine mesaj olarak aktarılır. Ancak mesajın taşınmasında oksinin görev yaptığı ile ilgili bulgular vardır. Belki de her iki görüş bitki türüne göre değişmektedir. Çünkü orta damar kenarında dizilmiş bulliform hücreleri ile pulvinuslardaki motor hücreleri bütün bitkilerde görülmez. Kök Fototropizması Bir bitkinin kökü tek taraftan ışıklandırıldığında kök ışıktan kaçarak aksi yönde büyümeye başlar. Yanı kökler negatif fototropızma gösterir. Bunun mekanizması tam olarak bilinmemekle birlikte bazı araştırıcılara göre oksin düzeyinin kökte yüksek olmasından dolayı ışık verildiğinde gölge tarafta çok fazla oksin birikmekte bu da büyümeyi engelleyici etki yapmaktadır. Işık tarafinda ise oksin konsantrasyonu azalır ve büyüme hızlanır. Köklerle ilgili bir husus, bitkinin köklerinin genç ve yaşlı oluşuna göre ışığa verdikleri cevap farklı olmaktadır. Genç köklerin ışığa yönelmesine karşın yaşlı köklerin kaçtığı belirtilmektedir. Bitkide çiçeklerin de genellikle pozitif forotropizma gösterdikleri bilinmekle birlikte bazen tersi olabilmektedir. Mesela, Cymbalaria vulgaris bitkisinde genç çiçeklerin pozitif fototropizma göstermesine karşılık, döllenmiş çiçeklerin negatif fototropizma gösterdikleri belirlenmiştir. Bu da bitki hareketlerinde amacın tamamen ihtiyaca cevap prensibine dayandığını gösterir. Çünkü bitkinin bu davranış değişimi ile başlangıçta çiçekler güneşe ihtiyaç duyduklarından ona yönelmekte, döllenmeden sonra ise ışığa ihtiyaç kalmamış, tohumların toprağa saçılması için çiçeklerin yönü güneşe değil toprağa dönmüştür. GEOTROPİZMA (GRAVİTROPİZMA) Yerçekimine yönelim anlamına "geotropizma" veya "gravitropizma" olarak adlandırılan bu olayda fototropizmanın tersine kökler pozitif, gövde ise negatif geotropizma gösterir. Çimlenen bir tohumdan çıkan kökçüğün aşağıya gövdeciğin de yukarıya doğru büyümesi buna tipik bir örnektir. Tohumu ters çevirirseniz dahi olayı değiştiremezsiniz. Bunda da ihtiyaca cevap prensibine göre köklerin topraktaki su ve besinlerden, gövdenin ise toprak üstünde ışık, CO2 ve O2'den istifadesi söz konusudur. Yeni çimlenmiş bir bezelye fidesinin bir boru içinde yatay olarak yerleştirilip duvara asılması halinde kökteki pozitif gövdedeki negatif geotropizmanın görünüşü. Kökün aşağıya gövdenin ise tersi yönde yukarıya büyümesi genel bir olaydır. Ama bu her zaman böyle midir? Elbette istisnaları vardır. Birçok ağaç ve çalıların yan dalları çeşitli yönlerde veya yere parelel hatta yukarıdan aşağıya geliştiği görülür. Çilek bitkisinin sürünücü gövdesi yere paralel gelişme gösterir. Rizomlu bitkilerin rizomları toprak altında fakat yüzeye paralel büyüme gösterir. Bütün bunlara rağmen genel bir kural olarak primer bitki kökleri pozitif, primer gövde ise negatif geotropizma gösterir. Sonradan oluşan yan dallar ve yan kökler gibi organlarda ihtiyaca göre geotropik cevap değişebilir. Sonradan meydana gelen yapılar yerçekiminden ya hiç veya çok az etkilenirler. Köklerin pozitif geotropizma gösterdiklerini önceden belirtmiştik. Bunun mekanizması hususunda bir çok araştırma yapılmış ve çeşitli görüşler ileri sürülmüştür. Bu görüşlere geçmeden önce bütün görüşlerde ortak noktanın yerçekimi uyartısını algılayan bölgenin kök şapkası (kaliptra) olduğunu belirtelim. Çünkü yapılan araştırmalarda şapkası uzaklaştırılan köklerin yeni şapka oluşana kadar yerçekimini algılamadıkları belirlenmiştir. Geotropizmanın mekanizması hakkında ileri sürülen görüşlerin ilki "statolit nişastası" ile ilgilidir. Bu görüşün başlangıcı hayvanlarda yerçekimi algılama sistemine dayanır. Bazı Crustaceae ve Mollusca türlerinde "statosit" adı verilen yerçekimine duyarlı organlar bulunur. Statositlerde yerçekiminden etkilenen ve statolit adı verilen bir kaç kalsiyum karbonat veya kum taneciği bulunur. Statosit organları pozisyon değiştirdiğinde içindeki statolit tanecikleri de pozisyon değiştirir. Bu pozisyon değişikliği sinir sistemini uyarır ve buna göre yerçekimi algılanır. Hayvanlardaki bu durum bitki fizyologlarına ilham kaynağı olmuş ve acaba bitkilerde de böyle bir mekanizma olamaz mı? sorusuna cevap bulmak için araştırmalar yapılmıştır. Yapılan çalışmalarda kök şapkasının (kaliptra)merkezindeki hücrelerde amiloplastlar içinde iri nişasta tanelerine rastlanmış ve kök dikey pozisyonda iken hücrenin yerçekimi tarafında yer alan nişastaların kök yatay pozisyona getirildiğinde yer değiştirerek yine yer çekimi tarafında çökeldikleri tesbit edilmiştir. Statolitlerin hücrede çökelmesiyle hücre zarına ve özellikle endoplazmik retikuluma basınç uygulayarak plasmodesnmalar vasıtasıyla yapılan madde alışverişini ve hücre zarında hormon metabolizmasını düzenlemede görev yapan enzimleri aktive ettikleri tahmin edilmektedir. Kökün pozitif geotropizmasıyla ilgili olarak savunulan görüşlerden birisi de eksinin asimetrik dağılımıdır. Yatay bırakılan bir kök bir süre sonra tekrar aşağıya yönelerek büyür. Bu kökün yerçekimi yönündeki hareketidir. Bu şekilde yatay bırakılan kökün alt yüzeyinde oksin konsantrasyonunda artış, üst yüzeyinde ise azalma tesbit edilmiştir. Bu durum gövdedekinin tersidir. Yani kökte oksin fazlalığı büyümeyi engelleyici etki gösterir ve oksinin az olduğu üst kısım daha fazla büyüyerek kökün aşağıya yönelmesini sağlar. Kökteki oksinin bu ters etkisi, etilen sentezine sebep olarak büyümeyi engellemesi şeklinde izah edilmektedir. Bir başka görüşe göre geotropizmada inhibitör maddeler rol oynamaktadır. Kök şapkasının ürettiği inhibitör bir madde kökte bazipetal olarak büyüme bölgesine taşınmaktadır. Kök yatay konumda tutulduğunda inhibitör madde yerçekiminin etkisiyle kökün alt yüzeyinde birikerek bu kısmın büyümesini engeller ve kökün üst tarafının büyümesi engellenmediğinden üst kısmın lehine meydana gelen asimetrik büyüme sonucu kök ucu aşağı kıvrılarak büyür. Ancak bu inhibitör maddenin mahiyeti açıklanamamıştır. Oksin fazlalığından dolayı oluşan etilen hormonu olduğunu ileri sürenler olduğu gibi ABA hormonu veya başka bir çeşit inhibitör olduğunu iddia eden araştırıcılar da vardır. Geotropizmada pH'nın etkili olduğunu ileri sürenler vardır. Hidrojen iyon konsantrasyonunun fazla olduğu bölgede büyümenin daha fazla olmasından dolayı asimetrik kök büyümesinin meydana geldiğini ve yerçekiminin hidrojen iyon konsantrasyonunu etkilediğini iddia edenler vardır. Bazı çalışmalara göre ise kök ve koleoptillerin yerçekimine gösterdikleri geotropik harekette Ca++ iyonları rol oynamaktadır. Yatay durumdaki kökün alt tarafında yerçekimi etkisiyle daha çok Ca+ iyonu belirlenmiştir. Bu hususta ileri sürülen mekanizmaya göre Ca++ artışı IAA artışına ve alt taraftaki bu IAA artışı ise etilen sentezine sebep olur. Buda burada büyümeyi engellediği için üst kısım lehine bir asimetrik büyümeyle kök aşağı kıvrılır. Klinostat Çalışmaları Geotropizma ile iligili çalışmalarda bazen klinostat adı verilen aletlerden yararlanılır. Klinostat, yatay bir eksen etrafında dönmeyi sağlayan alettir. Klinostata saksı içinde yatay yerleştirilen ve döndürülen bir bitkide hiç bir geotropik hareket görülmez, bitkinin kök ve gövdesi horizontal doğrultuda büyümesini sürdürür. Bunun sebebi, dönmekte olan bitkinin her tarafreşit oranda yerçekimi kuvvetine maruz kaldığından bitkide asimetrik bir hormon dağılımı oluşmamakta ve bundan dolayı asimetrik büyüme olmamaktadır Klinostat kontrol Klinostat aletine yerleştirilen ve döndürülen bitkide hiçbir geotropizma görülmezken (solda), masa üzerinde aynı şeklide konulmuş kontrol bitkisinde gövdenin yukarıya köklerin de saksı içinde aşağıya doğru büyüdüğü görülür (Önder, 1985). Geotropizma ile ilgili olarak son çalışmalardan bazısı ise NASA tarafından uzayda kurulan uzay istasyonlarında yerçekimsiz ortamda yürütülmektedir. Yerçekimi olmayan uzayda bitkilerin nasıl bir davranış gösterecekleri araştırılmaktadır. DİĞER TROPİZMALAR Tropizma hareketleri içinde en çok araştırılanlar fototropizma ve geotropizma olduğu ve diğer tropizmalar hakkında az araştırma yapıldığından bunlar hakkında şimdilik bilgi verilmeyecek sadece isimleri belirtilecektir. Diğer tropizmaların başlıcalan şunlardır: 1- Hidrotropizma: Suya yönelim 2- Kemotropizma: Kimyasal maddelere yönelim 3- Tigmotropizma: Dokunmaya duyarlı yönelim 4- Higrotropizma: Neme duyarlı yönelim 5- Travmotropizma: Yaralanmadan kaçış yönelimi

http://www.biyologlar.com/bitkilerde-tropizmalar

FOTOTROPİZMA NEDİR

Işığa yönelim anlamına gelen fototropizma bitkilerin ışıktan daha çok yararlanarak daha çok fotosentez yapmalarını sağlayan bir fizyolojik olaydır. Bitkilerin gövdeleri ve yapraklan pozitif, kökleri ise negatif fototropizma gösterirler. Gövde Fototropizması Pencere önüne konulan bitkilerin pencereye doğru eğildiklerini herkes gözlemiştir. Fizyologların merakını çeken bu olayın mekanizmasını aydınlatmak için çeşitli araştırmalar yapılmış ve teoriler ileri sürülmüştür. IAA (oksin) hormonunun keşfine de öncülük eden ve Went tarafından yapılan araştırmalar bunun ilklerinden sayılır. Daha sonra başka teoriler de ileri sürülmüştür. Yapılan ilk deneylerde tek taraflı ışık verilen koleoptillerin ışığa yöneldikleri uç kısmı kapatılan koleoptilin ise ışığa yönelmediği ve dik büyüdüğü, ucu kesilen koleoptilin ise hem yönelme hem de büyüme göstermediği belirlenmiştir. Bu deneyler, uç kısımda oksin sentezi yapıldığı ve dolayısıyla fbtotropizmada oksin hormonunun rol oynayabileceğini düşündürmüş ve çalışmalar oksinle ilgili olarak yürütülmüştür. Bu husustaki teoriler şunlardır: 1- Oksin Taşınım Teorisi: Went tarafından ilen sürülen ve aynı zamanda Chlodony tarafından da desteklenen bu husustaki ilk teoridir. Buna göre ışık etkisiyle oksinin lateral olarak ışık gören taraftan ışık görmeyen tarafa doğru taşınması sonucu iki taraf arasındaki asimetrik oksin dağılımı sebebiyle oksinin fazla olduğu ışık görmeyen taraftaki fazla büyüme sonucu bitkinin gövdesi ışığa doğru eğilmektedir. 2- Oksin Parçalanması Teorisi: Buna göre ışık gören taraftaki oksin ışığın etkisiyle inaktive olmakta veya parçalanmaktadır. Böylece ışık ve gölge taraflar arasında bir oksin ve dolayısıyla büyüme asimetrisi oluşmaktadır. Gölge tarafın lehine oluşan büyüme sonucu bitki ışığa yönelmektedir. 3- Oksin Sentez Farkları Teorisi: Bu görüşe göre, bitkilerin ışık alan kısımlarında oksin sentezi azalır. Bunun sonucu iki taraf arasında bir oksin ve büyüme asimetrisi ortaya çıkar. 4- Ġnhibitör Etkisi Teorisi: Fototropizmada oksinin asimetrik dağılımı yanında bazı inhibitör maddelerin de rol oynayabileceği ileri sürülmektedir. Ayçiçeği hipokotillerinde asimetrik IAA dağılımına rastlanmadığı halde nasıl fototropizma gösterdikleri araştırılmış ve ışık gören tarafta daha çok inhibitör madde belirlenmiştir. Ancak inhibitör maddelerin mahiyeti ve fototropizmada nasıl rol oynadıkları hususunda henüz fazla bir şey bilinmemektedir. Teorilerin ortak noktası gövdedeki fototropizmayı açıklamaları ve bunun mekanizmasını da gövdenin ışık gören ve görmeyen kısımları arasındaki oksin ve buna bağlı büyüme asimetrisine dayandırmalarıdır. Her üç teorinin de olayı aydınlatmada katkıları olduğu muhakkaktır. Nitekim radyoaktiviteli (C14 le işaretlenmiş) IAA emdirilmiş ağar bloğu bir koleoptil parçasına tek taraflı konulup koleoptilin altına da iki saf ağar yerleştirildikten sonra tek taraflı ışık verildiğinde alttaki ağar bloklardan ışık tarafındakinde daha az diğerinde ise daha fazla IAA biriktiği belirlenmiştir. Ancak üst ağardaki toplam lAA'nın tamamen alta geçmediği de anlaşılmıştır. Bu durum hem lAA'nın ışıktan gölge tarafa taşındığını hem de ışıkta parçalanmadan dolayı miktarının azaldığını düşündürmüştür. Daha sonraki çalışmalarda oksinin parçalanmasında bazı pigmentlerin rol oynadıkları belirlenmiştir. Riboflavin ve beta-karoten gibi pigmentlerin ışığı absorblayarak ışık enerjisinin lAA'nın parçalanmasında kullanıldığı bazı araştırıcılarca ileri sürülmektedir. Diğer taraftan ışığın hangi dalga boylarının bu işte etkili oldukları araştırılmıştır. Riboflavin ve beta-karoten pigmentlerinin ışık absorbsiyon spektrumları ile fototropizma aksiyon spektrumunun 400-500 nm arasındaki mavi ışınlar bölgesinde olması bu görüşü desteklemektedir. Yaprak Fototropizması Bitkilerin yaprakları da pozitif fototropizma göstererek ışığa doğru yönelirler. Yaprakların bitki üzerinde ışığı en iyi alacak şekilde ışığa karşı düzenlenmelerine "yaprak mozaikleri" denir. Duvar sarmaşığı (Hedera helix) bitkisinin yapraklarının duvar üzerinde gösterdikleri diziliş buna en iyi örnektir. Bunu bütün bitkilerde değişik derecelerde görmek mümkündür. Ancak en iyi şekilde bir yönden ışık alan ev bitkilerinde görülür. Yapraklarda görülen en ilginç hareketlerden birisi de "güneşi izleme" hareketidir. Bitkilerin çoğunda görülen bu olayda yapraklar gün boyunca güneşe belli bir açıda yönelerek onu takip ederler. Bu durum pamuk, soya, yonca ve ebegümeci bitkilerinde iyi görülür. Güneşi izleme olayı gerçek bir pozitif fototropizma hareketidir. Çünkü yaprakların düzenlenişi güneş ışınlarının yönü ile tayin edilir. Yapraklarda görülen pozitif fototropistik hareketin mekanizması bazı bilim adamlarına göre büyüme asimetrisine dayanır. Buna göre yaprakların gölgede kalan kısımlarında oksin birikirken daha çok ışığa maruz kalan kısımlarında oksin miktan azalır. Böylece gölgede kalan taraf daha fazla büyüme göstererek yaprak ışığa yönelir. Bazı bilim adamları ise yaprak yönelişini turgor asimetrisine dayandırırlar. Buna göre güneş ışınlarının yönü laminadaki ana damar boyunca dizilen hücreler vasıtasıyla algılanır ve yaprağın hareketini sağlayan pulvinustaki motor hücrelerine mesaj olarak aktarılır. Ancak mesajın taşınmasında oksinin görev yaptığı ile ilgili bulgular vardır. Belki de her iki görüş bitki türüne göre değişmektedir. Çünkü orta damar kenarında dizilmiş bulliform hücreleri ile pulvinuslardaki motor hücreleri bütün bitkilerde görülmez. Kök Fototropizması Bir bitkinin kökü tek taraftan ışıklandırıldığında kök ışıktan kaçarak aksi yönde büyümeye başlar. Yanı kökler negatif fototropızma gösterir. Bunun mekanizması tam olarak bilinmemekle birlikte bazı araştırıcılara göre oksin düzeyinin kökte yüksek olmasından dolayı ışık verildiğinde gölge tarafta çok fazla oksin birikmekte bu da büyümeyi engelleyici etki yapmaktadır. Işık tarafinda ise oksin konsantrasyonu azalır ve büyüme hızlanır. Köklerle ilgili bir husus, bitkinin köklerinin genç ve yaşlı oluşuna göre ışığa verdikleri cevap farklı olmaktadır. Genç köklerin ışığa yönelmesine karşın yaşlı köklerin kaçtığı belirtilmektedir. Bitkide çiçeklerin de genellikle pozitif forotropizma gösterdikleri bilinmekle birlikte bazen tersi olabilmektedir. Mesela, Cymbalaria vulgaris bitkisinde genç çiçeklerin pozitif fototropizma göstermesine karşılık, döllenmiş çiçeklerin negatif fototropizma gösterdikleri belirlenmiştir. Bu da bitki hareketlerinde amacın tamamen ihtiyaca cevap prensibine dayandığını gösterir. Çünkü bitkinin bu davranış değişimi ile başlangıçta çiçekler güneşe ihtiyaç duyduklarından ona yönelmekte, döllenmeden sonra ise ışığa ihtiyaç kalmamış, tohumların toprağa saçılması için çiçeklerin yönü güneşe değil toprağa dönmüştür.

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

Donnan Dengesi

Benzer şekilde örneğin bitki hücre çeperindeki orta lamelde yer alan pektik asitlerin karboksil kökü, membran lipidleri arasındaki fosfolipidler gibi sabit iyonların yerleştiği iyon kanalları kütle akışı ile mineral iyonlarının ile geçişine elektrokimyasal direnç gösterir. Görünür serbest alanda dahi iyonların suyla birlikte hareketine engel olur. Sitoplazmik membranlardaki lipidlerin çok yüksek direncinin fosfolipidlerce dengelenmesinde olduğu gibi direnci amfoterik karakteri nedeniyle değişken olan proteinler seçici bir denetim sağlar. Protein helislerinin iyon kanalı görevi oluşturdukları porun girişinde serin gibi polar amino asitlerin bulunmasına bağlıdır. Bu ( - ) yüklü amino asitler katyon difüzyonunu destekleyerek seçicilik sağlar. Porların işleyişinin anlaşılması sayesinde porları kapayan maddelerin keşfi 1991 tıp nobelini alan ilaç grubunun bulunmasını sağlamıştır. Küçük mineral iyonlarını içeren çözeltiler membrandaki sabit iyonik moleküllerle aralarında Donnan potansiyeli denen elektriksel bir potansiyel farkının doğmasına ve Donnan dengesi adı verilen dengenin oluşmasına neden olur. Bu dengenin de sağlanması için zıt yüklü maddelerin ters yönde geçişi veya suda çözünmeyen formlarının çözünür hale dönüştürülmesi gerekir. Elektrostatik Donnan dengesinin çeşitli ölçeklerde oluşması hücre içi ve hücreler arası iyonik maddelerin taşınımında ve dağılımında önemli rol oynar. Bu terimle belirtilen olayın ayırt edici temel özelliği hareketi sağlayan difüzyon potansiyel farkının membranın bir tarafındaki sulu çözelti ile membranın diğer tarafta kalan yüzü arasında oluşmasıdır. Sitoplazmadaki nükleik asitler, fosfat grupları ile ve proteinler de karboksilleri ile Donnan fazları oluştururlar. Bu anyonik gruplar membranın her iki tarafındaki katyonları kendilerine çekerek yönlendirirler. Bu şekilde de net olarak bir geçişmenin görülmediği elektrostatik bir denge kurulur. Sıvı fazdaki katyonların membrana yönlenmesi anyonların da ters yönde artan bir derişim değişimi oluşturmalarına neden olur. Termik hareketliliğin artışı bu dengenin sarsılmasına ve hareketli iyonların elektriksel potansiyel farklılıkları yaratmasına, bu arada oluşan kimyasal potansiyel farklarını dengeleyecek şekilde de geçişme yapmalarına neden olur. Canlı hücre çözünmüş maddelerin derişimini ilgili maddeleri suda çözünmeyen bileşikleri haline dönüştürerek ortamdan uzaklaştırmak veya tersine tepkimeyle serbest hale geçirerek de denetim altında tutar. Çözünür maddelerin çözünmeyen bileşiklerine dönüştürülmesi entropi azalmasına neden olan kimyasal bağlanma ile sağlanabildiğinden endojen, enerji harcanarak yürütülen aktif bir olaydır. Ancak canlı hücrede gerçekleşebilir. Bu olayın temelinde iyon aktivitesi ve bu değerin özgüllüğünden doğan sabitesi yatar. İyon aktivitesi iyonun derişimine bağlı kimyasal ve yüküne bağlı elektriksel potansiyellerinin açıklayamadığı bazı konuları açıklamakta kullanılan bir terimdir. Yükleri eşit olan iki iyondan kütlesi küçük ve elektron sayısı az olanın yükünün dipol su moleküllerini çekerek çevresine toplama gücü daha fazladır. Çevresinde daha kalın bir su zarfı oluşturur. Sözü edilen denge, seçicilik sonucu bir taraftan diğerine geçişi kısıtlanan veya engellenen iyonik maddelerin birikmesine neden olur. Bu birikimin konusu olan yüklü maddeler serbest halde kalamadığından zıt yüklü iyonlarla birleşerek çözeltinin nötralizasyonununu sağlar. Bu nötralizasyon dengesi için gereken iyonik maddelerin çözünür hale geçmesi veya dışarıdan alınması gerekir. Örneğin Ca++ iyonu, iyonik yük / su zarfı oranı büyük olduğundan porlar üzerinde büzücü etki yaparak su zarfı büyük ve iyonik yükü küçük iyonların geçişini kısıtlar, K + iyonu ise tersine olarak şişirici etki yapar ve bu iyonların geçişini kolaylaştırır. Genelde bitki hücrelerinin yoğun şekilde K, Na ve Cl alış verişi yaptığı görülür. Bu iyonların hareketlilikleri de membranlarda potansiyel farklarının doğmasına neden olur ve Cl net yükün iki taraftaki dağılımının sıfıra eşitlenmesini sağlar. Goldmann denklemi ise K, Na ve Cl iyonu geçirgenliğinin büyük oranda K seçiciliği yönünde olduğunu göstermiştir. Elektroosmoz da membrandaki bir porun iç yüzeyinde sabit halde dizilmiş iyoniklerin yüklerinin tuttuğu su zarfları zıt yüklü iyonik maddelerin su zarflarını çekmesi sonucu yürüyen osmotik alımdır. Bu şekilde oluşan elektriksel alan membranın iki tarafında elektriksel yük farklılığı doğurur. Bu da sabitlenmemiş kinetik taneciklerin kütle akışı ile çekilerek ters yönlü bir alan oluşturmasına neden olur. Bu iki zıt yönlü alanın oluşumu sırasında doğan hareketlilik ile su molekülleri sürüklenir ve iletilir, elektroosmotik su alımı olur. Benzer şekilde membran veya çeperde pektik veya proteinik iyonlara zayıf -H bağları gibi bağlarla tutulmuş, adsorbe olmuş olan zıt yönlü yonlar yerlerini alabilecek başka iyonlarla yer değiştirerek serbest hale geçer ve iletilir. Bu olaya da iyon değişimi adı verilir. İyon değişiminde aynı yüklü iyonlar birbirini ittiğinden dengeye çabuk ulaşılır, yani az miktarda madde bu olaya girebilir. Bağlanmayı sağlayan kuvvet adsorpsiyon kuvvetinden daha yüksek enerjilidir, kopması daha zordur. Ancak iyonlaşmış asidik veya bazik maddelerin hidroksonyum ve hidroksil veya karboksil kökleri bağlanmış olan katyon veya anyonların yerini alabilir. Bu arada açığa çıkan hidroksonyum ve hidroksiller de su oluşturduğundan su iletimi de sağlanmış olur. Bu olayların tümünde hidroksonyum ve hidroksil iyonları önemli rol oynadığından membranların ve özsuyun pH değeri ve değişimleri önemli rol oynar. Hücre organik asit sentezi ile pH ve amfoterlik denetimi, sentez yolu ile özsudaki serbest maddeyi bağlama veya başka maddeye dönüştürme gibi yollarla kimyasal potansiyel artışı yönünde aktif alım yaparken solunum enerjisi kullanır ve solunumun hızlandığı görülür. Ayrıca osmotik basınç ölçümlerinin kriyoskopik yöntemle yapıldığında sınır plazmoliz yöntemiyle elde edilen değerlerlerden farklı değerler vermesi ek bir su potansiyelinin olduğunu göstermiştir. Birçok bitki türünde yerüstü organları kesilerek terlemenin emiş kuvveti ortadan kaldırıldığında da kök ksileminden su salgılanması, kış uykusu kırılan birçok odunlu türünde daha hiç yaprak oluşmamışken sürgünlere su yürümesi kök basıncı denen aktif su alımının ve pompalanmasının kanıtlarıdır. Bu basıncın gün içinde değişim göstermesi, solunum inhibitörleri ve bazı bitki hormonları gibi uygulamalarla durdurulabilmesi de göstergeleridir. Aktif alım ve iletimin önemli bir göstergesi iyonun içine girdiği membranın iç tarafında, yani sitoplazma veya organelin içinde elektrik yükü artışı olmasıdır. Pasif alımda elektriksel nötralliği sağlayacak şekilde zıt yüklü iyon alımı veya aynı yüklü iyonun boşaltımı söz konusudur. Aktif geçişde membranın iki yüzü arasında da membranın kapasitansı ile orantılı olarak belli miktar membran potansiyeli farkı oluşur. Bu fark kısa bir süre sonra boşalarak sıfırlanır ve sonra tekrar artar, bu mekanizmaya da iyon pompası adı verilir. İyon pompası çalışınca membrandaki pasif geçiş olayları da doğal bir şekilde etkilenir ve membrandaki değişimi dengeleyecek yönde farklılaşır, difüzyon potansiyeli artışı ile elektrik potansiyelinin düşmesi sağlanır. Bitki hücresi membranlarının kompozisyonuna göre elektriksel dirençleri 1 - 8 Kohm / cm2 arasında değiştiğinden pompaların etkinliği membran kompozisyonunun denetlenmesi yolu ile hücre tarafından denetlenebilir. Bu sayede de bitkiler tuzlu topraklara dahi adaptasyon sağlayabilir. Membran direncinin yüksek oluşu, pompanın etkili çalışması ile aktif iletimin neden olduğu potansiyel farkı da arttığından saniyede 20 pikomol / cm2 gibi yüksek bir debi ile iyon alınabilmektedir. Aktif iletimin bir özelliği de pasif olarak yürüyen diğer olaylara göre sıcaklık değişimlerinden çok daha büyük oranda etkilenmesidir. Pasif olayların Q10 değeri yaklaşık olarak 1 civarında iken aktif alım ve iletimde bu değer birçok enzimatik olayda olduğu gibi 2 civarındadır. Bunun da nedeni membranın yaptığı enerji bariyeri etkisidir. Tıpkı enzimatik tepkimelerin aktivasyon enerjisi gereksinimindeki gibi aktif alımın olabilmesi için bu enerji düzeyinin aşılması gerekir. Bu nedenle aktif iyon alımı mekanizması bir pompaya benzer şekilde çalışır. Gerekli enerji depolanıncaya kadar alım işlemi kesintiye uğrar. Sıcaklık artışı da bu mekanizma aracılığı ile etkili olur. Aktif iyon alımının enzim kinetiğindeki Michaelis-Menten denklemine uyan değişimleri enzimler aracılığı ile yürüyen bir olay olduğunu göstermiştir. Bu tür olaylara enerji sağlayan madde bekleneceği üzere ATP’dir ve ATPaz enzimi aktivitesi de olayın denetimini sağlar. ATP hidrolizi ile açığa çıkan hidroksonyum iyonları ise ters yönde hareket ederek elektrostatik dengeyi sağlar. En iyi bilinen Na+ / K+ ATPaz’dır. İki peptid çiftinden oluşur ve Mg++ tarafından katalizlenen ATP hidrolizine bağımlıdır. Çeşitli iyon pompaları olup belli iyonlar için seçici oldukları bilinmektedir. Aktif alımın iyon seçici özelliği vardır ve yukarıda anlatılan mekanizma bunu açıklamak için yeterli değildir. Bu nedenle 1930 larda seçiciliği olan aktif taşıyıcı moleküllerin varlığı fikri ortaya atılmıştır. Deneyler benzer K+, Rb+ iyonlarının ve Ca++ ile Sr++ iyonlarının aynı taşıyıcı için rekabet ettiğini, bazı hücrelerde K+ iyonunu alıp, Na+ iyonunu boşaltan ve aynı mekanizma ile Mg++ ve Mn++ için çalışan diğer bir pompanın olduğu, Cl-, B- ve I- taşıyan tek bir sistem olduğunu gösteren deneysel veriler elde edilmiştir. Bu kadar seçici maddelerin ancak proteinler olabileceği belirtilmiş ise de 50 yıl kadar uzun bir süre kesin kanıtlar ortaya konamamıştır. Aktif pompaların varlığının bir kanıtı da dıştaki iyon derişiminin artışı ile artan solunum ve iyon alımının belli bir derişime ulaşıldıktan sonra doygunluğa erişmesidir. Bitkilerde bu değer tipik olarak 1 - 10 mmol/ gr. taze ağırlık - saatdir. Aktif alım mekanizmalarının ortaya çıkarılıp genel çerçevesi ortaya çıkarıldıktan sonra iyon alımının büyük oranda pasif şekilde alındığı ve aktif alımın hücrenin gereksinim tablosuna göre belli iyonların seçici olarak alımında rol aldığı, tamamlayıcı olduğu anlaşılmıştır.

http://www.biyologlar.com/donnan-dengesi-1

Görelilik Nedir

Albert Einstein hiç şüphesiz zamanımızın en büyük dahilerinden biriydi. Yirmi birinci ve otuz sekizinci doğum günleri arasında, bilimde birçok düzeyde büyük yankılar uyandıran bir devrimi tamamladı. İki büyük buluşu, Özel Görelilik Teorisi (1905) ve Genel Görelilik Teorisi (1915) idi. Özel görelilik yüksek hızlarla ilgilidir, genel görelilik ise kütleçekimle. Einstein’ın teorileri, son derece soyut karakterde olmalarına karşın, nihayetinde deneylerden türetilmişti ve başarılı pratik uygulamalara yol açmıştı, ki bu uygulamalar onun görüşlerinin doğruluğunu defalarca onayladılar. Einstein, 19. yüzyıl fiziğinde içsel bir çelişkiyi açığa vuran ünlü Michelson-Morley deneyinden, “bilim tarihinin en büyük negatif deneyinden” (Bernal) yola çıkmıştı. Bu deneye, ışığın görülen hızının, hareketsiz olduğu varsayılan “eter” içerisinde hareket eden gözlemcinin hızına bağlı olduğunu göstererek elektromanyetik ışık teorisini genelleştirmek üzere girişilmişti. Sonunda, gözlemci hangi doğrultuda hareket ederse etsin, ışığın ölçülen hızlarında hiçbir farklılık bulunamadı. J. J. Thomson daha sonraları, güçlü elektriksel alanlar içinde hareket eden elektronların hızlarının, klasik Newton fiziğinin öngördüğünden daha yavaş olduğunu gösterdi. 19. yüzyıl fiziğindeki bu çelişkiler özel görelilik teorisi tarafından çözüme bağlandı. Eski fizik, radyoaktivite olgusunu açıklamaktan acizdi. Einstein bunu, “eylemsiz” maddenin içine hapsolmuş muazzam miktardaki enerjinin küçük bir kısmının açığa çıkması olarak açıkladı. Einstein 1905’te İsviçre patent bürosunda bir sekreter olarak çalışırken boş zamanlarında kendi özel görelilik teorisini geliştirdi. Yeni kuantum mekaniğinin keşiflerinden yola çıkarak, ışığın uzayda bir kuantum biçiminde (enerji paketleri olarak) hareket ettiğini gösterdi. Bu yaklaşım, daha önceleri kabul edilmiş ışığın dalga teorisiyle açıkça çelişikti. Aslında Einstein eski ışığın parçacık teorisini bütünüyle farklı bir tarzda yeniden canlandırmıştı. Burada ışık, çelişik bir karaktere sahip, aynı anda hem parçacık hem de bir dalga özelliği gösteren yeni tip bir parçacık olarak görülüyordu. Bu şaşırtıcı teori, spektroskoplar kadar Maxwell denklemlerini de kapsayacak şekilde 19. yüzyıl optiğinin tüm büyük keşiflerinin muhafaza edilmesini mümkün kıldı. Fakat ışığın uzayda hareket edebilmek için, kendine has bir vasıtaya, “eter”e ihtiyaç duyduğu şeklindeki kalıplaşmış eski düşünceyi de yok etti. Özel görelilik, ışığın boşluktaki hızının, ışık kaynağının gözlemciye göre hızı ne olursa olsun, her zaman aynı sabit değerde ölçüleceği kabulünden hareket eder. Bundan, ışığın hızının evrendeki her şey için sınırlayıcı bir hızı temsil ettiği sonucu çıkarılır. Dahası, özel görelilik, enerji ve kütlenin aslında eşanlamlı olduklarını ifade eder. Bu, diyalektik materyalizmin temel felsefi postülasının –madde ve enerjinin birbirinden koparılamaz niteliğinin, hareketin (“enerji”) maddenin varoluş tarzı olduğu düşüncesinin– çarpıcı bir doğrulanışıdır. Einstein’ın kütle ve enerjinin eşdeğerliliği yasasını keşfi, onun ünlü E = mc2 denkleminde ifade edilir, bu denklem atomda hapsolmuş muazzam enerjiyi dile getirir. Evrendeki yoğunlaşmış tüm enerjinin kaynağı budur. Bu denklemde, E enerjiyi (erg olarak), m kütleyi (gram olarak) ve c de ışığın hızını (santimetre/saniye olarak) temsil eder. c2 nin gerçek değeri 900 milyar kere milyardır. Yani bir gram maddede hapsolan enerjinin açığa çıkması, hayrete düşürücü bir büyüklük olan 900 milyar kere milyar erglik bir enerji üretecektir. Bunun ne anlama geldiğine dair somut bir örnek verelim; bir gram maddede içerilen enerji, 2000 ton petrolün yakılmasıyla üretilen enerjiye eşittir. Kütle ve enerji, tıpkı Amerikan dolarının Alman markıyla değiştirilebilir oluşu gibi, yalnızca “birbiriyle değiştirilebilir” olmakla kalmaz, bir ve aynı özdürler; Einstein bunu “kütle-enerji” olarak karakterize etmiştir. Bu düşünce, çok daha derine iner ve örneğin sürtünmenin ısıya dönüştüğünü söyleyen eski mekanik kavrayıştan çok daha kesindir. Madde “donmuş” enerjinin özgün bir biçimidir, enerjinin diğer tüm biçimleriyse (ışık da dahil) kendileriyle ilişkili bir kütleye sahiptirler. Bu nedenle, madde enerjiye dönüştüğünde maddenin “yok olduğunu” söylemek tamamen yanlıştır. Einstein’ın yasası, Lavoisier tarafından geliştirilen ve kütle olarak kavranan maddenin ne yaratılabileceğini ne de yok edilebileceğini söyleyen eski kütlenin korunumu yasasının yerine geçti. Aslında dışarıya enerji veren her kimyasal reaksiyon küçük bir kütle miktarını enerjiye çevirir. Kömürün yanması gibi, 19. yüzyılda bilinen kimyasal reaksiyon türlerinde bu kayıp ölçülemezdi. Ama nükleer reaksiyon ölçülebilir bir kütle kaybını açığa vurmaya yeterli bir enerji salar. Tüm maddeler, “durgun” haldeyken bile, hayrete düşürücü miktarda bir enerji içerirler. Ne var ki, gözlenemez olduğundan, bu gerçek Einstein onu izah açıklayana kadar anlaşılmamıştı. Einstein’ın teorisi materyalizmi yıkmak şöyle dursun onu çok daha sağlam bir temelde inşa eder. Eski mekanik “kütlenin korunumu” yasasının yerine çok daha bilimsel ve çok daha genel bir kütle-enerjinin korunumu yasasına sahibiz, ki bu da termodinamiğin birinci yasasını evrensel ve çürütülemez bir biçimde dile getirir. Kütle hiçbir şekilde “yok olmaz”, sadece enerjiye dönüşür. Toplam kütle-enerji sabit kalır. Tek bir madde parçacığı bile yaratılamaz ya da yok edilemez. İkinci görüş, ışık hızının kendine özgü sınırlayıcı karakteridir: Hiçbir parçacık ışıktan daha hızlı hareket edemez, çünkü bu kritik hıza yaklaştıkça cismin kütlesi artarak sonsuz büyüklüğe yaklaşır ve böylece daha da hızlanması çok daha güçleşir. Bu düşünceler soyut ve kavranılması güç düşünceler gibi görünür. “Sağduyunun sesinin” kabullerine meydan okurlar. “Sağduyu” ile bilim arasındaki ilişki Sovyet bilimci Profesör L. D. Landau tarafından şu satırlarda özetleniyor: Sağduyu denilen şey, gündelik hayatımızda şekillenen alışkanlıkların ve kavramların basit bir genellenişinden başka bir şey değildir. Belli bir deneysellik düzeyini yansıtan belli bir anlama düzeyidir. Ve şunu ekler: Bilim sağduyu denen şey ile çatışmaktan korkmaz. Korkutucu olan şey, mevcut düşünceler ile yeni deneysel gerçekler arasındaki uyuşmazlıktır, ve eğer böyle uyuşmazlıklar vuku bulursa, bilim acımasızca daha önceleri inşa ettiği düşünceleri yerle bir eder ve bilgimizi daha üst bir düzeye yükseltir.[7] Hareket eden bir nesne kendi kütlesini nasıl arttırır? Böyle bir fikir gündelik deneyimimizle çelişir. Dönen bir topaç, bu durumdayken, görünüşte bir kütle kazanmamıştır. Oysa aslında kazanmıştır, ancak kütledeki artış miktarı o denli sonsuz küçüktür ki, her türlü pratik amaç bakımından hesaba katılmayabilir. Özel göreliliğin etkileri güdenlik olgular düzeyinde gözlenemez. Ne var ki, uç koşullarda, meselâ ışık hızına yakın çok yüksek hızlarda, görelilik etkileri rol oynamaya başlarlar. Einstein, çok yüksek hızlarda hareket eden bir cismin kütlesinin artacağını öngörmüştü. Bu yasa, normal hızlarla ilgilenirken gözardı edilebilir. Yine de, atomaltı parçacıklar saniyede yaklaşık 10.000 mil ya da daha büyük hızlarla hareket ederler ki, böylesi hızlarda görelilik etkileri ortaya çıkar. Kuantum mekaniğinin keşifleri, özel görelilik teorisinin yalnızca nitel olarak değil nicel olarak da doğruluğunu göstermiştir. Bir elektron, ışık hızının 9/10’uyla hareket ettiğinde kütle kazanır, dahası kütle kazancı tam da Einstein’ın teorisinin öngördüğü gibi 31/6 kattır. O zamandan bu yana özel görelilik defalarca sınanmış ve hepsinde de doğru sonuçlar vermiştir. Güçlü bir parçacık hızlandırıcısından (akseleratör) çıkan elektronlar, hızlandırıcıya giren elektronlardan yaklaşık 40.000 kat ağırdır ve aradaki kütle farkı hareketin enerjisini ifade etmektedir. Çok daha yüksek hızlarda, kütledeki artış, fark edilir bir hale gelir. Ve modern fizik tam da, atomaltı parçacıkların ışık hızına yaklaşan hızları gibi son derece yüksek hızlarla ilgilidir. Burada, gündelik olguları lâyıkıyla betimleyen klasik mekanik yasaları artık uygulanamazlar. Sağduyuya göre, bir cismin kütlesi asla değişmez. Bu nedenle dönen bir topaç, duran bir topaç ile aynı kütlededir. Hız ne olursa olsun kütlenin sabit olduğunu ifade eden bir yasa da bu noktadan hareketle dile getirilmişti. Daha sonraları bu yasanın yanlış olduğu görüldü. Anlaşıldı ki, kütle hızla birlikte artar. Yine de bu artış ancak ışık hızına yakın hızlarda fark edilebilir olduğundan, kütleyi sabit alırız. Gerçek yasa şöyle olabilir: “Eğer bir cisim saniyede 100 milden daha düşük bir hızla hareket ediyorsa, kütlesi milyonda birlik bir çerçevede değişmezdir.” Gündelik amaçlarımız açısından, kütlenin, hızdan bağımsız olarak sabit olduğunu kabul edebiliriz. Ancak yüksek hızlarda bu yanlıştır ve hız arttıkça, bu iddia daha da yanlış olur. Biçimsel mantığa dayalı düşünme gibi, bu da pratik amaçlar bakımından geçerli kabul edilir. Feynman şuna işaret ediyor: Felsefi olarak, yaklaşıklık yasasında tümüyle hatalıyız. Kütle bir kırıntı kadar dahi değişmiş olsa, tüm evren tablomuzu değiştirmek zorundayız. Bu durum, yasaların ardındaki düşüncelere ya da felsefeye ilişkin çok özel bir şeydir. Çok küçük bir etki bile bazen düşüncelerimizde esaslı değişiklileri gerekli kılar.[8] Özel göreliliğin öngörülerinin, gözlenen olgulara denk düştüğü kanıtlanmıştır. Bilimciler, gama ışınlarının ışık enerjisini maddeye dönüştürerek atomik parçacıklar üretebildiğini deneylerle keşfettiler. Einstein’ın öngördüğü gibi, durgun-enerjisine bağlı olarak bir parçacığı oluşturmak için gereken asgari enerjiyi de buldular. İşin aslı, bir değil iki parçacık üretiliyordu: Bir parçacık ve onun karşıtı olan “anti-parçacık”. Gama ışını deneylerinde, bir elektron ve bir anti-elektron (pozitron) elde ederiz. Ters süreç de gerçekleşir: Bir pozitron bir elektronla karşılaştığında, gama ışını üreterek birbirlerini yok ederler. Böylece, enerji maddeye dönüşür, madde de enerjiye. Einstein’ın keşfi, evrenin işleyişini çok daha esaslı bir şekilde kavramamızın temelini döşemiştir. Yüzyıllar boyunca bir gizem olarak kalan Güneş enerjisinin kaynağının açıklanmasını sağlamıştır. Maddenin kendisinin muazzam bir enerji deposu olduğu anlaşılmıştır. Maddede hapsedilen enerjinin dehşet verici gücü, Ağustos 1945’te Hiroşima ve Nagazaki’de tüm dünyanın gözleri önüne serildi. Tüm bunlar aldatıcı basitlikteki E = mc2 formülünde saklıydı.

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

Boltzmann ve Zaman

İşaret edilmesi gereken temel sorun şudur: Zaman fiziksel evrenin nesnel bir özelliği midir, yoksa tümüyle öznel bir şey, aklın bir yanılsaması veya gerçek hiçbir ilişkisinin olmadığı şeyleri tanımlamanın uygun bir biçiminden mi ibarettir? Bu sonuncu tutum, hepsi de öznel idealizm felsefesiyle yakından ilişkili bir dizi farklı düşünce ekolü tarafından şu ya da bu ölçüde savunula gelmiştir. Gördüğümüz gibi Mach bu öznelciliği bilime sokmuştu. Bu yaklaşım termodinamik biliminin öncüsü olan Ludwig Boltzmann tarafından 19. yüzyılın sonlarına doğru kesin bir biçimde yanıtlanmıştı. Ernst Mach’ın etkisi altındaki Einstein, en azından daha yolun başındayken, henüz bu yaklaşımın son derece zararlı sonuçlarını kavramadan önce, zamanı gözlemciye bağlı olan öznel bir şey olarak ele almıştı. 1905’te, özel görelilik teorisi hakkındaki makalesi, her farklı gözlemciye ilişkin “yerel zaman” kavramını ileri sürmüştü. Buradaki zaman kavramı klasik fizikten aktarılan bir düşünceyi barındırır; zamanın tersinir olduğu düşüncesini. Bu gerçekten de tamamen sıradışı ve tüm deneyimimize meydan okuyan bir kavramdır. Film yapımcıları sıklıkla, kamerayı tersine çalıştırarak elde ettikleri kamera hilelerine başvururlar; süt, bardaktan gerisin geriye şişeye akar, otobüs ve arabalar geri giderler, civcivler kabuklarına geri dönerler vesaire. Tüm bunlara verdiğimiz tepki gülmektir, zaten bu hilelerin amacı da budur. Güleriz, çünkü görmekte olduğumuz şeylerin yalnızca imkânsız olduğunu değil, saçma olduğunu da biliriz. Gördüğümüz süreçlerin tersine çevrilemeyeceğini biliriz. Boltzmann bunu kavramıştı; onun meşhur zaman oku teorisinin esasında tersinmez zaman kavramı yatar. Termodinamik yasaları bilimde büyük bir atılımı temsil ediyordu, ancak hayli tartışmaya yol açtılar. Bu yasalar, 19. yüzyılın sonlarında mevcut fizik yasalarıyla uzlaştırılamıyordu. İkinci yasa, mekanik ya da kuantum mekanik yasalarından türetilememekte ve aslında eski fizik biliminin teorileriyle kesin bir kopuşu ifade etmektedir. Entropinin* geçmiş değil gelecek yönünde arttığını söyler. Entropi, zaman içerisinde tersinmez olan bir durum değişikliğini belirtir. Dağılma yönünde bir eğilim fikri, fiziğin esas görevinin doğanın karmaşıklığını basit hareket yasalarına indirgemek olduğu şeklindeki yaygın kabul gören düşünceyle çatışmıştı. Genellikle, şeylerin daha büyük bir düzensizliğe ve zamanın akışıyla birlikte bozunmaya eğilimli olması olarak anlaşılan entropi düşüncesi, insanların her daim inandıkları şeyleri bütünüyle doğrulamaktadır: Zaman nesnel olarak vardır ve tek yönlü bir süreçtir. Termodinamiğinin iki yasası, tüm tersinmez süreçlerde gözlenen ve entropi olarak bilinen olgunun varlığını gerektirir. Bu kavramın tanımı, elde edilebilir enerji diye bilinen bir başka özelliğe dayandırılır. Yalıtılmış bir sistemin entropisi sabit kalır ya da artar, ancak azalamaz. Bunun sonuçlarından biri, “devir daim makinesinin” imkânsızlığıdır. Einstein, tersinmez zaman düşüncesini, fizikte yeri olmayan bir yanılsama olarak değerlendirmişti. Max Planck’ın sözleriyle, termodinamiğin ikinci yasası, doğada, tüm doğal süreçlerde her zaman aynı şekilde değişen bir niceliğin varolduğu düşüncesini dile getirir. Bu gözlemciye bağlı değildir, tersine nesnel bir süreçtir. Fakat Planck’ın görüşü küçük bir azınlık tarafından benimseniyordu. Bilimcilerin büyük çoğunluğu, tıpkı Einstein gibi, zamana öznel etkenler atfettiler. Einstein’ın bu sorundaki tutumu, onun nesnel süreçleri varolmayan bir “gözlemci”ye bağlı kılan bakış açısının temel zaafını sergiler. Bu hiç şüphesiz onun tüm bakış açısındaki en zayıf unsurdu ve tam da bu nedenle, onun takipçilerinin çabalarıyla en fazla popülarite kazanmış kısımdır. Einstein’ın ardından gelenler, bizzat Einstein’ın, yaşamının sonlarına doğru bu konudaki düşüncelerini değiştirmiş olduğu gerçeğinin farkında değillermiş gibi görünüyorlar. Fizik ve matematikte zaman ifadesi tersinirdir. “Zamanda tersinir bir değişmez”, aynı fizik yasalarının her iki durumda da eş derecede uygulanabildiğini anlatır. İkinci olay ilk olaydan ayırt edilemez ve zamanın akışı temel etkileşimlerde herhangi bir tercihli yöne sahip değildir. Meselâ, iki bilardo topunu çarpışmasını gösteren bir film, olayın gerçek zaman sıralanışı hakkında herhangi bir fikir vermeksizin ileri de geri de oynatılabilir. Aynı şey, atomaltı düzeydeki etkileşimler için de doğru olarak kabul edilmişti, fakat 1964’te zayıf nükleer etkileşimlerde bunun tersini kanıtlayan deliller bulundu. Uzun bir süre boyunca doğanın temel yasalarının “elektriksel yük açısından simetrik” olduğuna inanılmıştı. Meselâ, bir anti-proton ve bir pozitron, bir proton ve elektronla aynı şekilde davranır. Bugün deneyler göstermektedir ki, doğanın yasaları ancak üç temel şey –Yük, Parite ve Zaman– birleşmişse simetriktir. Bu “YPZ aynası” olarak bilinir. Dinamikte, verili bir yörüngenin yönü önemsizdi. Örneğin, zemin üzerinde sıçrayan bir top başlangıçtaki konumuna geri dönerdi. Böylece her sistem, eğer içerdiği tüm noktalar tersine çevrilirse, “zamanda geri gidebilir”. Önceden geçtiği tüm durumların basitçe izi sürülebilirdi. Klasik dinamikte, zaman (t ® –t) ya da hız (v ® –v) tersinmesi gibi değişimler matematiksel olarak eşdeğerdirler. Bu tip hesaplar herhangi bir etkileşimin söz konusu olmadığı basit kapalı sistemlerde gayet güzel işler. Ne var ki gerçekte her sistem birçok etkileşime tabidir. Fizikteki en önemli sorunlardan biri “üç cisim” sorunudur, örneğin ayın hareketi hem dünya hem de güneşin etkisi altındadır. Klasik dinamikte, bir sistem, bir kez verilmiş olan ve başlangıç noktası asla unutulmayan bir yörüngeye göre değişir. Başlangıç koşulları yörüngeyi her an için belirler. Klasik fiziğin yörüngeleri basit ve deterministiktir. Ancak hiç de bu denli kolay bir şekilde açıklanamayan yörüngeler de vardır; örneğin, sonsuz küçük bir uyarımın bile onu döndürmeye ya da salınım yaptırmaya yeterli olduğu bir sarkaç. Boltzmann’ın çalışmasının önemi, şeylerin fiziğinden ziyade süreçlerin fiziğiyle ilgilenmiş olmasındaydı. Elde ettiği en büyük başarı, atomların özelliklerinin (kütle, yük, yapı) nasıl olup da maddenin görünür özelliklerini (viskozite, ısıl iletkenlik, difüzyon, vb.) belirlediğini göstermekti. Düşünceleri tüm yaşamı boyunca çirkin saldırılara maruz kaldı, fakat 1900’den çok kısa bir süre önce gerçekleşen atom fiziğinin keşifleriyle ve bir sıvı içerisinde asılı kalan mikroskobik parçacıkların rasgele hareketlerinin (“Brown hareketi”) ancak Boltzmann tarafından geliştirilen istatistiksel mekanik aracılığıyla açıklanabileceğinin anlaşılmasıyla birlikte onun görüşleri de kanıtlanmış oldu. Çan biçimli Gauss eğrisi, bir gazdaki moleküllerin rasgele hareketini betimler. Artan sıcaklık, moleküllerin ortalama hızında ve hareketleriyle bağlantılı olan enerjilerinde bir artışa yol açar. Clausius ve Maxwell bu soruna tekil moleküllerin yörüngeleri açısından yaklaşırken, Boltzmann moleküller topluluğunu ele aldı. Onun kinetik denklemleri gazlar fiziğinde önemli bir rol oynar. Süreçlerin fiziğinde büyük bir ilerlemeydi bu. Bilim çevreleri tarafından bir deli olarak değerlendirilen Boltzmann büyük bir öncü idi. Doğanın nesnel bir özelliği olarak zamanın tersinmez tabiatını tespit etmeye girişmekten vazgeçmeye zorlanan Boltzmann, sonunda 1906’da intihara sürüklendi. Klasik mekanik teorisinde bir film üzerinde önceden tanımlanmış olayları oynatmak kesinlikle mümkünken, pratikte bu mümkün değildir. Meselâ, dinamik teorisinde, sürtünme ve çarpışma gibi şeylerin olmadığı ideal bir dünyamız vardır. Bu ideal dünyada, verili bir hareketin içerdiği tüm değişmezler başlangıçta sabitlenmiştir. Hiçbir şey onun gidişatını değiştiremez. Bu araçlarla, tümüyle statik bir evren görüşüne ulaşırız, burada her şey pürüzsüz, lineer denklemlere indirgenmiştir. Görelilik teorisinin mümkün kıldığı devrimci ilerlemelere rağmen Einstein, yüreğinde, statik, uyumlu bir evren düşüncesine bağlı kalmıştı, tıpkı Newton gibi. Newton mekaniğinin ve hatta kuantum mekaniğinin hareket denklemleri kendi içlerinde bir tersinmezlik taşımazlar. Bir filmi ileri ya da geri oynatmak mümkündür. Ancak doğada bu genel olarak geçerli değildir. Termodinamiğin ikinci yasası, düzensizliğe dönük tersinmez bir eğilimi öngörür. Rasgeleliğin zamanla sürekli arttığını ifade eder. Son zamanlara kadar, doğanın temel yasalarının zamanda simetrik oldukları düşünülmekteydi. Oysa zaman asimetriktir ve yalnızca tek yönde ilerler, geçmişten geleceğe. Geçmişten gelen fosilleri, ayak izlerini, fotoğrafları ya da ses kayıtlarını görebiliriz, fakat gelecekten gelenleri asla. Yumurtaları bir omlet yapmak için karıştırmak ya da bir fincan kahvenin içine şeker ya da süt koymak çok kolaydır, ama bu süreçleri tersine çevirmek hiç de kolay değildir. Banyodaki su kendi ısısını çevredeki havaya transfer eder, ama tersi gerçekleşmez. Termodinamiğin ikinci yasası “zamanın oku”dur. Öznelciler, kimyasal afinite, ısı iletimi, viskozite vb. gibi tersinmez süreçlerin “gözlemci”ye bağlı olduğu itirazını yükseltmişlerdi. Gerçekte, bunlar doğada olup biten nesnel süreçlerdir ve yaşam ve ölümle tanışık olan herkes için apaçıktırlar. Bir sarkaç (en azından ideal bir durumda) başlangıçtaki konumuna geri salınabilir. Ancak herkes bilir ki, bir bireyin yaşamı ancak tek bir yönde ilerler, beşikten mezara. Bu tersinmez bir süreçtir. Kaos teorisinin önde gelen teorisyenlerinden biri olan Ilya Prigogine, zaman sorununa büyük bir dikkat sarf etmişti. Brüksel’de bir öğrenci olarak fizik çalışmaya başladığı ilk dönemlerde Prigogine, “özellikle de ilk eğitiminin esasen tarih ve arkeoloji üzerinde yoğunlaşmasından ötürü, bilimin zaman hakkında söylediği çok az şey olması karşısında hayrete kapıldığını” hatırlatır. Klasik mekanik (dinamik) ile termodinamik arasındaki ihtilâfa ilişkin olarak Prigogine ve Stengers şunları yazarlar: Belli bir dereceye kadar, bu ihtilâfla diyalektik materyalizmi ortaya çıkartan ihtilâf arasında bir benzerlik vardır. ... “Tarihsel” olarak adlandırılabilecek –yani gelişme ve değişme yeteneğine sahip– bir doğa ... tanımlamıştık. Materyalizmin ayrılmaz bir parçası olarak doğanın bir tarihi olduğu düşüncesi, Marx tarafından ve ayrıntılarıyla da Engels tarafından ileri sürülmüştü. Fizikteki çağdaş gelişmeler, tersinmezlik tarafından oynanan yapıcı rolün keşfi, böylece, uzun zaman önce materyalistler tarafından sorulan bir soruyu doğa bilimleri çerçevesi içinde de ortaya koydu. Onlara göre, doğayı kavramak, onu, insanı ve insan toplumlarını üretme yeteneğinde olan bir şey olarak kavramak anlamına geliyordu. Üstelik Engels Doğanın Diyalektiği’ni yazdığı sıralarda, fiziksel bilimler, mekanik dünya anlayışını reddetmiş ve doğanın tarihsel gelişimi düşüncesine yaklaşmış gibi görünüyordu. Engels üç temel keşiften bahseder: Enerji ve onun nitel dönüşümlerine hükmeden yasalar, yaşamın temel taşı olarak hücre ve Darwin’in türlerin evrimini keşfi. Bu büyük keşiflerin ışığında Engels, mekanik dünya görüşünün ölmüş olduğu sonucuna çıkmıştı. Yazarlar zamanın öznel yorumlanışına karşı şu sonuca varıyorlar: “Zaman tek bir yönde akar, geçmişten geleceğe. Zamanla oynayamayız, geçmişe geri gidemeyiz.”

http://www.biyologlar.com/boltzmann-ve-zaman

Zaman Nedir ?

Çok az sayıda düşünce insan bilincine zaman kadar derin bir şekilde nüfuz etmiştir. Zaman ve uzay fikri, insan düşüncesini binlerce yıl işgal etmiştir. Bunlar, ilk bakışta basit ve kavranılması kolay şeylermiş gibi görünebilirler, çünkü günlük deneyimimizle çok sıkı bağları vardır. Her şey uzay ve zaman içinde varolur, bu nedenle de bu kavramlar tanıdık kavramlar gibi görünürler. Ne var ki, tanıdık olan şeyin mutlaka kavranmış olması gerekmez. Daha yakından bakıldığında, zaman ve uzay, kavranması o denli kolay olan şeyler değildirler. 5. yüzyılda, St. Augustine şunu fark etmişti: “O halde nedir zaman? Eğer bana birileri sormazsa, zamanın ne olduğunu bilirim. Ama eğer bana onun ne olduğunu soran birine zamanı açıklamak istersem, bilmiyorum.” Sözlükler de bu noktada pek yardımcı olmuyor. Zaman, “bir süre” olarak tanımlanıyor ve süre de “zaman” olarak. Bu bizi bir adım bile ileri götürmez! Gerçekte, zaman ve uzayın doğası, oldukça karmaşık bir felsefi sorundur. İnsanlar geçmiş ve geleceği birbirinden açık bir şekilde ayırt ederler. Fakat zaman duygusu, insanlara ve hatta hayvanlara özgü bir şey değildir. Gündüz bir yöne, gece başka yöne dönen bitkiler gibi organizmalar da, genellikle bir çeşit “iç saate” sahiptirler. Zaman, maddenin değişen durumunun nesnel bir ifadesidir. Ondan bahsetme biçimimizde bile bu ortaya çıkar. Zamanın “aktığından” söz etmek yaygındır. Aslında, sadece nesnel sıvılar akabilirler. Tam da bu metaforun seçilmesi, zamanın maddeden ayırt edilemez olduğunu kanıtlar. Zaman yalnızca öznel bir şey değildir. Fiziksel dünyada varolan gerçek bir süreci dile getiriş biçimimizdir. Zaman bu nedenle, tüm maddelerin sürekli bir değişim durumunda oldukları gerçeğinin ifadesidir aslında. Tüm nesnel varlıkların oldukları şeylerden başka bir şeye dönüşme kaderi ve zorunluluğudur. “Varolan her şey yok olmayı hak eder.” Her şeyin altında bir ritim duyusu yatar: Bir insanın kalp atışları, konuşma ritmi, yıldız ve gezegenlerin hareketi, gelgitin yükselişi ve alçalışı, mevsimlerin değişimi. Bunlar insan bilincine, keyfi hayaller olarak değil, evren hakkındaki esaslı bir hakikati dile getiren gerçek bir olgu olarak derin bir şekilde kazınmıştır. Bu noktada insan sezgisi yanılgı içinde değildir. Zaman, tüm biçimleriyle maddenin ayrılmaz özellikleri olan hareket ve durum değişikliğini ifade etme tarzıdır. Dilde kullandığımız zamanlar vardır, gelecek, şimdiki ve geçmiş zaman. Aklın bu muazzam keşfi, insanlığın, kendisini zamanın esaretinden kurtarabilmesini, somut durumun ötesine geçebilmesini ve yalnızca burada ve şu anda değil, en azından zihnimizde, geçmişte ve gelecekte de “var” olmasını mümkün kıldı. Zaman ve hareket birbirinden ayrılmaz kavramlardır. Bunlar, yaşamın tümüne ve, düşünme ve hayal gücünün her dışavurumu da dahil, dünya hakkındaki tüm bilgimize esas teşkil eder. Ölçme, ki tüm bilimin köşe taşıdır, zaman ve uzay olmaksızın imkânsız olurdu. Müzik ve dans zamana dayanır. Sanatın kendisi, yalnızca fiziksel enerjinin sunuluşunda değil tasarımda da mevcut bulunan bir zaman ve hareket hissi taşımaya çabalar. Bir tablonun renkleri, şekilleri ve çizgileri, göze yüzey üzerinde belli bir ritim ve tempoyla kılavuzluk ederler. Sanat faaliyetiyle iletilen bu özel ruhsal durumu, düşünceyi ve duyguyu ortaya çıkaran şey budur. Zamansızlık, sanat faaliyetini tanımlamakta sıklıkla kullanılan bir sözcüktür, ama bu sözcük amaçlananın gerçekten de tam tersini ifade eder. Zamanın yokluğunu tasarlayamayız, çünkü zaman her şeyde vardır. Zaman ve uzay arasında bir fark vardır. Uzay aynı zamanda konum değişimi olarak değişimi de ifade edebilir. Madde uzayda varolur ve onun içinde hareket eder. Ancak bunun gerçekleşme biçimi sonsuz sayıdadır: İleri, geri, yukarı, aşağı, şu ya da bu derecede. Uzayda hareket tersinirdir.* Zamanda hareket ise tersinmezdir. Bunlar maddenin aynı temel özelliğini, yani değişimi dile getirmenin iki farklı (ve aslında çelişik) yoludur. Mevcut yegâne Mutlaklık budur. Uzay, Hegel’in terminolojisini kullanırsak, maddenin “başkalığı”dır, zaman ise, maddenin (ve aynı şey olan enerjinin) onun aracılığıyla, olduğu şeyden bir başka şeye sürekli değiştiği süreçtir. Zaman –“içinde hepimizin tükendiği ateş”– çoğunlukla yıkıcı bir etken olarak görülür. Ancak zaman bir o kadar da, sürekli öz-oluşum sürecinin ifadesidir, ki bu süreç vasıtasıyla madde sürekli olarak sonsuz bir biçimler dizisine dönüşüp durur. Bu süreç, organik olmayan maddede, her şeyden önce de atomaltı düzeyde çok açık bir biçimde görülebilir. Değişim fikri, zamanın geçmesinde dile geldiği şekliyle, insan bilincine derin bir şekilde nüfuz eder. Edebiyattaki trajik unsurun, yaşamın geçip gitmesindeki keder duygusunun temelidir bu. Zamanın durmak bilmez hareketi hissini canlı bir biçimde ele alan Shakespeare’in sonelerinde en güzel ifadesine ulaşır bu duygu: Çakıllı sahillere yol alan dalgalar gibi, Kendi sonlarına koşuşturur dakikalarımız da; Geçip gidenin yerine gelen her biri, Hepsi ilerleyen bir yürüyüş kolunda. Zamanın tersinmezliği yalnızca canlı varlıklar için mevcut değildir. Yalnızca insanlar değil, yıldızlar ve galaksiler de doğar ve ölürler. Değişim her şeyi etkiler ama yalnızca olumsuz bir biçimde değil. Ölümün yanı başında yaşam vardır, ve düzen kaostan kendiliğinden çıkagelir. Çelişkinin iki tarafı birbirinden ayrılamaz. Ölüm olmaksızın yaşamın kendisi de mümkün olmazdı. Her insan yalnızca kendisinin değil, kendi olumsuzlanmasının ve kendi sınırlarının da farkındadır. Doğadan geliyoruz ve doğaya geri döneceğiz. Ölümlü varlıklar, birer fani varlık olarak kendi yaşamlarının ölümle sonuçlanmak zorunda olduğunu anlarlar. Eyüp Kitabı’nın hatırlattığı gibi: “İnsan ki, kadından doğmuştur. Günleri kısadır ve sıkıntıya doyar. Çiçek gibi çıkar ve solar; ve gölge gibi kaçar ve durmaz.”[1] Hayvanlar ölümden aynı şekilde korkmazlar, çünkü onun hakkında bir bilgileri yoktur. İnsanoğlu, ölümden sonra hayali bir doğaüstü varoluşa sahip ayrıcalıklı bir mezhep oluşturmakla, kendi kaderinden kaçmaya girişmiştir. Sonsuz yaşam fikri neredeyse tüm dinlerde şu veya bu biçimde vardır. Bu günahkâr dünyadaki “Gözyaşı Vadisi” için bir teselli sağlayacağı varsayılan Cennetteki hayali ölümsüzlüğe bencilce susamışlık duygusunun ardındaki itici güç budur. Böylece yüzyıllardır insanlara, öldüklerinde mutlu bir yaşam beklentisiyle dünyadaki sıkıntılara ve acılara uysalca boyun eğmeleri öğretilmiştir. Her bireyin göçüp gitmek zorunda olduğu iyi bilinir. Gelecekte, insan yaşamı kendi “doğal” uzunluğunun çok ötesine geçecektir; yine de bu yaşamın sonu gelmek zorundadır. Ancak tek tek insanlar için geçerli olan şey türler için geçerli değildir. Çocuklarımız sayesinde, dostlarımızın anıları sayesinde ve insanlığın çıkarlarına yaptığımız katkılar sayesinde yaşayacağız. Arzu etme hakkına sahip olduğumuz yegâne ölümsüzlük budur. Kuşaklar ölür gider, ama yerine insan eyleminin ve bilgisinin alanını geliştiren ve zenginleştiren yenileri gelir. İnsanlık dünyayı fethedebilir ve ellerini göklere uzatabilir. Gerçek ölümsüzlük arayışı, insanlar kendilerini öncekinden daha yüksek bir düzeyde yeniledikçe, insan gelişiminin ve mükemmelleşmesinin bu sonu gelmez sürecinde somutlanır. Bu nedenle, önümüze koyabileceğimiz en büyük hedef, öteki dünyadaki hayali bir cennetin hasretini çekmek değil, bu dünyada bir cennet inşa etmenin gerçek toplumsal koşullarını elde etmek için mücadele etmektir. İlk deneyimlerimizden, zamanın önemini kavrama noktasına gelmişizdir. Bu nedenle, birilerinin, zamanı bir yanılsama, aklın bir icadı olarak düşünmüş olması şaşırtıcıdır. Bu fikir günümüze kadar inatla sürdürülmüştür. Gerçekte, zamanın ve değişimin salt birer yanılsama olduğu düşüncesi yeni değildir. Bu fikir, Budizm gibi antik dinlerde ve Pythagoras, Platon ve Plotinus’un idealist felsefelerinde de mevcuttur. Budizmin özlemi, zamanın son bulduğu nokta olan Nirvana’ya ulaşmaktı. “Her şey hem kendisidir hem de değildir, çünkü her şey akar” ve “aynı nehre iki kere girilmez” derken zamanın ve değişimin doğasını doğru bir şekilde anlamış olan, diyalektiğin babası Herakleitos idi. Devirsel bir değişim fikri, mevsimlerin değişimine mutlak bağımlı olan tarım toplumunun bir ürünüdür. Eski toplumların üretim tarzına kök salan durgun yaşam tarzı, ifadesini durgun felsefelerde bulur. Katolik Kilisesi Copernicus ve Galileo’nun kozmolojisini içine sindiremezdi, çünkü bu kozmoloji, dünya ve topluma mevcut bakış açısına meydan okumuştu. Eski, ağır aksak köylü yaşamını ancak kapitalist toplumda sanayinin gelişimi altüst etmişti. Üretimde yerle bir edilen şey yalnızca mevsimler arasındaki fark değil, aynı zamanda, makineler günde 24 saat, haftada yedi gün, yılda elli iki hafta yapay ışıkların göz kamaştırıcı parlaklığı altında çalıştığına göre, gece ve gündüz arasındaki farktır da. Kapitalizm üretim araçlarını ve onunla birlikte insanın aklını da devrimcileştirmiştir. Ne var ki, bu sonuncusunun ilerleyişinin ilkinin ilerleyişinden çok daha yavaş olduğu da kanıtlanmıştır. Aklın muhafazakârlığı, fazlasıyla eskimiş düşüncelere, miadını çoktan doldurmuş eski kesinliklere, ve nihayet ölümden sonra yaşam umuduna dört elle sarılmaya dönük çabalarda açığa çıkar. Son onyıllarda, evrenin bir başlangıcı ve bir sonu olması gerektiği fikri kozmolojik büyük patlama teorileri tarafından yeniden canlandırıldı. Bu yaklaşım, evreni birtakım sırrına vakıf olunmaz planlara göre hiçlikten yaratan ve kendisi gerekli gördükçe onu sürdürmeye devam eden bir doğaüstü varlığı kaçınılmaz olarak içerir. Musa, İsa, Tertullian ve Platon’un Timaeusu’nun eski dini kozmolojisi, bazı modern kozmologların ve teorik fizikçilerin yazılarında inanılmaz bir şekilde tekrar baş gösteriyor. Bunda yeni olan hiçbir şey yok. Geri dönüşsüz bir çöküş aşamasına giren her toplumsal sistem, kendi ölümünü her zaman dünyanın ya da dahası evrenin sonu olarak sunar. Yine de evren, dünyadaki şu ya da bu geçici toplumsal formasyonun kaderinden bağımsız olarak varolmaya devam eder. İnsanlık, yaşamaya, mücadeleye ve tüm aksiliklere rağmen gelişmeye ve ilerlemeye devam eder. Böylece her dönem bir öncekinden daha yüksek bir düzeyde varolur. Ve genel olarak bu sürecin bir sınırı yoktur.

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

ANTİSENS TEKNOLOJİLERİ HAKKINDA BİLGİ

ANTİSENS TEKNOLOJİLERİ HAKKINDA BİLGİ

Antisens teknolojisi insan, hayvan ve bitkilerdeki hastalıkların daha spesifik tedavisi ve yeni keşifleri için ayrıca, fonksiyonel genomik çalışmalar için çok güçlü silahlardan oluşan uygun tekniklerdir. Antisens teknoloji olarak bilinen yöntemde, antisens RNA moleküllerinin hedef genin RNA mesajına spesifik olarak bağlanarak gen ifadesinin moleküler düzenlenişine engel olunmaktadır. Hastalıkların oluşumunda büyük bir paya sahip olan proteinlerin üretimini durdurmak için bu teknoloji, oligonükleotidler olarak adlandırılan modifiye olmuş ya da olmamış DNA/RNA segmentlerinin kullanımını içermekte ve hücre içinde, nukleus ve protein üretim bölgeleri arasındaki genetik bilginin iletimini bloke etmektedir (1). Antisens nükleik asit sekanslarının hedef olacak spesifik mRNA’ ya bağlanması veya hibridizasyonu, genin genetik mesajının kesilmesine yol açmaktadır. Bir genin genetik mesajının hücresel proses ile kesilmesi “Knock - Down” veya “Knock – Out” olarak isimlendirilir. Bu proses, bu genin işleyişini saptamak için araştırıcılara olanak sağlamıştır. Diğer bir önemli antisens teknolojisi ise"RNA interferens" olarak adlandırılır. Antisens alanındaki araştırmalar RNAi (RNA interferens) ’nin keşfi ile hız kazanmıştır. Doğal olarak oluşan bu mekanizma sekansa spesifik olup ilk kez Caenorhabtidis elegans nematodunda keşfedilmiştir. Çoğu ilaç (Drug) proteinlere bağlanırken, antisens moleküller kendilerine komplementer hedef RNA ile eşleşirler. Antisens oligonükleotidler mRNA’ nın translasyonunu bloke eder veya RNAaz – H ile mRNA’ nın degredasyonuna neden olurlarken, ribozim ve DNA enzimleri hedef RNA’ yı keserler. RNAi yaklaşımları, RISC ile etkileşen siRNA (small interfering RNA) molekülleri ile gerçekleştirilir (2). Antisens Oligonükleotidler Oligonükleotid bazlı antisens tekniklerin birçok ortak yanı vardır ve genetik mesajın eleminasyonu veya baskılanması üzerine çok başarılı yöntemler uygulanmıştır. Sentetik oligonükleotid sekansın antisens etkisi 1970 yıllarında Zamecnik ve Stephenson tarafından gösterilmiştir. Bu araştırmacılar Rous Sarcoma virusün (RSV)35SRNA’ sının 5’ ve 3’ uçlu nükleotid sekansını kullanarak viral integrasyonda önemli olarak görünen 21 nükleotidlik tekrarlayıcı sekansları identifiye etmişler ve viral sekansın bir kısmına komplementer olan d(AATGCTAAAATGG)13 mer’ lik oligonükleotidi sentezlemişlerdir. Bu sentetik oligonükleotid sekansı RSV ile enfekte olmuş fibroblast hücre kültürlerine verildiğinde, viral üretim büyük ölçüde inhibe olmuştur. Böylece araştırmacılar önemli sekanslara hibridize olarak onları bloke eden oligonükleotidlerin viral integrasyonu inhibe ettiği sonucuna varmışlardır. Hücreye verilen bu oligonükleotide “hibridon” adı verilir (1). Şekil 1. Farklı antisens stratejilerinin karşılaştırılması Sentetik oligonükleotidler, genetik proseslerde bir ajan olarak kullanılmak isteniyorsa bir takım konular aydınlatılmalıdır. Bu konuların en önemlisi “Kalıcılık”tır. Sentetik oligonükleotidler yabancı bir hücreye verildiklerinde hemen endonükleazlara yem olurlar. Onun için bu oligonükleotidlerin endonükleazlardan korunması gerekir. Mümkün olan koruma modifikasyonları 2003 yılında Kurreck tarafından 3 tip olduğu ortaya çıkmıştır. Birinci sınıf modifikasyon, DNA ve RNA nükleotidlerindeki baz veya fosfat bağlarının değişimidir. DNA nükleotidlerinde olmayan, RNA nükleotidlerindeki 2’(OH) hidroksil grubu olan (Riboz) modifiye edilebilir. Bu modifikasyon, nukleaz degredasyonuna karşı bir tür kamuflajdır. 1969 yılında araştırıcılar fosfat bağlarında köprü oluşturmayan oksijen atomundan birini sülfür ile yer değiştirmişlerdir. Bu modifikasyon insan serumunda 10 saatin üzerinde nükleazlara karşı dayanıklı bir şekilde kalmış, aynı sekansa sahip modifiye olmamış oligonükleotid ancak 1 saat kalabilmiştir. Bu modifikasyona fosforotiat denmiştir. 1990 yıllarında başka araştırıcılar kültüre edilmiş hücrelerde HIV replikasyonuna karşın fosforotiatın etkili bir hibridon olduğunu bulmuşlardır. Diğer yandan, fosforotiatlı nükleotidler azda olsa hibridizasyon kinetiği düşük ve spesifik olmayan proteinlere bağlanarak sitotoksik etkiye neden olan özelliklere sahiptirler (1). İkinci sınıf modifikasyon, Riboz şekerinin 2’ pozisyonundaki alkil modifikasyonlar içeren RNA nükleotidleridir. Bu modifikasyonların en önemli ikisi, 2’-O-metil (OMe) ve 2’-O-metoksi-etil (MOE)RNA’ larıdır. Modifikasyona uğramış antisens oligonükleotidlerin hibridizasyon afinitesi arttırılmış ve daha düşük bir toksik etki yaratmışlardır. 2’-O-alkil modifikasyonlarının en önemli eksikliği, en güçlü antisens mekanizması olan RNAaz-H kesimine elverişli olmamasıdır. Buna karşın avantajı da, istenmeyen çeşitli kesimleri baskılayarak bazı proteinlerdeki beklenen değişik kesimlerin ifadesini arttırmasıdır. Antisens etki için, RNAaz-H kesimi, nukleazlara dayanıklılık için 2’-O-alkil modifikasyonlarının tercih edilmesi araştırıcıları yeni bir modele ihtiyaçları olduğu gerçeğini ortaya çıkarmış ve araştırmacılar, bu her iki karakteristiği bir araya getirerek antisens oligonükleotid formunda hibrid bir oligonükleotid oluşturmuşlardır. Bu oligonükleotid nukleazların degredasyonundan internal bloğu koruyan 2’-O-metil ile modifiye olmuş ribonükleotidler ile, RNAaz-H kesimini uyarmak için deoksinükleotidlerin merkezi bloklarını içermektedir(1). Bu model diğer antisens konularına cevap oluşturmak için henüz gelişmemiştir. Modifiye olmamış oligonükleotidler, DNA : DNA ve DNA : RNA dublekslerini oluştururken , DNA ve RNA hedeflerinin tanınmasına yüksek afinite sağlayan çeşitli modifikasyonların sentezleri büyük çaba gerektirmektedir. Modifiye olmamış DNA:DNA ve DNA:RNA dubleksleri ile karşılaştırıldığında, DNA ve RNA’lara hibridize olduğunda termal stabilitesi yükselmiş bir çeşit nükleik asit analoğu geliştirilmiştir. Bu modifikasyon üçüncü sınıf antisens oligonükleotidleri oluşturur. Bu sınıf 4’e ayrılır. Peptid nükleik asitler (PNAs), 2’-floro N3-P5’-fosforoamidler, 1’, 5’- anhidroheksitol nükleik asitler (HNAs) ve locked nükleik asitler (LNA)’dır. 3.sınıf modifikasyonlar ile hibridizasyonda termal stabilite artmış ve hedefin tanınması zenginleşmiştir. Bu tipler arasında ençok bilinen PNA’dır (1991). Şeker fosfat bağları poliamid bağları ile tümüyle değişmiştir. Bu oluşumlar stabiliteyi arttırıcı ve yüksek hibridizasyon kinetiği sağlarkan, hücreye verilimi ve RNAaz H kesim mekanizması için elverişli değildir. PNA’lar, fosforotiat ve 2’-O-alkil RNA’lardan sonra üzerinde çalışılmış ve başarı sağlanmış oluşumlardır (2002). Bu 3.sınıf oluşumlar arasında en yeni olan LNA’lardır. LNA’larda da termal stabilitenin arttığı ve hedef tanınmasının zenginleştiği görülmüştür (1). RNA İnterferens (RNAi) İlaç sanayi, tedavi amaçlı gen baskılanması için her geçen gün kendini yenilemektedir. Daha önceki araştırmalar, antisens oligonükleotid ve ribozimleri kapsayan sekansa – spesifik RNA baskılanması üzerineydi. Bazı pozitif sonuçlar, bu ilaç platformunda elde edilirken, stabilite, hedefi bloke etme potansiyeli, hücreye iletimi ve hedef sekans seçimi gibi teknik konular, klinik olarak ilaçların etkinliğinin gelişimini yavaşlatmıştır. Son yıllarda, nükleik asit bazlı gen inhibisyon yaklaşımlarının klinik olarak gelişiminde yeniden bir etki yaratma potansiyeline sahip olan RNA interferens (RNAi), gen regülasyonunun yeni bir mekanizması olduğu gerçeğini ortaya çıkarmıştır (3). A. Normal transkripsiyon ve translasyon prosesi B. DNA’yı hedefleyen ajanlar ile transkripsiyonun önlenmesi C. pre–mRNA hedeflenmesi ile olgun mRNA’nın oluşumunun engellenmesi D. Translasyonel aparatürlerin engellenmesi ile translasyonun bloke edilmesi E. RNAaz- H ile mRNA’nın etkileşimi sonucu translasyonun önlenmesi (1). RNAi, bitkilerde, solucanlarda, mayalarda ve insanlar arasında yüksek oranda korunmuş, doğal olarak oluşan biyolojik bir prosestir. Hücre içinde iki bölümden oluşan bir yol izine sahiptir. Hücrede oluşan öncül dubleks RNA molekülü ilk olarak, Dicer endonukleaz ile 21-23 nükleotidlik kısa fragmentlere ayrılır. siRNA (short interfering RNA) olarak bilinen bu effektör RNA’ lar, RNA uyarıcı protein kompleksi ile etkileşir (RNA inducing silencing protein compleks; RISC). Bu protein kompleksi, siRNA’nın bir ipliğini lider sekans olarak kullanarak, hedef homolog RNA’ları kesmektedir. Bitkilerde, RNAi hücre savunmasında rol oynar; virus infeksiyonundan, transpozonlardan (sıçrayıcı gen) ve tekrarlayıcı sekansların uygun olmayan ifadelenmesinden, hücreyi korumaktadır. Memeli hücreleri de benzer savunma sistemine sahiptir. Bu endogenik RNA’lar, veya miRNA (microRNA ), dicer tarafından siRNA effektörlerine dönüştürülür ve çeşitli hücresel proseslerde örneğin, çoğalma, apoptozis ve farklılaşmada görev yapan genlerin ifadesinin düzenlenmesinde rol oynar. siRNA molekülleri, kimyasal olarak sentezlenip ekzogenik olarak memeli hücrelerine verildiğinde, hücresel RISC kompleksine maruz kalır ve siRNA’ya homolog olan RNA’ların parçalanmasına aracılık eder (3). RNAi, gen işleyişinin validasyonu ve hızlı identifikasyonunda, hedef ilaç keşfinde, biyolojik kaynak olarak devrim yapmış, hatta 2002 yılında, “Science Magazine” tarafından “yılın keşfi” olarak nitelendirilmiştir ve bazı şirketler, RNAi bazlı tedaviler geliştirme yönünde adımlar atmıştır (3). RNAi Tedavisinin Avantajları Spesifitesi Sekans bazlı gen inhibisyon teknolojilerinin potansiyel avantajlarından birisi, herhangi bir gen için tedavi amaçlı dizayn edilebilmesidir. Özellikle, tek bir allelde mutasyonla oluşan onkoloji ve genetik nörolojik hastalıklar alanında sadece defektif genin ifadelenmesini seçici olarak bloke etme fırsatı yaratılmıştır. Bunun yanında, tek bir polimorfizim ile ayırd edilebilen hedef sekansı identifiye etmek önemsiz değildir. Ayrıca, optimal siRNA’ nın hedef seçimi limitli olsada, RNAi aktivitesi önemli sayılmaktadır. Kanser ve nörolojik hedefler de, allele spesifik olacak kadar yeterli bir spesifiteye sahiptir (2). Şekil 3. Memeli sistemlerindeki RNA interference mekanizması (4) Potansiyel Etkinliği Optimal dizaynı ve hedef sekans seçiminde kurallardaki farklılıklardan dolayı gen inhibisyon teknolojisinin etkinliğini direk olarak karşılaştırmak zor olmakla birlikte, RNAi bazlı inhibisyon, antisens oligonükleotidler ile başarılmış çalışmalardan daha etkindir (2). Değişkenliği RNAi hedef bölgelerini identifiye etme kolaylığı, RNAi’ nin süper etkinliği ile ilişkili olabilir. Optimal RNAi etkinliliği için gerekli olan kurallar saptanmış olsa da, CG içeriği ve 3’ uçlarının kompozisyonu temel parametreler olarak karşımıza çıkmaktadır. Diğer yandan, ribozim ve antisens oligonükleotid hedef sekanslarını identifiye etmek, kesim için gerekli olan özel sekans motiflerinin uygunluğu ile sınırlandırılmıştır. Bir grup gende bulunan multipli sekansları uyarabilen RNAi – bazlı inhibisyon ile değişkenlik daha kolaydır (2). RNAi Tedavisinde Öne Çıkan Noktalar Hücreye İletimi Hücreye verilim problemi, sadece RNAi tedaviye özgü değildir fakat, RNAi bazlı ilaçların klinik olarak kullanımına önemli bir engel olarak görülmemektedir(2). RNAi Effektörleri RNAi effektörleri, 2 farklı yaklaşımla hücreye verilmektedir. İlki, laboratuvarda sentezlenmiş siRNA’lar bir ilaç gibi verilir. Diğeri ise, gen terapi yaklaşımı yani, shRNA (small hairpin RNA) kodlayan DNA, hücrelere verilir ve böylece shRNA’ nın hücre içi ifadelenmesi başlatılmış olur. Daha sonra shRNA’ lar, konukçu hücre tarafından aktif siRNA’ ya dönüştürülür. DNA yaklaşımının potansiyel avantajı, verilen plasmid DNA’ların yüksek stabilite içermesidir yani, her bireysel DNA kalıbından sentezlenmiş olan shRNA’ ların büyük miktarını içeren hücresel amplifikasyon basamağından oluşmaktadır. İlaveten, ister genoma integre olan, ister epizomal formda replike olabilen DNA’ yı stabil ifade vektörü şeklinde vermek de mümkündür (2). Lokal Verilimi Antisens ilaçların başarılı lokal uygulamasına en iyi örnek olarak “göz” verilebilir. Göz içine direk olarak siRNA’ların lokal injeksiyonu ile, yaşla ilişkili oluşan makular dejenerasyonun RNAi bazlı tedavisi geliştirilmiş ve ayrıca, merkezi sinir sistemi içine direk iletimi de mümkündür (2). Sistemik İletimi Sistemik verilim, siRNA’nın stabilizasyonuna, effektörün istenen dokuyu hedef alması ve hücresel alınımın kolaylığına gereksinim duyar. siRNA ilaçlarının hücresel alınımı ve stabilitesini geliştirmek için gerekli olan yaklaşımlar, nükleik asitin kimyasal değişimi ve koruyucu partiküller içine effektörün çeşitli yöntemler ile paketlenmesini içeren antisens oligonükleotid uygulaması için de geçerlidir. Effektörün özel hücre tiplerini hedef alması için, farklı ligand ve antikorların RNAi effektörü ile konjuge olması gereklidir. Viral vektörlerin kullanımı, RNAi effektörünün sistemik verilmesi için kullanılabilir fakat, viral vektörler klinik olarak hücreye iletilmesi için gerekli olan dokuya spesifik tropizm ve transdüksiyonu sağlasa da, her tip viral vektör, risk ve güvenlik sorunlarını beraberinde getirmektedir (2). Güvenlik İstenen etkilerin oranını en üst düzeye çıkarmak, her tedavinin ana temelini oluşturur. Kemoterapi, interferens tedavisi ve yüksek oranda aktif antiretroviral tedavilerde bu oran ideal değildir ve tedavi ile birlikte toksisite önemli bir seviyeye ulaşabilir. RNAi, hedeflenen genin spesifitesini arttırma yetisine sahip olurken, hücrenin herhangi bir ekzogenik (siRNA veya iletim ajanı) moleküle maruz kalması, normal hücresel işleyişini bozabilir (2). Hedef Dışı Etkileri Spesifite, en önemli avantajlardan biri olmasına karşın, hedef dışındaki etkileri hala sorundur çünkü, genin inhibisyonunda aracılık eden siRNA’ların minumum homoloji seviyesini saptayan parametreler henüz bilinmemektedir. İnhibisyon sonucunda siRNA’nın sekansına bağlı olarak tek iplikli RNA ile 11 baz çiftlik bir homoloji gösterdiği bulunmuştur (2). Spesifik Olmayan Etkileri Spesifik olmayan etkileri konusunda RNAi için toksisite 2 kattır. Çünkü, hem hücreye verilmesi hem de siRNA’nın kendisi beklenmedik hücresel tepkiler doğurabilir. İlk olarak, bazı katyonik lipozomlar, siRNA’nın hücreye verilmesinde kullanılmış ve interferon molekülleri uyarılmış; aynı şekilde, shRNA ifade kasetlerini hücre içine transport etmek için kullanılacak herhangi bir viral vektör, istenmeyen bir tepki ile karşılaşabilir. İkinci olarak, siRNA effektörlerinin kendileri, çift iplikli RNA hücresel savunma mekanizmasını tetikleyebilir. Bazı durumlarda, terapi için interferon indüksiyonu yararlı olmasına karşın; başlangıç defans mekanizmasının kontrolden çıkması durumunda sitotoksik olabilmekte ve bu yüzden sorun yaratmaktadır. Son yıllardaki çalışmalar, siRNA’nın interferonu uyarması ile oluşan farklılıkları sistematik olarak analize etmeye başlamıştır. Örneğin, interferon sinyalini uyaran bir siRNA effektörünün içeriğinde,"tehlikeli motif" olarak adlandırılmış 9 baz çifti identifiye edilmiş ve interferon indüksiyonunu başlatan siRNA’nın 5’ fosfat ucu olduğu belirlenmiştir (2). Stabilitesi Bazı veriler siRNA’nın, serumda ve memeli hücrelerinde antisens oligonükleotid ve ribozimlerden daha stabil olduğunu gösterse de, birçok araştırma in vivo’da siRNA’nın yarı ömrünü arttımak için siRNA’nın farmokinetik özelliğini değiştirmeyi hedeflemiştir. Özellikle, geniş spektrumlu kimyasal modifikasyonlar ile uyumlu siRNA’ların gen ekspresiyonunu inhibe ettiği kanıtlanmıştır. Araştırmacılar, enjekte edilen siRNA’nın %1’inden daha azının hedef organa ulaştığını kaydetmişlerdir (2). Tedavi Amaçlı Uygulamaları Viral İnfeksiyon Birçok şirket viral infeksiyonu inhibe etmek için, RNAi bazlı tedaviler geliştirmeye başlamışlardır (2). Hedeflenen Viral RNA’lar Birçok makalede, invivo ve invitro’da birçok virusun replikasyonunu veya ekspresiyonunu inhibe etmek için virusa spesifik siRNA’ların kullanıldığı belirtilmiştir. Özellikle RNAi’nın potansiyel antiviral yararları üzerine araştırmalar, HIV ve Hepatit viruslarına ışık tutmuştur. Her özelliği tanımlanmış HBV (hepatit B virusu)fare modelleri bu viruslara popüler bir hedef konsepti hazırlamıştır. Başlangıçta invivo’da transfeksiyon deneyleri, fare karaciğerine HBV’ ye spesifik siRNA ve HBV ekspresiyon plazmidlerinin aynı anda verilmesinin HBV’ nin gen ekspresiyonunu ve replikasyonunu bloke ettiğini ortaya çıkarmıştır. Bu çalışmaları genişletmek için, araştırıcılar fare modellerini kullanarak HBV tedavisi için, RNAi’ nin ileri tedavi etkinliğini incelemişlerdir. Bazı viral RNA’lar, baskılanmaya dirençlidir ve HIV’ e benzer bazı memeli virusları, RNAi aktivitesini engelleyen proteinlere sahiptir. HBV konusunda, RNAi effektörlerinin, viral gen ekspresiyonu ve replikasyonunu bloke ettiği görülmüştür. Aynı şekilde İnfluenza virusunun inhibisyonu, coxsackievirus B3 ve respiratör syncytial virus infeksiyonları, farede infeksiyon oluşumundan sonra verilen siRNA ile inhibe olmuşlardır (2). Konukçu Hücre Genlerinin Hedeflenmesi Bunun nedeni, virusların siRNA’lar kendi genomlarını hedeflediklerinde hızlı bir şekilde kaçış mutasyonları oluşturmasıdır; diğer bir potansiyel RNAi antiviral strateji ise, infeksiyonu devam ettiren hücresel faktörlerin ekspresiyonunu inhibe etmeye yöneliktir. Özellikle CD4 ve CCR5 gibi, HIV hücresel reseptörlerinden inhibisyon için yararlanılmaktadır. Viral temizlik için etkinliğe göre RNAi’nin viral RNA’ları parçalaması, viral infeksiyonu tamamen elemine etmeye benzemez. Eğer, konukçu immün yanıt, infeksiyon ile başarılı bir şekilde mücadele ederse, viral replikasyon ve virusun yayılması etkili bir şekilde azaltılmakta, böylece etkili bir antiviral olduğu kanıtlanmış olmaktadır. Örneğin, HBV konusunda, hatta kronik olarak infekte olmuş hastalarda infeksiyon süresince virusa spesifik sitotoksik T-lenfosit üretimi sürmektedir. Bu immün yanıt, virusu temizlemek için güçlü olmasa bile, HBV antijenlerini ifadeleyen hücreleri yok etmektedir (2). Nörolojik Hastalıklar Parkinson, hungtington, amyotrophic lateral sclerosis (ALS) ve spinobulbar muscular atropi, RNAi bazlı terapilerin yararlı olduğunu kanıtlayan sinirsel hastalıkların önde gelenlerindendir. Sekansa spesifik RNAi’ ler, mutant olan hedef genin ifadesini bloke etmektedir. Örneğin, siRNA’ lar, ALS modelinde gösterilmiş mutant ve yabani tip RNA’lar arasındaki farklılıkları tek nükleotidte fark eder. ALS, tedavisi olmayan letal bir motor nöronun dejenere olduğu bir hastalık olup, Cu/Zn süperoksid dismutazı (SOD1) kodlayan gende tek bir nükleotid’teki mutasyon sonucu oluşmaktadır. Diğer bir örnek, Alzheirmer, β – amiloid üretiminde artış ile tetiklenir. β amiloid , β sekretaz (BACE1) tarafından kesilir ve bu enzim, hastaların beyinlerinde yüksek seviyede regüle edilir. β-sekretazın regülasyonunu inhibe eden siRNA’lar, işleyişi bloke eder. Bunu kanıtlamak için, Kao adında bir araştırıcı primer fare nöronlarında β sekretaz ekspresiyonunu bloke etmiş ve böylece, β amiloid üretiminde azalma gözlemlemiştir (2). İnflamasyon ve Apoptozis Bazı hastalıklarda hücresel proseslerin aktivasyonunun neden olduğu patoloji gözlemlenmiş hatta bunun gelişiminde önemli rol oynayan kilit moleküllerin hedeflenmesi ile hücresel proseslerin kontrol altına alınması anlamında RNAi tedavisi yarar sağlayabilmiştir. Örneğin, Tümör nekrozis faktör (TNF-α ), rheumatoid arthritisin kronik patojenitesinde gerekli olan pro-inflatör sitokindir. TNF- α işleyişini bloke etmede kullanılan ilaçlar, inflamasyonun azalmasında etkili olduğu ve hastalığın yavaşladığı gözlemlenmiştir. Bazı riskler tabiki mevcuttur, TNF - α bloke edicilerin kullanılması ile ilişkili ciddi infeksiyonlar, lenfoma, sistemik eritomozus gibi hastalıklarda risk unsuru bulunmuştur. Son yıllarda lokal injeksiyon ve TNF- α’ ya spesifik siRNA’ların elektroporasyonu, faredeki paw inflamasyonunu inhibe ettiği görülmüştür (2). siRNA Gen ifadelenmesini spesifik olarak kesintiye uğratan moleküller, güçlü araştırma kaynaklarıdır. Bu moleküllerin gelişimine yönelik çalışmalar sonucunda farklı potansiyelde ajanlar ortaya çıkmıştır. siRNA’ lar, sekansa spesifik silencing ajanı olarak ortaya çıkan en son keşiftir. Çoğu kilit organizmanın sekansı ortaya konmuş ve nükleik asit bazlı yaklaşımlarla gen işleyişinin incelenmesi için fırsat doğurmuştur. Bu nükleik asit molekülleri, tedavi amaçlı olarak geliştirilmiş ve hastalığa sebep olan virusları hedef almıştır. siRNA’ lar, RNAi yol izinin effektör molekülleridir. Nematodlardaki RNAi’nın keşfi, bitkilerde post-transkripsiyonel gen silencing ve funguslarda "Quelling" gibi prosesler dubleks – RNA ile tetiklenir. Uygulamalarda, uzun dubleks RNA’ lar kullanılmış fakat, bu RNA’ lar çoğu memeli hücreleri için etkin değildir çünkü, antiviral interferon (IFN) yanıtını uyarmaktadır. Antiviral interferon yanıtı, hücre ölümüne neden olur. Farklı organizmalarda var olan RNAi mekanizmasının genetik ve biyokimyasal incelemeleri, bu hücresel mekanizmanın korunduğu gerçeğini ortaya koymaktadır. Bu mekanizma, dubleks RNA’yı keserek 21-28 nükleotid uzunluğundaki, siRNA’ya dönüştürür ve bu siRNA mRNA’ların sekansa spesifik degredasyonuna yol açmaktadır (5). Nükleik – Asit Bazlı Gen Silencing mRNA’ ların spesifik sekanslarını hedefleyerek gen ifadesini inhibe edecek birkaç farklı molekül istenilen düzeyde dizayn edilebilir. Başlıca 3 tip nükleik asit bazlı gen silencing molekülü vardır. Bunlar, kimyasal olarak modifiye olmuş antisens oligodeoksiribonükleik asitler (ODN ), ribozim ve siRNA’lardır (5). Tablo 1. İnvivo'da test edilmiş anti-kanser RNAi hedefleri i.v: intravenöz, i.t: intratumoral, hd: hidrodinamik infeksiyon CEACAM 6: karsinoembriyonik antijen ile ilişkili adhezyon molekül 6 ATA: aurintrikarboksilik asit (3). Antisens ipliği (kırmızı çizgi) içeren RISC’lerin oranını etkileyen siRNA veya siRNA’ların sens ipliklerinin ilk birkaç baz çiftinin termodinamik stabilitesi. Sens ipliğin 5’ ucundaki yüksek termodinamik stabilite (yeşil kutucuk) ile antisens ipliğin 5’ ucundaki düşük termodinamik stabilite (mavi kutucuk) karşılaştırıldığında termodinamik stabilite ile ilişkili olarak antisens iplik RISC ile etkileşime girmek için daha yatkındır. Antisens ipliği içeren birden fazla RISC daha fazla etkili siRNA demektir ve sens ipliğin neden olduğu hedef dışındaki etkinlik şansını azaltmış olur. siRNA’ların 3’ ucundan çok 5’ ucu hedef tanımada etkin rol almaktadırsiRNA ve mRNA ‘nın 5’ ucundan devam eden en az 11 – 14 baz çiftinde hedef genin baskılandığı gözlemlenmiştir. Bir siRNA için minimal substrat merkezinde 13 nükleotidten oluşmaktadır (5). Şekildeki turuncu renkli üçgen; mRNA’nın kesim bölgesini, nt; nükleotid, RISC; RNA’ca indüklenen silencing compleks, siRNA; small interfering RNA. Şekil 4. Etkili ve spesifik siRNA ‘nın özellikleri ODN: Genellikle 20 nükleotid uzunluğunda olup, pre-mRNA ve mRNA’ya hibridize olarak ribonükleaz-H için bir substrat oluştururlar. Bu enzim, RNA – DNA dublekslerinden, RNA ipliğini degrede eder. RNAaz-H aktivitesini engellemek için, modifiye olmuş ODN’ler mRNA’ların translasyonunu veya pre-mRNA’nın kesilmesine mani olmaktadır. ODN’ ler ve modifikasyonları bu yüzden, çift iplikli DNA’yı hedef alarak, 3’ lü heliks oluşumu ile transkripsiyonu inhibe etmek için kullanılmaktadır (5). Uzun çift iplikli RNA (dsRNA) RNAaz pol III enzimi olan Dicer tarafından tanınır ve 21 – 23 nükleotid uzunluğundaki siRNA dublekslerine dönüştürülür (1). Sentetik siRNA (2) veya endogenik siRNA ‘lar (3) RISC ile etkileşirler bundan dolayı Dicer prosesi bypass olmuş olur. siRNA’ lar multiprotein kompleksi olan RISC ile etkileşir (4). RISC kompleksindeki bir helikaz siRNA dubleksini açar ve tek iplikli siRNA’yı içeren RISC mRNA’ya komplementerize olur (5). (6) RISC içinde identifiye olmamış bir RNAaz (silecer) mRNA‘ yı degrede eder (6). Şekil 5. siRNA ‘nın mekanizması Ribozimler: Ribozimler, RNA’ya Watson – Crick modeli ile bağlanır ve fosfodiester bağlarının hidrolizini katalizleyerek, hedef RNA’yı degrede etmektedir. Ribozimler birkaç sınıf olup, en çok kullanılan “çekiç başlı“ adı ile anılan hammerhead ribozimlerdir. Hedef mRNA’ya hibridize olduğunda, tek bir sekonder yapı oluştururlar. Ribozimlerde katalitik olarak önemli parçalar, hedef RNA kesim bölgesinin içinde bulunduğu hedef – komplementer sekans ilişkisi ile bağlantılıdır. Ribozim ile kesim magnezyum gibi divalent iyonlara, hedef RNA yapısına ve hedefe ulaşılabilirliğine gereksinim duyar. Hücre içinde bu hedef RNA ile ribozimin birlikte lokalizasyonu, silencing etkinliğini arttırıcı sinyaller doğurur. Hammerhead ribozimler, kimyasal olarak sentezlenmesi veya vektörlerden transkribe olabilmesi için yeteri kadar kısadır ve hücre de ribozimin devamlı üretimine olanak sağlar (5). siRNA: RNAaz III (Dicer)enzimi ile dubleks RNA’nın stoplazmik prosesinden türevlenmiştir. Dicer, uzun dubleks RNA’yı keserek, 21-28 nükleotid’lik bir siRNA dubleksini oluşturur. Bu dubleks, 5’ fosfat ucunda 2-nükleotid eksik iken, 3’ hidoksil (OH) ucunda 2-nükleotid fazla şeklindedir. RNAi mekanizmasının bileşenleri spesifik olarak siRNA’yı tanır ve (RISC) RNA-uyarıcı silencing kompleksi olarak bilinen protein kompleksi ile siRNA’nın tek ipliği ilişkiye girer. mRNA’ları kesen RISC kompleksi, tek iplikli siRNA’nın 5’ ucundaki 10 nükleotide komplementer sekanslar içerir. Ribozimler gibi, siRNA ‘lar da sentetik olarak üretilebilir veya transkribe olan kısa çift iplikli hairpine benzer RNA’lar vektörlerden ifadelenip, daha sonra siRNA’ya dönüşmektedir. siRNA’lar, ODN ve ribozimler gibi memelilerde hedef pre-mRNA’nın degredasyonunda etkin değildir. Birkaç organizmanın, kromatin modifikasyonlarını ve transkripsiyonel olarak bloke edici genlerini hedef almak için, RNAi ile ilişkili mekanizmaları kullandığı hakkında deliller ortaya çıkmıştır. siRNA’lar, kod oluşturmayan RNA molekülleri olan miRNA’lara benzerler. Bu miRNA’lar, gen ekspresiyonunu regüle etmek için hücreler tarafından doğal olarak kullanılır. Olgun bir miRNA tek iplikli 21-22 nükleotid uzunluğunda ve stoplazmada, 70 nükleotid’lik hairpinden meydana gelir. Olgun miRNA ‘lar, protein kompleksi (miRNP) ile ilişkiye girmekte ve bu kompleks ribozom ile ilişkili olup, miRNA’ya bir kısım komplementer sekanslar içeren mRNA’ların translasyonunu inhibe etmektedir. Mükemmel bir substrat ile sıkı bir komplementerlik oluşursa , miRNA , siRNA gibi davranıp , mRNA degredasyonuna aracılık etmektedir (5). Gen Silencing Yaklaşımlarının Karşılaştırılması Bazı araştırıcılar, kültür modellerinde ODN ve siRNA’nın aracılık yaptığı gen tutuklanmasının farklı yönlerini karşılaştırmışlardır. Bu çalışmalardan çıkan sonuçlar pek belirgin değildir, çünkü gen tutuklanmasının etkinliği, ajanın konsantrasyonuna, transfeksiyon tekniğine, hücre tipine, hedef bölge seçimine, kimyasal modifikasyonlarına ve analize edilecek bilgilerin süresine bağlıdır. RNA’ya bağlanan proteinler ve mRNA’da oluşan tersiyer, quarterner yapılar, ODN’ ler ile hedef RNA molekülü arasındaki hibridizasyonu etkilediği ve bu varyasyonların siRNA’ların etkisini etkilediğine inanan araştırıcılar incelemelere başlamışlardır. Bu çalışmaların çoğunda, mRNA üzerindeki hedef pozisyonuna bağlı olarak ODN ve siRNA’ların etkinliği arasında bir korelasyon bulunmuştur. Modifiye olmuş fosfotiat ODN’ ler toksik olabilir, çünkü, endogenik proteinlere bağlanarak spesifik olmayan bir tavır sergilemektedirler. CpG (sitidin fosfat guanozin) motifi içeren ODN’ ler, IFN’nun ifadesini veya diğer başka immün yanıtta oluşan molekülleri uyardığı görülmüştür. Bu uyarı, Toll – Like reseptör (TLR)’ e bağlanılması ile oluşur. ODN’lerin bu spesifik olmayan özelliği, bazı ODN’lerin tedavi amaçlı olması sonucunda keşfedilmiştir. Ribozimler, ODN’ ler gibi hedeflerine herhangi bir molekülün yardımı olmaksızın hibridize olurlar ve bu hibridizasyon, genlerin baskılanması için ihtiyaç duyulan yüksek konsantrasyon ile ilişkilidir ayrıca, kimyasal olarak modifiye olmuş ribozimler spesifik olmayan etkiler oluştururlar. RNA lokalizasyon sinyallerinden yararlanma veye RNA şaperon’ ları bu problemi çözebilir. Böylece, ribozimin düşük konsantrasyonu ile ilişkili etkili bir gen baskılanmasını sağlamaktadırlar. En son bilgiler, insan ve farelerde ifadelenen TLR’ nin, üridin / guanozin veya üridin bakımından zengin olan tek iplikli RNA oligonükleotidler tarafından aktivite olduğunu ispatlamıştır (5). Tek iplikli RNA ile bu TLR ‘lerin aktivasyonu, plazmositoid dendritik hücrelerin endozomal kısımlarında oluştuğu ve böylece, IFN – γ ve diğer sitokinlerin ifadelenmesine neden olduğu görülmüştür. Kimyasal olarak modifiye olmuş siRNA veya ribozimler, invivo’da hücreye verilip denature olduğunda, siRNA sekansına bağlı olarak, bu özel TLR’leri aktive etmekdedir. Etkili bir gen baskılanması sağlamak için gerekli olan, siRNA’nın düşük konsantrasyonudur. Buna bağlı olarak siRNA’lar spesifik ve hızlı bir şekilde RISC kompleks ile etkileşmekte böylece, spesifik olmayan proteinlere bağlanma potansiyeli azalmaktadır. Bazı çalışmalar, normal konsantrasyondaki siRNA’ların transfeksiyonunun, gen ekspresiyonunda spesifik olmayan global etkilere neden olmadığını göstermiştir. Memelilerdeki RNAi uygulamaları, gen ekspresiyonunu spesifik olmayan şekilde etkiler, tabiki siRNA konsantrasyonuna, hücre tipine, siRNA ekspresiyonunun moduna ve ajanın hücreye veriliş şekline de bağlıdır. Bu spesifik olmayan etkiler, IFN yanıtının oluşmasından sorumlu genlerin stimülasyonunu içerir hatta, bu çalışmalardaki IFN’yi oluşturan genlerin indüksiyonu, hücresel büyümeyi engellemesede böyledir. Eğer, tam bir IFN yanıtı oluşursa, büyümeyi engelleyebilir. Uzun dubleks RNA ile transfekte olmuş, veya IFN tip 1 ile yada yüksek konsantrasyondaki siRNA ile tedavi edilmiş HeLa hücrelerinin mikroarray gen profillerinin bir kısmı birbiri ile çakışmaktadır. Bu çalışmalarda, tedavi ve araştırma çalışmalarındaki siRNA uygulamalarının potansiyel yan etkileri belirlenmiş ve tanımlanmış efektif siRNA’ların önemi üzerinde durulmuştur. Gen baskılanması için mümkün olan en düşük konsantrasyon kullanılmalıdır. Farelerin, kısa RNA hairpini üreten vektörler ile tedavi edildiğinde, IFN oluşturan genleri uyarması çok ilginç bulunmuştur. Spesifik olmayan etkileri yanında, nükleik asit bazlı gen baskılayan moleküller, hedefin etkilerini bloke etmeye hazırdır. Hedef etkilerinin yok edilme seviyesi, nükleik asit hibridinin stabilitesine ve baskının moduna bağlıdır. ODN’ler, hedef etkisini bloke etmeye eğilimlidir, çünkü 6 veya 7 sıralı DNA / RNA baz çiftleri RNAaz-H tarafından tanınmaktadır. Bu problemi çözmek için, antisens oligonükleotid gamper adında bir yapı geliştirilmiş, böylece ODN’lerin yaklaşık 10 nükleotidinden sadece bir tanesi RNAaz – H yanıtı göstermiştir. siRNA’lar dikkatlice seçilmez ise, bir mRNA hedefine kısmen komplementer olan siRNA’lar , endogenik miRNA’lar gibi davranıp translasyonu baskılar. Aynı transkripte karşı hedeflenmiş farklı siRNA’lar ile oluşmuş gen ekspresiyon profilleri karşılaştırıldığında, hem siRNA hem de mRNA ipliklerinin 5’ uçları arasındaki en az 11 – 14 nükleotidlik komplementerlik, transkript düzeyinde hızlı bir düşüşe sebebiyet verir. Antisens sekanslar olarak seçilmiş ODN, ribozim DNAzim ve siRNA’ lar, seçici olarak tek bir nükleotid ile hedefi diğerlerinden ayırabilir (5). siRNA’ların Hücrelere Verilimi ODN’ler ve ribozimler, farklı stratejiler kullanarak in vivo’da başarılı bir şekilde hücrelere verilir. Klinik denemelerde, ODN’lerin en popüler modu, intravenöz injeksiyonudur. siRNA-, siRNA üreten plasmid veya siRNA üreten virüslerin memeli model organizmalara verilmesinde çeşitli yöntemler kullanılmaktadır (5). Bu yöntemler içinde, elektroporasyon ve hem lokal hem de sistemik injeksiyonu yer almaktadır. Çok etkili bir silencing için hücreye verilim yöntemi hakkında genelleme yapmak zordur çünkü hücre içine injeksiyonda, farklı dokuların farklı istekleri söz konusudur. Özellikle farklı boyutlardaki hücreler için fare dokularına siRNA’ ların verilmesinde ilk prosedür, fizyolojik solusyondaki siRNA’ ların, damar ucuna injeksiyonudur. Bu yöntem ile karaciğerde %90 oranında hedef gen ekspresiyonunun azaldığı görülmüştür. Bu oran akciğer, böbrek ve pankreas’ta daha azdır. Silencing süresi, 1 haftadan fazla sürer ve silencing seviyesi tam net değildir çünkü hayvandan hayvana varyasyonlar mevcuttur. siRNA üreten virusların gelişmesi, özellikle insan hastalıkları için gen terapinin alternatif modudur. Birkaç çeşit virus, siRNA’ların üretimi için dizayn edilir. Virus çoğunlukla epizomal form’da bulunur yani, konukçu genomuna entegre olması düşüktür. siRNA üreten AAV (Adeno associated vektör)’nin fare beyni içine injeksiyonundan 7 hafta sonra etkili bir silencing sonucu alınmıştır. siRNA üreten Adenovirusun fare karaciğerine damar yolu ile veya fare beynine direk injeksiyonu ile verilimi gen ekspresiyonunda etkili bir baskılanma yaratmıştır. siRNA’lar tedavi amaçlı deneylerde kullanılıcaksa, in vivo’da siRNA’ların hücreye verilmesinde pozitif sonuç elde edilmesi ve Amerika’da FDA tarafından “yetim ilaç” statüsü verdiği kimyasal olarak modifiye edilmiş ODN’lerin hücreye verilimini de kapsayan yöntemler için çalışmaların sürdürülmesi gerekmektedir. Son yıllarda ODN’lerin de içinde bulunduğu birkaç makromolekülün transdermal penetrasyonunu sağlayacak küçük moleküller keşfedilmiş. Akciğerler içine gen enjeksiyonu için kullanılmış aerosol yöntemler, yakın gelecekte siRNA’ların hücrelere iletiminde de benzer şekilde kullanılacaktır (5). siRNA Bazlı Tedaviler Birkaç ODN ve ribozim molekülleri klinik denemelerde test edilmiştir. Gözdeki sitomegalovirusun infeksiyonunun tedavisi için, FDA tarafından onaylanmış bir antisens ODN (fomivirsen) geliştirilmiştir. Klinik deneylerde kullanılmış antisens oligonükleotidlerin çoğu, modifiye olmuş fosforatiat ODN veya "gamper" dedikleri ODN’lerdir (5). Fakat bunların hedef RNA’lara afinitesi düşük ve yüksek konsantrasyonda toksisiteye neden olan problemleri vardır. Kimyasal modifikasyonların tiplerini içeren ikinci generasyon antisens oluşumlar, klinik deneylerde kullanılmış ve fosforatiat ODN’ ler den daha yararlı olduğu görülmüş. Son çıkan yayınların içerikleri bu farklı ilaçlardan ve onların hedeflerinden bahsetmektedir. siRNA ve onların memeli hücrelerindeki fonksiyonları 3 yıl önce keşfedilmiş fakat henüz klinik denemelerde kullanılması çok erkendir. Klinik programların gelişimi üzerine siRNA bazlı şirketlerin kurulmasından sonra siRNA, tedavi amaçlı gelişimde ODN ve ribozimleri hızlı bir şekilde yakalamıştır. Birkaç deneme siRNA’nın tedavi amaçlı potansiyel yetisini göstermiş; fulminant hepatitlerden, viral infeksiyondan, sepsisden, tümör gelişiminden ve macular dejenerasyondan fareleri koruduğu kanıtlanmış. Yüksek basınç ile damar ucundan verilen siRNA’lar, fare karaciğer hücrelerinde etkilidir hatta, bir grup araştırıcı, çeşitli karaciğer hastalıkları için tedavi amaçlı ajan olarak siRNA’nın potansiyelini test etmişlerdir (5). Karaciğerde ifadelenen apoptozis ile ilgili genler olan caspase 8 ve FAS hücre ölüm reseptörlerinin hedeflenmesi ile fare karaciğerini, çeşitli ajanlar tarafından uyarılmış ani gelişen hastalıklardan korumuştur. Diğer bir grup araştırmacı, virus tarafından direk olarak meydana gelen Hepatit B (HBV) infeksiyonunun tedavisi için siRNA’ların tedavi amaçlı potansiyelinin olup olmadığını araştırmıştır. Protein üretimi ve viral replikasyonu etkili bir şekilde azaltmak için, HBV genomunun bazı kısımlarını hedefleyen siRNA’lar hücrelere verilmiştir (5). siRNA virus oranını azaltsada, infeksiyonu sonlandırıcı etkisi başarısızlıkla sonuçlanmıştır. Bu sonuçlar, siRNA’ların tedavi amaçlı potansiyelini ve uygulamalar için pozitif sonuçlar doğurabilecek yöntemler üzerinde çalışmaların yoğunlaşması gerekliliğini göstermiştir. Nükleik asit bazlı gen baskılanmasının etkinliğini optimize etmek için, birkaç parametreyi incelemek gerekmektedir. Silencing molekül, dokudaki gibi dolaşım sisteminde de stabil olmalı ve toksik etki yaratmadan kan proteinlerine bağlanmalı ancak boşaltım sistemine girmemelidir. Nükleazların etkini azaltmak için kimyasal olarak modifiye olmuş nükleik asitlerin identifikasyonu üzerine denemeler gerçekleşmiş ve bu gerçekleşen denemeler ile tedavi amaçlı gen silencing kullanım sağlanmıştır. Sistemik verilim için yapılan, yapılması gerekli olan oluşumlar, klinik denemelerde modifiye edilmiş fosforatiat ODN’ler için açıklanmıştır. Modifikasyon ODN’nin hedef RNA’sına olan afinitesini azaltsa da in vivoda, stabilite, hücre içinde kalma ve hücresel alınımlarının gelişmesi ile moleküllerin etkinliğini arttırmış. Fosforatiat modifikasyonlar ODN’ lerin kan proteinlerine afinitesini arttırır ve nükleazların aktivitesinden ODN’ leri uzak tutar. Tek iplikli spesifik endonükleazlardan korunmuş, siRNA dubleksleri, serumda hem ODN hem de ribozimlerden daha stabildir. Modifiye olmamış siRNA’lar hücreler tarafından tam olarak alınmaz, hatta kan proteinleri için etkili bir afiniteye sahip olmazlar. siRNA’lar tedavi amaçlı kullanılacak ise, modifiye edilirler. Virusların kullanımını içeren gen terapi bazlı platformlar hariçtir. siRNA’ların modifikasyonu, siRNA’nın RISC kompleksi ile etkileşimini engeller (helikaz aktivitesi ile siRNA dubleksinin açılması hedef kesme oranı ve ürün oluşumunu etkiler). Bazı araştırıcılar, iyi bir silencing etkisi yaratıcı ayrıca, siRNA stabilitesini arttırıcı kimyasal modifikasyonları identifiye etmeye başlamışlar. Fosforatiat modifikasyonları siRNA dublekslerini tolere edebilirler ve siRNA’ ların hücresel alınımlarını kolaylaştırırlar. İn vivo’da kimyasal olarak modifiye olmuş siRNA’ ların etkinliği üzerine bir gelişme yoktur. siRNA’ların yapılarına spesifik olan nükleik asit modifikasyonlarının yeni tiplerini geliştirmek için girişimler başlamıştır (5). miRNA miRNA’lar küçük RNA’nın ikinci sınıfıdır. Bitki ve hayvan genomlarının protein kodu oluşturmayan bölgelerinde kodlanır ve Dicer tarafından proses edilir. miRNA’lar RISC’e benzer bir kompleks ile etkileşirler. Hedef mRNA’ya komplementerizasyon derecesine bağlı olarak translasyonel baskılama veye mRNA kesimi oluşmaktadır (7). Bu gizli genlerin çoğu kod oluşturmayan RNA’ lardır ve protein için kod veya open reading frame (ORF) içermezler (8). Yaklaşık 22 nükleotidlik RNA‘lardır ve RNAi yol izinde gen ekspresiyonunu regüle ederler. miRNA’lar, RNA pol II tarafından (pri – miRNA) primer transkript olarak meydana gelirler. Bu tanskriptler ORF içersin ya da içermesin, splice edilir, poliadenillenir ve mRNA’lara benzerler. Bir intron veya ekzonda lokalize olmuş stem loop yapısı, fonksiyonel komponenttir. Örneğin miRNA genleri olan mir -106b, mir – 93 ve mir-25 protein kodlayan genin intronunda lokalize olmuşlardır. Stem loop yapısı ribonükleaz olan Drosha ve Dicer tarafından proses edilip, olgun miRNA oluştururlar. Bu RNA, RISC kompleksi ile etkileşir ve bu kompleks mRNA’ların baskılanmasını yönlendirir. İnsanda identifiye edilmiş miRNA genlerinin sayısı 300’den yüksek olup, hücre bölünmelerinde ve gelişimsel proseslerde rol alırlar (8). miRNA Genlerinin Kanserdeki Genomik Değişimler ile ilişkisi İnsan miRNA’ların çoğu genomlardaki kırılma noktalarının hemen yakınlarında lokalize oldukları görülmüştür (8). Örneğin, kromozom 13q14’teki delesyon yıllardır çalışılmaktadır, kronik lenfosit lenfoma ve birkaç tümörün oluşumuna neden olmaktadır. Bu lokustaki kansere neden olan şüpheli genlerin çoğu, miRNA diziliminden oluşur. Bu dizilim, mir - 15a ve mir – 16 – 1 içermektedir. Acaba, bu miRNA’ların delesyonu tümör oluşumunu nasıl etkiler? En son datalar, hem miR-15a ve miR-16, anti – apoptik gen olan BCL-2 genini hedeflemesi ile normal apoptik bir yanıt meydana getirdiğini göstermiştir. Bu bakımdan, bu miRNA’ların tümör supresör olarak fonksiyon göstermesi ve limfoma hücrelerindeki miR – 15a – 16‘ nın yeniden ekspresiyonu, apoptozisi ilerlettiği görülmüş. Buna ilaveten, delesyonlar için miRNA lokusları haritalanmıştır. Bunun bir örneği, akciğer, baş, dil, B-hücre ve foliküler limfomada amplifiye edilmiş 13q31 kromozomu çok iyi bir şekilde çalışılmış. Chr13orf25 (kromozom 13, open reading frame 25) genin ifadelenmesi ile hastalıkların ilişkisi vardır. Bu gen protein oluşturmayan küçük ORF’ye sahiptir. Bu transkripteki miRNA öncüleri miR – 17, 18, 19a, 20, 19b ve 92‘ dir. Bu dizilerden 28 miRNA’ların ekspresiyonunun artması, primer limfomada ve tümör oluşturan hücrelerin meydana gelmesini tetikler. Tümör oluşumundaki bu miRNA’ların rolleri, Burkitt’in lenfoma için fare modelinde gösterilmiştir. Tablo – 2 Kanser genlerinin siRNA tedavileri (6) Kök Hücreler, miRNA’lar ve Kanser Bir tümördeki hücrelerin bazı bölümlerini inceleyen tümör oluşum modelinde kök hücre özelliklerine sahip oldukları meydana çıkmıştır (8). Bu kanser kök hücreleri, tümör oluşumunu başlatma ve sürdürme özelliğine sahiptir. Halbuki tümör’deki hücre yığınları bazı farklılıklar gösterip, tümorogenik değildirler. Bunun miRNA’lar ile ilişkisi nedir? Tümörler, kök hücrelerini andıran bir biçimde miRNA profili sergiler. Çoğu miRNA’ların ekspresiyonunu azaltırlar fakat miR–17-92 içeren kök hücre miRNA’ların ekspresiyonunu etkilemezler. RNAi ve kök hücrelerin devamlılığı arasında biyokimyasal bir ilişki vardır. Drosophila ve bitkilerde, kök hücre devamlılığı için RISC komponenti olan Argonaute gereklidir. Dicer – 1 ‘in mutasyonu tarafından miRNA fonksiyonunun kaybı, Drosophiladaki üreme kök hücrelerinin çoğalmasını azaltmıştır. Siklin bağımlı kinaz inhibitörü olan Dacapo’nun ekspresiyonundaki artış, G1 ve S fazı arasındaki tutuklanmaya yol açmıştır (8). Tahmin edilen miRNA hedef bölgeleri, Dacaponun 3’UTR (Translate edilmemiş) kısmında bulunur. Önemli olan bu bölgelerin kök hücrelerde eksprese olmuş miRNA’lara uygunluğudur. Bir S-faz indüksiyon regülatörü olan p27 – Kip1, Dacoponun insandaki homoloğudur. Bu gen memelilerdeki bir miRNA hedefi olup olmadığı bilinmiyor, eğer öyle ise, hücre çoğalmasını ilerletmek için onkogenik miRNA‘ nın ekspresiyonunu engelleyici bir gen sağlanmış olur. Tedavi Amaçlı miRNA’lar İnsandaki kanser için miRNA’lar anahtar yapılar sunarsa, potansiyel tedavi amaçlı olarak gözden geçirilir (8). Tedavi amaçlı molekül hücresel alınımı ve serumdaki stabilitesi için modifiye edilmiş nükleik asit özelliğinde olmalıdır. Bir grup araştırıcı, kültüre olmuş hücrelerde miRNA fonksiyonunun antisens inhibitörü olarak modifiye olmuş 2’-O-metil RNA’ların görev yaptığını gözlemlemişler. Bu moleküller miR – 17, 92 olan hedef onkogenik miRNA’lar için kullanılır. Tümör suppresör miRNA’lar konusunda istenilen tedavi amaçlı strateji hücrelerdeki fonksiyonlarını arttırmak için olabilir. Serumda stabilize olmuş pre – miRNA’lar bunu başarabilir. Buna bir örnek, per–let-7‘nin hücreye verilimi RAS ekspresiyonunu durdurarak tümörün ilerlememesine neden olmasıdır. Ribozim Katalitik RNA’lar olarak bilinen ribozimler, intraselüler ortamda aktivitelerini optimize etmek için dizayn edilirler (10). Aktif ribozimlerin kütüphanelerinin hücre içine verilmesi gen işleyişinin identifikasyonuna olanak sağlar. Gen işleyişini saptamak için siRNA kütüphanelerini baz alan RNA bazlı araçlara, ribozim teknolojisi bir alternatif sunmaktadır. Tablo 3. Hastalıklarda ve hayvanlarda miRNA’ların biyolojik fonksiyonları (9) Pri – miRNA ‘lar nukleusta transkribe olmaktadır (1). dsRNA’ya spesifik olan Drosha nukleustaki pri-miRNA ‘yı degrede ederek stoplazmaya verilmeden önce pre-miRNA’ya dönüştürür (2). Exp5 (exportion-5) pre-miRNA’ların nukleustan stoplazmaya geçişinden sorumludur (3). siRNA’lara benzer olarak miRNA’lar dicer tarafından olgun miRNA‘ ya dönüştürülür ve bir ipliği ribonükleoprotein kompleksi olan miRNP ile etkileşir (4) (RISC kompleksine benzer). miRNA ve hedefi arasındaki baz eşleşmesi RISC kompleksinin mRNA’yı parçalamasına veya proteine translasyonunu durdurmaya sebebiyet verir (6). Şekil 6. miRNA ‘nın mekanizması İnvivo'da Ribozim Ekspresiyonunu Optimize Etmek Sekonder yapısının şeklinden dolayı ismi konan “hammerhead ribozim“, infekte olmuş bitkide orijinal olarak keşfedilmiş katalitik RNA moleküdür (10). Hammerhead ribozimin kendi başına kesim aktivitesi, tek iplikli yaklaşık 350 nükleotidlik, protein kılıfından yoksun RNA olan “virusoid“ moleküllerinin replikasyonu için zorunludur. Hammerhead ribozimler, herhangi bir RNA’yı kesmek için dizayn edilebilir (10). Bu dizayn, ribozimin substrat tanıma kısımlarında yapılır böylece, hedef sekansa komplementer tanıma bölgeleri içerebiliyor. Substrat kesimi, hedef RNA’daki NUX (N, herhangi bir baz ise X, A, C veya U dur.) sekansına göre ayarlanıyor. Dizayn edilen ribozimler, farklı RNA’ları kesebilir. Bu ribozimler, ya hammerhead veya hairpin ribozimlerdir. Ribozimler sentez ve modifikasyonları kolay ve yüksek oranda spesifik durumları ile hedef mRNA’ların ekspresiyonunu regüle ederler. İnvitroda, ribozimlerin kesim aktiviteleri, hücresel ortamdaki aktiviteleri ile koralasyon göstermek zorunda değildir. Bu yüzden memeli hücrelerindeki spesifik RNA’ların kesimi için ribozimlerin uygulamaları ifade sistemlerinin gelişimine gereksinim duyar (10). Tablo 4. Ribozimlerin invivo aktivitesini optimize etmede gerekli olan unsurlar (10) Şekil - 7 Hammerhead ribozimin ifadelenmesi a. Hammerhead ribozimin sekonder yapısı, onun substratı RNA (açık mavi) ve substratın kesim bölgesi gösteriliyor. N herhangi bir baz ve X A , C veya U ‘ yu simgelemektedir. b. Oklar, 3’ tRNaz veya RNaz P tarafından wild-type tRNAVAl (yabani tip)‘nın proses edilen bölgelerini göstermektedir. Transkripsiyon için RNA polimeraz III‘ ün etkileşimde bulunduğu promotor, internal promotordur; transkriptler, tRNA sekanslarının içindeki promotor elementlerini içerir (A ve B kısımları, kırmızı renkli). Ribozim sekansı doğal formdaki tRNA sekansının 3’ ucuna bağlanırsa, 3’ tRNaz ribozim – tRNA transkriptinden ribozim kısmını keser. Sonuçta oluşan ribozim endogenik RNaaz tarafından degrede olur. Bu yüzden modifiye olmuş yapıda, wild – type tRNA ‘nın 3’ kısmının bir bölümü linker sekans ile yer değiştirilir ve stem yapısı oluşur. Stem yapısı ribozimin tRNAval kısmından ayrılmasını bloke etmektedir (10). Yüksek İfade Seviyeleri RNA pol III tarafından tanınan promotorlar, tRNA ve küçük nüklear RNA olan küçük RNA’ların transkripsiyonundan sorumludur(10). Bu sebebten dolayı, Pol III ifade sistemleri, hammerhead, hairpin ribozimler ve siRNA olarak bilinen küçük RNA’ların transkripsiyonunda rol oynar. Pol III transkriptleri, pol II transkriptleri ile karşılaştırıldığında, ekstra sekanslar içermektedir (her transkriptin 3’ ve 5’ uçlarında polyA ve cap yapısı vardır). Bu özellikler, pol III sistemini ribozim ve siRNA’ların ekspresiyonu için ideal yapıyor yani, transkriptlerin yüksek seviyeleri güçlü aktivite için gereklidir ve ekstra sekanslar inhibitör etkisi yapar. tRNAmet tRNAva veya tRNAlys gen promotorunu veya U1, U6 veya adenovirus VA1 promotorunu içeren PoI III ifade sistemleri, hücrelerdeki hammerhead ve hairpin ribozimlerin ifadeleri için gereklidir. U6 promotoru çoğunlukla siRNA ifade vektörleri için kullanılır. Bunun yanında, farklı promotorlardan transkribe olmuş siRNA ve ribozimler sahip oldukları çeşitli özellikleri kendi promotorlarından alırlar (10). Kanser Biyolojisindeki Araştırmalar Tümör hücrelerine, hairpin ribozim transfeksiyonu yapılmış ve transforme olmuş hücreler birkaç hücresel proses olan apoptozis, kontak inhibisyonu ve üreme gibi normal regulasyonunu kaybetmiş (10). Hairpin ribozimleri alan hücrelerde tümör supressör gibi regülatör protein fonksiyonu olan bir gen hedeflenmiş ve biyolojik yol izlerinde birkaç yeni genler identifiye edilmiş. Bunların içinde insandaki gene homoloji gösteren D. melanogaster’de “ppan” ve"Mtert"geni keşfedilmiş. Ppan, hücre büyümesinin inhibitörü olarak, Mtert geni ise fibroblast transformasyonunun supressörü olarak identifiye edilmiş. Metastazi Genlerinin İdentifikasyonu Kanser hücrelerinin metastazisinde görev yapan genleri identifiye etmek için rastgele dizayn edilmiş ribozim kütüphaneleri kullanılmış. Kanserin erken safhalarında genellikle malignant hücreler lokalize olur. Hastalık ilerlediğinde metastazi için hücreleri uyaran çeşitli genler ifadelenir veya baskılanır. İnvaziv kanser hücrelerinin hareketi, invaziv olmayan veya zayıf invaziv özellik gösteren hücrelerden daha fazladır (10). Metastazinin mekanizması, kompleks ve çoğunlukla bilinmeden kalmıştır. Bu yüzden metastatik proseslerdeki basamakları identifiye etmek için, farklı prosedürler keşfetmişler. Bunlardan ilki, kemotaksi denemesi, rastgele dizayn edilmiş 33 genler yüksek oranda hareketli olan HT1080 hücrelerine verilir. Transfeksiyondan 24 saat sonra ekstraselüler matriks jeli ile çevrilmiş porlu filtre ile ayrılmış kemotaksi denemesine maruz bırakılmış. Kemoattranktant olarak fibronectin içeren bu denemede yüksek konsantrasyon içeren kısımdan daha düşük konsantrasyon içeren kısma doğru bir geçiş olur. 24 saat sonra yüksek konsantrasyonda bulunan çok az seviyedeki hücreler incelenmiş (invaziv olmayan hücreler). Ribozim taşıyan vektörleri alan bu hücrelerde migrasyonu tetikleyen genler bloke olmuş. İkinci yaklaşım, hücre invazyon denemesi. Bu deneme ilk denemeye benzer, sadece alt kısımın matriks jeli çevrelenmesi hariçtir. Retroviral vektörler (ribozim genlerini içerir)fare fibroblast NIH3T3 hücrelerine verilir. Bu hücreler jel ile çevrelenmiş filtre içinden çok zor geçer ve matriks jeline penetre olmuş hücrelerden RNA izole edilir. Bu RNA’nın, reverse transkripsiyonundan sonra, fibroblastların invaziv aktivitesini sağlayan 8 ribozim bulunmuş. Hücre kültür koşulları fizyolojik durumu tam olarak yansıtmasada, ribozim teknolojisi fare pulmonar tümörogenezis için bir yoldur. Ribozim kütüphaneleri, viral hayat çemberi, apoptik yol izleri, alzhemier hastalığı, kas ve neuronal farklılaşma fonksiyonu gösteren genleri identifiye etmede yararlanılır. Özellikle ribozim kütüphaneleri sinirsel kök hücrelerin farklılaşmasını regüle eden kod oluşturmayan RNA ‘yı identifiye etmede kullanılır. Şekil – 8 Metastazide görev yapan genlerin identifikasyonu a. Rasgele dizayn edilmiş ribozimler, hareketli HT 1080 hücrelerine veriliyor. b. Transfeksiyondan 24 saat sonra, hücreler ekstraselüler matriks jel ile kaplı porlu bir filtre ile ayrılmış alanda kemotaksi denemesine maruz bırakılmış. Üst kısımdan ekstraselüler matriks yolu ile alt kısma göç eden invaziv hücreler gözlemlenmiş. c. 24 saat sonra üst kısımdan göç edememiş hücreler alınmış. d. Alınan hücrelerdeki ribozimler çıkartılmış ve yeniden daha zor şartlar altında test edilmiş. e. Bu ribozim sekansları kullanılarak databazlı araştırmalarda istenen genler saptanmıştır (10). siRNA ve Ribozim Kütüphanelerinin Karşılaştırılması Son yıllarda RNAi, gen baskılanması için güçlü bir araç olarak dikkatleri üstüne çekmiştir (10). C. elegans hücresine dubleks RNA’nın verilmesi sonucunda ilk gen baskılanması ortaya çıktıktan sonra, bitkilerde, D. melanogaster, protozoa ve memeli türlerindeki varlığı saptanmıştır. RNAi mekanizmasında, ekzogenik dubleks RNA’lar 21-23 nükleotidlik siRNA oluştuktan sonra RISC kompleks ile ilişkiye girer. siRNA – RISC kompleksi, sekansa spesifik olarak hedef mRNA’yı keser. Bu reaksiyon, ribozimler tarafından hedef mRNA’nın kesimine benzemektedir. RNAi ‘nin potansiyel gücü, bilimsel kominitelere, genom analizleri ve gen işleyişleri için işe yarar bir araç olarak bakma cesaretini vermiştir. siRNA ifade vektörlerini ve kütüphanelerini kullanarak memeli genomunun karşılaştırmalı sistemik analizlerini yapılmıştır. siRNA kütüphaneleri ile, TRAIL ile indüklenmiş apoptozis, P53‘ e bağlı üremenin tutuklanması ve fosfadilinositol 3 – kinaz (P13)yol izlerinde yeni komponentler identifiye edilmiştir (10). Etkinliği ve Hedef Spesifitesi Ribozim ve siRNA teknolojileri arasındaki en büyük farklılık, siRNA’lar endogenik proteinler ile iş birliği içindedir (10). Halbuki ribozimlerin aktivitesi hücresel faktörlere bağlı değildir. Bu yüzden, siRNA’lar birçok hücresel enzimi kullanır örneğin helikaz ve RNAaz’lar, hedef mRNA’nın kesiminde görev yaparlar. Bundan dolayı, hedef mRNA’ların baskılanmasında ribozimlerden daha etkili bir araçtır. Her iki teknolojide de, hedef bölgelerin seçimi aktiviteyi belirlese de, daha düzenli bir mRNA’nın yapısı siRNA’dan çok, ribozim aktivitesini daha güçlü etkiler. Buna karşın siRNA’ların baskılayıcı aktivitesi, mRNA’nın düzenli yapısından çok, siRNA ve bir grup endogenik protein arasındaki etkileşime bağlıdır. siRNA’ların en önemli dezavantajı, spesifik olmayan baskılayıcı aktivitesidir. Bu baskılayıcı aktivite interferon üretiminin indüklemesi veya hedef olmayan genlere karşı sekansa spesifik silencing etki anlamına gelmektedir. siRNA’nın bir ipliği (antisens) hedef mRNA’ya komplementer, diğer ipliği (sense) değildir. Sense ve antisense iplikler, hedef olmayan mRNA’nın translasyonunu inhibe edebilir. Hedef olmayan genler üzerindeki etkilerin tahmin edilmesi zor olduğundan, bu konuda ribozimler daha düşük aktiviteye sahip olmalarına rağmen, siRNA’ların bir adım önünde bulunmaktadır. Son yıllarda siRNA alanındaki gelişmeler hız kazanmıştır (10). Örneğin, daha önceleri kullanılan 21 – 23 mer siRNA’ların nanomolar konsantrasyonları yerine günümüzde 27 mer’ lik siRNA’ların pikomolar konsantrasyonları kullanılmaktadır. Bu konsantrasyonun kullanılması, hedef dışındaki etkisini minimize edebilir Ayrıca, siRNA ifade vektörlerini dizayn etmek mümkün; shRNA (short haırpın RNA – sens ve antisens sekansları içermekte, Dicer tarafından shRNA siRNA‘ ya dönüştürülür.)‘ nın sadece sens ipliğinin degrede olacağı vektör düzenlenir ve böylece hedef dışı etkileri minimize edilmiş olur. İnterferon uyarılması, sekansa bağlı olmadan spesifik olmayan etki demektir yani, ekzogenik dubleks RNA tarafından immün yanıtın aktive olması demektir. siRNA’lar bu yanıtı uyarmayabilir. Uzun dubleks RNA 30bp’den büyük olursa bu yanıt oluşmaz. Ayrıca, siRNA ‘nın interferon yanıtını uyardığı ve bu yanıtın oluşmaması için bazı faktörler identifiye edilmiştir. Stem (gövde) bölgesinde bir mutasyonun meydana getirilmesi ile (C→U veya A→G) interferon yanıtı azaltılır. Yalnız bu çözüm dsRNA>100bp olduğu durumlar için geçerlidir. Antisens Teknolojisinin Çözüm Bekleyen Sorunları İlk sorun, genlerin insana verilmesini sağlayacak daha kolay ve etkili yöntemlerin bulunmasıdır. Bir başka sorun ise, nakledilen genin hastanın genetik materyalinin hedeflenen bölgesine yerleşmesini sağlamak ve böylece olası bir kanser ya da başka bir düzensizlik riskini ortadan kaldırmaktır (11). Bu konudaki başka bir sorun da, yerleştirilen yeni genin vücudun normal fizyolojik sinyalleriyle etkin bir biçimde kontrolünün sağlanmasıdır. Örneğin insülin, doğru zamanda ve doğru miktarda üretilmediği zaman, hastaya yarar yerine zarar getirecektir. Şu ana kadar yapılan çalışmalar sonrası iyi sonuçlar alınabilmiş fakat kalıcı tedavi çoğu zaman başarılı olamamıştır (11). Bunun bir nedeni, vektörlerin taşıdıkları genin uzun süreli ekspresyonuna izin vermeyişleri, diğeri ise denemelerde etkinlikten çok güvenliğin ön plana çıkmasıdır. Kanser tedavisi için antisens oligonükleotidleri major kaynak olarak görmeden önce, iki temel zorluğu çözmek gerekmektedir. İlaç verilmesinde en çok aranan özellik basitliktir (12). Oligonükleotidin hücresel alınımı sınırlı ve hücre tipleri arasında varyasyonlar göstermektedir. Örneğin, normal lenfositlerin antisens nükleotidleri çok zayıf aldığı gözlemlenmiştir. Lipozomal taşıyıcılarında içinde bulunduğu çeşitli formulasyonlar sonuçlarına bakılmaksızın denenmiştir. Antisens oligonükleotidlerin direk injeksiyonu en yüksek tümör konsantrasyonlarında verilir fakat sistemik tümör tedavisi için kullanımı limitlidir. Gut epitel hücreleri, antisens oligonükleotidleri çok iyi bir şekilde almaktadır, bu yüzden oral formulasyonu mümkündür ve uygulamalar arasında en çok umut veren olabilir. İkinci çözülmeyen konu, hedef onkogen zaman zaman mı aktif oluyor yoksa, bir tümör hücresi olarak mı kalıyor? Tümör hücreleri bazen hareketsiz kalabiliyor ve büyüme aktivitesi, antisens oligonükleotidin verilmesi ile eş zamanlı olmayabiliyor (12). Şu anki duruma göre, önümüzdeki yıllarda gen tedavisindeki eğilim, genleri istenilen hücrelere en etkin biçimde taşıyabilecek vektörlerin dizayn edilmesi yolunda olacak gibi görünüyor. O zaman, gen tedavisinin daha başarılı sonuçlar vereceği söylenebilir. Kaynaklar 1. IDT Tutorial. 2005. Antisense Technologies, 1-12. 2. Kurreck, J. 2003. Antisense Technologies improvement through novel chemical modifications. Eur. J. Biochem, 270: 1628-1644 3. Uprichard, S. L. 2005. The therapeutic potential of RNA interference. FEBS Letters, 579: 5996-6007. 4. Aigner, A. 2006. Gene silencing through RNA interference (RNAi) in vivo: Strategies based on the direct applications of siRNAs. Journal of Bıotechnology, 124 (1): 12-25. 5. Dorsett, Y and Tuschl, T. siRNAs:2005. Applications in Functional Genomıcs and Potential as Therapeutics. Nature Biotechnology, 40-51. 6. Rychahou, G. P., Jackson, N. L., Farrow, J. B and Evers, M.B. 2006. RNA interference: Mechnanisms of action and therapeutic consideration. Surgery ; 140: 719-25. 7. Matzke, A.M and Birchler, J.A. 2005. RNAi – Mediated Pathways in the Nucleus. Nature Reviews Genetics, 6: 24-35. 8. Hammond, S. M. 2006. MicroRNAs as oncogenes. Current Opinion in Genetics and Development , 16:4-9. 9. Wienholds, E., Plasterk, H.A R.2005. MicroRNA function in animal development. FEBS Letters, 579: 5911-5922. 10. Akashi, H., Matsumoto, S. and Taira, K. 2005. Gene Dıscovery By Rıbozyme and siRNA Libraries. Nature Reviews Molecular Cell Biology, 6: 413-422. 11. Yaşar, Ü. 2006. Gen Tedavisi; Hastalıkların biyolojik temeli III. www.medinfo.hacetttepe.edu.tr/ders. 12. Cunnıngham, C.C. 2002. New modalities in oncology: antisense oligonucleotides. BUMC Proceedings, 15: 125-128.   PDF KAYNAK: documents/tipbil14_3_11.pdf

http://www.biyologlar.com/antisens-teknolojileri-hakkinda-bilgi

DNA GÜNÜN 2014

DNA GÜNÜN 2014

Hacettepe Üniversitesi Biyoloji Bölümünün Düzenlediği DNA GÜNÜ 2014 etkinliği bu yıl  25 Nisan 2014 de gerçekleştiriliyor. Gün boyu sürecek çeşitli etkinlikler, Hacettepe Üniversitesinde gerçekleşecek, http://dnagunu.org/ Biz, DNA ve moleküler genetik ile ilgili bilgilerimizi herkesle paylaşmaya çalışan gönüllü bilim elçileriyiz. Amacımız; küçük yaşlardan itibaren çocuklara bilimin güler yüzünü göstererek geleceğe şekil veren genom teknolojilerinin baş kahramanı olan DNA'yı çocuklar ve her yaştan gençlerle tanıştırmak… DNA günü, DNA'nın yapısının keşfinin 50. yılı kutlamalarında ilk olarak düşünülüp kutlanmaya başlanmış bir gün. 2003 yılından bu yana Amerika Birleşik Devletlerinde Nisan ayı içinde kutlanıyor. Çeşitli ülkeler de bu günü kutlamak amacıyla etkinlikler düzenliyorlar. Ülkemizde de 50. yıl kutlamaları çerçevesinde bazı etkinlikler düzenlenmiş ancak daha sonra bunun devamı gelmemişti. Amacımız bu günün ülkemizde de geleneksel olarak kutlanmasını sağlamak. Bu amaçla 2011 yılında biraraya gelerek "DNA Grubunu" olusturan Prof. Dr. Hatice Mergen, Yrd. Doç. Dr. Ceren Acar, Dr. Atıl Albayrak , Uzm. Hasan Ünal, Moleküler Biyoloji A.B.D asistanları ve Biyoloji Bölümü Lisans ve Yüksek Lisans öğrencileri, Hacettepe Ünivesitesi çatısı altında Biyoloji Bölümü Moleküler Biyoloji Anabilim Dalı asistanları ve ögrencileri ile birlikte ilk etkinliği gerçekleştirdiler. Bizler, M. Kemal ATATÜRK'ün şu sözlerine inanıyoruz; "Dünyada her şey için, yaşam için, başarı için en gerçek yol gösterici bilimdir, fendir. Bilim ve fennin dışında yol gösterici aramak aymazlık, bilgisizlik, doğru yoldan çıkmışlıktır. Yalnız bilimin ve fennin yaşadığımız her dakikadaki evrelerinin gelişimini anlamak ve ilerlemelerini izlemek koşuldur. Gözlerimizi kapayıp, yalnız yaşadığımızı varsayamayız. Ülkemizi bir çember içine alıp dünya ile ilgilenmeksizin yaşayamayız. Tersine gelişmiş, uygarlaşmış bir ulus olarak uygarlık alanının üzerinde yaşayacağız: bu yaşam ancak bilim ve fenle olur. Bilim ve fen nerede ise oradan alacağız ve ulusun her bireyinin kafasına koyacağız."

http://www.biyologlar.com/dna-gunun-2014

Bitki Hormonlarının Sınıflandırılması

Bitki hormonlarına, yapıca benzeyen kimyasal maddeler laboratuvarda sentetik yollarla elde edilmekte ve bunlar bitkiye dıştan uygulandığında bitki hormonu gibi fizyolojik etkiler göstermektedirler. Fakat bunlar, bitkide doğal olarak sentezlenmediğinden ve hormon tanımına girmediğinden büyümeyi düzenleyici maddeler olarak sınıflandırılır. Bitki hormonlarının (fitohormonların) bazı grupları büyümeyi teşvik edici etki gösterirken, bazıları ise engelleyici etki gösterirler. Fakat, bitkide düzenli bir büyüme için, büyümeyi teşvik eden ve engelleyen, her iki tip hormona da ihtiyaç vardır. Bitki hormonları; oksin, sitokininler, giberellinler, absisik asit, etilen ve brassinosteroidler olmak üzere altı gruba ayrılır. Büyümeyi teşvik edenler: oksin, sitokininler, giberellinler, etilen, brassinosteroidler Büyümeyi engelleyenler: absisik asit, etilen Hormon Bitkide Üretildiği Yer Ana İşlevler Oksin (IAA)----Tohumun embriyosu, apikal tomurcukların meristemleri, genç yapraklar.----Gövde uzamasını (yalnızca düşük konsantrasyonda), kök büyümesini, hücre farklılaşmasını ve dallanmayı teşvik eder; meyve gelişimini düzenler; apikal dormansiyi artırır; fototropizma ve gravitropizmada iş görür. Sitokininler (Zeatin)---Köklerde sentezlenir ve diğer organlara taşınırlar. ----Kök büyüme ve farklılaşmasını etkiler; hücre bölünmesi ve büyümesini teşvik eder; çimlenmeyi teşvik eder; senesensi geciktirir. Giberellinler (GA3)---Apikal tomurcukların ve köklerin meristemleri, genç yapraklar, embriyo.----Tohum ve tomurcuk çimlenmesini, gövde uzamasını ve yaprak büyümesini artırır; çiçeklenmeyi ve meyve gelişimini teşvik eder, kök büyümesini ve farklılaşmasını etkiler. Absisik asit---Yapraklar, gövdeler, kökler, yeşil meyve.----Büyümeyi engeller; su stresi esnasında stomalar kapanır; dormansinin kırılmasını engeller. Etilen----Olgunlaşan meyve dokuları, gövdelerin nodyumları, yaşlanan yaprak ve çiçekler.---Meyve olgunlaşmasını artırır; oksinin bazı etkilerini bastırır; türe bağlı olarak, köklerin, yaprakların ve çiçeklerin büyümesini artırır veya engeller. Brassinosteroidler (Brassinolid)----Tohumar, meyveler, gövdeler, yapraklar ve çiçek tomurcukları. ----Kök büyümesini engeller, yaprak absisyonunu engeller, ksilem farklılaşmasını artırır. OKSİN : Büyüme Hormonu Charles Darwin ve oğlu Francis, 19. yüzyılın sonlarında fototropizma üzerindeki ilk denemeleri gerçekleştirmiştir. Bu araştırmacılar, fototropik uyartının kuş yemi (Phalaris canariensis) koleptilinin ucunda oluştuğunu ve belli bir mesafede etki ettiğini gözlemiştir. Fototropizma üzerinde yapılan ilk deneyler. Sadece koleoptilin ucu ışığı algılayabilir; fakat kıvrılma uçtan belli bir uzaklıkta oluşur. Bir sinyal çeşidinin, uçtan aşağıya taşınması gerekir. Sinyal, geçirgen bir engelden (jelatin blok) geçebilir, fakat katı bir engelden (mika) geçemez bu, fototropizma sinyalinin taşınabilir bir kimyasal olduğunu göstermektedir. Koleoptilin ucu kesildiğinde, koleoptilin kıvrılmadığı gözlenmiştir. Koleoptilin ucu ışık geçirmeyen bir kapla örtüldüğünde de fideler ışık yönünde büyüyememişlerdir; buna karşılık, ne koleoptilin ucu şeffaf bir kapla örtüldüğünde, ne de koleoptilin alt kısmı ışık geçirmez bir kapla sarıldığında fototropizmanın oluşması önlenememiştir. Darwin, ışığın algılanmasından koleoptilin ucunun sorumlu olduğunu düşünmüştür. Bununla birlikte, gerçek büyüme yanıtı, yani koleoptilin kıvrılması, uçtan belirli uzaklıkta gerçekleşmekteydi. Darwinler, koleoptilin ucundan uzama bölgesine bazı sinyaller gönderildiğini ileri sürmüşlerdir Koleoptil: Bir yulaf (çim) tohumu embriyosunun genç kökünün örtüsü. Fototropizma: Bir bitki sürgününün ışığa doğru yada ışıktan uzaklaşarak büyümesi Birkaç on yıl sonra, Danimarka‟dan Peter Boysen–Jonsen, bu varsayımı sınamış ve sinyalin hareketli bir kimyasal madde olduğunu göstermiştir. Araştırmacı, koleoptil ucunu, hücreler arasındaki teması kesen, fakat kimyasalların geçişine izin veren jelatin bir blokla koleoptilin diğer kısımlarından ayırmıştır. Bu fideler, ışığa doğu kıvrılarak normal davranış göstermişlerdir. Buna karşın uç, koleoptilin alt kısmından geçirimsiz bir engelle ayrıldığında, fototropik yanıt oluşmamıştır 1926‟da Hollandalı bir lisans üstü öğrencisi olan Frits W. Went, Boysen-Jonsen‟in denemelerinde değişiklik yaparak fototropizmada iş gören kimyasal mesaj taşıyıcı elde etmeyi başarmıştır. Bu araştırmacı, koleoptil ucunu çıkartarak agara yerleştirmiştir, daha sonra agarı bloklara ayırarak koleoptillerin tek tarafına yerleştirmiştir Şöyle ki; agar blokları, karanlıkta tutulmuş ucu kesik koleoptillerin üzerine yerleştirmiştir Koleoptil tepesinin ortasına yerleştirilen bir blok, gövdenin dik büyümesine neden olmuştur. Fakat blok, merkezin uzağına yerleştirildiğinde (asimetrik olarak tek tarafa), koleoptil ucu, ışığa doğru büyümesinde olduğu gibi, agar bloğun bulunduğu tarafın aksi yönünde kıvrılmaya başlamıştır. Went’in Deneyleri. Ucun yerine bir blok konulduğunda, koleoptilden agar bloğa geçebilen bir kimyasal, kök koleoptilinin uzamasını teşvik eder. Eğer blok, karanlıkta tutulan ve ucu kesilmiş bir koleoptilin ucunun uzağına yerleştirildiğinde, organ, tek taraftan ışık alıyormuş gibi kıvrılır. Bu kimyasal, bir hormon olan oksindir. Oksin, sürgünde hücrelerin uzamasını teşvik etmektedir. NOT: Went deneylerinde Avena sativa (yabani yulaf) koleoptillerini kullanmıştır. Went, agar bloğun, koleoptil ucunda üretilen bir kimyasalı içerdiği sonucuna varmıştır. Went‟e göre, bu kimyasal koleoptile geçtikçe büyümeyi uyaran ve artıran bir kimyasaldı ve koleoptilin ışık almayan tarafında daha yüksek bir konsantrasyonda biriktiğinden koleoptil ışığa doğru büyüyordu. Wenti bu kimyasal mesaj taşıyıcı yada hormona, oksin (auxein = artmak) ismini verdi. Daha sonra oksin, Kaliforniya Teknoloji Enstitüsünden Kenneth Thimann ve arkadaşları tarafından izole edilmiş (saflaştırılmış) ve yapısı aydınlatılmıştır. Darwinler‟in ve Went‟in çalışmalarına dayalı olarak, koleoptillerin ışığadoğru büyümelerine neyin neden olduğu yönündeki klasik varsayım, oksinin, koleoptil ucundan aşağıya taşınarak asimetrik olarak dağılmasına ve ışık almayan taraftaki hücrelerin ışık alan taraftaki hücrelerden daha hızlı büyümesine neden olduğudur. Oksin Biyosentezi ve Metabolizması Kenneth Thimann ve arkadaşları tarafından izole edilen oksinin, indolasetik asit(IAA, indol-3-asetik asit) olduğuna karar verildi. Daha sonra bitkilerde çeşitli oksinlerin bulunduğuda anlaşıldı. Bunlar fenil asetik asit (PAA), indol butirik asit (IBA) ve 4-kloro indol-3-asetik asit (4-Cl-IAA) gibi maddelerdir. Bunlar gibi etki gösteren fakat doğal olmayan sentetik oksinlerde vardır; naftelen asetik asit (NAA), 2,4-dikloro fenoksi asetik asit (2,4-D), ve 2,4,5-trikloro fenoksi asetik asit (2,4,5-T), 2-metoksi-3,6-dikloro benzoik asit. Üç doğal oksinin yapısı. IAA, bütün bitkilerde; 4-Cl-IAA, bezelyede; IBA, hardal ve mısırda görülür. IAA, triptofan amino asitinden sentezlenir. IAA‟in bütün sentez yollarında başlangıç maddesi genelde triptofandır. IAA, gövde ve dal uçlarında sentezlenmekle beraber, tohumlarda ve genç yapraklarda da sentezlenir. Oksinin floem yoluyla yukarıdan aşağıya doğru taşınımı saatte 0,5-1,5 cm arasındadır. Oksinin, floem yoluyla az da olsa aşağıdan yukarıya taşındığı radyoaktif izleme yöntemiyle (C14 ile işaretlenmiş oksin kullanılarak) belirlenmiştir. Oksinin taşınımı sentetik bir madde olan 2,3,5-triiyodo benzoik asit (TIBA) ile engellenmektedir. Bunun dışında da doğal ve sentetik oksin inhibitörleri de vardır. Oksinin sürgün ucundan aşağıya, gövdeye doğru taşınma hızı saatte 10 mm dir. Bu taşınım hızı floem yoluyla taşınım hızından daha düşüktür. Oksin, bir hücreden diğerine, doğrudan parankima dokusundan taşınır. Taşınma sadece sürgün ucundan kaideye doğru gerçekleşir. Bunun aksi yönünde bir taşınım görülmez. Oksinin, bu tek yönlü taşınımı polar taşınım olarak adlandırılır. Polar taşınımın yer çekimiyle ilgisi yoktur. Bir gövde yada koleoptil parçası baş aşağı konumlandırıldığında oksin yukarı doğru taşınır. Şekil 10‟da plazma zarında ATP ile çalışan proton pompalarının oksin taşınımı için nasıl metabolik enerji sağladıkları gösterilmiştir (Oksin taşınma mekanizması, kemiozmozis ile hücrenin iş yapmasına diğer bir örnek teşkil eder. Kemiozmozis, proton pompalarının yarattığı H+ gradiyentlerini kullanır). Polar oksin taşınımı (kemiozmotik model). Oksin, büyüyen sürgünlerde, sürgün ucundan aşağı doğru tek yönde taşınır. Bu yol boyunca, hormon, hücrenin apikal ucundan girer ve basal ucundan çıkar. Bu esnada çeperden geçer ve bir sonraki apikal uçtan girer. 1) Oksin hücre çeperinin asidik ortamı ile karşılaşınca, elektriksel olarak nötrleşmek için bir hidrojen alır. 2) Nispeten küçük olan molekül plazma zarından geçer. (oksin hücreye girerken; yüksüz formda (AH), difüzyonla veya anyon (A-) olarak sekonder aktif taşımayla girer.) 3) Hücre içinde 7 olan ortam pH sında oksin iyonlaşır. Plazma zarının, iyonlara olan geçirgenliği aynı büyüklükteki nötr moleküllerden daha fazla olduğundan, hormon geçici olarak hücre içinde tutulur. 3) Hücre içinde 7 olan ortam pH sında oksin iyonlaşır. Plazma zarının, iyonlara olan geçirgenliği aynı büyüklükteki nötr moleküllerden daha fazla olduğundan, hormon geçici olarak hücre içinde tutulur. 4) ATP ile çalışan proton pompaları hücrenin içi ve dışı arasındaki pH farkının sürmesini sağlar. 5) Oksin yalnızca hücrenin basal ucundan dışarı çıkar. Hücrenin basal ucunda yer alan zarda, özel taşıyıcı proteinler bu çıkışı sağlar. 6) Proton pompaları, zarın iki yanında bir zar potansiyeli (voltaj) oluşturarak oksin çıkışına katkı yapar. Bu, anyonların hücre dışına çıkmasını sağlar. Kemiosmozis: ATP sentezi gibi, hücresel bir olayı yerine getirmek için zarın karşı tarafında hidrojen iyonu gradiyenti oluşturmakla ortaya çıkan, depolanmış enerjiyi kullanan bir enerji elde etme mekanizması. Hücrede sentezlenen ATP‟nin çoğu, kemiosmozis yoluyla sentezlenir. Proton pompası: Zar potansiyeli meydana getirme işleminde, ATP kullanarak hidrojen iyonlarını hücrenin dışında tutan, hücre zarındaki aktif taşıma mekanizması. Apikal meristem: Kökün uç kısmında ve gövdenin tomurcuklarında bulunan embriyonik bitki dokusu; bitkinin uzunlamasına büyümesi (uzaması) için bitkiye hücre sağlar. Oksin düzeyi bitkide her zaman sabit değildir; mevsim ve çevre şartlarına göre azalıp çoğalabilir. Dolayısıyla oksinin bitkide sentezlendiği gibi parçalandığı sonucuna ulaşırız. IAA hormonu iki şekilde etkisiz hale gelir: birisi çeşitli maddelerle bir enzim aracılığıyla birleştirilerek oksinin inaktif edilmesidir; diğeri ise IAA oksidaz enziminin kataliziyle indol asetaldehit ve CO2‟e parçalanmasıdır. Ayrıca kuvvetli ışıkta da oksin parçalanabilir. Oksinlerin Fizyolojik Etkileri ve Pratik Değeri Hücre Büyümesinde Oksinin Rolü Oksin, esas olarak bir sürgünün apikal meristeminde sentezlenir. Oksin sürgün ucundan hücre uzaman bölgesine taşındıkça, hücrelerin büyümesini uyarır. Bu etki, olasılıkla, oksinin plazma zarındaki bir reseptöre bağlanmasıyla gerçekleşir. Oksin büyümeyi sadece 10-8 ila 10-4 M‟lık konsatrasyon aralığında uyarır. Daha yüksek konsantrasyonlarda hücre büyümesini (uzamasını) engelleyebilir. Bu engellemeyi muhtemelen etilen üretimini teşvik ederek yapar(etilen, bu gibi oskin özelliklerini bastırabilir). Oksin aynı zamanda gen ifadesini hızla değiştirir. Gen ifadesinin değişmesi, dakikalar içinde hücrenin uzama bölgesinde yeni proteinlerin oluşmasını sağlar. Bu proteinlerin bazıları, diğer genleri baskı altına alan yada aktifleştiren kısa ömürlü transkripsiyon faktörleridir. Bu başlangıç hamlesinden sonra büyümenin sürmesi için hücrelerin daha fazla sitoplazma ve çeper maddesi alması gerekir. Oksin, aynı zamanda büyümeyle ilgili bu yanıtın devam etmesini sağlar. Oksine yanıt olarak hücre büyümesi (uzaması); asit büyüme hipotezi. Asit büyüme hipotezi olarak adlandırılan bir görüşe göre, proton pompaları hücrelerin oksine yanıtında büyük bir rol oynamaktadır. Oksin, bir gövdenin uzama bölgesinde plazma zarındaki proton pompalarını uyarır. Bu etkileşim sonucu dakikalar içinde zarın iki yanında zar potansiyeli oluşur (voltaj artar) ve hücrenin pH‟sı düşer (Şekil 11). Çeperin asitleşmesi, ekspansin olarak isimlendirilen enzimleri aktifleştirir. Ekspansinler çeperde selüloz mikrofibrillerin arasındaki bağlantıları (hidrogen bağları) koparır. Bunun sonucunda çeper gevşer. Zar potansiyelindeki artış hücreye iyon alınımını artırır. Bu da, suyun osmozla alınmaına neden olur. Çeperlerin esnekliğinin artışıyla birlikte olan su girişi, hücrenin uzamasını (büyümesini) sağlar. Yan Kök ve Adventif Kök oluşumu Oksinler, ticari olarak bitkilerin çeliklerle vejetatif olarak üretilmesinde kullanılmaktadır. Oksin içeren köklendirme tozu ile bir kesik yaprak yada gövdenin muamele edilmesi çoğunlukla kesik yüzeyin yakınında adventif kök oluşumuna neden olur. Oksin aynı zamanda köklerin dallanmasında da yer alır. Araştırmacılar, yan kökleri aşırı çoğalan bir Arabidopsis mutantının normalden 17 kat daha fazla oksin içerdiğini bulmuşlardır. Ayrıca oksin, apikal dominansinin sürdürülmesinde , absisyonun engellenmesinde, kambiyal faaliyetleri artırarak dikotillerde enine büyümenin teşvikinde, tohum çimlenmesinde, meyve gelişiminde, fototropizma, gravitropizma gibi olaylarda da rol alır. Oksin, primer büyüme için hücre uzamasını uyarmasının yanında, sekonder büyümeyi de etkiler. Bunu, demet kambiyumunda hücre bölünmesini teşvik ederek ve sekonder ksilemin farklılaşmasını etkileyerek yapar. Gelişmekte olan tohumlar oksin sentezlerler. Bu oksin, meyvelerin büyümesini artırır. Domates fidelerine oksin püskürtülmesi, tozlaşmaya gerek duyulmaksızın meyve gelişimini teşvik eder. Bu, normalde gelişmekte olan tohumlar tarafından sentezlenen doğal oksin yerine, sentetik (yapay) oksin kullanılarak, tohumsuz domates yetiştirilmesine olanak sağlar. Oksinlerin zirai amaçlı kullanımında aşağıdaki yöntemler kullanılır: 1) Yapraklara püskürtme. 2) Sulama suyuna karıştırma. 3) Kesik yüzeylere lanolin macunu içinde sürme. 4) Bitki organlarını hormon içeren çözeltiye batırma. 5) Belirli bir dokuya enjeksiyon yapma. Sentetik oskinler, daha ucuz olduğundan, bunları tanıyan yıkıcı enzimlerin bitkide bulunmadığından, bazılarının doğal olanlara göre daha etkili olduğundan pratik olarak daha çok kullanılırlar. Gravitropizma: Bitki yada hayvanların, yer çekimiyle ilişkili olarak verdikleri yanıt. Herbisit Olarak Oksinler 2,4-Dinitrofenol (2,4-D) gibi sentetik oksinler, yaygın bir şekilde herbisit (yabani ot öldürücü) olarak kullanılmaktadır. Mısır gibi monokotiller süratle bu sentetik oksinleri, etkisizleştirirken, dikotiller bunu yapamaz. Bu nedenle aşırı hormon dozları bu bitkileri öldürür. Tahıl tarlalarına 2,4-D püskürtülmesi, karahindiba gibi dikotil otları ortadan kaldırır. Böylece tahıllardan daha çok mahsul alınır. IBA ve NAA, çeliklerin köklendirilmesinde kullanılır. Çelikler bu maddelerin çözeltilerinde bir süre batırılarak köklendirilir. NAA seracılıkta domates ve salatalık gibi sebzelerde çiçeklenme ve meyve gelişimini artırmak için, elma ve armut gibi meyve ağaçlarında meyva tutumunu artırmak için kullanılır. Bu uygulamalar püskürtme ile yapılmaktadır. Bunların dışında, oksinler doku kültürü çalışmalarında kök geliştirilmek üzere besi ortamına ilave edilerek kullanılır. SİTOKİNİNLER : Hücre Büyüme Düzenleyicileri Doku kültüründe bitki hücrelerinin büyüme ve gelişimini artıran kimyasal katkı maddelerini bulmak için gösterilen çabalar, sitokininlerin keşfine yol açmıştır. New York‟ta Cold Spring Harbor Laboratuvarında çalışan, Johannes van Overbeek, 1940‟lı yıllarda, kültür ortamına, Hindistan cevizi tohumunun sıvı endosperminin (hindistancevizi sütü), bitki embriyolarının büyümesini uyardığını buldu, fakat bu madde tanımlanamadı. Bu maddeyi, 1974‟te Letham zeatin olarak tanımladı (ayrıca Letham mısır endosperminde de zeatin elde etmiştir). Daha sonra, t-RNA‟nın antikodon bölgesine yakın bir yerde bulunan izopentenil adenin (IPA) homonu keşfedildi. Bunlar bitkilerde sentezlenen-doğal- sitokinin hormonlarıdır. 1950‟de Wisconsin Üniversitesinden Folke Skoog ve Carlos O. Miller, kültür ortamına ilave ettikleri parçalanmış DNA örneklerinin, tütün hücrelerinin bölünmesini artırdığını gözlemlemişlerdir. Burada rol alan madde otoklavlanmış DNA‟da aydınlatılmış ve kinetin olarak adlandırılmıştır. Kinetin sentetik bir sitokinindir. Sentetik sitokinlere diğer bir örnek ise benzil adenin (BA)‟dir. Sitokininlerin aktif bileşeni, nükleik asitlerin bir elemanı olan adenin (amino pürin) bazının değişime uğramış formlarıdır. Sitokinezi yada hücre bölünmesini uyarması nedeniyle bu büyüme düzenleyicileri, sitokininler olarak isimlendirilmiştir. Bitkilerde doğal olarak oluşan sitokinin çeşitlerinden en yaygın olanı zeatindir. Zeatin, ilk kez mısır (Zea mays) bitkisinde keşfedildiği için bu isim verilmiştir. Sitokininlerin Biyosentezi ve Metabolizması Sitokininlerin sentezi amino pürin yani adeninden başlar. fakat yan grupların sentezi tam bilinmemektedir. Zaten sitokininlerin hormon aktivitesi gösteren kısmı yan gruplara bağlıdır. IPA, t-RNA‟nın yapısındayken hormon aktivitesi göstermez fakat t-RNA‟nın parçalanmasıyla serbest hale geçtiğinde aktivite gösterir. Büyük çabalara rağmen ne sitokininleri oluşturan enzimler bitkilerden izole edilebilmiş ne de onu kodlayan genler tanımlanabilmiştir. Hatta Salisbury Devlet Üniversitesinden Mark Holland, bitkilerin kendi sitokininlerini üretemeyebileceklerini ileri sürmüştür. Bu araştırmacıya göre, sitokininler bitki dokularında simbiyotik oalrak yaşayan ve metilobakteriler olarak isimlendirilen prokaryotlar tarafından üretilmektedir. Bu bakteriler in vitro kültürlerde bile aktif olarak büyüyebilmektedirler. Gerçekten metilobakteriler yok edilince normal gelişme süreci engellenmektedir. Bu süreç, metilobakterilerin yeniden uygulanması yada sitokininlerin yeniden verilemsiyle düzelmektedir. Bu kışkırtıcı varsayımın destek bulup bulmamasına bağlı olmaksızın, varacağımız yer şudur; genom sekanslanması bizi gerçek bilgiye götürecektir. Şu an Arabidopsis‟in gen dizisi analizi tamamlanmıştır. Dolayısıyla, eğer bir sitokinin üreten enzim mevcut ise bunun kolaylıkla tanımlanması gerekir. Bitki hücreleri sitokininlerin kaynağına bağlı olmaksızın sitokinin reseptörlerine sahiptir. Bazı kanıtlar, biri hücre içi, diğeri hücre yüzeyinde olmak üzere iki farklı sitokinin sınıfının varlığını göstermektedir. Sitoplazmik reseptör, sitokinine doğrudan bağlanır ve izole nukleusta transkripsiyonu uyarabilir. Sitokininler bazı bitki hücrelerinde plazma zarındaki Ca+2 kanallarını açarak, sitosolde Ca+2 artışına neden olur. Sitokinin sentezi ve sinyal iletimi hakkında tam olarak bilimsel veriler bulunamamıştır. Fakat bitki fizyolojisi ve gelişimi üzerindeki ana etkileri bilinmektedir. Sitokininlerin yıkımı, sitokinin oksidaz enzimi ile yan grupların uzaklaştırılması ve amino pürin kalmasıyla gerçekleşir. Amino pürin tek başına hormon etkisi gösteremez. Diğer bir yollada; sitokininler şekerlerle birleştirilerek glikozitlerin oluşmasıyla inaktif hale getirilebilir. Turpta rafanatin adı verilen glikozit (glikozil zeatin) bu şekilde meydana gelir. Sitokininlerin bitkide başlıca sentez yerleri tohumlar, genç yapraklar ve en çok kök uçlarıdır. Kök uçlarında sentezlenen sitokininler ksilem yoluyla gövdeye ordanda etki gösterecekleri hedef dokulara taşınırlar. Yaprak, tohum ve meyve gibi organlara sitokininlerin başlangıçta kökten taşınarak geldikleri kabul edilmektedir. Sitokininlerin yukarıdan aşağıya doğu taşınımları ile ilgili veriler çeşitlidir. Yapraklarda uygulanan sitokininler ağaç gibi bazı bitkilerde hiç taşınmayıp yaprakta biriktiği, ancak çilek gibi bitkilerde yavaşta olsa yapraktan diğer organlara taşındığı belirtilmiştir. Sitokininlerin Fizyolojik Etkileri ve Pratik Değeri Hücre Bölünmesi ve Farklılaşmanın Kontrolü Sitokininler, özellikle kökler, embriyolar ve meyvelerde olmak üzere, aktif olarak büyüyen dokularda üretilirler. Kökte üretilen (sentezlenen) sitokininler ksilem öz suyunda taşınarak hedef dokulara ulaşır. Sitokininler, oksin ile birlikte hareket ederek hücre bölünmesini teşvike eder ve farklılaşmayı etkiler. Doku kültüründe büyüyen hücreler üzerinde sitokininlerin etkileri, bu hormonun bütünlüğü bozulmamış bir bitkideki işlevi hakkında ipucu verir. Gövdeden alınan bir parankima dokusu parçası sitokinler olmaksızın kültüre alındığında hücreler çok fazla büyürler fakat, bölünmezler. Sitokininler tek başlarına etki göstermezler, oksin ile birlikte uygulandıklarında hücreler bölünürler. Sitokininin oksine olan oranı ise hücre farklılaşmasını kontrol eder. Bu iki hormonun konsantrasyonları dengelenince, hücre kütlesi büyümeyi sürdürmekle birlikte, farklılaşmaz ve küme oluşturur. Farklılaşmamış bu hücre kümesi, kallus olarak isimlendirilir. Eğer sitokinin oranı artırılırsa kallustan gövde tomurcukları gelişir. Oksin düzeylerinin artırılması halinde ise kökler oluşur. Simbiyoz: Birbirleriyle doğrudan temas halinde olan iki farklı türe ait organizma arasındaki ekolojik ilişki. Endosperm: Çifte döllenme sırasında bir sperm hücresinin iki kutup hücresi çekirdeği ile birleşmesiyle oluşan besince zengin doku; angiospermlerin tohumu içerisinde gelişen embriyoya besin sağlar. In vitro: Hücelerin, dokuların, organların ait oldukları organizmaların dışında yapay ortamlar içinde yetiştirilmeleri veya bulunmaları. Apikal Dominansinin Kontrolü Apikal dominansinin kontrolü için sitokininler oksin ve diğer faktörlerle etki gösterirler. Apikal dominansi, tepe tomurcuğunun yanal tomurcukların gelişimini baskı altına almasıdır. Son zamanlara kadar, apikal dominansinin hormonlar tarafından düzenlenmesi ile ilgili başlıca varsayıma göre (doğrudan engelleme varsyımı) yanal tomurucuk büyümesinin düzenlenmesinde oksin ve sitokinin antagonistik(birbirinin tersi etki göstermek) etki gösterir. Bu görüşe göre; tepe tomurcuğundan sürgünün alt kısımlarına taşınan oksin yanal tomurcukların büyümesini doğrudan engeller. Böylece gövde uzar, fakat yan dallar oluşmaz. Aynı zamanda, kök sisteminden gövde sistemine giren sitokininler büyümenin başlaması için yanal tomurcuklara sinyal göndererek oksin etkisini ortadan kaldırır. Buna göre; yanal tomurcuk engellenmesinin kontrolünde oksinin sitokinine oranı kritik bir etmendir. Pek çok gözlem doğrudan engelleme varsayımı ile uyumludur. Eğer başlıca oksin kaynağı konumundaki tepe tomurcuğu uzaklaştırılırsa (kesilirse), yanal tomurcuklar engellenmez ve bitki çalımsı görünüm alır. Ucu kesilmiş fidelerin kesik yüzeylerine oksin uygulanması yanal tomurcukların büyümesini baskı altına alır. Aşırı sitokinin üreten yada sitokininle muamele edilen bitkiler, normalin üstünde çalımsı görünüm alırlar. Doğrudan engelleme varsayımına göre, başlıca oksin kaynağı durumundaki tepe tomurcuğunun kesilmesi yanal tomurcukların oksin düzeyinde bir azalmaya neden olacaktır. Fakat, biyokimaysal çalışmalar bunun tersini göstermektedir. Ucu kesilen bitkilerin yanal tomurcuklarında oksin düzeyleri artmıştır. Böylece, doğrudan engelleme varsayımı tüm deneysel bulgular tarafından desteklenememektedir. Bu halen bir bilmecedir. Yaşlanmayı Önleyici Etkileri (senesensi geciktirme) Sitokininler, protein parçalanmasını (yıkımını) engelleyerek, RNA ve protein sentezini teşvik ederek ve etraftaki dokulardan besin elementlerini hareketlendirerek bazı bitki organlarının yaşlanmasını geciktirir. Eğer bir bitkiden alınan yapraklar bir sitokinin çözeltisine daldırılırsa, uzun süre yeşil kalırlar. Ayrıca sitokininler bütünlüğü bozulmamış bitkilerde yaprak bozulmasını yavaşlatır.Bu yaşlanmayı engelleyici etkisi nedeniyle, çiçek satıcıları kesilmiş çiçekleri taze tutmak için sitokinin spreyleri kullanırlar. Ayrıca sitokininler kloroplast gelişiminde, boy kısalığında, vasküler kambiyum faaliyetini artırıcı etkilerde etmendir. Kloroplast gelişiminde; karanlıktaki etiyole bitkiye sitokininle muamele edildiğinde, lamellere sahip kloroplastların meydana geldiği fakat klorofil oluşmadığı belirlenmiştir. Işık ve sitokinin etiyole bitkiye birlikte uygulanmasında ise, sadece ışık uygulanan bitkiye göre kloroplastların ve klorofilk sentezinin daha iyi ve hızlı oluştukları görülür. Kök ve gövdeye dıştan yüksek dozda uygulanan sitokinin enine büyümeyi artırarak boy kısalığına sebep olur. Etilende bu etkiye sahip olduğuna göre, sitokininlerde oksinler gibi bitkide etilen artışına sebep olurlar? Bu soruya cevap olarak; bu etkinin hücre çeperinde yeni sentezlenen (üretilen) mikrofibrillerin diziliş yönlerini değiştirmeleri öne sürülmüştür. Sitokininler oksinler gibi vasküler kambiyum faaliyetini artırıcı etkiye sahip olduklarından oksinlerle birlikte aşı macununa karıştırılarak aşı tutmayan bitkilerde aşılamayı kolaylaştırmada kullanılırlar. NOT: Sitokininler bazen oksinin tamamlayıcısı (büyüme), bazen de antagonisti (kök ve tomurcukların farklılaşması) gibi görünmektedir. Etki mekanizmaları bilinmemesine rağmen bu iki tip hormon arasındaki dengenin büyümeyi belirleyici faktörlerden biri olduğu açıktır. Apikal dominansi: Büyüme olayının, bitkinin gövdesinin uç kısmında yoğunlaşması ve buradaki terminal tomurcuğun, lateral tomurcukların büyümesini kısmen engellemesi. Senesens: Bitkilerde yaşlanma ile birlikte gerçekleşen ve bir dokunun, bir organın veya bir bikinin ölümüne yol açan katabolik olaylar dizisi. Kallus: Bitkilerde sürgünlerin kesilen ucunda yer alan, bölünme özelliği gösateren farklılaşmamış hücre kümesi. Dormansi: Büyümenin ve gelişmenin askıya alındığı, son derece düşük metabolik hız ile kendisini gösteren durum. Vernalizasyon: Bazı bitkilerinçiçeklenmesi için sadece uygun fotoperyod yeterli olammakta, belli bir süre düşük sıcaklığa maruz kalması gerekir. Absisyon: Yaprak, çiçek ve meyve gibi organların bitkiden koparak dökülmeleridir.

http://www.biyologlar.com/bitki-hormonlarinin-siniflandirilmasi

Anguilla anguilla Yılan Balığı ve Özellikleri

Yılan Balıklarının Sistematikteki Yeri Yılan balıkları modern sınıflandırmada balıklar sınıfının Apodes takımından kemikli balıklar alt sınıfı Anguillidae familyasına dahildirler. Günümüzde Anguilla cinsi içinde 19 tür bulunmaktadır. Bunlar arasında en önemli yılan balığı türleri : Avrupa yılan balığı Anguilla anguilla Amerikan yılan balığı Anguilla rostrata Japon yılan balığı Anguilla japonica Yılan balıkları gerçek bir balık türüdür. Diğer balıklar gibi galsamaları vardır. İskeletleri balıklara özeldir. Omur sayılarından tür ayırımı yapılmaktadır. Omur sayıları Avrupa yılan balığında ortalama olarak 115, amerikan yılan balığında 107 , japon yılan balığında ise 116 adet olarak tespit edilmiştir. Sadece karın yüzgeçleri yoktur. Göğüs ve sırt yüzgeçlerine sahiptirler. Pulları gelişmemiş ve pulsuz olarak kabul edilebilmekle birlikte vücutları üzerinde tek tük dağılmış pullara sahiptirler. Deri kalındır ve üzerinde fazla miktarda mukus bulunur. Çenelerde ve vomer kemiğinde gayet ince tarak gibi dişler bulunur. Ayrıca karın yüzgeçlerinin yokluğu da yılan balıklarına özel bir durumdur. Yılan balıklarında diğer balıklarda olduğu gibi pektoral yüzgeçleri ve göğüs kemikleri de vardır. Alt çene, üst çeneden biraz daha uzundur. Baş solungaçların bulunduğu yarık ile son bulur. Solungaç kapağı oldukça küçüktür. Kuyruk bölgesi ise anüs ile başlar ve kuyruk sonuna kadar devam eder. Aynı tür içinde olmakla beraber bölgelere göre renk ve baş şekli bakımından birbirinden biraz farklı olan yılan balıklarına sık sık rastlanır. Sonbaharda yakalanan büyük boylu yılan balıkları genel olarak parlak renklidirler. Sırtları koyudur, yanlar bakırımsı alt kısımları ise beyazımsı parlaktır. Bu balıklar cinsel olgunlaşma döneminde olan ve tatlı sulardan çıkarak Sargossa körfezine doğru üreme için göçe çıkmış olan gümüşi yılan balıklarıdır. Bu yılan balıklarından ayrı olarak pek parlak olmayan normal yılan balıkları yakalanır ki bunlar da sarı yılan balıkları olarak tanımlanır. Bu balıklar cinsel bakımdan olgunlaşmamışlardır. Devamlı yem almakta ve gelişme döneminde bulunmaktadırlar. Göç döneminde bulunan gümüşi yılan balıklarının sindirim organları boştur. Bu üreme göçleri sırasında vücutlarında biriktirmiş oldukları yağı, besin ve enerji kaynağı olarak kullanmaktadırlar. Avrupa yılan balıklarında baş yapılarına göre de bazı farklılıklar bulunmaktadır. Renk ve baş yapısı gibi farklılıkların yem, yaşadıkları ortam, cinsiyet, cinsel olgunluğa ulaşma dönemi gibi birçok faktör tarafından etkilendiği saptanmıştır. Sınıf : Pisces (Balıklar) Alt Sınıf : Osteichthys (Kemikli Balıklar) Takım : Anguilliformes (Yılanbalığımsılar) Familya : Anguillidae (Yılanbalıkları) Tür : Anguilla anguilla (Anguilla vulgaris, Muraena anguilla) (Avrupa Yılanbalığı) Tarihçesi: M.Ö. 3. Yüzyılda yaşayan Aristo, "Toprağın bağırsakları" dediği solucanlara benzeyen bu canlılarla ciddi ciddi ilgilenmişti. M.Ö. 1. yüzyılda bir Romalı düşünür ise, "Yılanbalıklarının kaya parçalarına çarpan diğer balıkların derilerinden meydana geldiğini" ileri sürmüş. 17. yüzyılda Francesco Redi adlı doğabilimci, yılanbalığının bir balık olması nedeniyle ancak yumurta yoluyla üreyebileceğini belirtmiş. Sigmund FREUD'ta 19. yüzyılın sonlarına doğru çalışmalarında biyolojiye ağırlık verdiği dönemde, çağrıştırdığı cinsellik açısından yılan balığını tanımaya çalışmış ancak sonuçsuz kalmış. 1920 yılında Danimarkalı biyolog Johannes Schmidt, Atlantik Okyanusunda avlanırken, ağına takılan 77 mm boyunda yılanbalığı larvalarına rastladı.Bunları takip etti ve sonunda yılanbalığı larvalarının Atlas Okyanusunda, Amerikanın biraz açıklarında "Sargasso Denizi" denilen bölgede doğuyorlardı. Daha sonra uzun bir yolculuğa çıkıp Avrupa'ya kadar geliyorlar ve burada ulaştıkları tatlı sularda gelişip büyüdükten sonra yeniden denize dönüyorlardı. Avrupa kıyılarından Meksika'ya gidildikçe larvaların boyları küçülmekte, buna göre yılanbalıkları Meksika yakınlarında üremekte. Yılanbalıklarının yumurta ile üremelerine ilişkin ilk bilgi yumurtalıkların keşfi ile olmuş, ancak birçok bilim adamı yumurtaları bulmak için çok uzun bir süre uğraşmıştır. İtalyan bilim adamı Lazzaro Spallanzani, yılanbalıklarını 40 yıl boyunca incelemesine karşın yumurtalı bir bireye hiç rastlamadığını belirtmiş. 1974 yılında Japon bilim adamları yakaladıkları bir dişi yılanbalığını suni yolla döllemeyi denediler.Laboratuarda gerçekleşen deneyde,dişi yılanbalığı yumurtlar yumurtlamaz öldü.Karnı yarıldığında dönüş yolculuğunda hiç yiyeceği kalmadığı anlaşıldı. 1981 yılında Alman okyanus bilimci Friedrich Wilheim Tesch ilginç bir deney yaptı.Yakaladığı dört dişi yılanbalığını Sargasso Denizi'ne alıcılar bağlayarak bıraktı.Son sinyaller 700 metre derinlikten geldi ve daha sonra yılanbalıklarının izini kaybetti. Yılanbalığı gizemini ve efsane kimliğini hala koruyor. Genel Özellikleri Yılanbalıkları,her ne kadar sürüngene benzese de gerçek bir balık türüdür.Solungaçları vardır. Karın yüzgeçleri yoktur,ancak sırt ve göğüs yüzgeçleri vardır. Karın yüzgecinin olmaması bu balık türüne özgüdür. Üzerinde yoğun bir mukus tabakası olan, kaygan bir derileri var. Bundan dolayı çıplak elle tutulamaz.Yılanbalıkları geceleri hareketlidir,gündüzleri çamurun içine saklanırlar.Çayıra bırakıldıklarında suyun yönünü hemen bulabilirler. Susuz ortama karşı çok dayanıklıdırlar ve uzun süre su dışında kalabilirler. Çünkü bu hayvanlar,yağmurlardan sonra ıslak yerlerde, nemli çimenlerde kolaylıkla hareket edebilirler. Bundan dolayı bir nehirden başka bir nehre (yakın mesafede) bile geçebilirler. Turna balıkları,mersin balıkları ve su kuşları en büyük düşmanlarıdır.Kanları çok tehlikeli bir sinir zehiri içerir, kanı yara ve çatlaklara değmemesine özen gösterilmelidir.Isıtıldığında zehir parçalanır.Toplam 19 yılanbalığı türü vardır Vücut uzun yılan şeklinde, yanlarda hafif yassı olup küçük pullarla kaplıdır. Renk üreme zamanına kadar kahverengimsi sarı, üreme zamanı gelince gümüşidir. Ömürlerinin büyük kısmını (6-20 yaşa kadar) tatlı sularda geçirirler. Yumurtlamak üzere tatlı suları terk ederek denize açılırlar. Üremelerini Meksika Körfezinde gerçekleştirirler. Hayatlarında bir defa yumurta kaparlar. Yumurtlayan yılan balıkları ölür. Çıkan yavrular 3 yaşında, 65-70 mm boyuna geldiklerinde karasularımıza ulaşırlar. 20-60 yıl yaşarlar. Göçün ortaya çıkmasında en önemli nedenlerin başında; üremedir, yavruların yetiştirilmesi, kış gelmeden önce bulunulan bölgeden uzaklaşmaları gerekmektedir. Yaşam ortamındaki besin miktarında azalma, populasyonun artmasıyla birlikte yaşam alanının küçülmesi gelmekte.Yılanbalıklarını göçteki amacı; iç güdüsel olarak doğdukları yere ulaşıp üremek istemeleridir. Coğrafik Dağılımları: Avrupa yılan balıkları yayıldıkları bölgeler, Kuzeyde 71. Güneyde ise 23. enlemler arasında bulunmaktadır. Kuzeye doğru çıkıldıkça da yılan balıklarına daha az rastlanır. Pratik olarak yapılan yılan balığı avcılığı da 63. Enlem dairesine uzamaktadır. Kuzey Rusya ve Kuzey Sibirya’da yılan balıklarına rastlanmaz. Afrika sahillerine bakıldığında ise , Cezayir kıyılarında bulunmasına rağmen aynı sahilde bulunan Senegal’de görülmez. Bazı göllerde çok az ve bazılarında ise hiç bulunmadıkları görülmektedir. Bu durum yılan balıklarının bu göllere ulaşma imkanları ile ilgilidir. Yılan balığının yayıldığı bölgeler incelenirse pek çok yayılma alanı görülür ve ulaşabildikleri yüksek sularda bile yaşadıkları saptanmıştır. En tuzlu suda, tatlı kaynak sularında, bataklık az tuzlu sularda yaşama imkanı bulurlar. Amerikan yılan balıklarının, Avrupa yılan balıklarının çoğaldığı bölgelerde çoğaldıkları kabul edilmektedir. Kanada ve ABD kıyılarında yaygındırlar. Bu ülkelerde avcılık ve üretim az ve benzer düzeydedir. Japon yılan balığı doğu Asya kıyılarında bulunan bir türdür. Üredikleri alan kesin olarak bilinmemekle birlikte Tayvan’ın güney kısımlarında çoğaldıkları tahmin edilmektedir. Tayvan’da Taipei, İlan, Kan, Changua, ve Pingtung şehirlerine yakın nehirlerde fazla miktarda elver yakalanmaktadır. Japonya’da ise Shizuoka bölgesi nehirlerinde elver avcılığı yapılır. Japonya’da yılda 50 ton dolayında elver yakalandığı tahmin edilmektedir. Larva Dönemleri Şubat ile nisan ayları arasında dünyaya geliyorlar. Larvalarına "Leptocephal" adı verilen larvalar küçük bir dil balığı biçiminde ve vücutlarına oranla iri siyah gözleri bulunur. Şeffaf görünümde olur,kasları iç organları görülür. Uzunlukları yaklaşık 5-6 milimetre arasındadır. Sargasso Denizi'nden Avrupa'ya kadar gelişi sırasında zooplanktonlarla ve küçük kabuklularla beslenirler. Bu hayvanları 14 dişiyle parçalayarak yer. Yolculuğunu, ya kendisini akıntılara bırakarak ya da küçük sürüngenler gibi hareket ederek tamamlıyor. Dokuz ayda tam 6000 km yol katettikten sonra Avrupa Kıyılarına ve 7000 km'den sonra da Akdeniz havzasına ulaşırlar. Yavru Dönemleri Larva Avrupa kıyılarına vardığında,tatlı su ortamına uyum sağlamak ve kıyıdaki haliçleri daha kolay aşmak için metamorfoz geçirip, saydam ve minyatür yılanbalığı haline dönüşür . Bu ortamda yaşayabilmek için iç basıncını ayarlar. Larva dönemindeki dişlerini kaybeder ve bundan dolayı beslenemez. Beslenmeme döneminin uzamaması gerekir . Nehirlerde ilerlerken büyümeye başlarlar. Yılda boyları yaklaşık 10 cm, kiloları da 20 gram artar. Tatlı suya ve nehirlerin içlerine ulaşmak için çok hızlı ve gruplar halinde hareket eder. Nehirleri tırmanmaya başlayıp bazen kıyıdan 200 km içerlere kadar sokulurlar. Ancak daha fazla ilerleyemezler. Çünkü akarsular üzerinde barajlar ve setlere takılırlar. Grup halindeki dolaşmaları, kıyıdaki haliçlerde beyaz lekeler oluşturur. Belli bir süre sonra bir yere yerleşirler. Burada ikinci metamorfoz olur. Küçüklük Dönemleri Halk arasında "sarı yılanbalığı" denilen 3. aşamaya ulaşırlar. Bu metamorfoz aşamasında cinsiyeti belirlenir ve bu dönemde çok saldırgan olurlar. Derisinde beliren pigmentler nedeniyle rengi yavaş yavaş koyulaşır. Yemek borusu açıldığından yeniden beslenmeye başlıyor. Geceleri avlanmaya çıkarlar; Kız böceği, sinek, çamca balığı yiyerek beslenirler. Kış aylarında sularında soğumasıyla da kendini çamura gömerek kış uykusuna yatar. Nehir boyunca günde birkaç kilometre mesafe katederek sonunda bir süre sabit kalacağı noktaya ulaşır. Bugün yeryüzündeki yılanbalığı sayısının azalmasının temel nedenlerinden biri de onun yol aldığı bu nehirlere insanoğlunun inşa ettiği baraj ve setler. Bu dönemde uzunluğu cinse göre farklılık gösterir. Erkeklerde 5-8 yıl sürerken, dişilerde 7-12 yıl devam eder. Bu süre sonunda geldikleri yere dönmek için yola çıkarlar. Amaçları, tamamen içgüdüsel biçimde Sargasso Denizi'ne ulaşmak ve orada çiftleşmek. Yolculuğa çıkmadan son metamorfozlarını da geçirirler. Yetişkinlik Dönemleri Açık ve tuzlu su için gerekli metamorfozları geçirir. Derisi kalınlaşır,derinliklerin karanlığında yolunu daha iyi görmesi için gözlerinin hacmi artar ve bilye büyüklüğüne ulaşır. Daha önce vücudunun üçte birini oluşturan yağ tabakasını eritmeye başlar. Başını ön tarafı daha sivrileşir;böylelikle daha ince,aerodinamik bir yapı kazanır. 6 ile 13 yıl arasında bir süre bu yeni mekanında yaşıyor ve irileşiyor. Derisinin rengi ;karın kısmı gümüşümsü,sırt kısmıysa daha koyu bir görüntü kazandıktan sonra,12 gün içinde açık denizdeki yeni yolculuğuna hazırlanıyor. Boyu 1.2 metreye ulaşıyor ve vücudunun iç basıncını yeniden tuzlu suya göre ayarlıyor. Dönüş yolunda,akıntılardan mümkün olduğunca kaçınır ve bunu tamamen içgüdüsel olarak yapar. Geri dönüş yapan bir yılanbalığı bugüne kadar ,Avrupa kıyısından başlayarak tüm Atlas Okyanusu boyunca izlenememiştir. Sargasso Denizine ulaştıktan sonradaki yaşamları konusunda da bilgiler tam değildir. Dönüşü 120-200 gün süren yılanbalığı çok derin sularda yüzdükleri ve çok ağır basınç altında kaldıkları belirtiliyor. Basınç sayesinde üreme organları gelişmektedir ve hormon salgılamaya başlarlar.Sargassso Denizi'nin 600 metreye varan derinliklerinde çiftleşmeye uygun konuma gelirler. Dişilerde yumurtalar toplam kilosunun yüzde 80'ine ulaşır,yani 800 gram yumurta taşır. Renkleri: Yılanbalıklarında çeşitli renklenmeler görülür. Doğduğunda saydamdır.Nehirlere girinceye kadar bu formunu korur, nehirlere girdikten sonra renk pigmentleri oluşur. Rengi kahverengi sarımsıya döner,cinsel olgunluğa tam erişmemiştir.Bu hayvanlara sarı yılanbalıkları denir. 10-15 yaşlarında ise sırtları siyah, karın kısımları gümüşi renk alır.Cinsel olgunluğa erişmiştirler.Bu hayvanlara parlak veya gümüşi yılanbalıkları denir. Habitat ve Coğrafik Dağılımları Dipte, çamura bağlı olarak,tatlı suda ve denizde yaşarlar.Atlantik Okyanusu, Akdeniz, Batlık Denizi, Karadeniz ve bunlara akan akarsularda bulunurlar. Kuzey Afrika'da Cezayir'de görülebilirler.70 ile 25 kuzey enlemleri arasında dağılım gösterirler.Göçleri bütün Akdeniz, Baltık Denizi, Kuzey Denizi, Atlas Okyanusu ve Adriyatik Denizine dökülen nehir ve göllerden yola çıkan Avrupa yılanbalıklarının göçü Meksika Körfezi'nin 800 ile 1000 metre derinliklerinde son bulur.Sadece Avrupa yılanbalığı (Anguilla anguilla) ülkemiz iç sularında yaşar.Akdeniz ve Ege 'ye dökülen bütün göl ve nehirlerimizde bol miktarda bulunan yılanbalığı Batı Karadeniz'den Sakarya Nehri'ne kadar yayılan bir yaşam alanına sahip. Ekonomik Önemi: Bir çok ülkede beğenilen ve oldukça fazla tüketilen bir besin.Balık yetiştiriciliğinde genelde suni olarak balıkları üretmek mümkünken, yılanbalıkları suni olarak henüz üretilebilmiş değil.Yetiştiriciliği göç sonucu nehir ağızlarına gelen yılanbalığı larvalarının yakalanarak büyük havuzlarda beslenmeye alınmasıyla yapılmakta.Yakalanan yavruların bir kısmı doğrudan besin olarak tüketilir.1 kg yılanbalığı yavrusu 2800 ile 3500 arasında birey içerir.Avrupa kıyılarında yakalanan yavru balık miktarının yıllık 300 ton civarında olduğu söylenmekte.Bu miktar 900 milyar ile 1 trilyon arasında yavru balık anlamına geliyor. Türkiye kıyılarına ulaşan milyonlarca yavru balık büyük sürüler oluşturarak iç sulara girer.Nehir üzerindeki barajlara,yakındaki nehirlere,geceleri karaya çıkarak çamur ve nemli çayırlar üzerinden ilerleyerek ulaşabilir.Ülkemizde Akdeniz ve Ege kıyılarına dökülen nehirler üzerine yapılan barajlarda,balıkların yukarı çıkabilmesi için şelaleler yaparak yükselen balık merdivenleri bulunmadığından özellikle Gediz Nehri üzerindeki barajlarda, yavru balıkların türbinlere girmeleri,karaya çıkarak yukarı çıkmak istemeleri sonucu büyük kısmı telef olmakta. Nehirlere girişi,denizlerdeki akıntıları yardımıyla güney kıyılarından itibaren başlıyor. Aralık ve mart ayları arasında nehirlere giren yılanbalıkları,6-9 sene için denizlere kitlesel göç yapıyor.Yılan formunda olduğu için yerli halk tarafından tüketilmiyor ancak ;yurtdışında oldukça yüksek düzeyde alıcı buluyor. FAO'nun (Dünya Tarım Örgütü) ülkemizde yetiştiriciliğini tavsiye ettiği üç su ürünü karides,yılanbalığı ve süs balıkları arasında,ekonomik olarak en hesaplısı olan yılanbalıkları için hiçbir girişim yapılmıyor. Türkiye su ısısının Avrupa'ya göre yüksek olması,bu balığın göç dönemlerinde farklılık oluşturuyor.Avrupa'da yılanbalığı avcılığı mayıs-ekim dönemlerinde,ülkemizde ise eylül-ekim dönemlerinde gerçekleştiriliyor.Meriç Nehri 9.kilometrede Yunanistan sınırları içine kıvrılmış durumda.Bu noktadan itibaren sularının büyük bir kısmı Yunanistan sınırları içinden denize dökülmekteyken yatağındaki bu değişim, beraberinde bir çok sorunu da getirmiş. Yılanbalıkları içgüdüsel olarak akıntıya karşı yolculuk etme eğiliminde olduklarından, debisi giderek artan Yunanistan sınırlarındaki Meriç ağzında giriş yapmaya başladılar.Balıklar,geri dönüşte de aynı yol izlediklerinden, epeydir Yunanlı balıkçılar tarafından 9. kilometrede ve Meriç ağzında kurulan ağlarla avlıyorlar.Bugün Enez'de yılda sadece 1.5 tonluk bir üretimimiz var.Meriç'in 9. kilometreden ayrılan Türkiye kolunun debisinin azalmasıyla artık nehir yatağı giderek mıcır, taş yığınlarıyla dolmuş bulunuyor. Ekonomik olarak önem kazandığı yörelerimizin başlıcaları: Enez, Çandarlı (İzmir), Söke (Dalyan), Güllük (Muğla), Köyceğiz dalyanı ,Oragon çayı... Göç Sırasında Yön Bulma Yetenekleri Göç eden hayvanların yön bulma yetenekleri bilim dünyasında pek çok araştırmaya konu olmuş. Bu görüşlerden bazıları şöyledir; 1-) Göç sırasında dünyanın manyetik alanını kullandıkları görüşü: Dünyamızın bir manyetik alanı vardır. Bazı deniz memelileri, kuşlar, bazı balıklar, bazı böcekler, bazı mikro organizmalarda bu manyetik alanı saptayabilen algılayıcılar bulunur. Manyetoreseptör denen bu algılayıcıları sayesinde hayvanlar, uzun mesafeli göçte veya gezintilerinde yönlerini kolayca bulabiliyorlar. Ama bunun dışında kullandıkları referanslarda vardır. Yılanbalıklarının doğdukları yere geri dönüşleri, manyetoreseptörler ve suyun kimyasal yapısını tanımalarıyla açıklanmakta, denizlerde dahil olmak üzere her suyun, hatta her bölgenin kendine özgü bir kimyasal yapısı olur. Rota bu kimyasal bileşime göre saptanır. 2-) Sargasso Denizi'nde doğan canlılar, gelişme bölgelerine doğru göçerken suyun kimyasal yapısını belleklerine kaydederler. Gelişme dönemini tamamlayıp geri dönerken de, belleklerinde kayıtlı olan üreme alanlarına geri dönerler. Bu göçün tam anlamıyla bir yanıtı olmamakla birlikte kabul edilen bir görüşe göre dünyamızdaki kıtalar henüz birbirlerinden ayrılmamışken, yılanbalıkları bugün üredikleri yerde ürüyorlardı. Kıtaların ayrılmaya başlamasıyla, kıtalar arasındaki mesafeler uzadı. Milyonlarca yıl sonra bugün ki durumuna geldi. Göç başta kısa mesafelerde yapılırken, kıtalar birbirinden ayrılıp uzaklaşınca göç mesafesi de arttı. Sargasso Denizi belki de onların yumurtlamak için en uygun koşulları ( suyun sıcaklığı, kimyasal yapısı, bölgenin jeomanyetik alanı vb) sağlayan bir bölge olduğu için binlerce yıldır aynı bölgeye gelip yumurtlamakta. Yılanbalıkları iç güdüsel olarak göç ederler,yani ilk doğdukları yere giderek orada doğurur ve ölürler.Bu olay tamamen kalıtsal bir davranıştır. Zaten bununla ilgili görüşler ileri atılmıştır. Yılanbalıkları belirli periyotlarda bu göç olayını gerçekleştirirler ,yani; belirli bir büyüme sonunda göç etmeye başlarlar ritimleri bellidir.Göç olayı çiftleşme ,solunum gibi düşünülebilir.Sadece yılanbalıkları göç etmezler ;kuşlar,balıklar..vb İkinci Göç Bu göç, yılan balıklarının doğduğu yere üremek için yaptıkları göçtür. Gümüşi yılan balıkları sonbaharda, tatlı suları terkettiklerinde cinsi olgunlukları tamamlanmamıştır. Gümüşi yılan balığının denizdeki yaşamı çok az bilinmektedir. Sargossa"daki yumurtlama alanına ulaşıncaya ve gonatlarının tam olgunlaşacağı zamana kadar, denizde beslenmeden hayatta kalabilmektedir. 5000 km"lik uzun ve tehlikeli göçün tek hedefi, doğdukları yere ulaşıp üremektir. Üreme alanında deniz derinliği 4-5 bin metredir. Yılan balıkları yavruları ise 400-500 metrede güneş ışınlarının son ulaştığı derinliklerde yakalanırlar. Yılanbalıklarının yumurtladıktan sonra öldüğü tahmin edilmektedir. Avrupa Yılan Balığının Ürediği Yer: Sargossa Denizi Yılan balıklarının üreme alanları Peurto Rico ve Bermuda Adalarından eşit uzaklıklarda bulunmaktadır. Sargossa denizi bir kuyu şeklinde ve 1000 m derinliğe kadar bir bölgede tuzluluk oranı % 0,35 ve su sıcaklığı 17 dereceyle, yılan balıklarının üreme sahaları olarak diğer bölgelerden ayrılır. Yılan balıkları tam olarak nerede toplanıyorlar? Yumurtlamaları nerede oluyor? Erkekler nerede bu yumurtaları döllüyorlar? Bu yerler ve olaylar hiçbir kimse tarafından gözlenememiştir. Sadece bu olayların anılan bölgede olduğuna dair bir çok bilgiye sahibiz... Yılan balıkları derin su balıklarıdır. Tatlı sulara geçici olarak, büyümek için gelmektedirler. Sargossa denizinde 400 metre derinlikte yumurtadan çıkmış yılan balıkları, 15 yıl sonra tekrar üremek için aynı sulara geri dönmektedir. Üreme zamanına ulaşan yılan balıklarını, tatlı sulardan denizlere göç ettiği dönemde “gümişi yılan balığı” adı verilir. Bu dönemde yılan balıkları yumurtaları incelendiğinde üreme organı içinde yağ damlaları gözlenmektedir. Bu durum yumurtaların deniz dibinde değil orta sularda olabileceğini kanıtlamaktadır. Sargossa denizinde derinlik 4500 metre dolaylarındadır. 400-500 metre derinlik bu denizde güneş ışınlarının ulaşabildiği son derinlik olmakta, 500-600 metreden sonra ise hayat güçleşmektedir. Üremenin bu derinlikte olmasından sonra, yumurtadan çıkan larvaların büyüyerek yükselmeye başladıkları saptanmıştır. Örneğin 5-15 mm boyundaki yılan balığı larvaları 100-300 metre derinliklerde rastlanırken, biraz daha büyükleri ve bu denizden uzaklaşmış olanları 50 m civarındaki derinliklerde bulunmaktadır. Bütün bu bilgiler yılan balıklarının döllenmiş yumurtalarının bu bölgede izlenememiş olmasına rağmen, üremenin bu bölgede olduğunu kanıtlayan veriler olmaktadır. Aynı bölgede Mart ve temmuz ayında milyarlarca leptosefalus larvasının gözlenmiş olması, üremenin ilkbahar ve yaz başlangıcında olabileceğine işaret etmektedir. Yumurtlayan Yılan Balıklarına Ne Oluyor? Yumurtladıktan sonra yılan balıklarının akibetlerinin ne olduğu günümüzde hala bir bilinmezdir. Çünkü yumurtladıktan sonra Avrupa kıyılarına geri dönmüş tek bir yılan balığına raslanamamıştır. Bu durumda iki hipotez ileri sürülmektedir: Bunlardan ilki yılan balıkları yumurtladıktan sonra derin dip balığı olarak yaşamını sürdürür. Diğeri ise, yılan balıkları yumurtladıktan sonra kitle halinde ölürler. Bu iki görüşten ikincisini destekleyecek bir çok delil bulunmaktadır. Gümüşi yılan balığı olarak adlandırılan üremek için denizlere açılmaya yönelmiş bir yılan balığında anüs yapısının bozulduğu, sindirim sisteminin deforme olduğu ve kaslarda değişim başladığı gözlenmiştir. Bazı balık türlerinde de üremeden sonra ölüm olduğu bilinmektedir. Örneğin som balıkları yumurtlamak için denizlerden nehirlere göç ederler. Ve hepsinin yumurtladıktan sonra öldükleri gözlenir. Öyleyse yılan balıklarının da üredikten sonra öldüklerini kabul etmek yanlış olmayacak ve bunların 4500 m’ye varan derinliklere çöküp çürüdüklerini kabul etmekten başka yorum kalmayacaktır. Yumurtadan Çıkan Larvaların İlk Yolculuğu Yumurtadan çıktıktan sonra larvalar için önemli, uzun ve güç bir yolculuk başlar. Üreme alanının hemen çevresine üreme mevsiminde milyarlarca larva dağılarak yol almaya başlarlar. Larvalar kuzeyden Labrodor"dan gelen soğuk su akıntısı ve güneyden Ekvatordan gelen sıcak su akıntısının zararlı etkisi nedeniyle bu yönlere gitmezler. Amerika kıtasına gitmeyi tercih etseler, Amerika kıyılarına kısa sürede ulaşacaklar ve metamorfoz denilen normal vücut değişimlerini (3 yıl gerekir) sağlayamadan kıyılara ulaştıkları için ölmekten kurtulamayacaklardır. Aynı bölgede Amerikan yılan balıkları da üremesine karşın, onların yavruları tatlı suya girebilecek morfolojik değişime 1 yılda ulaşırlar, bu yüzden Avrupa kıyılarına doğru değil, Amerika kıyılarına doğru göçe başlar. Çünkü morfolojik değişimden hemen sonra beslenemez ise onlar da ölecektir. Böylece bu balıklarda, beslenme sahaları olan tatlı sulara ulaşma süreleri ile morfolojik değişimleri tamamlama süreleri birbirini takip etmektedir. Ilkbahar başında yumurtadan çıkan larvalar defne yaprağına benzer ve bunlara leptosefalus denir. Bu larvalar Meksika körfezinden başlayıp Batı Avrupa kıyılarına kadar gelen sıcak su akıntılarıyla Avrupa kıyılarına kadar göç ederler. Şimdiye kadar yakalanan en küçük larva 7 mm olup, 75- 300 metre derinliklerde rastlanmıştır. Avrupa kıyılarına yaklaştıklarında boyları 75 mm"ye ulaşmaktadır. Avrupa yılan balığı larvalarının kat ettikleri mesafe 5000 km, Amerikan yılan balıklarının 1000 km kadardır. Larvalar kıyılara ulaştıklarında, defne yaprağı şeklinden yılan balığına benzeyen silindirik bir şekle dönüşmeye başlar. Vücut büyüklüğü ve ağırlığı artar. Larva dönemine ait dişler kaybolur. Larva döneminde mikroskobik canlılarla beslenirler. Avrupa yılan balıkları su akıntılarıyla nehir ağızlarına geldiklerinde 2.5 yılı geçmiştir. Türkiye kıyılarına gelmeleri ise 3 yılı bulmaktadır. Nehirlere giren yılan balıklarının zeytin yeşili kahverengimsi, karın kısmı sarımsı beyaz rengi alır. Bu balıklara "Sarı Yılan Balığı" denir. 14-15 yıl kadar sarı yılan balığı az-çok yerleşik olarak beslenir ve barınır. Beslenme, etçil olarak dip canlılarıyla ve diğer balıklarla olmaktadır. Büyümesi yaşadığı ortama bağlıdır. Dişi balıklar (45-150 cm), erkeklerden (50 cm) daha büyüktür. Büyümedeki farklılık ve yaşadığı ortam cinsiyetin ayırt edilmesini sağlar. Erkek balıklar nehir ağzında kalırken, dişi bireyler kaynağa yakın yerlerde bulunur. Su dışında uzun süre yaşayabilen, susuz ortamda dayanıklı olan yılan balıkları, ıslak zeminlerde, nemli çimler üzerinde kolayca hareket edebilir. Hatta deniz-tatlı su bağlantılı bataklık alanlarda çamur içinde çok rahat hareket edebilen, bu balıkları, bu alanlarda 1-1,5 metre çamur içinde bulmak hiç de şaşırtıcı olmaz. 15 yaşına kadar tatlı sularda büyüyen sarı yılan balıkları ikinci bir değişim geçirir. Karın kısmı, gümüşi, sırt kısmında koyu bir renklenme görülür. Vücutlarındaki yağ oranı artar (vücut ağırlığının %30"unu geçebilir) Bu aşırı yağlanma onun Sargossa denizine yapacağı zorlu göçte dayanmasını sağlar. Zira yılan balıkları yaklaşık 18 ay sürecek bu göçte hiçbir besin almazlar. KAYNAKÇA: Alpbaz A., Hoşsucu, H., 1988. Iç Su Balıkları Yetiştiriciliği, Ege Üniversitesi Su Ürünleri Y.O. Yayınları No:12, 1-98 s. Izmir. Güner, Y., Kırtık, A. 2000, Yılan Balığı Biyolojisi ve Yetiştiriciliği. Tarım Bakanlığı Hizmet içi Seminer Notları. 32 sayfa. Bilim ve Teknik Dergisi ; Kasım 2002 Atlas Dergisi ; Mayıs 2000 Focus Dergisi ; Eylül 1998 Omurgalı Hayvanlar, Prof.Dr.Mustafa KURU   Yılan Balığı Yetiştiriciliği Yılan balıkları modern sınıflandırmada balıklar sınıfından Apodes takımından kemikli balıklar alt sınıfı Anguillidae familyasına dahildirler. Avrupa yılan balığı dışında K.Amerika ve Grönland!a ait Anguilla rostrata; Çin ve Japonya'da Anguilla japonica; Avustralya ve Y.Zelanda'da A.dieffenbachi ve A.australis türleri bulunur. Yılan balıkları kesinlikle karasal bir hayvan değildir. Bir balık türüdür. Sadece karın yüzgeçleri yoktur. Hayatları boyunca yumurtadan çıktıktan sonra 5 dönem geçirirler. İlk dönem larvaların yumurtadan çıktıktan sonraki keseli dönemidir. İkinci dönem 1-3 yıl arasında değişen larva dönemidir. Üçüncü dönem larvanın leptocephalus safhasındaki elver tabir ettiğimiz safhaya geçiş dönemidir. Dördüncü dönem elver haline gelen balıkların nehirlere veya göllere girerek yaşamalarıdır. Beşinci dönem de yılan balıklarının üremek için denize seyahat ettikleri dönemdir. Yılan balıklarının yumurtlamak için Sargossa Körfezine gittiği ve yumurtladıktan sonra öldükleri sanılmaktadır. Avrupa'da uygulandığı gibi yılan balığı yavrularının stoklanması şekliyle yetiştiriciliği yapılabilir (extansive). Bu yöntemlerde acı su (%010-20 tuzluluk) tabir edilen dalyanlarda veya göllerde yavru yılan balıkları kontrollu bir alan bırakılır. Gelişme tamamen doğal koşullara bırakılır. Yapay yem kullanılarak gelişme desteklenebilir. Üretim oranının 5-20 kg/dekar arasında değiştiği bildirilmektedir. Japonya'da uygulandığı gibi kontrollü yetiştiricilik yapılabilmektedir (Intensive). Avrupa yılan balığı yetiştiriciliği Yılan balığı yetiştiriciliğini etkileyen üç önemli zorluk bulunmaktadır. • Damızlıktan itibaren üretimi gerçekleştirilememektedir. Bu yüzden yetiştiriciler doğal ortamdan yakalanacak yavruları kullanmak zorundadırlar. Doğadan yakalanan yavru miktarı da bir yıldan diğer yıla büyük oranda değişiklik gösterir. Yavruların yakalanması şeffaf elver aşamasından itibaren başlamakta, daha sonraki aşamalarda da devam etmektedir. Örneğin, Fransa’da Languedoc kıyılarında yaklaşık 25 g ağırlığında yılan balığı yavruları yakalanmaktadır ( 9-13 Frank/kg ). Bu aşamada farklı yaş ve sağlık durumunda bireylerin bulunması, balıkların aynı kökenden gelmemesi, yem dönüşüm katsayısını yükseltir. Bu da besleme maliyetini artırmaktadır. • Tür içi rekabet fazladır. Büyük bireyler özellikle yem alımı sırasında populasyon üzerine baskınlık kurarak küçük bireylerin yeme ulaşmalarını güçleştirirler. Bu da stres olayının ortaya çıkmasına sebep olur. Yetiştirici bu durumda boy dağılımının homojen olmasını sağlamak için yavru aşamasında 3-5 haftada bir sınıflama yapmak zorundadır. Zira bu tür içi rekabet kanibalizme kadar gidebilmektedir. Bunu ortadan kaldırmak için yapılan tüm müdahaleler populasyonda belli bir strese yol açmaktadır. • Yoğun yetiştiricilikte karma yemi en iyi şekilde ete dönüştürerek eşit büyüyen bireylerin elde edilmesi gerekmektedir. Ancak bu pahalı bir besleme gerektirir. Yılan balığının çok kaygan olması, avlanmasını ve el ile tutulmasını güçleştirir. Halbuki yılan balığı yetiştiriciliği oldukça fazla el işçiliği gerektirir. Yılan balığı yetiştiriciliği özellikle Uzakdoğu’da önemli bir yer tutmaktadır. 1. Ekstansif Yılan Balığı Yetiştiriciliği Yılan balığı yetiştiriciliğini iki kısımda incelemek mümkündür. Bunlardan birincisi Avrupa’da yapıldığı gibi yılan balığı yavrularının stoklanması ile üretim sağlanmasıdır. Bu yol ekstansif üretim olarak adlandırılır. Satın alınan elverler çeşitli göl veya akarsulara bırakılır. Bu yöntemle Hollanda ve Almanya’da yetiştiricilik yapılmaktadır. Kuzey İtalya’da Venedik yakınlarında Comacchio gölü yetiştirme merkezidir. Burada etrafı çevrili 32 000 hektar “valli”lerden 1 000 ton/yıl balık elde edilmektedir. Vallilere tatlı ve tuzlu su girişi kontrollü olarak verilmektedir. Elverler buraya ya kendileri gelirler veya sahilden yakalanarak getirilirler. Verimliliğin artırılması için yapay yemle beslemeye de başlanmış, üretim veriminin 5-20 kg/dekar arasında olduğu bildirilmiştir. Kuzey İrlanda’da nehirlerde tuzaklarla yakalanan elverler 38 000 hektarlık çeşitli göl ve göletlere bırakılarak yılda 800 ton üretim sağlanmıştır. Macaristan’da İrlanda ve Fransa’dan satın alınan elverler, Balata, Valence ve Ferta göllerine bırakılır. Stoklamanın hektara 400 elver olduğu 6 yıllık bir gelişmeden sonra balıkların ortalama 650 grama ulaştığı bildirilmiştir. Fransa’da ise Marsilya yakınlarındaki 8 000 hektarlık alanda 70 ton/yıl yılan balığı elde edilmiştir. Ülkemizde çeşitli yerlerde avcılığı yapıldığı gibi bu yerlerde gelişen balıklar hasat edilerek üretim sağlanır. İzmir körfezindeki bazı dalyan işleticileri güney bölgelerinden temin ettikleri yılan balığı yavrularını dalyanlara bırakarak üretimi artırma girişiminde bulunmuşlardır. Ülkemizde avcılığı yapılan yılan balıkları genel olarak bazı göl ve nehirlerden sağlanmaktadır. Yılan balığı üretiminde önde gelen göl ve nehir dalyanları : Bafa gölü ve buna bağlı Menderes nehri, Gölmarmara, az miktarda diğer sulardır. Yıllık yılan balığı istihsalimiz DİE verilerine göre 1991 yılında 603 ton, 1995 yılında 780 ton, 1997 yılında ise 400 tondur. Yılan balığı yetiştiriciliği Japonya’da 1970 li yıllarda başlamış olup karma yemlerin kullanıldığı yoğun yetiştiriciliğe dönüşmüştür. 1990-91 yılı verilerine göre Japonya’da Anguilla anguilla 1500 ton, A. japonica üretimi 40 500 ton olarak elde edilmiştir. Tayvan’da da son yıllardaki üretim çalışmaları ile 52 500 ton A. japonica elde edilmiştir. Almanya, Fransa ve İtalya’da yılan balığı yetiştiriciliği konusunda bazı girişimler yapılmışsa da Uzakdoğu’da olduğu gibi yaygın bir gelişme ortamı sağlanamamıştır. Avrupa Yılan balığı elverleri Avrupa yılan balığına hemen hemen sıcak su akıntılarının ulaştığı tüm kuzey Avrupa nehirlerinde rastlanılmaktadır. Ayrıca Akdeniz’de pek çok nehirde de görülür. Ülkemizde Büyük Menderes nehri ve bu nehirle bağlantılı olan Bafa gölünde, Küçük menderes ve Gediz, Bakırçay nehirlerinde, Adıyaman Gölbaşı, Silifke’de Göksu nehrinde, bu nehirle irtibatlı Akgöl ve Kuğu göllerinde, Marmarada Kocabaş, Gönen ve Susurluk çaylarında yılan balığı mevcuttur. Akdeniz ile irtibatlı nehirlerde görülen, yılan balığı tüm Cebelitarık boğazını geçerek bu nehirlere ulaşmaktadır. İtalya’da özellikle Kuzey Adriyatik’te ve Venedik yakınlarındaki dalyanlarda fazla miktarda yılan balığı bulunmaktadır. Elverlerin en çok yakalandığı ülkelerden biride Fransa’dır. Özellikle Biskay körfezinde Loire ve Girondo nehirlerine büyük miktarlarda girdikleri gözlenir. Fransa’nın yılda, bu bölgesinde 800 ton dolayında elveri yakalayarak pazarladığı tahmin edilmektedir. İrlanda da Eire ve Shonnon nehirlerinde yakalanan elverler, iç göllere stoklanmasında kullanılmaktadır. İngiltere’de Severn nehri ve daha az olmak üzere Poraft nehirlerinde de elver avcılığı yapılır. Avrupa kıtalarında elverlerin periyodik olarak görülmesi yıllık olmakla beraber Bertin isimli araştırıcıya göre 6 yılda bir tekrarlanan durum arz etmektedir. Bir yıl az miktarda elver avlanırsa gelecek yıl bir azalma olduğu belirtildiği gibi, 3 yıl bir yükselme izlenip bunu takip eden 3 yılda ise bir azalma görülebildiği kaydedilmektedir. Elverlerin leptosefalus safhasından yılan balığı şeklini almaları döneminde izlenen en önemli değişiklikler şeffaflığın kaybolması ile uzunluk ve ağırlığın azalmasıdır. Kıyılara ulaşan larvaların kıyılara ulaşma periyodunda ilk gelenlerin sonra gelenlerden daha iri cüssede oldukları bilinen bir durumdur. Hatta ilk gelenlerin en son gelenlerden 6 mm daha kısa oldukları saptanmıştır. İlk yakalandığında şeffaf olan elverlerin bir süre ışıklı ortamda tutulduklarında vücutlarında hemen pigmentleşme başladığı ve renginin koyulaştığı görülmektedir. Elverlerin Göçüne etkili olan faktörler Su Sıcaklığı Elverlerin göç etmesine etkili olan faktörlerden biri su sıcaklığıdır. Ilık sularda elverlerin nehirlere göçünün daha erken ve hızlı olduğu bilinmektedir. Sıcak denizlerde elver görülmesinin, soğuk denizlere nazaran daha erken olduğu bilinmektedir. Fakat bazı yerlerde bunun tersi durumlarda zaman zaman izlenebilmektedir. Avrupa kıyılarında elverlerin ilk görüldüğü dönemlerde su sıcaklığının 4 °C dolayında olduğu ve su sıcaklığı 1 °C düştüğünde hareketlerinin azaldığı gözlenmiştir. Havanın ılıklaşması elverlerin su yüzüne yaklaşmalarına dolayısıyla avcılığının daha kolay olmasını sağlamaktadır. Işık Yılan balığı yavrularının nehirlere ilk ulaşmalarında ışığın dağıtıcı bir etkisi olduğu görülmektedir. Sadece geçiş dönemlerinde ışığa doğru hareket ettikleri görülmektedir. Hatta bazı balıkçılar, bu dönemde av yerinde elverleri su yüzeyine çekmek için ışık kullanırlar. Açık bir ay ışığı gecesinde elverler zemine yakın derinlikte hareket ederler. Pratik avcılıkta avrupa yılan balığı elverleri, genel olarak karanlık gecelerde yakalanır. Özellikle nehirlere girişlerin en yoğun olduğu periyotta, gece elver avcılığı çok daha verimli olur. Fakat med-cezir olaylarında su yükselmesinin en fazla olduğu günlerde, gündüzleri de elver göçü olur. Fakat elver miktarı geceye oranla daha azdır. Elverler genel olarak gündüzleri kum içine girerek yada kayarak, taşlar altında saklanarak günlerini geçirirler. Med-cezir Avrupa ve Japonya’da elverlerin en çok yakalandığı zaman genel olarak su yükselmesinin en fazla olduğu dönemlerde, su yüzeyine yakın olan kısımlardır. Severn nehrinde su yükselmesi ile elver girişi arasında ilişki olduğu bilinmektedir. Bunun yanında Akdeniz’de bir çok nehirde med-cezir olayları az olmakla birlikte elver girişini sağlamaktadır. Tatlı su Elverlerin nehirlere girişi daima suyun tuzluluğunun azalması ile ortaya çıkar. Denizlerden gelen elverler için nehirlerden gelen tatlı sular cezbedici bir rol oynar. Nehirlerin döküldükleri noktada tuzluluğun düşmesi ve ani yağan yağmurlar ile nehir sularının artması, nehirlere olan yönelişi daha da çabuklaştırır. Rüzgar Japonya’da, nehirlere elverlerin girişinde güney rüzgarlarının esmesi, su sıcaklığının 8-10 °C olması ve bir gün önce yağmur yağmış olmasının etkili olduğu bildirilmektedir. Elver Yakalama Yöntemleri Elver yakalamada uygulanan yöntemler bakımından ülkeler bölgeler ve nehirler arasında farklılıklar vardır. Bazı yerlerde kepçeler, bazı yerlerde tuzaklar, bazı yerlerde ise ekosaundrlardan yararlanarak avcılık yapılır. İngiltere’de elverler 1 metre uzunluk 60 cm genişlik ve 60-70 cm derinliği olan 1.5 mm göz açıklığında kepçelerle avlanırlar. Avcı kepçeyi akıntı yönünde ve mümkün olduğu kadar kıyıya yakın tutarak yüzeye yakın su sathında geceleri elver yakalamaya çalışır. Kepçe suda 5 dakika kadar tutulur ve sonra kaldırılır. Daha sonra yakalanan elverler stok yerine alınarak pazara sevk edilirler. Kuzey İrlanda da nehir yatağında yavrular belli bir alana yönlendirilir ve buradaki tuzaklarla avlanır. Bu yöntemin en iyi tarafı bölgeden geçen elverlerin tümünü yakalayabilmesidir. Bonn nehrinde bu yöntemle bir mevsimde 5-6 ton elver yakalanabildiği bildirilmektedir. Fransa’da elver yakalama işleri büyük nehir ağızlarında bir motor ile hafifçe çekilen ağlar ile yapıldığı gibi kıyılardan da yürütülmektedir. Bazı tekneler balık bulucu elektronik aletlerden yararlanırlar. Fransa’da yakalanan elverlerin çoğunluğu Japonya’ya ve bir kısmı da Avrupa ülkelerine ihraç edilmektedir. Fransa genelindeki nehirlerde 1970 yılında toplam 1 345 ton yavru yakalanırken, bu rakam 1982 de 500 ton dolaylarına düşmüştür. 1 kg da yaklaşık 3 000 adet elver bulunmaktadır. Elverlerin nehirlere giriş zamanı tüm bölgelerde aynı değildir. örneğin Avrupa’da batı İspanya sahillerine aralık-ocak, Severn nehrine ise nisan-mayıs aylarında, Fransa Biscay ve Britany de ocak-mart aylarında girmektedirler. Yılan balığı yavrularının belirli bölgelere farklı zamanlarda gelmelerinin iki esas nedeni vardır. Birincisi üreme bölgelerine yakın olan bölgelere daha erken ulaşmasıdır. İkincisi ise yılan balığı yavrularının sıcaklığı 8-10 °C den daha az olan nehirlere girmek istememeleridir. Örneğin Avrupa yılan balıkları Atlantik kıyılarına aralık aylarında ulaştıkları halde suyun soğuk olması nedeniyle nehirlere girmezler, suların ısınması için mart ayına kadar kıyılarda beklerler. Tropikal bölgeler ele alındığında, genellikle yılan balığı yavrularının nehirlere girişi ilkbahar başında olur. Nehirlere giren yavruların büyüklüğü bölgelere göre farklılık arz eder. Leptosefalus safhasından metamorfoza uğrayarak normal yılan balığı şekline giren yavrular, tatlı sulara girinceye kadar yem almazlar. Bu nedenle nehirlerin ısınmasını beklerken ağırlık kaybederler. Bunun sonucu nehirlere geç giren yavrularda canlı ağırlık daha azdır. Akdeniz’de İtalya nehirlerine giren elverlerin canlı ağırlığı, yaşıtları olan İspanya nehirlerine girenlerden daha azdır. Elverlerin nehirlere girişi özellikle suların yükselmesi sırasında en fazla olur. Elverler sadece geceleri yüzerler ve kıyılara yakın hareket ederler. Severn nehrindeki bir balıkçının sadece bir kepçe ile bir seferde 25 kg yılan balığı yavrusu tuttuğu ve bu miktar yavrunun 87 500 bireyden oluştuğu bildirilmiştir. İrlanda’da ise Bonn nehrinde kurulan özel avlanma yerinde yılda 23 milyon adet elver yakalandığı kaydedilmişti. Elverler oldukça nazik canlılardır. El ile tutulmamaları gereklidir. Kepçe ile yakalanan yavruların hemen bir ağ kafese veya bir tanka alınarak temiz suda bekletilmeleri ve süratle yetiştirilecekleri yerlere ulaştırılmaları gereklidir. Aralık-şubat aylarının soğuk günlerinde yakalanacak yavruların taşınmasında dikkatli olmak gereklidir. Elverlerin Bekletilmesi ve Taşınması Elverler yakalandıktan sonra pazara veya yetiştirme yerlerine nakledilmeden önce özel tanklarda bir süre tutulurlar. Bu hem yeterli miktarda yavrunun toplanabilmesi için yeterli zamanın sağlaması, hem de yeni ortama konulmadan önce gerekli uyum ortamını oluşturmayı sağlar. Ayrıca bu sırada dayanıksız balıklar ölür sağlıklı ve kuvvetli balılar kalır. Yavrular elver tanklarında en az iki en çok beş gün kalırlar. Daha erken nakillerde ölüm oranı artar. Elverleri bu tanklarda uygun ortamda tutabilmek için devamlı akan tatlı suya ve havalandırmaya ihtiyaç vardır. Tankların üzeri örtülü olmalıdır. Bu amaçla yavruların duvarlara tırmanarak kaçmasını önlemek için, fiberglas tanklar kullanılmalıdır. 2x2x0.6 m boyutlarındaki böyle bir tanka 100-125 kg elver konulabilir. Günlük veya saat başına bakım, beyaz denen ölü balıkların tanklardan alınmasıdır. Ölüm oranı % 5 veya daha fazla olabilir. Ölümün çok olması elverlerin tanklara konulmadan ve soğuk bir gecede kova ve leğenlerde uzun süre tutulmasından ileri gelebilir. 2-5 gün içinde ölüm nedeniyle toplam ağırlığın % 15 i kaybedilebilir. Nakilden bir gün önce yemleme kesilir. Yılan balığı yavrularının taşınmasında bir kaç yöntem uygulanır. Birincisi özel havalandırılabilen tankerlerle yapılan taşımacılıkta ortalama 17 tonluk bir su kütlesi ile 1 ton elver taşınabilir. Taşıma suyunun yarı tuzlu olması faydalıdır. İkincisi, dip kısmı bezli kutular veya içinde oksijen ve su konulmuş naylon torbalarla taşıma yapılabilir. Üçüncüsü ise hava yolu ile yapılan taşımacılıkta genel olarak strafordan yapılmış malzemeler kullanılır. Bu malzemeler hafif olduğu gibi yavruları ani sıcaklık değişimlerinden korur. Her biri 0.5 kg bir tavada 1 kg elver taşınabilir. Bu taşımacılıkta buz kullanılmaz. Nakilde önce elverler 6 °C ye kadar soğutulurlar ve ıslak kalmaları için çok az su ilave edilir. 5.2. Yılan Balığı yetiştirme Yöntemleri Yılan balığı kültüründe beş ayrı metot kullanılmaktadır. Bunlardan bazıları deneme çalışmaları olup büyük ölçüde yetiştiricilikte kullanılmamaktadır. Beş farklı yöntemi vardır: Durgun Su Yöntemi: En eski ve yaygın yöntemdir. Balıkların oksijen ihtiyacının fitoplanktonlar vasıtası ile karşılanması esasına dayalıdır. Yılan balıklarına 12 ºC'nin altında yem verilmez zaten gelişme de olmaz. Bu yetiştirme yönteminde 3-4 dekarlık havuzlar kullanılır. Metrekarede 2-4 kg. balık yetiştirilebilir. Başarılı bir yetiştirme için sıcaklığın 23-30ºC arasında olması gerekir. Başarılı bir üretimde balıkların 2 yıl veya daha az sürede 150-200 gr.a ulaşması beklenir. Akarsu Yöntemi: Bu yöntemde havuzlar küçük tutulur. Alanları 150-300 m² arasında olur. Bu yöntemin uygulanacağı yerde fazla miktarda tatlı su veya deniz suyu bulunması gerekir. Yöntemin başarılı olması için su sıcaklığının 23ºC den yüksek olması gerekir. Bu yöntemde üretime alınacak balıkların başlangıç olarak 30 gr. Civarında tutulması gerekir. Ağ Kafes Yöntemi: 2 x 3 x 1,5 m ölçülerinde 18 x 7 mm. Ağ gözlü metal veya tahta kafesler kullanılabilir. Kafes başına 20-30 kg. arası yılan balığı konulabilir. Yöntem yenidir ve hala geliştirme çalışmaları devam etmektedir. Tünel Yöntemi: Bu yöntemde ticari bir işletme kurulmamış olup, bilimsel denemeler başarılı yetiştiricilik çalışmalarının yapılabileceğini göstermiştir. Yılan balıklarının karanlıkta yem alma eğilimlerine dayanarak yapılmıştır. Bu çalışmada amaç balıkların gündüz saklanması mümkün olabilecek karanlık tünellerin hazırlanmasıyla doğal ortama yakın bir ortamın yaratılmasıdır. Sirkülasyon Yöntemi: Devamlı olarak sirkle edilen suyun kullanılması yolu ile yetiştirme yapılmasına dayana yöntemdir. Bu tür çalışmada 2 tür havuz kullanılır. Bunlardan biri yetiştirme havuzu diğeri filtre havuzudur. Yetiştirme havuzunda kullanılan sı devamlı olarak bir motopomp vasıtasıyla filtre havuzuna gönderilir. Filtre havuzunda suyun fiziksel ve biyolojik temizlenmesi yapılır. Yılan Balığının Durgun Su Yöntemi ile Üretimi İçin Alan Seçimi Yılan balığı yetiştiriciliği yapılacak bir alanda aşağıdaki koşullar aranır: • Öncelikle yeterli su bulunmalıdır. Bu su bir nehirden veya yeraltından sağlanabilir. Basit bir ifade ile 10 ton balık üretimi için günde 250 ton su gerektiği söylenebilir. • Su berrak veya az bulanık olmalı, ancak herhangi bir kirlenme söz konusu olmamalıdır. Az alkali veya nötr sular tercih edilir. Asitli sular yılan balığı için uygun değildir. içerisinde doğal olarak yılan balığı bulunan nehir veya göl suyunun ideal olduğu söylenebilir. • Arazini konumu havuzlardaki suyun tam olarak boşaltılabilmesini mümkün kılmalıdır. • Toprak az geçirgen olmalıdır. Bu nedenle tabanın killi olması istenir. • Üretim havuzlarının iyi güneş alması oksijen üretici fitoplanktonların üremesi bakımından yararlı olur. • Üretim alanının rüzgarlara açık olması suyun yüzeyi ile oksijen alışverişini kolaylaştırır. • Enerji sağlamada ve ulaşım şartlarında zorluk olmamalıdır. • Herhangi bir sel tehlikesi olmamalıdır. Japonya’da yılan balığı üretimine uygun olan su kaynağı ve nehir yakınlarında çok geniş yılan balığı yetiştirme alanları oluşmuştur. Bir çok işletmenin yan yana olması ekonomik ve diğer konularda faydalar sağlamıştır. Özellikle kurulmuş olan kooperatifler, işletmelerin pek çok ihtiyacını karşılamakta ve ürünün kar getirecek fiyatta satılmasını sağlamaktadır. Ayrıca bölgelerde devletin açtığı deneme istasyonları üreticinin sorunları yönünde çalışmalar yaparak devlet desteği sağlamaktadır. Yılan Balığı İşletmelerinin Kurulması Yılan balığı üretiminde çok başarılı olan uzak doğuda genel olarak durgun su yöntemi kullanıldığından bu yetiştirme yöntemi hakkında bilgi sunarak konu açıklanmaya çalışılacaktır. Yılan balığı üretiminde kullanılan havuzları dört grupta toplayabiliriz. Bunlar : 1. Birinci elver havuzları ( genellikle sera içerisinde ) 2. İkinci elver havuzları ( genellikle sera içerisinde ) 3. Yavru balık havuzları 4. Üretim havuzları Birinci ve İkinci Elver Havuzları Bu havuzlar genellikle sera içinde inşa edilir. Su sıcaklığı 25 °C de sabit tutulur. Böylece ilkbaharda yakalanan yavruların ilk gelişme dönemlerinin hızlı olmasına çalışılır. Yeni yakalanan elverler bu havuzlarda bir ay süre ile yetiştirilebilirler. Havuzlar 60 cm derinlikte ve 5 m çapında yapılır. Havuza verilen su kenardan ve hızlı olarak verilerek havuz içinde dairesel bir hareket elde edilmeye çalışılır. Havuzun orta kısmındaki bir boru ile fazla su tahliye edilir. Bir aylık dönemini burada tamamlayan elverler ikinci elver yetiştirme havuzuna alınırlar. İkinci elver havuzuna alınan yavrular 8-12 cm boyundadırlar. Havuzların ölçüsü 30-100 m. civarında olabilir. Derinlikleri ise 1 m dir. Her iki elver yetiştirme havuzuna da bol miktarda hava verilir. Elver havuzlarına verilen suların çok temiz olması gerekir. çünkü elverler çok hassastır. Yılan balığı yaşlandıkça dayanıklılığı artar. Yavru Balık Havuzları Yavru balık havuzları genellikle yuvarlak yapılır. Genişlikleri 200-300 m derinlikleri ise 1 m tutulur. Dip yapısının çamur olması gerekir. Yağmurlu gecelerde yılan balığı yavrularının kaçmaması için havuz kenarlarının beton olması arzu edilir. Özellikle küçük yavrularda kaçma eğilimi fazladır. Bu nedenle küçük yavruların bulunduğu havuzun kenarları içe doğru meyilli yapılarak kaçmaları engellenmeye çalışılır. 20 cm yi geçen yılan balığı yavruları pek fazla kaçma eğilimi göstermezler. Üretim Havuzları Bu havuzlar Japonya’da eskiden 6-10 dekar veya daha geniş şekilde yapılırlardı. Fakat son yıllarda daha küçük 2-3 dekarlık havuzlar tercih edilmektedir. Buna neden olarak yemleme ve hastalıklarla mücadelenin küçük havuzlarda daha kolay olması gösterilmektedir. Hatta son yılarda havuz alanı 500-1 000 m2 ye kadar küçük tutma eğiliminin arttığı gözlenmektedir. Özellikle Tayland’da bu eğilim daha fazladır. Doğal olarak akarsu yönteminin uygulandığı üretimlerde havuzlar durgun su yöntemine oranla daha küçük tutulur. Üretim havuzlarının derinliği 80-100 cm dolayında olmalıdır. Bu derinlik suyun girdiği bölgede 80-100 cm, suyun boşaltılacağı yerde 120 cm dolayında olabilir. Kenarları balıkların toprağı oyarak kaçmalarını engelleyecek şekilde taş, beton veya briketten yapılmalıdır. Havuz tabanının balıkların oyup girebileceği şekilde çamurlu olması uygun olur. Daha önceki bölümlerde belirtildiği gibi havuzun bir köşesinde su giriş ve çıkışının yapıldığı bir kısım bulunur. Suyun boşaltılmasında özel sistemler uygulanması lazımdır. Çünkü yılan balıkları kaçma eğilimi çok fazla olan ve fırsat bulduğu her yerden geçebilen balıklardır. Bu nedenle dikkatli olmak gereklidir. Aşağıda bu amaçla kullanılan bir su tahliye sistemi sunulmuştur. Durgun su yönteminin uygulandığı yılan balığı işletmelerinde verilen su miktarı çok az olduğundan su tahliyesinin kontrolü kolaylıkla yapılabilir. Bazı işletmelerde su boşaltımı havuzun sonundaki bir boru ile yapılır. Bu boru sayesinde hasat zamanında balıkların kolayca toplanmasında da yararlanılabilir. Bazı işletmelerde ise su boşaltım yeri yapılmaz. Bu tip işletmelerde her gün motopomp ile fazla su boşaltılır. Yılan balığı üretim havuzu kıyısında bir adet yemleme yeri yapılması gereklidir. Bu kısım 3x3 m ebadında ve üzeri kapalı olarak yapılır. Bu yemleme yerinin alt kısmı su yüzeyine doğru açıktır. Buradan bir kap içine konulan balık yemi suya sarkıtılır. Balıklar gündüzleri dahi loş olan bu yere gelerek rahatça yem alırlar. Bu yemleme yerleri genellikle su çalkalanmasının fazla olduğu aeratörlerin yanına kurulur. Böylece yemleme zamanında bu kısımda fazla miktarda toplanan balıkların artan oksijen ihtiyaçları karşılanmaya çalışılır. Elverlerin beslenmesi Yılan balığı üretiminin gerçekleştirilememesi nedeniyle, yetiştirilecek yavrular doğadan yakalanmak zorundadır. Ön büyütmede elverlerin mümkün olan en kısa sürede doğal yemden karma yeme geçişi gerekmektedir. Yetiştiricilik şartlarına en iyi uyum sağlayanlar seçilmelidir. Ergin yılan balıkları ile yavru yılan balıklarının beslenmeleri arasında önemli farklılıklar vardır. Özellikle ergin yılan balığı yeminde yağ oranı yüksek tutulması gerekirken, yavru balık yeminde bunun tersi bir uygulama vardır. Özellikle yeni yakalanan ve 6 000-7 000 tanesi 1 kg gelen elverlerin ağızları küçük olduğu için her yemi almak istemezler ve karma yem almaları ilk günlerde zor olmaktadır. Doğal ortamdan havuzlara alınan yılan balıkları doğrudan bu rasyonlarla beslemeye alınmaz. Şeffaf elverden, elver konumuna geçinceye kadar, yılan balıklarının yapay yeme adaptasyonu için taze sardalye kullanılması sık görülen bir uygulamadır. Başlangıçta sardalyeler bütün olarak, daha sonra balık unu ile karıştırılarak verilmektedir. Karışımdaki taze sardalye oranı tedrici olarak azaltılır ver birkaç hafta sonunda karışımdan tamamen çıkarılır. Diğer bir yöntem de ise başlangıçta küçük toprak solucanları küçük karidesler, tubifeks ve dafnia gibi canlı yem kaynaklarından yararlanır. Bu yemler tercihen geceleri bir sepet üzerine konularak verilir. Yemlemenin sabah 8:00 ile öğleden sonra 14:00 arası yapılması en uygundur. Elverlere tubifeks verilmeden bir saat süre ile %0 2 oranındaki sulfamonomethoksine solüsyonunda tutulur ve yıkandıktan sonra kullanılır. Bir kaç günlük veya tercihen haftalık bu tür beslemeden sonra diğer yemlere geçilmeye çalışılır. Elver yemlemesinde önemli bir konu da elverlerin aynı boylarda olmasıdır. Eğer küçük ve büyük balıklar aynı yerde kalırsa kanibalizm başlar. Aynı zamanda büyük balıklar küçük balıkların yem almasına da engel olur. Suyun Fiziko-kimyasal özellikleri Sıcaklık Su sıcaklığı büyüme oranını etkileyen en önemli faktördür. Yılan balığının 12 °C nin altında yem almadığı havuz tabanında hareketsiz kaldığı bilinmektedir. Bu sıcaklığın üzerinde balıkta yem alma arzusu artar ve gelişme hızlanır. Yem dönüştürme oranının en iyi olduğu sıcaklı 23 °C dir. Elverlerin gelişmesi 15 ile 25 °C arasında gerçekleşmektedir. Avrupa yılan balığı için optimum sıcaklık 23 °C , Japon yılan balığı için 26-27 °C dir (Querellou, 1974). Avrupa yılan balıkları yaşları ilerledikçe daha düşük sıcaklıkları tercih ederler. Descampes ve diğ. (1980), atom enerjisi santrali soğutma suyunda yaptıkları bir çalışmada, 15-27 °C arasında tutulan havuzlarla başlangıç ağırlıkları 13 g olan yılan balıkları 25 ay sonunda 210 g, ısıtma uygulanmayan kontrol grubunda ise (7-19 °C arası) 64 g canlı ağırlığa ulaşmışlardır. Isıtılan havuzlardaki biyomas 4 k/m3 den 34 m3 e ulaşmıştır. Başka bir önemli sonuç da ısıtılan havuzlardaki balıkların boy dağılımının homojenliğini kaybetmesidir. Uygulamada yetiştiriciler tesis yeri seçerken su sıcaklığının 20 °C nin üzerinde olduğu ay sayısını hesaplarlar. Uzak doğuda bu süre beş ay olup mayıs-eylül ayları arasına denk gelmektedir. Bazı üreticiler bu süreyi uzatmak için özel düzenekler yaparlar. Japonya ve Tayvan’da elverler için kapalı binalar özel ısıtma düzenleri kullanılır. Isıtma işlemi, elverlerin geldiği ilk ay olan kasımdan başlar nisana kadar devam eder. Dışarıda su sıcaklığı 5 °C iken içeride 20-25 °C dolayında tutulmaya çalışılır. Dışarıda su sıcaklığı 20 °C ye ulaşınca bütün ısıtma cihazları kapatılır. Yavrular dış havuzlara aktarılır. Son zamanlarda Avrupa ve Avustralya’da aynı uygulamalara başlanmıştır. Oksijen Yılan balıkları özellikle oksijen konsantrasyonu düşük olan kötü ortam şartlarına dayanıklıdırlar. Bazı araştırmacılar yılan balıklarının farklı oksijen ihtiyaçları olduğunu belirtmişlerdir. • Querellou, 1974 : 100 g ortalama ağırlıktan fazla olan bireyler için, oksijen tüketimi 100mg/saat/kg; • Fish culture, 1972: 100 g ortalama ağırlıktan fazla olan bireyler için, oksijen tüketimi 4mg/saat/kg olduğunu bildirmişlerdir. Havuz suyundaki oksijen kaynağı fitoplanktonlar ve su girişidir. Özellikle gece solunumla su içindeki oksijen miktarı 1-2 mg/l seviyesine düşerse yılan balığı başını sudan çıkarmaya başlar. Bunu ölüm takip eder. Uygulamada yetiştiriciler, oksijen konsantrasyonunun 3 mg/l nin üzerinde olmasını isterler. Su içindeki oksijen seviyesini artırmak için suyu karıştırma ve havalandırma düzenekleri yerleştirilir. Özellikle gece su akışının, havuzun bir köşesinden fazla miktarda verilerek tüm havuzu karıştırmadan diğer bir köşeden tahliyesi yapılır. Böylece yılan balıklarının bu ortama gelerek oksijen ihtiyaçlarını karşılamaları sağlanır. Elverlerin oksijen ihtiyacı büyük balıklardan daha fazladır. Bu nedenle havuzlara devamlı akan su ve basınçlı hava verilmesi gereklidir. pH Ph değeri fotosentez sonucu oksijen miktarını, balık ve plankton solunumu sonucu sudaki karbonik asit miktarındaki azalma ve çoğalmaya bağlı olarak değişir. Gündüzün pH optimum değeri 8-9 arasıdır. Gece fotosentez olmadığından pH 7 ye düşer. PH değeri 4,5-6,5 olan asitli sularda yılan balığı yetiştiriciliği iyi sonuç vermez. Ayrıca PH ın amonyak indirgenmesi üzerine etkisi olup bu kirleticinin toksisite düzeyini belirler. Tuzluluk Yılan balıkları çok farklı tuzluluk şartlarına adapte olabilirler. Bu olayda iki organ önemli rol oynar. Deniz ortamında ( hipertonik) solungaçlar, aşırı miktardaki tuzların atılımını sağlar. Tatlı suda ( hipotonik), böbrekler üriner boşaltımla organizmada su girişlerini dengeler. Euryhalin özellik yetiştiricilik açısından bir sorun oluşturmaz. Bir günlük periyot içinde çoğu kez ara tuzluluktaki suları tercih ederler. Genç ve yetişkin yılan balıklarında bu euryhalin özellik hastalıklara karşı yapılacak olan uygulamalarda deniz suyu kullanılmasına izin verir (Querellou, 1974). Uygulamada yetiştiriciler, yetiştiricilik başarısının tatlı suda acı sudan daha fazla olduğunu belirtmişlerdir. Bu durum yılan balıklarının gelişmesi ve fizyolojik olgunlaşması için kendiliğinden nehirleri aramaları ile açıklanabilir. Fitoplankton Normal sağlıklı yılan balığı havuzu fitoplankton nedeniyle yeşil görünür. Durgun su havuzlarında fitoplanktonların, suyun oksijenini kontrol etmek, fotosentez yoluyla pH seviyesini etkilemek ve büyüme sırasında balık artıklarını absorbe etmek gibi önemli görevleri vardır. Ancak havuzda çok fazla miktarda fitoplankton birikmesine izin vermemek gereklidir. Uygun bir seviyedeki fitoplankton ile havuzdaki organik sedimantasyonun, dipteki bakteri faaliyetleri ile çözünmüş maddelerin absorbsiyon oranını kontrol etmek mümkündür. Kapalı günlerde ve gecelerde fotosentez yapamadıklarından balığın büyümesine olumsuz etki yaparlar. Fitoplanktonlar havuz zemininde organik maddelerin bozulması düzenli bir şekilde olmuyorsa gerekli büyümeyi yapamaz veya bol miktarda besin tuzları bulunmasına karşın, suda yeterli karbonik asit bulunmazsa büyüme durur ve bunu ölüm takip eder. Çok miktarda zooplankton üremesi de havuzdaki fitoplanktonları bitirebilir. Normal bir havuzda fitoplankton/zooplankton oranı 97:3 tür. Havuzda çok çeşitli fitoplankton bulunmaktadır. Her biri iklim,sıcaklık,diğer mevsimsel değişikliklere göre havuzun kimyasal dengesine etkide bulunur. Scenedesmus,Pediastrum ve Chlorella yeşil algleri ilkbahar ve sonbaharda ortaya çıkarlar. Microcystis ve Chlorococcus ilkbahar ve yazın, Anabaena ve Oscillatoria sonbaharda havuzlarda görülen mavi-yeşil alglerdir. Havuz suyunda daha çok Scenedesmus bulunursa yılan balıkları yemlerini daha iştahla yemektedirler. Pediastrum , Chlorella veya Oscillatoria, Anabaena çoğunlukta olduğu zaman iştah azalır. Havuzda bulunan zooplanktonların çoğunluğunu rotifer ve su pireleri teşkil eder. Fitoplankton ölümü,dışarıdan havuza bakıldığında rengin yeşilden koyu kahverengine veya açık renge dönüşmesiyle kolayca fark edilir. Renk değişimi aynı zamanda su kalitesinin değişimi demektir. Su yüzünde oksijen arayan balıklar daha sonra iştahlarını kaybederler. Çoğu zaman bunu toplu ölümler takip eder. Su kalitesindeki değişimler yağışlı havalarda da olmaktadır. Ph değeri sabah 9.5 üzerinde,öğleden sonra 7’ nin altında seyretmesi suda amonyak formunda 3ppm azot bulunması su kalitesinin bozulduğunu göstermektedir. Su kalitesindeki değişimleri önleyebilmek için sezon başında ve sonunda havuzlara su doldurmadan önce 60-100gr/m2 sönmemiş kireç serpilir. Kireç zemin toprağını ve zemine yakın suyun kalitesini arttırır. Havuz suyunda zooplankton artışı olmaya başladığında organo fosforik asit esterleri (Dipterex) 0.2-0.3 ppm kullanılarak ortamdaki zooplankton gelişimi önlenmiş olur. Çok ileri safhalardaki su kalitesi bozukluklarında,havuz boşaltılır,balıklar başka havuza alınır. Boşaltılan havuzun dibi kurutulur. Boşaltma mümkün değilse, uygun fitoplankton gelişimi sağlanıncaya kadar havuzda karıştırıcı pedallar kullanılır. Havuz atığı Havuzda çürüyen plankton, yem ve balık artıkları kontrol edilmelidir. Çürüme ve bozulmanın ürünü olan amonyak balığı rahatsız eder, iştahını olumsuz yönde etkiler. Amonyak oksijen olmaması halinde ortaya çıkar. Her yıl havuz boşaltılarak zeminde toplanan artıklar havuzdan alınır. Bunun takiben toprak kurutulur ve kireçlenir. Sülfür Sülfat indirgeyici bakteriler suda bol bulunan sülfatları hidrojen sülfite dönüştürürler. Bu durumda balılar yetersiz oksijen nedeniyle başlarının su yüzeyine çıkarırlar. Bu şartların devam etmesi durumunda büyük kayıplar olabilir. Su demir ihtiva ederse zararsız olan demirsülfit ortaya çıkar. Bu nedenle hidrojensülfitin etkisini azaltmak için bir kaç haftada bir havuz suyuna demir oksit serpiştirilir. Azot,Fosfat, Potasyum Bu elementler fitoplanktonların gelişmesi için gereklidir. Başlangıçta yeni havuzlar gübrelenir. Bu elementlerin optimum miktarları azot için 12,7 ppm fosfat için 1,3 ppm, potasyum için 0,1 ppm dir. 5.5. Yılan balığı yavrularının beslenmesi Yılan balkıları diğer pek çok balığa nazaran farklı özellik gösterirler. Genelde geceleri yem alma alışkanlığı olan türlerdir. Uzakdoğu’da yılan balığı yetiştiriciliğinin başlaması ile birlikte pek çok besleme yöntemleri denenmiştir. Bunlar ipek böceği pupu ile besleme, taze balık eti ile besleme ve karma yem ile beslemedir. Bu yemleme yöntemleri ayrı ayrı uygulanabildiği gibi karışık olarak da ele alınabilir. İpek böceği pupları Tayvan ve Japonya’da uzun süre yılan balığı yetiştiriciliğinde başarı ile kullanılmış ise de daha sonra ekonomik nedenlerle diğer maddelerle besleme ipek böceği pupları ile yemlemenin yerini almış bulunmaktadır. Yapılan hesaplara göre 1 kg canlı ağırlık artışı için 10 kg dolayında ipek böceği pupu harcanmıştır. Uzakdoğu’da günümüzde tek başına ipek böceği pupu ile yılan balığı besiciliği hemen hemen kalmamıştır. Özellikle Japonya’da insan gıdası olarak değerlendirilmesi mümkün olmayan balık etleri ile yılan balığı besisi yaygın olarak uygulanmaktadır. Bu balıkların başında okyanus uskumrusu gelmektedir. Ayrıca orkinos gibi iri balıkların temizlenmesi sırasında elde edilen kafa ve iç organlar gibi artıklar da yemlemede yararlanılmaktadır. Yılan balıklarına diğer balık etleri kıyılarak veya bütün halinde verilir. İri balıklar gözlerinden veya solungaçlarından bir tel üzerine dizilir ve havuza yem olarak asılır. Bu yemler verilmeden önce derilerine yumuşaması için bir kaç dakika kaynar suya batırılır. Bu yapılamazsa yılan balıkları, balıkların derisini parçalayamadığından deriye yapışmış şekilde olan et değerlendirilemez. Bu da havuzda kirlenme sorunları ortaya çıkarır. Bazı işletmelerde her türlü balık ve balık artığı mikserlerle parçalanarak hamur haline getirilir ve tel sepetlerle havuza sarkıtılarak yem olarak kullanılır. Hamur yapma işleminden önce balıkların pişirilmesi ve kılçıklarından temizlenmesi ile havuz dibine çöküp kokuşması önlenir. Japonya’da balık etleri ile besleme ipek böceği pupuna göre daha başarılı olmuştur. Ancak balık etinin temini, depolanması, hazırlanması ve beslemedeki kirlilik problemleri yetiştiricileri karma yemle beslemeye yöneltmiştir. Japonya’da yılan balığı yetiştiriciliğinde günümüzde karma yem kullanım oranı % 80’ e ulaşmış bulunmaktadır. Karma yemler diğer hayvansal yemler gibi balık unu, diğer yem maddeleri vitamin ve yem karışımından oluşur. Un şeklinde pazarlanır. Yılan balığının yoğun yetiştiriciliğinde kullanılan yemlerin protein oranları çok yüksektir. Elver ve büyük balıklarda en üst düzeyde gelişmeyi sağlayabilmek için karma yemdeki protein oranı değişmekte olup % 45 ile % 59 arasında bulunmaktadır. Tayvan’da yapılan bir araştırmaya göre karma yeme katılacak balık ununun beyaz renkli olmasının daha iyi sonuçlar verdiği saptanmıştır. Balık unları % 4 oranında morina karaciğer yağı ve %30-50 su ile ıslatıldıktan sonra yoğrularak elde edilir, ve canlı ağırlığın % 2-8 oranında verilir. Japonya’da karma yeme yağ katma oranı %10’a kadar çıkabilmektedir. Yapılan hamur bir tel sepet içerisinde havuzun yüzeyine yakın daldırılır ve 10-15 dakika süre ile balıkların yemesi için bırakılır. Bu süre sonunda tüketilmeyen yemlerin havuz suyunu kirletmemesi için ortamdan uzaklaştırılır. Yılan balıkları geceleri yemlenen tür olduklarından aydınlık yerlerde yem almaktan hoşlanmazlar. Bu nedenle havuz kenarlarına üstü kapalı yemleme yerleri yapılır. Yapılan çalışmalar göstermiştir ki sudaki oksijenin yükselmesi ile birlikte balıkların iştahları da artmaya başlar. Bu nedenle yemlemenin havuz içindeki fitoplankton varlığı nedeniyle sabah güneşin doğması ile birlikte başlaması gerekmektedir. Bazı işletmelerde suda oksijen çözünmesini sağlayan aeratörler yemleme zamanında devamlı olarak çalıştırılır. Yılan balıkları yemleme yeri ve zamanını öğrenebilen verilen yemi çok iştahla tüketen canlılardır. Yem almaları suyun sıcaklılığına, havanın bulutlu olmasına bağlı olarak değişir. Su sıcaklığı 23-28 °C arasında yem alımı en üst düzeydedir. Son yıllarda 1,5 kg karma yem ile 1 kg canlı ağırlık artışı sağlanabilmektedir. Küçük yavrularda yem oranı büyüklere nazaran daha fazla olur. Yaşlı yılan balıkları gençlere nazaran yağlı yemleri daha iştahla tüketirler. Genel A, D3, E, vitaminleri içeren ve bitkisel yağlar pahalı balık yağlarına tercih edilir. Sıcaklık ve balıkların gelişme dönemine göre verilecek olan yem ve yağ miktarları tablo-2,3 de verilmiştir. Yeme katılan mineral madde miktarı da büyümeyi etkileyen önemli bir faktördür. Karma yemde mineral madde oranı % 5 den daha az olmamalıdır. Mineral medde ihtiva etmeyen veya çok az içeren yemlerle yapılan beslemede yılan balıklarının iki hafta içinde zayıflamaya başladıkları ve daha sonra kitle halinde öldükleri saptanmıştır. Bu nedenle karma yemlerde yapılan çalışmalar sonucu % 8 mineral madde katkısı en iyi sonucu vermiştir. Yusuf GÜNER Ali KIRTIK E.Ü. Su Ürünleri Fakültesi Yetiştiricilik Ana Bilim Dalı 35100 Bornova/İZMİR   Yılan Balığı Yetiştirme ve İdaresi Stoklama yoğunluğu, ağırlık veya sayı olarak birim alana birim alana konulan balık miktarı olarak tanımlanır. Uygulanan kültür metoduna göre, yoğunluk bir tesisten diğerine göre değişir. Japonya’da 1 kg ağırlıkta her biri 0,17 g gelen 6 000 adet elver bulunur. Her elver tankına 3,5 x 6 000 elver konur (m² ye 2 000 adet yada 400 g elver ). Bu oldukça fazla bir miktardır. Bu nedenle elver tanklarına daha fazla oksijen verilir. Çalışmalar büyümeye izin veren belli bir alt sınırı olduğunu göstermiştir. Bir başka deyişle stoklama çok seyrek olursa gerekli büyüme sağlanamaz. Isıtılan havuzlarda elver ağırlığı başlangıç ağırlığının üç katına çıkar. Bu noktada yoğunluk çok fazladır. Balıkların seyreltilmesi gerekir. 1 kg ağırlıkta 1 500 elver olan balıklardan 400 m² alana 150 000 adet konulur. Buna göre m² ye 400 adet yada 100 g yavru düşer. Büyüme oranı Japon yılan balıklarının ilk yıl içindeki büyüme oranları tablo x de verilmiştir. Balıkların büyütüldüğü havuz suyunda ısıtma işlemi uygulanmadığından büyüme oranı düşük çıkmıştır. Havuz suyunu ısıtarak yetiştiricilik yapan bazı işletmelerde, 7-9 ay sonunda 150-200 g canlı ağırlık elde edilebilmektedir. Geleneksel yöntemin uygulandığı daha basit şartlarda yetiştiricilik yapan işletmelerde yetiştiricilik süresi 2 yıla kadar uzar. İlk yılda 30-40 g gelen elverler hedeflenir. Boylama yapılamazsa boylar arasında büyük farklar ortaya çıkar. Bunun sonucu bazı balıklar 120 g ağırlığa ulaştığında bazıları hala 2 g ağırlıkta kalabilir. İyi bir yönetim uygulanmazsa ilk 3-4 ay içinde çok yüksek bir ölüm oranı görülür. Ölüm sebebi iyi yem alamamak ve hastalıktır. Verim Japonya’da yılan balığı Pazar ağırlığı 150-200 g dır. Durgun su kültüründe yetiştirme havuzu verimi 4 kg/m²/yıl dır. Bu verim 20 x 200 g/m²/yıl veya 40 ton/hektar/yıl şeklinde ifade edilebilir. Verim takip edilen uygulamalara, üreticinin işletmesini idare etmedeki bilgi ve becerisine göre değişir. Bazı işletmelerde 8 kg /m²/yıl verim sağlanırken bazı işetmelerde bu verim 1 kg / m²/yıl gibi düşük kalmaktadır. Bazı çiftlikler yavru yetiştirme konusunda ihtisaslaşırlar. “Futo” adı verilen bu çiftçiler balıklarını diğer yetiştiricilere satarlar. Yavru yetiştiriciliğinde amaç en kısa zamanda 10-40 g a gelen balık elde etmektir. Teorik olarak 1 kg elverden 1 ton balık elde etmek mümkündür. Teori, 1 kg balıkta 6000 elver, yaşama oranının % 80 ve yaşayan her balığın ortalama 200 g olduğu varsayımına dayanır. Fakat uygulamalardan elde edilen sonuçlar teorinin oldukça gerisine düşüldüğünü göstermiştir. Günlük bakım Su ürünleri yetiştiriciliğinde koruyucu tedbirler almak, tedaviden hem daha kolay hem de çok daha ucuza mal olur. Bu durumda kayıplar da en aza indirilmiş olur. Çok küçük kalan yada fungi taşıyan balıklar bu amaçla havuzdan ivedilikle uzaklaştırılır. Her gün suyun pH ve sıcaklığı (en düşük ve en yüksek değerleri) fitoplanktonların seviyesi ( secchi disk ile ), suyun oksijen miktarı ölçülmelidir. Tesis günde bir kaç kez dolaşılarak kontrol edilmelidir. Her havuzdaki balık sayısı dikkatle takip edilir. Her iki haftada bir örnek alınarak balık ağırlığı hesap edilir. Verilen ve artan yem miktarı hakkında kayıt tutulur. Balık hasadı ve ayrımı Havuz durumuna göre balıklar galsama ağları, kepçe ağlar ve havuzun boşaltılması ile yakalanır. Boşaltma sıcak rüzgarsız bir günde yapılır. Şayet havuz suyu tuzlu ise, hidrojen sülfitin toksik etkisini gidermek için bir gün önceden demir oksit serpiştirilir. Boşaltma günün erken saatlerinde başlar. Ve havuz yarıya indiğinde bütün boşaltma sistemleri açılarak su akıtılır. Boşaltma yapılırken balıkların bir kısmı yakalanır. Boşaltmanın erken yapılmasının nedeni gece su içinde dolaşan balıkların bazılarının gün başladıktan sonra zemin çamuruna gömülmesine müsaade etmeden su içinde yakalamaktır. Yakalanan ballıklar boylama kasalarından geçirilerek ayrılırlar. Büyük balıklar pazara gönderilir, küçükler havuza geri atılır. Japonya’da iç tüketimin % 50 si Tokyo’da, % 30 u Osaka’da geri kalanı ise diğer bölgelerde olur. 1960 yılından beri her yıl % 15 oranında artmaktadır. Japon yılan balığı Avrupa türlerine tercih edilir. Nakil öncesi aç bırakma Nakilden 3-4 gün önce yemleme tamamen kesilir. Bu sırada balıklar küçük bir yerde tutulur. Bunu yapmaktaki amaç yağ miktarını azaltmak, balık sindirim sisteminde bulunan ve ileride ortaya çıkabilecek artıklardan kurtulmaktır. Bu işlem verimliliği artırır, balığı nakil koşullarına hazırlar. Aç bırakmada üç metot kullanılır. 1 Balıklar elver tanklarında tutulur. Bol hava ve su verilir 2 Sepete konulan 20 kg balık tatlı su tankına konur. Bu amaçla kuyu suyu kullanılabilir. 3 Her biri 3 kg balık taşıyan sepetler üst üste konur. En yıkardan balıklar duşa tutulur. Bu işlem sonunda balık ağırlığı % 8 fire verir. Yusuf GÜNER Ali KIRTIK E.Ü. Su Ürünleri Fakültesi Yetiştiricilik Ana Bilim Dalı 35100 Bornova/İZMİR PDF DÖKÜMAN İNCELE : documents/ck37.pdf    

http://www.biyologlar.com/anguilla-anguilla-yilan-baligi-ve-ozellikleri

GİBERELLİNLER : Bitki Boyu Düzenleyicileri

Giberellinler Japonya’da 2. Dünya Savaşı yıllarında keşfedilmiştir, fakat bu sırada batı ile ilişkiler kopuk olduğundan batı bu keşfi 1950’lerde öğrenmiştir. Yüzyıl önce, Asya‟daki çiftçiler çeltik tarlalarındaki pirinç fidelerinin aşırı ölçüde boylandıklarını ve ince kaldıklarını gözlediler. Bu durumda, fideler olgunlaşmadan ve çiçek oluşturmadan önce, ince ve cılız oluyor ve bu sebepten dik duramayıp erkenden ölüyordu veya verim düşüyordu. Japon bitki pataloğu Kurusowa, 1926‟da, sersem fide hastalığı denen bu hastalığa Ascomycetes türü olan Gibberella fujikuroi isimli mantarın sebep olduğunu buldu. 1930‟lu yıllara kadar, fungusun giberellin adı verilen (Gibberella fujikuroi türüne itafen) bir kimyasal salgılayarak pirinç gövdelerinin aşırı uzamasına neden olduğunu buldular. Araştırmacılar, 1950‟lerde bitkilerinde giberellinleri sentezlediklerini keşfettiler. Her ne kadar sayıları her bir bitki türünde çok daha az ise de, bilim adamları son 40 yılda bitkilerde doğal olarak sentezlenen 100‟den fazla giberellin bulmuşlardır. Bunlar GA1,GA2,GA3…. şeklinde isimlendirlirler. En yaygın olanı ise GA3 yani giberellik asit (giberellan çekirdek)‟tir. Diğer giberellinler bu temel yapıya bağlı çeşitli yan gruplara sahiptir. Giberellin Biyosentezi ve Metabolizması Giberellin sentezi, bitkide asetil-KoA‟nın asetil biriminden başlar. Solunumdan kaynaklanan mevalonik asit yoluyla birkaç reaksiyondan sonra giberellin sentezlenir. Giberellinler diterpenler grubundadır. Giberellin sentezinin kaurenik aside kadar sitopolazmada, ancak giberellinlerin birbirine dönüşümünün kloroplastlarda olduğu bilinmektedir. 20 karbonlu kauren tüm gibberellinlerin çıkış noktasıdır. Piyasada giberellin antagonisti (büyüme engelleyici) olarak satılan Fosfon-D, Amo-1618, CCC gibi sentetik engelleyiciler giberellin sentezinin belirli reaksiyonlarını inhibe ederler. Bitkide genç yapraklarda ve daha çok tohum embriyosunda sentezlenirler. Buralardan bitkinin diğer kısımlarına taşınırlar. Çimlenen tohumlarda floem vasıtasıyla fideye taşınan giberellinlerin, genç yapraklardan diğer kısımlara hangi yolla taşındığı çelişkilidr. Daha çok floem dışıyollarla korteks ve öz parankimasından difüzyonla taşındığı düşünülmektedir. Dolayısıyla giberellinlerin taşınımı oksin taşınımı gibi polar olmayıp, olasılıkla, her yönde aynı hızdadır. Giberellinler sentezlendikten sonra çok yavaş parçalanırlar. Giberellinleri parçalayan enzimler bilinmemektedir. Giberellinler şekerlerle veya proteinlerle birleşerek inaktive olurlar. Ayrıca aktif olan giberllinler daha az aktif giberellinlere kolayca dönüşebilmektedir. Örneğin, GA4‟ün daha az aktif GA34‟e dönüşümü çok sık gerçekleşir. Giberellinlerin Fizyolojik Etkileri ve Pratik Değeri Gövde Uzaması Giberellinler esas olarak kökler ve genç yapraklarda üretilir. Giberellinler hem yapraklarda hem de gövdelerde büyümeyi teşvik etmekle birlikte, kök büyümesi üzerinde çok az etkiye sahiptir. Giberellinler, gövdelerde hücre uzamasını ve hücre bölünmesini uyarır. Oksinler gibi giberellinler de hücre gevşemesine neden olurlar. Ancak bunu çeperi asitleştirerek yapmazlar. Bir varsayıma göre, giberellinler hücre çeperi gevşetici enzimleri uyarmaktadır. Bu enzimler hücre çeperine ekspansinlerin girişini kolaylaştırmaktadır. Böylece, büyüyen bir gövdede uzamayı artırmak için oksin ve sitokininle birlikte hareket etmektedir. Bu süreçte, oksin hücre çeperini asitleştirmekte ve ekspansinleri aktifleştirmekte; giberellinler ise ekspansinlerin girişini kolaylaştırmaktadır. Cüce bitkilere (mutantlar) giberellin uygulanarak, giberellinlerin gövde uzamasına artırıcı etkisi ortaya konmuştur. Örneğin, bazı cüce bezelye bitkilerine (Mendel‟in çalıştığı türler dahil) giberellin uygulanırsa, çoğunlukla yanıt alınmaz. Çünkü, bu bitkiler önceden optimum dozda hormon üretmişlerdir. Çiçek sapının hızla büyümesi giberellinin teşvik ettiği gövde uzaması ile ilgili en dikkat çekici durumdur. Lahana benzeri bitkiler vejetatif evrede rozet formundadırlar: yani çok kısa internodyumlu oluşları nedeniyle toprağa çok yakındırlar. Bitki üreme evresine geçince; giberellinlerin artması internodyum uzamasını hızla artırır. Bunun sonucunda gövde uçlarındaki çiçek tomurcuklarının boyu uzar. Meyve Büyümesi Pek çok bitkide, meyve bağlanması için hem oksin hem de giberellinlerin bulunması gerekir. Giberellinlerin en önemli ticari uygulaması, Thompson isimli çekirdeksiz isimlere püskürtülmesidir. Hormon, tüketicilerin istediği biçimde, üzüm tanelerinin büyümesini ve salkımların internodyumlarının uzamasını sağlar. Taneler arasında hava dolaşımını artırdığından, diğer meyvelerin ve diğer mikroorganizmaların hastalık bulaştırıcı etkisi de azalır. Çimlenme Tohum embriyoları, zengin bir giberellin kaynağıdır. Suya batırıldıktan sonra, embriyodan serbest bırakılan giberellinler dormansinin kırılması ve çimlenmenin başlaması için tohuma sinyal gönderir. Çimlenme için ışık yada düşük sıcaklık gibi özel ortam koşullarına gereksinim duyan bazı tohumlara giberellin uygulanması durumunda dormansi kırılır. Giberellinler depo besin elementlerini mobilize eden α – amilaz gibi sindirici enzimlerin sentezini teşvik ederek tahıl fidelerinin büyümesini destekler. Ayrıca giberellinler çiçeklenme hormonu olarak bilinir. Bir çok bitkide çiçeklenmeyi teşvik eder. Gerek fotoperyodizmle gerekse vernalizasyonla çiçek açmada giberellinler rol alırlar. ABSİSİK ASİT : Stres Hormonu Absisik asit (ABA) kimyasal grup olarak seskuiterpenler grubundan bir maddedir. ABA‟nın giberellinlerle ortak noktası her ikisinin de ana grup olarak terpenlerden olmalarıdır. ABA bitkiler tarafından sentezlenen en önemli engelleyici hormondur. Tomurcuk dormansisinden önce ortaya çıkan kimyasal değişiklikleri çalışan bir araştırma grubu ve yaprak absisyonundan (son baharda yaprak dökülmesi) önce ortaya çıkan kimyasal değişiklikleri çalışan bir diğer ekip, 1960‟da, aynı bileşiği yani absisik asiti (ABA) izole etmiştir. Aynı yıllarda başka araştırma grupları akça ağaç ve baklada da ABA‟yı izole ettiler. Daha sonrayapılan çalışmalarda ABA‟nın ciğer otları, algler, bakteriler ve mantarlar dışında genel olarak bitki aleminde mevcut olduğu tespit edildi. ABA bulunmayan bitkilerde başka engelleyicilerin bulunduğu düşünülmektedir. Diğer açıdan işin garip tarafı ise, şu anda, ABA‟nın ne tomurcuk dormansisinde ne de yaprak absisyonunda önemli bir rol oynamadığı düşünülmektedir; fakat ABA bir çok etkiye sahip önemli bir bitki hormonudur. Şu ana değin incelediğimiz oksin, sitokinin ve giberellinlerin aksine, ABA büyümeyi yavaşlatıcı etki gösterir. Genel olarak büyüme hormonlarının etkilerine zıt etki yapar. Bir yada daha fazla büyüme hormonuna ABA oranı, fizyolojik etki gösterecek sonucu belirler. ABA Biyosentezi ve Metabolizması ABA 15 karbonlu bir seskuiperten olup kloroplastlarda ve diğer plastidlerde mevalonik asit yoluyla sentezlenir. Kaynaklandığı öncül maddenin bir ksantofil karotenoidi olan vialoksantin‟in fotokimyasal veya enzimatik yıkımıyla başladığı belirtilmektedir. (bu yol izopentil difosfat (IPP) la başlar ve C40 ksantofili olan vialoksantinle devam eder). Bu yıkımın ilk ürünü ksantoksin‟dir ki bununda bir engelleyici madde olduğu ve fototropizmada rol oynadığı ileri sürülmektedir. ABA‟nın inaktivasyonu ya karboksil grubuna bir glukoz bağlanmasıyla yada faseik asit ve dihidro fasetik asit‟e oksitlenmesiyle olmaktadır. ABA‟nın bitkide başlıca sentez yerleri yaşlı yapraklar, gövde ve yeşil meyvalardır. Tohumlarda da sentezlendiği bazı bitkilerde ise tohumlara başka yerlerden taşındığı düşünülmektedir. ABA’nın taşınımı giberellin taşınımına benzer. Hem ksilemden hem floemden taşındığı gibi parankima hücrelerinden difüzyonla da her yönde taşınabilir. Kuraklıkta, tuzlulukta, mineral eksikliği gibi çeşitli stres şartlarında yaprakta ABA sentezi artar. ABA‟nın bu ekstrem koşullarda bitkiye dayanıklılık sağladığı düşünülmektedir. Kuraklık stresinde ABA‟nın stomaların kapanmasına yol açtığı ve böylece transpirasyonla su kaybınıo azalttığı bilinmektedir. ABA’nın Fizyolojik Etkileri ve Pratik Değeri Tohum Dormansisi Tohum dormansisi, yaşamın sürmesinde büyük önem taşır; çünkü dormansi tohumun optimum ışık, sıcaklık ve nemlilik koşullarında çimlenmesini sağlar. Sonbaharda çevreye yayılan bir tohumun, kış koşullarında ölmesini engelleyecek şekilde, hızla çimlenmesini önleyen nedir? Bu tür tohumların ilkbaharda çimlenmesini hangi mekanizmalar sağlar? Hatta, meyvenin nemli iç ortamında, karanlıkta, tohumların çimlenmesini engelleyen nedir? Bu soruların yanıtı ABA‟dır. Tohum olgunlaşması sırasında ABA düzeyi, 100 kat artabilir. Olgunlaşan tohumlardaki yüksek ABA düzeyi, çimlenmeyi engeller ve özel proteinlerin üretimini teşvik eder. Bu proteinler, olgunlaşmayla birlikte oluşan aşırı su kaybına karşı tohumun ayakta kalmasına yardım eder. ABA, bazı yollarla yok edilir yada etkisizleştirilirse, tohumlar çimlenir. Bazı çöl bitkilerinin tohumlarında dormansi, sadece şiddetli yağmurların ABA‟yı tohumdan yıkayarak uzaklaştırmasıyla kırılır. Diğer tohumlar ise ABA‟nın etkisizleştirilmesi için ışığa yada uzun süren düşük sıcaklığa gereksinim duyar. Çoğunlukla ABA‟nın giberelline oranı, tohumun uyku halinde kalıp kalmayacağını yada çimlenip çimlenmeyeceğini belirler; çimlenme için suya daldırılmış tohumlara ABA ilave edilirse, tohumlar yeniden dormansi koşullarına döner. Tohumlar henüz koçan içindeyken çimlenen bir mısır mutantı, işlevsel bir transkripsiyon faktöründen yoksundur; bu transkripsiyon faktörü belirli genlerin ifade edilmesini sağlamak için ABA‟ya gereksinim duyar. Kuraklık Stresi ABA, bitkilerin kuraklığa karşı koymasını sağlayan asıl iç sinyaldir. Bir bitki solmaya başlayınca yapraklarda ABA birikerek stomaların hızla kapanmasını sağlar. Bunun sonucu transpirasyon (buharlaşmayla su kaybedilmesi) azalır ve su kaybı önlenir. ABA bekçi hücrelerinin (stomalarda bekçi ve arkadaş hücreleri ile birlikte bir por bulunur) plazma zarındaki dışa doğru yönelmiş potasyum (K+) kanallarının açılmasını artırır. Bunu, kalsiyum gibi sekonder mesajcıları etkileyerek yapar. Potasyum kanallarının açılmasıyla, bekçi hücrelerinden büyük miktarda potasyum çıkışı olur. Suyun ozmotik olarak kaybı, bekçi hücrelerinin turgorunun azalmasına ve stoma porunun küçülmesine neden olur. Bazı durumlarda su kıtlığı kök sistemini gövde sisteminden daha önce baskı latına alır. Köklerden yapraklara taşınan ABA, erken uyarı sistemi olarak iş görür. Solgunluğa özellikle duyarlı mutantlar genelde ABA üretemezler. Ayrıca, ABA‟nın hücrede RNA ve protein sentezini engelleyici etkisininde olabileceğine dair deneysel veriler vardır. ABA‟nın pratik kullanımı çok nadirdir. Tahıllarda dane verimini artırmak ve yatmaya karşı mukavemet kazandırmak için, bazı durumlarda da sormansi süresini uzatmak ve çeşitli stres şartlarına karşı bitkiye dayanıklılık sağlamak için kullanılır. ABA pahalı ve kolayca katabolize olduğu için bunun yerine fosfon-D kullanılmaktadır. ETİLEN : Gaz Hormon Kömür gazının bahçe ışıklandırılmasında kullanıldığı 19. yüzyılda, gaz lambalarından çıkan aydınlatma gazı sızıntısı çevredeki ağaçların yapraklarını erkenden dökmelerine neden olmuştur. Dimitri Neljubow isimli bir Rus bilim adamı, 1901‟de aydınlatma gazındaki aktif faktörün etilen gazı (C2H4) olduğunu göstermiştir. Ayrıca etilenin bitkiler tarafından sentezlenen (üretilen) bir hormon olduğu, ve bununla birlikte, etilen miktarının ölçümünü basitleştiren gaz kromatografisi tekniği geliştirilince yaptığı iş önemli ölçüde kabul görmüştür. Bitkiler, kuraklık, su baskını, mekanik basınç, zarar ve enfeksiyon gibi streslere yanıt olarak etilen üretir. Aynı zamanda meyve olgunlaşması ve programlanmış hücre ölümü sırasında etilen üretilir. Ayrıca dıştan yüksek konsantrasyonlarda oksin uygulanmasından sonrada etilen üretilmektedir. Dikkat çekici olan bir diğer noktada; daha önce kök uzamasının engellenmesi gibi, oksinle ilişkilendirlen bir çok biyolojik etkinin, şu an oksinin uyardığı etilen üretimine bağlı olduğudur. Etilen Biyosentezi ve Metabolizması 1970‟li yıllarda etilen sentezinin bitkide metionin amino asitinden kaynaklandığı belirlendi. Metionin‟den amino siklopropan karboksilik asit (ACC), ondanda dekarboksilasyon ve deaminasyonla etilen oluşmaktadır. Etilen sentezinin ACC üzerinden olduğunu, avokado meyvesinin hasatından sonra olgunlaşmasında meyvede ACC ve etilen konsantrasyonlarının pozitif korelasyonlu değişim göstermeleri doğrulamıştır. Amino etoksivinil glisin (AVG) ve aminooksi asetik asit (AOA) bileşiklerinin etilen sentezini inhibe ettikleri bilinmektedir. CO2 gazıda yüksek konsantrasyonlarda etilen üzerinde inhibisyon gösterir. Depolanırken olgunlaşması istenmeyen meyvelere CO2 gazının inhibisyon etkisi uygulanır. Gümüş iyonları ve bazı maddelere etilenin bağlanmasıyla, etilen sentezi inhibe edilir. Etilenin Fizyolojik Etkileri ve Pratik Değeri Mekanik Strese verilen Üçlü Yanıt: Bir Sinyal İletim Yolunun İncelenmesinde Mutantların Kullanılması Kaya gibi hareketsiz bir nesnenin altında kalmış ve topraktan yukarıya doğru yükselmeye çalışan bir bezelye fidesini düşünelim. Gövde üstündeki engeli ittikçe, narin yapılı uç bölge mekanik strese maruz kalır,. Bu, fideyi etilen üretmeye teşvik eder. Etilen ise fideyi üçlü yanıt olarak adlandırılan bir büyüme manevrası yapmaya teşvik eder. Bu manevra fidenin engeli aşmasını sağlar. Şekil 19‟da görebileceğiniz bu yanıt gövde uzamasının yavaşlaması, gövdenin kalınlaşması (dayanıklılığı artırır) ve gövdenin yatay olarak büyümesine neden olan bir eğrilme olmak üzere üç kısımdan oluşur. Gövde büyümeye devam ettikçe ucu nazikçe yukarıya dokunur. Eğer bu yoklama sonucu yukarda katı bir cisim olduğunu saptarsa yeniden etilen üretir ve gövde yatay olarak büyümeye devam eder. Bununla birlikte, eğer fidenin uç kısmı katı bir cisim algılamazsa etilen üretimi azalır ve normal olarak yukarı doğru büyümesini sürdürür. Gövdenin yatay olarak büyümesini fiziksel engelden ziyade etilen teşvik eder; ayrıca, fiziksel bir engelle karşılaşmaksızın serbestçe büyüyen fidelere dıştan etilen uygulanması, üçlü yanıttın oluşmasına neden olmaktadır (Şekil 19). Araştırmacılar bu yanıtta yer alan sinyal iletim yollarını araştırmak için anormal üçlü yanıt veren Arabidopsis mutantları üzerinde çalışmışlardır. Etilene duyarsız (ein) mutantlara etilen uygulanınca bu bitkiler üçlü yanıt verememişlerdir. İşlevsel bir etilen reseptörüne sahip olmadıklarından bazı ein mutant tipleri, etilene duyarsızdırlar. Diğer mutantlar ise, toprak dışında, fiziksel bir engelin bulunmadığı hava ortamında bile üçlü yanıt vermişlerdir. Bu tip mutantların bazılarında düzenleyici bir bozukluk bulunur. Bu bozukluk böyle mutantların 20 kat daha fazla etilen üretmelerine neden olur. Bu tür aşırı etilen üreten (eto) mutantlarda fenotip, fidelere etilen sentezi inhibitörleri uygulanmasıyla iyileştirilebilir. Üçüncü tip mutantlar hava ortamında bile üçlü yanıt verirler; ancak, üçlü yanıt (ctr) mutantları olarak adlandırılan bu mutantlar etilen sentezi inhibitörlerine yanıt vermezler. Bu durumda, etilen mevcut olmasa bile etilen sinyal yolu işlevini sürdürür. ctr mutantlarından etkilenen bir gen, bir protein kinazı kodlamak için açılır. Bu mutasyonun etilene verilen yanıtı aktifleştirmesi, yabani-tip allelin normal kinaz ürününün, etilen sinyal iletim işleminin negatif bir düzenleyicisi olduğunu düşündürmektedir. Yabani tip bitkilerde bu yolun nasıl çalıştığına ilişkin bir varsayım aşağıda verilmiştir: Etilenin etilen reseptörüne bağlanması kinazı aktif hale getirir. Bu negatif düzenleyicinin inaktif hale gelmesi üçlü yanıt için gerekli proteinlerin sentezlenmesini sağlar. Şekilde verildiği gibi; bu yolda iki membran proteini, bir engelleyici protein (CTR1), bir de transkripsiyon faktörü olan protein (EIN3) vardır: (eğer etilen varsa) ilki etilen reseptörü (ETR1) ve ikincisi bir kanal proteini olan (EIN2) dir. EIN2 bir sekonder mesajcıya etki eder ve buda bir transkripsiyon faktörü olan EIN3‟ü aktive eder. EIN3 etilen etkisini üretmek üzere ifade olacak genleri harekete geçirir. Eğer etilen yoksa; etilen reseptörü olan ETR1 inaktif kalır ve CTR1‟i inaktif edemez. Aktif kalan CTR1, membran proteini olan EIN2‟yi inaktif tutar. EIN2 nin aktivitesi olmayınca transkripsiyon faktörü olan EIN3 inaktif kalır ve nukleusta herhangi bir etki gösteremez. Apoptosis: Programlanmış Hücre Ölümü Bir yaprağın sonbaharda döküldüğünü yada tek yıllık bir bitkinin çiçek verdikten sonra öldüğünü düşünün. Yada içerdiği canlı maddenin parçalanması sonucu, içi boşalan bir trakenin farklılaşmasındaki son basamağı düşünün. Bu olayların tümü, belirli hücrelerin veya organların yada tüm bitkinin programlanmış ölümünü kapsar. Belirli bir zamanda ölmek için kalıtsal olarak programlanmış hücreler, organlar ve bitkiler, basitçe hücresel mekanizmayı kapatıp ölümü beklemez. Bunun yerine apoptosis olarak adlandırılan programlanmış hücre ölümünü yaparlar. Bu, bir hücrenin yaşamında en yoğun olduğu süreçlerden biridir. Apoptosis esnasında yeni genlerin ifade olmasına gerek duyulur. Bu sırada oluşan yeni enzimler, klorofil, DNA, RNA, proteinler ve zar lipitleri dahil pek çok kimyasal bileşeni parçalar. Bitki parçalanma ürünlerini kurtarabilir. Hücrelerin, organların yada tüm bitkinin apoptosisi sırasında etilen patlaması yaşanır. Yaprak Absisyonu Her sonbaharda yaprakların dökülmesi bir adaptasyondur. Kökten kışın topraktan su absorblayamadığından, bu adaptasyon kış aylarında yaprak döken ağaçların kurumasını önler. Yapraklar dökülmeden önce, ölmekte olan yapraklardan pek çok önemli element geri kazanılarak gövdenin parankima hücrelerinde birikir. Bu besin elementleri, bir sonraki bahar ayında gelişmekte olan yapraklar tarafından yeniden kullanılır. Sonbaharda tekrar üretilen kırmızı pigmentler ve yaprakta önceden bulunan, ancak sonbaharda koyu yeşil klorofilin parçalanmasıyla görünür hale gelen sarı ve turuncu karoteneyidler, yapraklara sonbahar rengini verir. Bir sonbahar yaprağı dökülünce, petiyolün kaidesinin yakınında bir absisyon tabakası oluşur. Daha sonra yaprak buradan koparak yere düşer. Absisyon tabakasındaki küçük parankima hücreleri çok ince çeperli olup, iletim demetlerinin çevresinde lifler bulunmaz. Hücre çeperlerindeki polisakkaritler daha da zayıflar. Sonuçta, rüzgarın da etkisi ile yapraktaki ağırlık absisyon tabakasının kopmasına neden olur. Hatta yaprak dökülmeden önce, absisyon tabakasının dala bakan tarafında mantar tabakası bir iz oluşturur. Bu iz bitkiyi patojenlere karşı korur Absisyonu, etilen ve oksin dengesindeki değişiklik kontrol eder. Yaşlanan bir yaprak, giderek daha az oksin üretir. Bu, absisyon tabakasındaki hücrelerin etilene karşı duyarlılıklarını artırmaktadır. Etilenin absisyon tabakası üzerindeki etkisi arttıkça, selülozu ve hücre çeperlerinin diğer bileşenlerini parçalayan enzimler üretilmektedir. Meyve Olgunlaşması Meyveler, çiçekli bitkilerde tohumların yayılmasına yardım eder. Ekşi, sert ve yeşil olan olgunlaşmamış meyveler, tohum olgunlaşması esnasında yenilebilir hale gelir. Meyvede etilen üretiminin patlaması, enzimatik olarak bu olgunlaşmayı tetikler. Hücre çeperi bileşenlerinin enzimatik olarak parçalanması ve nişastaların ile asitlerin şekerlere dönüşümü meyveyi tatlandırır. Yeni kokuların ve renklerin üretilmesi, olgunlaşan meyvenin, bu tohumları yiyen ve dağıtan hayvanları cezp etmesine yardım eder. Olgunlaşma sırasında bir zincir reaksiyonu ortaya çıkar; etilen olgunlaşmayı tetikler, olgunlaşmada etilen üretiminin artmasına neden olur. Bu, fizyolojide pozitif geri beslenmenin nadir örneklerinden biridir. Sonuçta etilen üretiminde dev bir patlama meydana gelir. Hatta etilen bir gaz olduğundan, olgunlaşma sinyali bir meyveden diğerine geçer; geçerken de çürük bir elma bir kasa elmayı çürütebilir. Eğer yeşil bir meyve satın alırsanız, meyveleri plastik bir torbada tutarak olgunlaşmayı hızlandırabilirsiniz. Çünkü plastik torba içinde etilen gazı birikir. Ticari amaçlı olarak, meyvelerin çoğu etilen gazı düzeyleri artırılmış dev depolarda olgunlaştırılır. Diğer durumlarda ise doğal etilenin sebep olduğu olgunlaşmayı geciktirmek için önlem alınır. Örneğin, elmalar karbondioksit içeren depolarda tutulur. Hava sirkülasyonu etilen birikimini önler ve yeni etilen sentezi engellenir. Sonbaharda toplanmış ve bu şekilde depolanmış elmalar, yaz aylarında bile satışa sunulabilir. Etilenin, meyvelerin hasat sonrası fizyolojilerindeki önemi düşünüldüğünde, etilen sinyal iletim yolları ile ilgili genetik mühendisliğin potansiyel olarak ticari önemi büyüktür. Örneğin, moleküler biyologlar isteğe bağlı olarak olgunlaşan domates meyveleri üretmiştir. Bunu, etilen sentezinde gerekli genlerden birinin transkripsiyonunu durduran bir antisens RNA yerleştirerek yapmışlardır. Yeşil haldeyken toplanan bu tür meyveler, etilen gazı verilmediği taktirde olgunlaşmayacaktır. Bu tür yöntemlerin geliştirilmesi meyve ve sebzelerin çürümesini önleyecektir. Bu sorun, şu an birleşik devletlerde ve bazı ülkelerde hasat edilen ürünün yarısına yakın kısmını yok etmektedir. BRASSİNOSTEROİDLER Brasinosteroidler büyümeyi teşvik edici karakteristik aktiviteleri ile, bitki hormonlarının yeni bir grubudur. 1979‟da kolza bitkisi (Brassica napus L.) poleninden izole ve karakterize edilmişlerdir. Sonradan 44 bitkide bundukları rapor edilmiş ve bitki aleminde muhtemelen her yeder bulundukları kabul edilmiştir. Brassinosteroidler, 37 Angiosperm (9 monokotil ve 28 dikotil), 5 Gimniosperm, 1 pteridofit ve 1 alg olmak üzere 44 bitki türünde izole edilmişlerdir. Brassinosteroidler, çok düşük konsantrasyonlarda etki gösterirler. Brassinosteroidler, büyüme gibi çeşitli gelişimsel etkileri , tohumların germinasyonu, rizogenez, çiçeklenme ve senesens gibi pleotropik etkileriyle dikkate alınmıştır. Ayrıca, çeşitli abiyotik stres durumlarına karşı da bitkiye dayanıklılık sağlamaktadırlar. Brassinosteroidlerin Biyosentezi ve Metabolizması 1974‟te ilk brassinosteroid olan brassinolid keşfedildi. Biyolojik olarak aktif olan bu bitki büyüme düzenleyicisi bir steroid lakton olarak C28H48O6 (MA: 480) formülü ile desteklendi. 1982‟de büyümeyi destekleyici, diğer bir steroid madde, kestane (Castenea crenata) üzerinde böcekler tarafından tahrip edilen kısımlardan izole edildi ve kastesteron (castesteron) olarak adlandırıldı. Brassinolid ve castesteronun keşfi, bitki aleminde büyümeyi destekleyici steroid hormonlarının varlığı düşüncesini desteklemiştir. Brassinosteroidler, doğal polihidroksi steroidlerin yeni bir grubudur. Şimdiye kadar tanımlanan doğal brassinosteroidler genel bir 5α-kolestan yapısına sahiptirler ve bunların varyasyonları yapı üzerindeki işlevlerinin çeşit ve oryantasyonundan oluşmaktadır. Fitosterol ailesine ait bileşikler C27, C28, C29 brassinosteroidler olarak sınıflandırılır. Şu ana kadar 42 brassinosteroid ve 4 brasinosteroid bileşiği karakterize edilmiştir. Brassinosteroidler BR1, BR2, …BRn şeklinde isimlendirilirler. Bitki steroidleri asetil Ko-A, mevalonat, izopentenil pirofosfat, geranil pirofasfat ve farnesil pirofosfattan, isoprenoid yolla sentezlenirler. Mevalonatla başlayan bu yol sonunda sikloartenol sentezlenir. Bu doğal yolun dışında, sentetik olaraktan kampesterol‟den brasinoid‟e kadar sentetik bir yolla sentezlenebilirler. Bitkide gelişmekte olan dokular, olgun dokulşara göre daha fazla konsantrasyonlarda brassinosteroidleri içerirler. Polen ve genç tohum zengin brassinosteroid kaynağıdır. Yapraklar ve sürgünler düşük konsantrasyonlarda brassinosteroid içerirler. Brassinosteroidlerin Fizyolojik Etkileri ve Pratik Değeri Brassinosteroidlerin analizinde göze çarpan iki test vardır; birincisi, fasulyede ikinci internod oluşumu testi ve diğeri pirinç laminasında eğilme testidir. Fasulyede ikinci intenod oluşumu testi, brassinolidin kolza bitkisinden izolasyonunda geliştirilmiştir. Fasulye fidesindeki ikinci internod kesilip, lanolin macunuyla brassinolid uygulanmasıyla uzama, eğilme, şişme ve iki ayrı parçaya ayrılma (splitleşme) göstermiştir. Uzama, eğilme ve şişme düşük konsantrasyonda, iki ayrı parçaya ayrılma ise yüksek konsantrasyonda gerçekleşmiştir. Bu, brasinosteroidlerin büyümeye etkilerinden biridir. Brassinosteroidler genç vejetatif dokuların gelişimine etki ederler. Soya fasulyesi ve bezelye epikotillerinde, Arabidopsis pedinkullarında, yulaf koleoptillerinde uzamayı ve büyümeyi teşvik ederler. Kök gelişimini engellerler fakat gövde gelişimini teşvik ederler. Hücre bölünmesini ve uzamasını, polen tübü uzamasını teşvik ederler. Yaprak absisyonunu geciktirler (Citrus) ve ksilemde farklılaşmayı artırırlar. İletim demetlerinin farklılaşmasında rol alırlar. Tohum germinasyonunu teşvik eder, aynı zamanda absisik asitin inhibe edici etkisini yok ederler. Brassinosteroidler üzüm meyvelerine spreyle muamele edildiğinde; sonbaharda çiçek sayısını artıran, kışın (aynı muamele yapıldığında) çiçek sayılarını azaltan etki göstererek çiçeklenmede rol oynarlar. Brassinosteroidler, Xanthium gibi bazı cinslerde senesensi hızlandırırlar. Ayrıca bitkilerin abiyotik stres şartlarına karşı dayanıklığını artırırlar; düşük sıcaklığa maruz kalan pirinç ve domates bitkilerinde brassinosteroid uygulamasıyla büyümenin daha iyi olduğu gözlenmiştir; mısır ve lahana fidelerinde de düşük sıcaklık stresine karşı toleransı artıran etki gösterirler. Bu etkilerin oksin etkilerine çok benzemesinden dolayı brassinosteroidlerin, oksinden farklı bir hormon olarak kabul edilmesi yıllar sürmüştür. Ek olarak brasinosteroidler kimyasal yapı olarak hayvanlarda bulunan steroid hormonlarına en benzer gruptur; bitki ve hayvan steroid hormonlarının benzer kimyasal yapıları, belirli genlerin ifade olmasında benzer etkiler göstermektedir. Şöyle ki; bitki steroidleri insanlardaki eşey hormonları gibi, aynı olan pek çok şeyi yaparlar. Bir bitkide steroid fazla olduğunda, o bitki daha büyük, daha dayanıklı ve daha kuvvetli olmaktadır. Örneğin; mutasyon nedeniyle bitkiler steroid üretmediklerinde cüceleşirler. Steroidler aynı zamanda bitkide eşeyli üremeyi düzenlemektedirler (burada; belirli bir molekül grubunun farklı organizmalarda sinyal molekülleri olarak iş görmesi ilginçtir). Bir bitkinin steroid sentezlemek için kullandığı enzimlerin çoğu, kendi steroid çeşitlerini üreten hayvanlarda da bulunmaktadır. Dolayısıyla bu enzimlerle ilgili bazı genlerin, bitkiler ve hayvanların bir milyar yıldan daha uzun bir süre önce ortak bir atadan dallanmaları sebebiyle korunmuş olma olasılığı vardır. Buna karşın, steroidlere yanıtlarla ilgili sinyal yolundaki moleküller, bitki ve hayvanlarda çok büyük bir farklılık göstermektedir. KAYNAKLAR Purves, Sadava ve arkadaşları, Life – The Science of Biology, 7inci baskı. Campbell ve Reece, Biology, 6ncı baskı. Salisbury ve arkadaşları, Plant Physiology. Taiz ve Zeiger, Plant Physiology, 3üncü baskı. Ram Rao S. ve ark., Brassinosteroids – A new class of phytohormones, Current Science, Vol. 82, No. 10, 2002. Haydarabad, Hindistan. Kocaçalışkan İ., Bitki Fizyolojisi, Dumlupınar Üniversitesi www.pubmedcentral.nih.gov 4e.plantphysiol.org www.whfreeman.com www.hhmi.org

http://www.biyologlar.com/giberellinler-bitki-boyu-duzenleyicileri

Big Bang Teorisi (Büyük Patlama)

Büyük Patlama ya da Big Bang, evrenin yaklaşık 13,7 milyar yıl önce aşırı yoğun ve sıcak bir noktadan meydana geldiğini savunan evrenin evrimi kuramı ve geniş şekilde kabul gören kozmolojik model. İlk kez 1920’lerde Rus kozmolog ve matematikçi Alexander Friedmann ve Belçikalı fizikçi papaz Georges Lemaître tarafından ortaya atılan, evrenin bir başlangıcı olduğunu varsayan bu teori, çeşitli kanıtlarla desteklendiğinden bilim insanları arasında, özellikle fizikçiler arasında geniş ölçüde[4]kabul görmüştür. Teorinin temel fikri, halen genişlemeye devam eden evrenin geçmişteki belirli bir zamanda sıcak ve yoğun bir başlangıç durumundan itibaren genişlemiş olduğudur. Georges Lemaître’in önceleri “ilk atom hipotezi” olarak adlandırdığı bu varsayım günümüzde “büyük patlama teorisi” adıyla yerleşmiş durumdadır. Modelin iskeleti Einstein’ın genel görelilik kuramına dayanmakta olup, ilk Big Bang modeli Alexander Friedmann tarafından hazırlanmıştır. Model daha sonra George Gamow ve çalışma arkadaşları tarafından savunulmuş ve ilk nükleosentez olayı eklenmek suretiyle geliştirilerek sunulmuştur. 1929’da Edwin Hubble’ın uzak galaksilerdeki (galaksilerin ışığındaki) nispi kırmızıya kaymayı keşfinden sonra, bu gözlemi, çok uzak galaksilerin ve galaksi kümelerinin konumumuza oranla bir "görünür hız"a sahip olduklarını ortaya koyan bir kanıt olarak ele alındı. Bunlardan en yüksek "görünür hız"la hareket edenler en uzak olanlarıdır. Galaksi kümeleri arasındaki uzaklık gitgide artmakta olduğuna göre, bunların hepsinin geçmişte bir arada olmaları gerekmektedir. Big Bang modeline göre, evren genişlemeden önceki bu ilk durumundayken aşırı derecede yoğun ve sıcak bir halde bulunuyordu. Bu ilk hale benzer koşullarda üretilen "parçacık hızlandırıcı"larla yapılan deney sonuçları teoriyi doğrulamaktadır. Fakat bu hızlandırıcılar, şimdiye dek yalnızca laboratuvar ortamındaki yüksek enerji sistemlerinde denenebilmiştir. Evrenin genişlemesi olgusu bir yana bırakılırsa, Big Bang teorisinin, ilk genişleme anına ilişkin bir bulgu olmaksızın bu ilk hale herhangi bir kesin açıklama getirmesi mümkün değildir. Kozmozdaki hafif elementlerin günümüzde gözlemlediğimiz bolluğu, Big Bang teorisince kabul edilen ilk nükleosentez sonuçlarına uygun olarak, evrenin ilk hızlı genişleme ve soğuma dakikalarındaki nükleer süreçlerde hafif elementlerin oluşmuş olduğu tahminleriyle örtüşmektedir.(Hidrojen ve helyumun evrendeki oranı, yapılan teorik hesaplamalara göre Big Bang'den arta kalması gereken hidrojen ve helyum oranıyla uyuşmaktadır. Evrenin bir başlangıcı olmasaydı, evrendeki hidrojenin tümüyle yanarak helyuma dönüşmüş olması gerekirdi.) Bu ilk dakikalarda, soğuyan evren bazı çekirdeklerin oluşmasına imkan sağlamış olmalıydı.(Belirli miktarlarda hidrojen, helyum ve lityum oluşmuştu.) Big Bang terimi ilk kez İngiliz fizikçi Fred Hoyle tarafından 1949’da, “Eşyanın Tabiatı” adlı bir radyo (BBC) programındaki konuşması sırasında kullanılmıştır. Hoyle, hafif elementlerin bazı ağır elementleri nasıl meydana getirebilecekleri konusunda katkıları olmuş bir bilim insanıdır. Bilim insanlarının çoğu, evrenin başlangıcında, bir Big Bang olayının cereyan etmiş olduğuna ancak 1964/1965’te, evrenin sıcak ve yoğun döneminin kanıtı olarak kabul edilen “kozmik mikrodalga arkaplan ışıması"nın ya da Georges Lemaître’in kullandığı terimlerle « Big Bang’ın soluk ışıklı yankısı»nın keşfinden sonra ikna oldular. Big Bang modeli temelde iki kabule dayanır: Albert Einstein'in genel görelilik kuramı ve kozmolojik prensip. Genel görelilik kuramı tüm cisimlerin çekimsel etkileşimini hatasız olarak açıklar. Albert Einstein tarafından 1915’te genel göreliliğin keşfi, evrenin aşamalı evrimi genel görelilikle tanımlandığından, evreni bir fiziksel sistem gibi bütünlüğü içinde tanımlamayı mümkün kılan modern kozmolojinin başlangıcı sayılır. Einstein aynı zamanda,uzayı bütünlüğü içinde tanımlamada, genel görelilikten doğan bir çözümü (“Einstein evreni”) önermesiyle genel göreliliği bu yolda kullanan ilk kişi olmuştur. Bu model o dönemde Einstein’in gözüpek girişimiyle yeni bir kavramın doğmasını sağlamıştı: Kozmolojik prensip. Kozmolojik prensibe göre, insanoğlu evrende ayrıcalıklı bir konuma sahip değildir, evren homojen ve izotroptur. Yani insanın baktığı yer ve yön neresi olursa olsun evren uzay (mekan) bakımından homojendir; daha açık bir deyişle, evrenin genel görünümü gözlemcinin konumuna ve baktığı yöne bağlı değildir. Bu, o dönem için çok cüretkar bir hipotez sayılırdı; çünkü henüz, sonradan “Büyük Tartışma” adı verilen, Samanyolu dışında cisimler olup olmadığı tartışmasının sürdüğü o dönemde hiçbir inandırıcı gözlem, Samanyolu dışındaki cisimlerin varlığını doğrulama imkanını sağlayamıyordu. "Kozmolojik prensip" evrenin makro özelliklerini açıklamakla birlikte, evrenin sınırı olmadığını, bu nedenle Big Bang'ın boşlukta belirli bir noktada değil, aynı anda tüm boşluk boyunca gerçekleştiğini ima eder. Makro ölçekte evren homojen ve izotroptur.  Bu iki kabul, evrenin Planck zamanından sonraki tarihini hesaplamayı mümkün kılmıştır. Bilim insanları halen "Planck zamanı"ndan önce gerçekleşen çok önemli olayları saptamaya çalışmaktadır. Einstein 1915 yılında ortaya attığı genel görelilik kuramıyla yaptığı hesaplamalarda evrenin durağan olamayacağı sonucunu çıkarmıştı. Fakat o dönemlerde genel kabul, evrenin statik olduğu yönündeydi; bu yüzden Einstein vardığı sonucu düzeltmek üzere denklemlerine “ kozmolojik sabite ” etkenini ekledi. Böylece, Einstein kozmolojik prensibe üstü kapalı biçimde, günümüzde doğrulanma derecesi açıkça azalmış görünen bir başka hipotez ekledi; bu, evrenin statik olduğu, yani zamanla evrim geçirmediği hipoteziydi. Bu da kendisini, denklemlerine “ kozmolojik sabite ” terimini eklemek suretiyle ilk çözümünü değiştirme yoluna götürdü. Fakat gelecekteki gelişmeler, yanılmış olduğunu ortaya koyacaktı. Örneğin 1920’lerde Edwin Hubble günümüzde galaksi dediğimiz bazı “nebülöz”lerin galaksimiz dışında olduklarını, ayrıca onların galaksimizden uzaklaştıklarını ve uzaklaşma hızlarının galaksimize uzaklıklarıyla orantılı olduğunu (Hubble Yasası ya da Hubble Sabiti) keşfetti. Bu keşiften beri Einstein’ın “statik evren hipotezi”ni doğrulayacak hiçbir veriye rastlanmamıştır. Zaten Hubble’ın bu keşfinden daha önce Willem de Sitter, Georges Lemaître ve Alexandre Friedmann gibi birçok fizikçi bir “evren genişlemesi”ni tanımlayan başka “genel görelilik” çözümleri bulmuş bulunuyorlardı. Onların ortaya koymuş oldukları modeller evrenin genişlemesi keşfedilir keşfedilmez derhal kabul edildiler. Böylece milyarlaca yıldır genişleme halinde olan bir evren tanımlanmıştı. Big Bang ve karşısındaki durağan hal teorisi Evrenin genişlediğinin keşfi, evrenin statik olmadığını ortaya koymakla birlikte, "maddenin sakınımı yasası"nı gözünde bulunduran ve bulundurmayan birçok farklı görüşün ortaya atılmasına imkan vermişti. Bu görüşlerden başlangıçta maddenin yaratılışının sözkonusu olduğunu varsayan görüş, ilk zamanlar en popüler olanıydı. Bu başarıdaki sebeplerden biri, “durağan hal (sabit durum) teorisi” denilen bu modelde evrenin sonsuz kabul edilmesiydi. Fred Hoyle tarafından ortaya atılan "durağan hal teorisi"ne göre evrenin yaşı ile bir gök cisminin yaşı arasında bir çelişki olamazdı. Buna karşılık Big Bang hipotezinde evrenin, genişleme oranından yola çıkılarak hesaplanabilecek belirli bir yaşı vardı. 1940’lı yıllarda evrenin genişleme oranı hakkındaki tahminler bir hayli abartılıydı, bu da evrenin yaşı hakkındaki tahminlerin gerçeğin bir hayli altında olarak yapılmasına neden olmuştu. Öyle ki, Dünya’nın yaşını belirleyen farklı tarihlendirme yöntemlerinin bildirdiği değerlere göre Dünya evrenden daha yaşlı kalıyordu. Bu, önceleri, Big Bang tipi modellerin çeşitli gözlemler karşısında içine düştüğü güçlüklerden yalnızca biriydi. Fakat bu tür güçlükler evrenin genişleme oranının kesin biçimde belirlenmesiyle tarihe karıştılar. Gözlemsel kanıtlar Sonradan iki kesin gözlemsel kanıt Big Bang modellerine tümüyle hak verdi: Evren tarihinin sıcak devrinin kalıntısı denilebilecek enerji ışıması (mikrodalga sahası) olan "kozmik mikrodalga arkaplan ışıması"ın keşfi ve hafif elementlerin salınmasının ölçülmesi, yani ilk sıcak evre sırasında oluşmuş hidrojen, helyum, lityumun farklı izotoplarının bırakılmasının ölçülmesi. Bu iki gözlem, 20. yy.’ın ikici yarısının başlarında gerçekleşti ve Big Bang’ı kozmolojide, kesin biçimde, gözlemlenebilir evreni tanımlayan model olarak yerleştirdi. Bu modelin kozmolojik gözlemlerle hemem hemen mükemmel biçimde örtüşmesinin yanı sıra, modeli doğrulayan başka kanıtlar da ortaya koyulmaya başlandı: Galaktik kümelerin gözlemi ve "kozmik arkaplan soğuması"nın ölçülmesi (birkaç milyar yıl öncesiyle günümüzdeki ısı farkının ölçülebilmesi). Kozmik arkaplan Genişleme, doğal olarak bize evrenin geçmişte daha yoğun olduğunu bildirmektedir. Evrenin geçmişte daha sıcak olması olasılığından ilk kez 1934’te Georges Lemaître’in söz etmiş olduğu görülüyor; fakat bunun gerçek anlamda araştırılmasına ancak 1940’lı yıllardan itibaren başlanmıştır. Uzak astrofiziksel cisimlerin ışımasındaki kırmızıya kaymaya benzer bir tarzda, evrenin genişleme olayıyla enerji kaybeden bir ışımayla dolu olması gerektiği konusundaki ilk düşünceler George Gamow’dan gelmiştir. Gamow aslında, ilksel evrendeki güçlü yoğunlukların, atomlar arasında bir termik dengenin kurulmasına ve ardından bu atomlarca bırakılan bir ışımanın varlığına imkan sağlamış olması gerektiğini anlamıştı. Gamov, 1940'lı yıllarda Lemaitre'in hesaplamalarını geliştirdi ve Big Bang'e bağlı olarak bir tez ortaya attı. Big Bang'dan arta kalan, belirli oranda bir ışımanın var olması gerekiyordu. Ayrıca bu ışıma evrenin her yanında eşit olmalıydı. Bu ışımanın evrenin yoğunluğu oranında bir yoğunlukta olması ve dolayısıyla, bu ışımanın, yoğunluğu artık son derece azalmış olsa da halen mevcut olması gerekiyordu. Gamow, Ralph Alpher ve Robert C. Herman’la birlikte, evrenin yaşından, maddenin yoğunluğundan ve helyumun salınmasından yola çıkılarak bu ışımanın günümüzdeki ısısının hesaplanabileceğini anlayan ilk kişi oldu. Bu ışımaya günümüzde « fosil ışıma » diyenler de bulunmakla birlikte, genellikle, “ kozmik mikrodalga arkaplan (ya da kozmolojik mikrodalga artalan) ışıması” denir. Bu ışıma, Gamow’un öngörülerine uygun olarak, düşük ısıdaki bir "karanlık cisim" ışımasına (2,7 °K) denktir. Biraz rastlantı sonucu olan bu keşfi Arno Allan Penzias ve Robert Woodrow Wilson’a borçluyuz: 1960’larda New Jersey'deki Bell Laboratuvarı’ndan Arno Penzias ve Robert Woodrow Wilson, Samanyolu’nun dış kısımlarından gelen belirsiz radyo dalgalarını ölçmeye çalışıyorlardı. Fakat bunun yerine gökyüzünün her tarafından gelen bir radyasyon saptadılar. Bu ışıma ya da ışınımın bütün yönlerdeki parlaklığı aynı idi ve yaklaşık 3 °K sıcaklığında bir ortamdan geldiği anlaşılıyordu.1978’de bu buluşları için Nobel Fizik Ödülü sahibi olan Penzias ve Wilson ilginçtir ki, ileride, Fred Hoyle gibi, Big Bang teorisine muhalif olan bilim insanları safına katılacaklardı. 1965’te keşfedilen "kozmik arkaplan" Big Bang’ın en açık kanıtlarından biridir. Bu keşiften sonra kozmik arkaplan dalgalanmaları COBE (1992) ve WMAP (2003) uzay uydularınca incelenmektedir.Bir "kara cisim" ışımasının varlığı Big Bang modeli çerçevesinde kolayca açıklanabilmektedir: Geçmişte evren sıcaktı ve yoğun bir ışımaya maruz kalıyordu. Geçmişin çok yüksek yoğunluktaki bu evreninde madde ve ışıma arasında çok çeşitli etkileşimler olmaktaydı. Bunun sonucunda ışıma termalize olmuştur, yani elektromanyetik tayfı bir "kara cisim"in elektromanyetik tayfıdır. Buna karşılık "durağan hal teorisi"nde böyle bir ışımanın varlığı hemen hemen doğrulanamaz durumdadır (Az sayıdaki bazı savunucuları aksini belirtmekteyse de…) Düşük ısıdaki ve az enerjetik bir ışımaya denk olmakla birlikte, kozmik arkaplan, yani kozmik mikrodalga arkaplan ışıması hiç de evrenin en büyük elektromanyetik enerji biçimi olarak görünmüyor: Enerjinin yaklaşık %96’sı sözkonusu ışımadaki fotonlar biçiminde mevcutken, kalan % 4’ü "görünür tayf"taki [14]yıldızların ışınımından ve galaksilerdeki soğuk gazdan kaynaklanmaktadır (kızılötesi halde). Bu diğer iki kaynak kuşkusuz daha enerjetik, fakat daha az sayıda fotonlar yaymaktadır. "Durağan hal teorisi"nde "kozmik arkaplan"ın varlığı mikroskobik demir parçacıklarının bırakılmasıyla oluştuğu varsayılan yıldızsal ışımanın termalizasyonunun bir sonucu olduğu varsayılır. Fakat bu model, gözlemsel verilerle çelişki halindedir. (Ayrıca bu takdirde "kozmik arkaplan" bir karanlık cisim olarak da açıklanamaz.) Sonuç olarak denilebilir ki kozmik arkaplanın keşfi, tarihsel olarak Big Bang'ın kesinleştirici kanıtı olmuştur.

http://www.biyologlar.com/big-bang-teorisi-buyuk-patlama

İlk nükleosentez

Güçlü nükleer gücün keşfinden ve bunun yıldızların enerji kaynağı olduğunun anlaşılmasından itibaren evrende çeşitli kimyasal elementlerin salınmasını açıklama meselesi ortaya çıktı. 1950’li yıllar civarında bu salınma -birbiriyle rekabet halindeki iki farklı görüşün önerdiği- iki farklı süreçle açıklanmaya çalışılıyordu: Yıldızsal nükleosentez Başlangıçtaki ilk nükleosentez "Durağan hal teorisi" taraftarları zaman boyunca sürekli olarak hidrojenden üretilmiş olduğu ve bunun azar azar helyuma ve daha sonra da yıldızların kalbindeki en ağır elementlere dönüşmüş olduğu görüşündeydiler. Gerek helyumun gerekse ağır elementlerin bölünmesi zaman boyunca sürekliliğini koruyordu; çünkü helyumun oranı nükleosentez olgusuyla artarken, hidrojenin üretilmesi olgusuyla da oran olarak azalır gibi görünüyordu. Buna karşılık Big Bang taraftarları helyumdan uranyuma kadar tüm elementlerin başlangıçtaki evrenin sıcak evresi sırasında üretilmiş oldukları görüşündeydiler. Güncel tez her iki hipoteze de dayanır. Buna göre, helyum ve lityum gerçekten başlangıçtaki ilk nükleosentez sırasında üretilmişlerdi. Bunun başlıca kanıtı, hafif denilen elementlerin (hidrojen, helyum, lityum) salınmasının uzak kuasar’lardaki incelenmesinden gelmektedir. Big Bang modeline göre bunların nispi salınmaları ilk nükleosentezden beri sürekliliğini koruyan tek bir parametreye sıkıca bağlıdır; bu da fotonların yoğunluğunun baryonların yoğunluğuyla ilişkisindedir. Diğer yöntemlerle de ölçülebilen bu tek parametreden hareketle helyumun (He ve He) izotoplarının ve lityumun (Li) izotopunun salınması açıklanabilir. Aynı zamanda yakın galaksilerin içinde helyumun bölünmesinde bir artış gözlemlenmektedir ki, bu, yıldızlarca sentezlenen elementler yoluyla “yıldızlar-arası ortam”ın tedrici gelişiminin bir işareti olarak kabul edilebilir.

http://www.biyologlar.com/ilk-nukleosentez

Plastik Bakteriler

Bir veya birkaç değişik molekülün yüzlerce veya binlercesinin zincir gibi birleşerek oluşturdukları büyük moleküllere polimer; polimerlerin sentetik olanlarına, yani insan eliyle üretilenlerine ise plastik adı verilir. Plastik, 1800’lü yıllarda keşfinden sonra, hızla artan kullanım alanlarıyla gündelik hayatın vazgeçilmezleri arasına katıldı. Ama öte yandan, işi bittiğinde hızla yok edilemediği için, çevre kirliliğinin artmasına sebep oldu. Plastik atıkları yok etmenin bir yolu plastiklerin toplanarak yakılması ise de, bu hem pahalı bir işlemdir, hem de zehirli gazların açığa çıkmasına sebep olmaktadır. Geri dönüşüm projeleri ise, plastiklerin çok fazla çeşidinin olduğundan ve dönüştürme işlemi hepsinin tek tek ayırt edilerek kullanılmasını gerektirdiğinden, zordur. Ayrıca, plastik geri kazanılsa bile eski sağlamlıklarını yitirdiklerinden, geri dönüşüm ürünlerin kullanım alanları sınırlıdır. En ucuz ve basit olanı ise, plastiklerin diğer çöplerle birlikte belli bir alanda biriktirilmesidir. Ancak, diğer çöpler mikroorganizmalar tarafından parçalanır ve bir şekilde tüketilirken plastikler kimyasal ve fiziksel özellikleri sebebiyle mikroorganizmalar tarafından besin olarak kullanılamazlar. Bu yüzden de, her geçen gün artarak ekolojik dengeyi tahrip etmektedirler. Kâinatta ism-i Kuddüs’ün tecellisi olarak öyle muhteşem bir temizlik mekanizması kurulmuştur ki; her sonbahar ağaçlardan düşen tonlarca yaprak, ölü hayvan ve bitki kalıntıları, görünmeyen temizlikçiler, yani mikroorganizmalar tarafından parçalanarak tekrar doğaya kazandırılır. Yani, atık olan bir maddenin doğada çözünebilmesi demek, mikroorganizmalar tarafından gıda olarak kullanılabilmesi demektir. Mikroorganizmaların ürettiği enzimler doğal olan polimerlerdeki karbon zincirlerini kırarlar ve daha sonra da nem, sıcaklık, oksijen miktarı gibi faktörlerin etkisiyle belli bir sürede tüketirler. Doğal polimerlerin (meselâ nişasta, selülöz) bu şekilde parçalanıp kullanılması sadece günler alırken, petrol bazlı sentetik polimerlerin yok edilmesi yıllar, hatta yüzyıllar sürebilmektedir. Bunun nedeni, kimyasal yapıları yüzünden plastiklerin mikroorganizmaların ürettiği enzimler tarafından parçalanamaması ve dolayısıyla gıda olarak tüketilememesidir. Plastiklerin her geçen gün artarak tabiatı kirletmesini önlemenin bir yolu, doğada çözülebilen, tüketilebilen plastiklerin üretilebilmesi ile olur. Nitekim, doğada-çözünebilir özellikte başlıca üç tür plastik vardır: • Güneş ışığına hassas plastikler: Bazı plastikler güneş ışığına maruz kaldıklarında molekülleri birbirine bağlayan kimyasal bağlar kopmakta ve küçülen parçalar daha sonra mikroplar tarafından kullanılabilmektedir. Ancak çöplerin biriktirildiği yerlerde üstüste yığılan plastiklerin hepsine güneş ışığının ulaşması mümkün olmadığından, bu yol her zaman işe yaramamaktadır. • Nişasta gibi çabuk bozulan polimerlerin eklenmesiyle üretilen plastikler: Bu tür polimerlerde molekül dizileri nişasta kullanılarak birbirine bağlanırlar. Plastik çöpe atıldığında mikropların nişastayı kullanması ile polimer parçalanır. Ancak, yine çöp yığınları altında yeterli güneş ışığı ve oksijen olmaması nişastayı tüketen mikroorganizmaların iş görememesine neden olur. Ayrıca bu şekilde üretilen plastikler diğerlerine göre daha dayanıksızdırlar. • Üçüncü tip ise, bakteriyal plastikler (biyo-plastikler)’dir. CANLI PLASTİKLER Petrol kaynaklı plastikleri mikroorganizmalar yiyemiyorsa, o zaman onların gıda olarak kullanabilecekleri—veya kullandıkları!—bir plastik üretilip kullanıldığında çevre kirliliği problemi ortadan kalkacak demektir. Bilim adamları tarafından bu yönde araştırmalar yapılırken, bazı tür bakterilerin fosfor ve azot azlığında PHB (poli-hidroksibütirat) isimli polimerler ürettikleri keşfedilmiştir. PHB binlerce hidroksibütirat molekülünün ardarda zincir gibi eklenmesiyle meydana gelir. Nasıl bizim vücudumuzda besinler yağ şeklinde depolanıyorsa, bu bakteriler de enerji kaynağı olarak PHB’yi depolamaktadırlar. Bakterilerde PHB, 100 ilâ 800 nanometre arasında değişen boyutlarda kürecikler hâlinde bulunur. Nanometrenin, metrenin milyarda birini ifade eden bir ölçü birimi olduğunu da sırası gelmişken belirtelim. Bazı bakteriler ağırlıklarının yüzde 70’i kadar bu plastiklerden üretebilirler. PHB üretiminde sadece doğal olarak bu plastiği kullanabilen bakterilerden yararlanılmamakta; gerektiğinde E. coli gibi bazı bakterilerde de rekombinant DNA teknikleri kullanılarak bu plastiklerin üretilmesi sağlanmaktadır. PHB üretiminden sorumlu olan enzimin genetik kodu E. coli bakterisine yerleştirilmekte ve böylece E. coli de PHB üretir hâle gelmektedir. Hatta, aynı işlem bitkiler üzerinde de yapılarak bitkilerin plastik üretir hâle gelmesi sağlanmıştır (ancak verim şimdilik azdır.) ŞEKERDEN PLASTİK ÜRETEN FABRİKALAR! PHB’nin çok miktarda üretilebilmesi için ilk önce bakterilerin biyoreaktörlerde bol miktarda glikoz (şeker) ve diğer gerekli maddeler verilerek çoğalmaları sağlanır. Daha sonra ortamdaki azot miktarı azaltıldığında bakteri bunu zor zamanların gelmesi olarak algılar ve glikozu kullanarak gıda stoklarını (PHB kürecikleri) hâlinde hazırlamaya başlar. Yani, bakteriler şekerden plastik üreten birer fabrikaya dönüşürler! Bakteriler yeteri kadar plastik ürettiklerinde ilk önce bakteri hücre zarları bir kimyasal yardımı ile parçalanır. Daha sonra değişik saflaştırma süreçlerinden geçen ve toz hâline getirilen plastik artık istenen şekle sokulmaya hazırdır. İster bir şampuan şişesi, isterse bir kimlik kartı olarak kullanıma sunulur. Şekerden üretilen bu plastik, işi bitip çöpe atıldığında ise, kısa sürede topraktaki diğer bakteriler onu gıda olarak kullanıp su ve karbondioksite dönüştürürler. Petrol bazlı plastiklerin doğada çözünmeleri yıllar alırken, bakterilerden üretilen biyo-plastiklerin tabiata karışmaları sadece günlerle ifade edilmektedir. Dünyada Biopol ve Biofan markalarıyla PHB bazlı plastikler üretilmektedir. Meselâ Biofan (Japonya) markası ile üretilen plastikler kimlik kartı, banka kartı türü kartların üretiminde, çöp torbası ve alışveriş poşeti olarak, tarımda toprağı örtmede kullanılan plastik örtüler olarak kullanılmaktadır. Ancak biyo-plastiklerin yaygın olarak kullanılmalarına engel olan bir problem var ki, o da maliyetlerinin petrol bazlı kardeşlerine göre pahalı olmasıdır. Bu doğa dostu plastikleri ucuzlatabilmek için de tabiî ki çalışmalar devam ediyor. Petrol bazlı plastiklerin tabiatta yol açtığı ekolojik problemler ve çevre kirlilikleri artık başka çözümlerin araştırılmasını gerektirmektedir. Tamamen doğada çözülebilen bir plastik arayışı sonunda gözümüzü yine tabiata yöneltmiş ve cevap da yine orada bulunmuştur. Böylece, bir kez daha görülmüştür ki, ne kadar ilerlerse ilerlesin, bilim O’nun yarattığı mükemmel nizamın takipçisi ve taklitçisi olmaktan öteye bir milim bile gidemez.

http://www.biyologlar.com/plastik-bakteriler

Bitkilerin Mineral Madde Beslenmesi Mekanizmaları

Elektroosmozun bir iyon iletimi mekanizması olduğu, hidrate iyonların su moleküllerini sürükleyen ve membranlardaki porlar, kapilerler boyunca yaratılan elektrik alanları, yani potansiyel farklılıkları ile iyonik madde taşınması gerçekleştirdiği belirtilmişti. Elektriksel potansiyel farkı DE, elektriksel yükün bir noktadan diğerine gitmesi ile yapılan işin ölçütüdür. Daha önce değinildiği üzere yukarıda kısaca incelenmiş olan itici güçlerden de çok daha daha etkindir. Biyolojik bir membranın iki yanındaki E farkı ölçümleri hidrostatik veya kimyasal potansiyel farkı ölçümlerinden elde edilen sonuçlarla karşılaştırıldığında binlerce kez daha büyük olduğu görülmüştür. Bu nedenle de organeller ve hücreler arasında elektriksel yüklü madde iletimi çok daha etkin olarak yürür. Elektriksel bir yük ile DE arasında sabit bir ilişki vardır ki buna kapasitans denir, yani bir net yük biriminin yarattığı DE ile arasındaki sabit, özgül oranı belirtir. Yararlanılan sonucu ise bir bölgede yüksek oranlı potansiyel düşmesine neden olmadan serbest yük bulundurma, depolama kapasitesi - sığasının ölçüsü olmasıdır. Biyolojik membranların kapasitans ölçümleri bu değerin koşullardan oldukça bağımsız, sabit kalan bir değer olduğunu göstermiştir. Bitki hücrelerinde de bu değer tipik olarak -100 mV ölçülmüştür. Yükü membranların içindeki anyon derişiminin katyonlarınkinden yüksek olduğunu, değeri ise membranın iki yanındaki potansiyelin pek farklı olmadığını göstermiştir. Aynı şekilde bitki hücrelerindeki toplam iyon derişiminin de tipik olarak 0.1M düzeyinde ve koşullardan oldukça bağımsız sabit bir değer olduğunu belirlenmiştir. Bu derişimde 100mV kapasitans ise anyon / katyon oranının 100 000 olduğunun göstergesidir. Buna karşılık bitkilerde kuru ağırlık bazındaki mineral madde katyon /anyon derişimi oranı ortalama olarak 10 dur. Hücrelerin çevrelerinden önemli oranda katyon almalarına karşın elektrostatik dengenin ters yönde oluşmasının nedeni organik moleküllerdeki anyonik grupların yüksek oluşudur. Bu sayede organik metabolizmayı denetleyerek sürekli şekilde katyon alımına açık bir dengeden yararlanırlar. Güneş ışınları ve hava gibi topraktaki mineral elementlerinden daha kolay sağlayabildikleri kaynaklardan yararlanarak sentezledikleri organik anyonik maddeler sayesinde mineral katyonlarının alımını denetim altında tutabilirler. Yüksüz maddelerden farklı olarak iyonların derişimindeki artış aralarındaki uzaklığın, termik hareketlilikleri ile çarpışma olasılığını üssel olarak artışına yol açacak şekilde azalması demektir. Çünkü elektriksel çekim gücünün etkisi katlanarak büyür. Bağlanmaları ise, iyonik bağın kuvvetli oluşu nedeniyle bağlanma öncesindeki ısıl hareketliliklerinin önemli oranda azalmasına neden olur. Bir sistemdeki hareketlilik komponentlerinin hareketliliklerin toplamı olduğundan sistemi etkiler. Elektriksel yük elektriksel alan yarattığından etkisi çok yönlüdür ve nötrleşmesi ile diğer komponentler üzerinde çok yönlü etkiler yaratır. Bu nedenle de bir iyon türünün aktivite sabitesi çözeltisindeki tüm iyonların özellik ve derişimleri ile ilişkilidir. İyonun değerliliği arttıkça etkinliği de arttığından hücre özsuyu gibi iyonca zengin bir çözeltide iyonik aktivite değişimleri yüksek oranlı olur. Bu sayede de kara ve su bitkileri çok farklı özelliklerdeki topraklara, sulara adapte olarak yaşama olanağı bulabilirler. Gene canlıların denetimini sağlayan bir olgu da iyonların canlı membranın iki yanındaki aktivitelerinin dengeye varmasının iyonların iki yandaki aktiviteleri yanında membranın iki yüzü arasındaki elektriksel potansiyel farkına daha da kuvvetle bağlı oluşudur. Bu sayede de membranın elektriksel potansiyelini membran proteinleri ve lipid / fosfolipidleri ile denetleyebilen hücre dengeyi kurma olanağı bulur. Bu mekanizma hücrenin gereksinimine göre iyonları seçici olarak alması açısından önemli rol oynar. İyonların lameldeki porlardan ve plazmodezmlerden geçişinde iyon yükü / çapı ilişkisine bağlı olan seçici bir mekanizma oluşur. Donnan Dengesi Benzer şekilde örneğin bitki hücre çeperindeki orta lamelde yer alan pektik asitlerin karboksil kökü, membran lipidleri arasındaki fosfolipidler gibi sabit iyonların yerleştiği iyon kanalları kütle akışı ile mineral iyonlarının ile geçişine elektrokimyasal direnç gösterir. Görünür serbest alanda dahi iyonların suyla birlikte hareketine engel olur. Sitoplazmik membranlardaki lipidlerin çok yüksek direncinin fosfolipidlerce dengelenmesinde olduğu gibi direnci amfoterik karakteri nedeniyle değişken olan proteinler seçici bir denetim sağlar. Protein helislerinin iyon kanalı görevi oluşturdukları porun girişinde serin gibi polar amino asitlerin bulunmasına bağlıdır. Bu ( - ) yüklü amino asitler katyon difüzyonunu destekleyerek seçicilik sağlar. Porların işleyişinin anlaşılması sayesinde porları kapayan maddelerin keşfi 1991 tıp nobelini alan ilaç grubunun bulunmasını sağlamıştır. Küçük mineral iyonlarını içeren çözeltiler membrandaki sabit iyonik moleküllerle aralarında Donnan potansiyeli denen elektriksel bir potansiyel farkının doğmasına ve Donnan dengesi adı verilen dengenin oluşmasına neden olur. Bu dengenin de sağlanması için zıt yüklü maddelerin ters yönde geçişi veya suda çözünmeyen formlarının çözünür hale dönüştürülmesi gerekir. Elektrostatik Donnan dengesinin çeşitli ölçeklerde oluşması hücre içi ve hücreler arası iyonik maddelerin taşınımında ve dağılımında önemli rol oynar. Bu terimle belirtilen olayın ayırt edici temel özelliği hareketi sağlayan difüzyon potansiyel farkının membranın bir tarafındaki sulu çözelti ile membranın diğer tarafta kalan yüzü arasında oluşmasıdır. Sitoplazmadaki nükleik asitler, fosfat grupları ile ve proteinler de karboksilleri ile Donnan fazları oluştururlar. Bu anyonik gruplar membranın her iki tarafındaki katyonları kendilerine çekerek yönlendirirler. Bu şekilde de net olarak bir geçişmenin görülmediği elektrostatik bir denge kurulur. Sıvı fazdaki katyonların membrana yönlenmesi anyonların da ters yönde artan bir derişim değişimi oluşturmalarına neden olur. Termik hareketliliğin artışı bu dengenin sarsılmasına ve hareketli iyonların elektriksel potansiyel farklılıkları yaratmasına, bu arada oluşan kimyasal potansiyel farklarını dengeleyecek şekilde de geçişme yapmalarına neden olur. Canlı hücre çözünmüş maddelerin derişimini ilgili maddeleri suda çözünmeyen bileşikleri haline dönüştürerek ortamdan uzaklaştırmak veya tersine tepkimeyle serbest hale geçirerek de denetim altında tutar. Çözünür maddelerin çözünmeyen bileşiklerine dönüştürülmesi entropi azalmasına neden olan kimyasal bağlanma ile sağlanabildiğinden endojen, enerji harcanarak yürütülen aktif bir olaydır. Ancak canlı hücrede gerçekleşebilir. Bu olayın temelinde iyon aktivitesi ve bu değerin özgüllüğünden doğan sabitesi yatar. İyon aktivitesi iyonun derişimine bağlı kimyasal ve yüküne bağlı elektriksel potansiyellerinin açıklayamadığı bazı konuları açıklamakta kullanılan bir terimdir. Yükleri eşit olan iki iyondan kütlesi küçük ve elektron sayısı az olanın yükünün dipol su moleküllerini çekerek çevresine toplama gücü daha fazladır. Çevresinde daha kalın bir su zarfı oluşturur. Sözü edilen denge, seçicilik sonucu bir taraftan diğerine geçişi kısıtlanan veya engellenen iyonik maddelerin birikmesine neden olur. Bu birikimin konusu olan yüklü maddeler serbest halde kalamadığından zıt yüklü iyonlarla birleşerek çözeltinin nötralizasyonununu sağlar. Bu nötralizasyon dengesi için gereken iyonik maddelerin çözünür hale geçmesi veya dışarıdan alınması gerekir. Örneğin Ca++ iyonu, iyonik yük / su zarfı oranı büyük olduğundan porlar üzerinde büzücü etki yaparak su zarfı büyük ve iyonik yükü küçük iyonların geçişini kısıtlar, K + iyonu ise tersine olarak şişirici etki yapar ve bu iyonların geçişini kolaylaştırır. Genelde bitki hücrelerinin yoğun şekilde K, Na ve Cl alış verişi yaptığı görülür. Bu iyonların hareketlilikleri de membranlarda potansiyel farklarının doğmasına neden olur ve Cl net yükün iki taraftaki dağılımının sıfıra eşitlenmesini sağlar. Goldmann denklemi ise K, Na ve Cl iyonu geçirgenliğinin büyük oranda K seçiciliği yönünde olduğunu göstermiştir. Elektroosmoz da membrandaki bir porun iç yüzeyinde sabit halde dizilmiş iyoniklerin yüklerinin tuttuğu su zarfları zıt yüklü iyonik maddelerin su zarflarını çekmesi sonucu yürüyen osmotik alımdır. Bu şekilde oluşan elektriksel alan membranın iki tarafında elektriksel yük farklılığı doğurur. Bu da sabitlenmemiş kinetik taneciklerin kütle akışı ile çekilerek ters yönlü bir alan oluşturmasına neden olur. Bu iki zıt yönlü alanın oluşumu sırasında doğan hareketlilik ile su molekülleri sürüklenir ve iletilir, elektroosmotik su alımı olur. Benzer şekilde membran veya çeperde pektik veya proteinik iyonlara zayıf -H bağları gibi bağlarla tutulmuş, adsorbe olmuş olan zıt yönlü yonlar yerlerini alabilecek başka iyonlarla yer değiştirerek serbest hale geçer ve iletilir. Bu olaya da iyon değişimi adı verilir. İyon değişiminde aynı yüklü iyonlar birbirini ittiğinden dengeye çabuk ulaşılır, yani az miktarda madde bu olaya girebilir. Bağlanmayı sağlayan kuvvet adsorpsiyon kuvvetinden daha yüksek enerjilidir, kopması daha zordur. Ancak iyonlaşmış asidik veya bazik maddelerin hidroksonyum ve hidroksil veya karboksil kökleri bağlanmış olan katyon veya anyonların yerini alabilir. Bu arada açığa çıkan hidroksonyum ve hidroksiller de su oluşturduğundan su iletimi de sağlanmış olur. Bu olayların tümünde hidroksonyum ve hidroksil iyonları önemli rol oynadığından membranların ve özsuyun pH değeri ve değişimleri önemli rol oynar. Hücre organik asit sentezi ile pH ve amfoterlik denetimi, sentez yolu ile özsudaki serbest maddeyi bağlama veya başka maddeye dönüştürme gibi yollarla kimyasal potansiyel artışı yönünde aktif alım yaparken solunum enerjisi kullanır ve solunumun hızlandığı görülür. Ayrıca osmotik basınç ölçümlerinin kriyoskopik yöntemle yapıldığında sınır plazmoliz yöntemiyle elde edilen değerlerlerden farklı değerler vermesi ek bir su potansiyelinin olduğunu göstermiştir. Birçok bitki türünde yerüstü organları kesilerek terlemenin emiş kuvveti ortadan kaldırıldığında da kök ksileminden su salgılanması, kış uykusu kırılan birçok odunlu türünde daha hiç yaprak oluşmamışken sürgünlere su yürümesi kök basıncı denen aktif su alımının ve pompalanmasının kanıtlarıdır. Bu basıncın gün içinde değişim göstermesi, solunum inhibitörleri ve bazı bitki hormonları gibi uygulamalarla durdurulabilmesi de göstergeleridir. Aktif alım ve iletimin önemli bir göstergesi iyonun içine girdiği membranın iç tarafında, yani sitoplazma veya organelin içinde elektrik yükü artışı olmasıdır. Pasif alımda elektriksel nötralliği sağlayacak şekilde zıt yüklü iyon alımı veya aynı yüklü iyonun boşaltımı söz konusudur. Aktif geçişde membranın iki yüzü arasında da membranın kapasitansı ile orantılı olarak belli miktar membran potansiyeli farkı oluşur. Bu fark kısa bir süre sonra boşalarak sıfırlanır ve sonra tekrar artar, bu mekanizmaya da iyon pompası adı verilir. İyon pompası çalışınca membrandaki pasif geçiş olayları da doğal bir şekilde etkilenir ve membrandaki değişimi dengeleyecek yönde farklılaşır, difüzyon potansiyeli artışı ile elektrik potansiyelinin düşmesi sağlanır. Bitki hücresi membranlarının kompozisyonuna göre elektriksel dirençleri 1 - 8 Kohm / cm2 arasında değiştiğinden pompaların etkinliği membran kompozisyonunun denetlenmesi yolu ile hücre tarafından denetlenebilir. Bu sayede de bitkiler tuzlu topraklara dahi adaptasyon sağlayabilir. Membran direncinin yüksek oluşu, pompanın etkili çalışması ile aktif iletimin neden olduğu potansiyel farkı da arttığından saniyede 20 pikomol / cm2 gibi yüksek bir debi ile iyon alınabilmektedir. Aktif iletimin bir özelliği de pasif olarak yürüyen diğer olaylara göre sıcaklık değişimlerinden çok daha büyük oranda etkilenmesidir. Pasif olayların Q10 değeri yaklaşık olarak 1 civarında iken aktif alım ve iletimde bu değer birçok enzimatik olayda olduğu gibi 2 civarındadır. Bunun da nedeni membranın yaptığı enerji bariyeri etkisidir. Tıpkı enzimatik tepkimelerin aktivasyon enerjisi gereksinimindeki gibi aktif alımın olabilmesi için bu enerji düzeyinin aşılması gerekir. Bu nedenle aktif iyon alımı mekanizması bir pompaya benzer şekilde çalışır. Gerekli enerji depolanıncaya kadar alım işlemi kesintiye uğrar. Sıcaklık artışı da bu mekanizma aracılığı ile etkili olur. Aktif iyon alımının enzim kinetiğindeki Michaelis-Menten denklemine uyan değişimleri enzimler aracılığı ile yürüyen bir olay olduğunu göstermiştir. Bu tür olaylara enerji sağlayan madde bekleneceği üzere ATP’dir ve ATPaz enzimi aktivitesi de olayın denetimini sağlar. ATP hidrolizi ile açığa çıkan hidroksonyum iyonları ise ters yönde hareket ederek elektrostatik dengeyi sağlar. En iyi bilinen Na+ / K+ ATPaz’dır. İki peptid çiftinden oluşur ve Mg++ tarafından katalizlenen ATP hidrolizine bağımlıdır. Çeşitli iyon pompaları olup belli iyonlar için seçici oldukları bilinmektedir. Aktif alımın iyon seçici özelliği vardır ve yukarıda anlatılan mekanizma bunu açıklamak için yeterli değildir. Bu nedenle 1930 larda seçiciliği olan aktif taşıyıcı moleküllerin varlığı fikri ortaya atılmıştır. Deneyler benzer K+, Rb+ iyonlarının ve Ca++ ile Sr++ iyonlarının aynı taşıyıcı için rekabet ettiğini, bazı hücrelerde K+ iyonunu alıp, Na+ iyonunu boşaltan ve aynı mekanizma ile Mg++ ve Mn++ için çalışan diğer bir pompanın olduğu, Cl-, B- ve I- taşıyan tek bir sistem olduğunu gösteren deneysel veriler elde edilmiştir. Bu kadar seçici maddelerin ancak proteinler olabileceği belirtilmiş ise de 50 yıl kadar uzun bir süre kesin kanıtlar ortaya konamamıştır. Aktif pompaların varlığının bir kanıtı da dıştaki iyon derişiminin artışı ile artan solunum ve iyon alımının belli bir derişime ulaşıldıktan sonra doygunluğa erişmesidir. Bitkilerde bu değer tipik olarak 1 - 10 mmol/ gr. taze ağırlık - saatdir. Aktif alım mekanizmalarının ortaya çıkarılıp genel çerçevesi ortaya çıkarıldıktan sonra iyon alımının büyük oranda pasif şekilde alındığı ve aktif alımın hücrenin gereksinim tablosuna göre belli iyonların seçici olarak alımında rol aldığı, tamamlayıcı olduğu anlaşılmıştır.

http://www.biyologlar.com/bitkilerin-mineral-madde-beslenmesi-mekanizmalari

Donnan Dengesi

Benzer şekilde örneğin bitki hücre çeperindeki orta lamelde yer alan pektik asitlerin karboksil kökü, membran lipidleri arasındaki fosfolipidler gibi sabit iyonların yerleştiği iyon kanalları kütle akışı ile mineral iyonlarının ile geçişine elektrokimyasal direnç gösterir. Görünür serbest alanda dahi iyonların suyla birlikte hareketine engel olur. Sitoplazmik membranlardaki lipidlerin çok yüksek direncinin fosfolipidlerce dengelenmesinde olduğu gibi direnci amfoterik karakteri nedeniyle değişken olan proteinler seçici bir denetim sağlar. Protein helislerinin iyon kanalı görevi oluşturdukları porun girişinde serin gibi polar amino asitlerin bulunmasına bağlıdır. Bu ( - ) yüklü amino asitler katyon difüzyonunu destekleyerek seçicilik sağlar. Porların işleyişinin anlaşılması sayesinde porları kapayan maddelerin keşfi 1991 tıp nobelini alan ilaç grubunun bulunmasını sağlamıştır. Küçük mineral iyonlarını içeren çözeltiler membrandaki sabit iyonik moleküllerle aralarında Donnan potansiyeli denen elektriksel bir potansiyel farkının doğmasına ve Donnan dengesi adı verilen dengenin oluşmasına neden olur. Bu dengenin de sağlanması için zıt yüklü maddelerin ters yönde geçişi veya suda çözünmeyen formlarının çözünür hale dönüştürülmesi gerekir. Elektrostatik Donnan dengesinin çeşitli ölçeklerde oluşması hücre içi ve hücreler arası iyonik maddelerin taşınımında ve dağılımında önemli rol oynar. Bu terimle belirtilen olayın ayırt edici temel özelliği hareketi sağlayan difüzyon potansiyel farkının membranın bir tarafındaki sulu çözelti ile membranın diğer tarafta kalan yüzü arasında oluşmasıdır. Sitoplazmadaki nükleik asitler, fosfat grupları ile ve proteinler de karboksilleri ile Donnan fazları oluştururlar. Bu anyonik gruplar membranın her iki tarafındaki katyonları kendilerine çekerek yönlendirirler. Bu şekilde de net olarak bir geçişmenin görülmediği elektrostatik bir denge kurulur. Sıvı fazdaki katyonların membrana yönlenmesi anyonların da ters yönde artan bir derişim değişimi oluşturmalarına neden olur. Termik hareketliliğin artışı bu dengenin sarsılmasına ve hareketli iyonların elektriksel potansiyel farklılıkları yaratmasına, bu arada oluşan kimyasal potansiyel farklarını dengeleyecek şekilde de geçişme yapmalarına neden olur. Canlı hücre çözünmüş maddelerin derişimini ilgili maddeleri suda çözünmeyen bileşikleri haline dönüştürerek ortamdan uzaklaştırmak veya tersine tepkimeyle serbest hale geçirerek de denetim altında tutar. Çözünür maddelerin çözünmeyen bileşiklerine dönüştürülmesi entropi azalmasına neden olan kimyasal bağlanma ile sağlanabildiğinden endojen, enerji harcanarak yürütülen aktif bir olaydır. Ancak canlı hücrede gerçekleşebilir. Bu olayın temelinde iyon aktivitesi ve bu değerin özgüllüğünden doğan sabitesi yatar. İyon aktivitesi iyonun derişimine bağlı kimyasal ve yüküne bağlı elektriksel potansiyellerinin açıklayamadığı bazı konuları açıklamakta kullanılan bir terimdir. Yükleri eşit olan iki iyondan kütlesi küçük ve elektron sayısı az olanın yükünün dipol su moleküllerini çekerek çevresine toplama gücü daha fazladır. Çevresinde daha kalın bir su zarfı oluşturur. Sözü edilen denge, seçicilik sonucu bir taraftan diğerine geçişi kısıtlanan veya engellenen iyonik maddelerin birikmesine neden olur. Bu birikimin konusu olan yüklü maddeler serbest halde kalamadığından zıt yüklü iyonlarla birleşerek çözeltinin nötralizasyonununu sağlar. Bu nötralizasyon dengesi için gereken iyonik maddelerin çözünür hale geçmesi veya dışarıdan alınması gerekir. Örneğin Ca++ iyonu, iyonik yük / su zarfı oranı büyük olduğundan porlar üzerinde büzücü etki yaparak su zarfı büyük ve iyonik yükü küçük iyonların geçişini kısıtlar, K + iyonu ise tersine olarak şişirici etki yapar ve bu iyonların geçişini kolaylaştırır. Genelde bitki hücrelerinin yoğun şekilde K, Na ve Cl alış verişi yaptığı görülür. Bu iyonların hareketlilikleri de membranlarda potansiyel farklarının doğmasına neden olur ve Cl net yükün iki taraftaki dağılımının sıfıra eşitlenmesini sağlar. Goldmann denklemi ise K, Na ve Cl iyonu geçirgenliğinin büyük oranda K seçiciliği yönünde olduğunu göstermiştir. Elektroosmoz da membrandaki bir porun iç yüzeyinde sabit halde dizilmiş iyoniklerin yüklerinin tuttuğu su zarfları zıt yüklü iyonik maddelerin su zarflarını çekmesi sonucu yürüyen osmotik alımdır. Bu şekilde oluşan elektriksel alan membranın iki tarafında elektriksel yük farklılığı doğurur. Bu da sabitlenmemiş kinetik taneciklerin kütle akışı ile çekilerek ters yönlü bir alan oluşturmasına neden olur. Bu iki zıt yönlü alanın oluşumu sırasında doğan hareketlilik ile su molekülleri sürüklenir ve iletilir, elektroosmotik su alımı olur. Benzer şekilde membran veya çeperde pektik veya proteinik iyonlara zayıf -H bağları gibi bağlarla tutulmuş, adsorbe olmuş olan zıt yönlü yonlar yerlerini alabilecek başka iyonlarla yer değiştirerek serbest hale geçer ve iletilir. Bu olaya da iyon değişimi adı verilir. İyon değişiminde aynı yüklü iyonlar birbirini ittiğinden dengeye çabuk ulaşılır, yani az miktarda madde bu olaya girebilir. Bağlanmayı sağlayan kuvvet adsorpsiyon kuvvetinden daha yüksek enerjilidir, kopması daha zordur. Ancak iyonlaşmış asidik veya bazik maddelerin hidroksonyum ve hidroksil veya karboksil kökleri bağlanmış olan katyon veya anyonların yerini alabilir. Bu arada açığa çıkan hidroksonyum ve hidroksiller de su oluşturduğundan su iletimi de sağlanmış olur. Bu olayların tümünde hidroksonyum ve hidroksil iyonları önemli rol oynadığından membranların ve özsuyun pH değeri ve değişimleri önemli rol oynar. Hücre organik asit sentezi ile pH ve amfoterlik denetimi, sentez yolu ile özsudaki serbest maddeyi bağlama veya başka maddeye dönüştürme gibi yollarla kimyasal potansiyel artışı yönünde aktif alım yaparken solunum enerjisi kullanır ve solunumun hızlandığı görülür. Ayrıca osmotik basınç ölçümlerinin kriyoskopik yöntemle yapıldığında sınır plazmoliz yöntemiyle elde edilen değerlerlerden farklı değerler vermesi ek bir su potansiyelinin olduğunu göstermiştir. Birçok bitki türünde yerüstü organları kesilerek terlemenin emiş kuvveti ortadan kaldırıldığında da kök ksileminden su salgılanması, kış uykusu kırılan birçok odunlu türünde daha hiç yaprak oluşmamışken sürgünlere su yürümesi kök basıncı denen aktif su alımının ve pompalanmasının kanıtlarıdır. Bu basıncın gün içinde değişim göstermesi, solunum inhibitörleri ve bazı bitki hormonları gibi uygulamalarla durdurulabilmesi de göstergeleridir. Aktif alım ve iletimin önemli bir göstergesi iyonun içine girdiği membranın iç tarafında, yani sitoplazma veya organelin içinde elektrik yükü artışı olmasıdır. Pasif alımda elektriksel nötralliği sağlayacak şekilde zıt yüklü iyon alımı veya aynı yüklü iyonun boşaltımı söz konusudur. Aktif geçişde membranın iki yüzü arasında da membranın kapasitansı ile orantılı olarak belli miktar membran potansiyeli farkı oluşur. Bu fark kısa bir süre sonra boşalarak sıfırlanır ve sonra tekrar artar, bu mekanizmaya da iyon pompası adı verilir. İyon pompası çalışınca membrandaki pasif geçiş olayları da doğal bir şekilde etkilenir ve membrandaki değişimi dengeleyecek yönde farklılaşır, difüzyon potansiyeli artışı ile elektrik potansiyelinin düşmesi sağlanır. Bitki hücresi membranlarının kompozisyonuna göre elektriksel dirençleri 1 - 8 Kohm / cm2 arasında değiştiğinden pompaların etkinliği membran kompozisyonunun denetlenmesi yolu ile hücre tarafından denetlenebilir. Bu sayede de bitkiler tuzlu topraklara dahi adaptasyon sağlayabilir. Membran direncinin yüksek oluşu, pompanın etkili çalışması ile aktif iletimin neden olduğu potansiyel farkı da arttığından saniyede 20 pikomol / cm2 gibi yüksek bir debi ile iyon alınabilmektedir. Aktif iletimin bir özelliği de pasif olarak yürüyen diğer olaylara göre sıcaklık değişimlerinden çok daha büyük oranda etkilenmesidir. Pasif olayların Q10 değeri yaklaşık olarak 1 civarında iken aktif alım ve iletimde bu değer birçok enzimatik olayda olduğu gibi 2 civarındadır. Bunun da nedeni membranın yaptığı enerji bariyeri etkisidir. Tıpkı enzimatik tepkimelerin aktivasyon enerjisi gereksinimindeki gibi aktif alımın olabilmesi için bu enerji düzeyinin aşılması gerekir. Bu nedenle aktif iyon alımı mekanizması bir pompaya benzer şekilde çalışır. Gerekli enerji depolanıncaya kadar alım işlemi kesintiye uğrar. Sıcaklık artışı da bu mekanizma aracılığı ile etkili olur. Aktif iyon alımının enzim kinetiğindeki Michaelis-Menten denklemine uyan değişimleri enzimler aracılığı ile yürüyen bir olay olduğunu göstermiştir. Bu tür olaylara enerji sağlayan madde bekleneceği üzere ATP’dir ve ATPaz enzimi aktivitesi de olayın denetimini sağlar. ATP hidrolizi ile açığa çıkan hidroksonyum iyonları ise ters yönde hareket ederek elektrostatik dengeyi sağlar. En iyi bilinen Na+ / K+ ATPaz’dır. İki peptid çiftinden oluşur ve Mg++ tarafından katalizlenen ATP hidrolizine bağımlıdır. Çeşitli iyon pompaları olup belli iyonlar için seçici oldukları bilinmektedir. Aktif alımın iyon seçici özelliği vardır ve yukarıda anlatılan mekanizma bunu açıklamak için yeterli değildir. Bu nedenle 1930 larda seçiciliği olan aktif taşıyıcı moleküllerin varlığı fikri ortaya atılmıştır. Deneyler benzer K+, Rb+ iyonlarının ve Ca++ ile Sr++ iyonlarının aynı taşıyıcı için rekabet ettiğini, bazı hücrelerde K+ iyonunu alıp, Na+ iyonunu boşaltan ve aynı mekanizma ile Mg++ ve Mn++ için çalışan diğer bir pompanın olduğu, Cl-, B- ve I- taşıyan tek bir sistem olduğunu gösteren deneysel veriler elde edilmiştir. Bu kadar seçici maddelerin ancak proteinler olabileceği belirtilmiş ise de 50 yıl kadar uzun bir süre kesin kanıtlar ortaya konamamıştır. Aktif pompaların varlığının bir kanıtı da dıştaki iyon derişiminin artışı ile artan solunum ve iyon alımının belli bir derişime ulaşıldıktan sonra doygunluğa erişmesidir. Bitkilerde bu değer tipik olarak 1 - 10 mmol/ gr. taze ağırlık - saatdir. Aktif alım mekanizmalarının ortaya çıkarılıp genel çerçevesi ortaya çıkarıldıktan sonra iyon alımının büyük oranda pasif şekilde alındığı ve aktif alımın hücrenin gereksinim tablosuna göre belli iyonların seçici olarak alımında rol aldığı, tamamlayıcı olduğu anlaşılmıştır.

http://www.biyologlar.com/donnan-dengesi

İlk DNA nasıl oluştu? - Retrovirüsler, "Önce-RNA Hipotezi" ve "RNA Dünyası Kuramı"

İlk DNA nasıl oluştu? Ayrıca sayfamız üyelerinden Sayın Sabit Yurd şöyle bir ricada bulundu: RNA dan DNA sentezini biraz daha açabilir misiniz? Evrim Ağacı olarak kendisine şöyle bir cevap vermek istiyoruz ve rica üzerine yazımıza RNA'dan DNA sentezini de katıyoruz; ayrıca bu cevabımızı, Canlılığın Evrimi yazı dizimizin 6. yazısı olarak ekliyoruz: Sayın Hasret RaTz Güneş, İlk önce bu güzel ve temel sorunuz için size teşekkür ediyoruz ve bu cevabı anlayabilmeniz için öncelikle notlarımız arasında bulunan "Canlılığın Evrimi" başlıklı, 5 yazıdan oluşan yazı dizimizi okumanızı tavsiye ediyoruz. Çünkü temel bilgiler orada serpiştirilmiş durumda bulunmakta. Burada ise daha spesifik bir cevap arayacağız; doğrudan DNA ile ilgili olarak... Bu konu, uzun süre bilim insanlarının aklını meşgul etmiş ve pek çok hipotezin ortaya atılmasına, onlarca deneyin düzenlenmesine, konu hakkında pek çok tez yazılmasına sebep olmuştur. Günümüzde ise bir hipotez, hepsinden ileri bir yerde bulunmaktadır: "Önce-RNA Hipotezi" Bu ne demektir, ona bir bakalım: Bir grup bilim adamı, DNA olmaksızın RNA'nın sentezlenemeyeceğini, dolayısıyla proteinlerin üretilemeyeceğini, dolayısıyla canlının varlığını sürdüremeyeceğini ileri sürmüştür. Bu, bilim dünyasının Biyoloji'nin Merkezi Dogması olarak isimlendirdiği "kural"dır. Bu kurala göre DNA, RNA'yı sentezler; RNA da proteinleri sentezler. Hiçbir zaman proteinlerden RNA, RNA'dan da DNA üretilemez. Dolayısıyla canlılığın başlangıcında ilk önce oluşması gereken, DNA'dır. Buna, "Önce-DNA Hipotezi" denmiş ve uzunca bir süre DNA'nın nasıl oluşabileceği üzerine araştırmalar yürütülmüştür. Ancak daha sonra, retrovirüs dediğimiz ve ana genetik materyali canlılar gibi DNA değil de RNA olan virüslerin yapısı anlaşıldığında, "Önce-DNA Hipotezi" çok derin yaralar alarak akılda soru işaretleri bırakmıştır. Sonrasında gelen yeni bulgularla da bu hipotezden uzaklaşılmaya başlanmıştır. Önce-DNA Hipotezi'ne göre, DNA tam olarak açıklanamayan ancak temel kimyasal tepkimeler dahilinde, doğal fiziksel itki-tepki kuvvetlerine göre, bu şekilde sarmal bir halde üretilmiş ve sonrasında, yine yapısı gereği RNA sentezleyerek işlevini sürdürmüştür. Ancak bu hipotezin, pek çok açığı bulunmaktadır. Bunların en önemlisi de, DNA'nın bir katalizör yani kimyasal tepkimelerin aktivasyon enerjisinin düşürücü etkiye sahip kimyasal özelliği bulunmamaktadır. Bu da, bu kadar kompleks moleküllerin oluşabilme ihtimalini çok düşürmektedir. Çünkü, katalizör olan bir ortamda birkaç saniyede gerçekleşecek bir tepkime, katalizör olmadığında günler, haftalar, yıllar ve hatta yüzlerce yıl alabilmektedir. Önce-DNA Hipotezi savunucuları, ilk canlının oluştuğu ortam koşullarını katalize edici bir faktör olarak ileri sürseler ve bu şekilde bu karşı-tezi çürütmeye çalışsalar da, yaptıkları açıklamalar bilimsel açıdan pek de tatmin edici değildir. Ancak sonradan yapılan yeni bir keşif, zaten neredeyse tüm soru işaretlerini ortadan kaldırmaya yetmiştir: Ribozim (ribozyme) isimli bir RNA parçası ve aynı zamanda da enzim keşfedilmiştir. Ribozim, "ribonükleik asit enzimi"nin kısaltılmışıdır. Ribozim, aslında temel olarak bir RNA molekülüdür. Bu molekülün üçüncül (tetriary) yapısı (daha fazla bilgi için proteinlerin yapısal özelliklerine bakmanızı tavsiye ederiz) sayesinde, kalıtım materyali haricinde, aynı zamanda bir enzim olarak çalışmakta ve kimyasal tepkimelerin aktivasyon enerjisini düşürebilmektedir. Ribozim kimyasal yapısından ötürü, ortamda kendisini oluşturacak ve yazı dizimizin önceki yazılarında bahsettiğimiz temel Hayat Molekülleri'nden olan nükleotitler bulunduğu sürece, kendi kendisini üretme tepkimesini tetikleyecek bir yapıdadır. Buna, bilim dünyasında oto-katalizör denmektedir. Dolayısıyla canlılığın başlangıcında, aktivasyon enerjisi düşürülmemiş; ancak çevre etkisi altında normalden daha kolay gerçekleşebilen bir kimyasal tepkime sonucunda, tek bir ribozim bile üretilirse, sonrasında bu ribozimin kendisinin üretimini sağlayan tepkimeyi hızlandıran özelliği sayesinde sınırsız sayıda ribozimin oluşması sadece dakikalar alacaktır. Dolayısıyla Önce-RNA Hipotezi dahilinde, ilk oluşan molekül bir ribozimdir, bu enzim doğal süreçlerle milyonlarca yıllık bir deneme-yanılma ve seçilim süreci sonucunda oluşmuştur, sonrasında kendisini üreterek hızla çoğalmıştır. Koaservatlarda genetik materyal rolünü görmeye başlamış, böylece koaservat içerisindeki kimyasal bütün tepkimeleri koordine edecek olan molekül oluşmaya başlamıştır. Sonrasında bu enzim-RNA yapısı, RNA'nın oluşumunu tetiklemiştir ve buradan da geri-transkripsiyon denen ve "merkezi dogma"nın hatalı olduğunu gösteren tepkime sayesinde RNA'dan DNA üretilebilmiştir. Biyoloji'deki "central dogma" (merkezi dogma) denen yapıyı özetleyecek olursak: 1) DNA, kendisini ve RNA'yı üretebilen moleküldür. 2) RNA, DNA'yı üretemez ancak proteinleri sentezleyebilir. 3) Proteinler, ne RNA'yı ne de DNA'yı sentezleyebilir. Sadece sentezlenirler. Daha önce de bahsettiğimiz gibi retrovirüslerin keşfi, bu dogmanın ikinci maddesinin ihlal edilebildiğini göstermiştir. Retrovirüsler, yapılarında var olan RNA'yı kullanarak DNA sentezlerler. Bunu yapan enzimse reverse transcriptase denen bir enzimdir. Biraz karmaşık olan ve temel Biyoloji bilgisi gerektiren bu olayı kabaca özetlemekte fayda görüyoruz. Bunu anlamak için, günümüzde bu işlemi halen gerçekleştirebilen varlıklar olan ve canlı sayılmayan retrovirüsler (4. sınıf virüsler) ve onlardaki RNA'dan DNA sentezini inceleyebiliriz: 1) Özel bir tRNA, RNA üzerinden çiftlenmenin başlaması için gereken öncül molekül olarak RNA'nın "birincil bağlanma bölgesi" denen kısmına bağlanır. 2) Sentezlenecek olan tamamlayıcı şeridin ilk parçaları, bu öncül molekülün bağlandığı birincil bağlanma bölgesinin hemen yanında bulunan R ve U5 denen bölgeye bağlanır ve bunların ikizleri, öncül molekülün peşinde üretilir. 3) RNAz H denen bir enzim, DNA'yı üretecek olan RNA'nın bu R ve U5 bölgelerini parçalar. 4) Bu işlem sonrasında, öncül molekül RNA'nın öteki ucuna geçer ve peşinden kopyalanmış R ve U5 parçalarını da sürükler. Bu parçalardan R isimli kısım, RNA'nın diğer ucundaki R ile bağ kurar. 5) Bu işlemden sonra RNA hızla kopyalanır ve tek bir şerit olan RNA'dan, ikincil ve kendisinin ikizi bir şerit elde edilir. Bu, aynı zaman "eş DNA"nın (üretilecek olan DNA) ilk şeridi olur. Bu sırada RNAz H enzimi, ana RNA'nın büyük bir kısmını parçalar. 6) İlk şerit üretildikten sonra, otomatik olarak virüs içerisindeki RNA, ikinci şeridin oluşumunu tetikler. 7) İlk baştakine benzer bir sıçrama sonucunda, RNAz tarafından parçalanan RNA'nın yerine, ilk şeridi tamamlayan ikinci şerit üretilir. Böylece tek şeritli RNA'dan, çift sarmal olan DNA üretimi tamamlanır. Bu olay, ilk bakışta karışık ve "moleküllerin kendi kendine yapamayacakları kadar karmaşık bir iş" gibi gözükse de, sorun "canlılık" kavramındaki hatalı tanımımızdan kaynaklanmaktadır. Şu nokta anlaşılırsa, sorun ortadan kalkar: "Canlı", bu yukarıda saydığımız gibi veya daha da karmaşık moleküler tepkimeleri gerçekleştirebilen varlıklar değillerdir. Tam tersine, bu yukarıda saydığımız gibi veya daha karmaşık moleküler tepkimelerin gerçekleştiği atomlar ve moleküller bütününe biz dönüp baktığımızda "canlı" diyoruz. Buradaki ufak farkı yakalayabildiğinizde, aklınızdaki pek çok sorun ortadan kalkacaktır. Daha ayrıntılı bilgi için, "canlılık" ve "cansızlık" kavramıyla ilgili bundan önceki yazılarımıza bakılabilir. Ancak sonuç olarak, RNA, bu yöntemlerle ve muhtemelen başlangıçta daha basit ve karmaşık olmayan; ancak daha çok hataya meyilli olan yöntemlerle DNA'yı üretebilmektedir. İşte bu da bizi RNA Dünyası Kuramı'na götürür. Bu kurama göre, daha önce bahsedildiği gibi, sadece 1 adet ribozim enzimi kimyasal ve fiziksel tepkimeler dahilinde doğal şartlar altında var olmuştur ve Doğal Seçilim sayesinde, bu yapı kendisinin üretimini sağladığı için seçilmiş ve varlığını sürdürmüştür. Bu sayede, kısa sürede Dünya'ya RNA molekülleri hakim olmaya başlamıştır. Hele ki yağ moleküllerinin su içerisinde self-organization denen bir diğer bilimsel kuram dahilinde, daha önce açıkladığımız basamaklardan geçerek bir zırh oluşturmaları ve RNA'ların bu zırh içerisine hapsolması, onları daha da avantajlı hale getirmiştir. İşte koaservat dediğimiz ilk "canlı" yapıların genetik materyal kazanmaları da bu şekilde gerçekleşmiştir. Ribozim ve bunun sayesinde üretilen RNA molekülüne sahip olan koaservatlar, genetik materyalin düzenleyici rolünden ötürü çok daha avantajlı konuma geçmişlerdir ve herhangi bir genetik materyale sahip olmayanlara karşı üstünlük sağlamışlardır. Genetik materyal, bir hücre (ya da daha basit olarak koaservat) içerisindeki bütün tepkimelerin bilgisini depolayan yapıdır. Dolayısıyla genetik materyalin kazanılması, hücre içerisinde düzenli olarak gerçekleşecek tepkimelerin başlamasından daha önce olmuş olmalıdır. Daha sonra, genetik materyale vee bu sebeple de düzenli bir şekilde yaşamlarını sürdürüp çoğalmayı başarabilen bu koaservatlar gittikçe gelişerek tek hücreli canlıları meydana getirmişler ve bunların 3.8 milyar yıllık evrimleri sonucu da günümüzdeki modern canlılar meydana gelmiştir. Önce-RNA Hipotezi, pek çok açıdan desteklenmektedir. Örneğin, canlılık Dünya'da, Dünya'nın var olmaya ve soğumaya başladığı 4.5 milyar yıl öncesinden yaklaşık 600-700 milyon yıl önce (bundan 3.8 milyar yıl kadar önce) var olmaya başlamıştır. Bu 600-700 milyon yıllık uzun süreçte, Dünya üzerinde sonsuz sayıda kimyasal tepkime gerçekleşmiştir. Miller-Urey Deneyleri ile ispatlandığı ve 462 farklı üniversitede de günümüzde sınandığı, geliştirildiği ve başarılı bulunduğu üzere, o günlerin şartlarında oluşan sayısız organik molekül, birbirleriyle birleşmiş, ayrılmış, tekrar birleşmiş ve sınırsız sayıda deneme-yanılma yapılmıştır. Sonunda daha kararlı yapıda olan bileşimler varlıklarını korumuşlardır ve cansızlıktan canlılığın oluşumu bu şekilde, minik adımlarlra, 600-700 milyon yılda gerçekleşmiştir. Bu süre, bir ribozimin var olabilmesi için fazlasıyla yeterli bir süredir. Zaten bir tanesi var olduktan sonra, sınırsız sayıda ribozyim ve dolayısıyla RNA molekülünün olması işten bile değildir. RNA var olduktan sonra, gerek diğer moleküllerle tepkimeler, gerekse de yine deneme-yanılma ve buna bağlı seçilim sonucu DNA molekülü oluşabilmiştir. Zaten RNA var olduktan sonra, DNA'nın var olması için sadece aralarında kimyasal çekim olan (Adenozin ile Timin'lerin ve Guaninler ile Citozin'lerin karşılıklı geldiği) RNA dizilimleri birleşmesi yeterli olmuştur. İşte bu, genetik kalıtımın ve dolayısıyla Evrim'in gerçek anlamda başladığı noktadır. Ancak daha önceki yazılarımızda da görüldüğü gibi Evrim Mekanizmaları'ndan ve doğa yasalarından biri olan Doğal Seçilim, bundan öncesinde de moleküler düzeyde etkilidir. Umarız açıklayıcı olabilmiştir. Saygılarımızla. ÇMB (Evrim Ağacı) www.evrimagaci.org

http://www.biyologlar.com/ilk-dna-nasil-olustu-retrovirusler-once-rna-hipotezi-ve-rna-dunyasi-kurami

Hücre zedelenmesinin nedenleri ve zedelenmeye karşı hücrenin verdiği uyum yanıtları nelerdir; hasara uğrayan dokunun onarılması nasıl gerçekleşir?

Hücre Zedelenmesinin Nedenleri Hücre zedelenmesinde pek çok etken söz konusudur. Trafik dahil pekçok kazanın neden olduğu gözle görülen fiziksel travmalardan, belli bazı hastalıklarda neden olabilen defektli enzimleri oluşturan gen mutasyonlarına kadar sıralanabilir. Zedeleyici etkenler aşağıdaki gibi, sınıflanabilir. Oksijen Kayıpları: Hipoksi (oksijen azlığı- oksijen yetersizliği), hücre zedelenmesi veya ölümünün en önemli ve en çok görülen nedenidir. Hipoksi pekçok durumda görülür. Bunlar içinde en önemli olanı iskemidir. Hipoksi, iskemiden (kansızlık) farklıdır ve ayrılmalıdır. İskemi, dokulara gelen arteriyel akımın engellenmesi veya venöz dönüşün azalmasıyla ortaya çıkan dolaşımdaki kan kaybıdır. Bir bölgedeki kan akımının durması olarak özetleyebiliriz. İskemi, dokuları hipoksiden daha çabuk zedeler. Hipoksik doku zedelenmesi, karşımıza şu durumlarda çıkar. 1-İskemix: Mortalite (kalb hastalığı- miyokard enfarktüsü) ve morbiditenin (serebral ve renal iskemik hastalıklar) başlıca nedenidir. 2-Asfiksi (solunum zorluğu- solunum yetersizliği) nedeniyle, kanın oksijenizasyonundaki azalmaya bağlı olarak hücre zedelenmeleri ortaya çıkabilir. Buna kalb-akciğer hastalık- larında ve pnömonide görülen yetersiz kan oksijenlenmesi örnek verilebilir. 3-Anemixx veya karbon monoksit (CO) zehirlenmesinde görülen, kanın oksijen taşıma kapasitesindeki düşme, diğer bir örnek olabilir. Kimyasal Etkenler ve İlaçlar: Zehir olarak bilinen maddeler, tedavi amaçlı kullanılan bazı ilaçlar (hassas bünyeli kişilerde) ve ilaçların aşırı kullanılma durumlarında, hücre zede-lenmeleri meydana gelebilir. Hücrelerin bazı yaşamsal işlevlerini, örneğin membran permea-bilitesini, osmotik homeostazı (hücre içi denge) ve enzim entegrasyonunu (sistemi) bozarak, ciddi hücre zedelenmesi ve belki de tüm organizmanın ölümüne neden olabilir. Esasda zarar-sız olan glukoz ve tuz gibi kimyasallar, konsantre olduğunda osmotik çevreyi bozarak, hücre zedelenmesine ve hatta ölüme yol açabilir. Fiziksel Etkenler: Travma, sıcak ve soğuk olmak üzere aşırı ısı, ani ve farklı atmosfer basınç değişiklikleri, radyasyon ve elektrik şoku, hücre üzerinde geniş etkiler gösterir. Enfeksiyöz Etkenler: Bu grupta submikroskopik viruslardan, mikroskopik bakteri, riket- siya, fungus ve parazitlere kadar geniş bir mikroorganizma grubu bulunur. Mikrobiyolojik ajanlar olarak, salgıladıkları toksinler ve enzimlerle hücrenin metabolizmasını inhibe eder ve hücresel yapıları destrüksiyona uğratır. İmmunolojik Reaksiyonlar: Biyolojik etkenlere karşı vücudu koruyan immün sistem, bazı durumlarda immun reaksiyonlara neden olarak, hücre ve doku zedelenmesi meydana getirebilir. Yabancı proteinlere (antijen) karşı gelişen anaflaktik (allerjik) reaksiyon, önemli bir örnektir. Ayrıca bu grupta endojen antijenlerin sorumlu olduğu immunolojik reaksiyonlar söz konusu olabilir. Bunlar da “otoimmun hastalıklar” olarak sınıflanır. Radyasyon: Ultraviyole (noniyonize -güneş ışını) ışınlar hücrelere zarar vererek güneş yanıklarına neden olabilir. İyonize radyasyon hücrelerdeki moleküllere direkt etki yapıp, mo-lekül ve atomların iyonizasyonuna neden olarak veya hücre komponentleri ile etkileşen serbest radikal oluşumuna neden olarak hücrelere zarar verir. Genetik Defektler: Tek bir genin eksikliği veya yapısal bozukluğu, hastalığa neden olabi-lir. Doğuştan var olan metabolik depo hastalıkları ve bazı neoplastik hastalıklar gibi, bir çok hastalığın temelinde, genetik defektlerin rol oynadıkları bilinir. Beslenme Dengesizlikleri: Vücudun bazı aminoasitler, yağ asitleri, vitaminler gibi, orga-nik ve inorganik maddeleri besinlerle alması gerekir. Beslenme yetersizliğinde ortaya çıkan protein ve besin eksikliği, doku hasarlarına neden olabilir. Besinlerin eksikliği gibi, aşırılıkla-rında, ortaya çıkan şişmanlık ve atheroskleroz da morbidite ve mortaliteye zemin hazırlaya-rak, zarar verir. Obesite, tip 2 diyabetes mellitus riskini arttırır. Hayvansal yağ yönünden zen-gin olan gıdalar, atheroskleroz ve kanseri de içeren pekçok hastalığın oluşumundan sorumlu olabilir. Yaşlanma; hücre zedelenmesine neden olan diğer bir örnekdir. Yıllar geçtikçe hücrelerde çoğalma ve kendini onarma yeteneklerinde meydana gelen azalmalar ve buna bağlı ölümler oluşur. Hücre Zedelenmesinin Mekanizmaları Hücre zedelenmesine neden olan pek çok farklı yol vardır; fakat bunların hepsi öldürücü değildir. Bununla birlikte, herhangi bir zedelenmeden kaynaklanan, hücre ve doku değişiklik-lerine yol açan, biyokimyasal mekanizmalar oldukça karmaşıktır ve diğer intrasellüler olaylar ile sıkıca birbiri içine girmiştir. Bu nedenle, sebep ve sonuçları birbirinden ayırdetmek müm-kün olmayabilir. Bir hücrenin yapısal ve biyokimyasal komponentleri o kadar yakın ilişkide-dir ki, zedelenmenin başlangıç noktası önem taşımayabilir; fakat pek çok sekonder etki süratle oluşur. Yine de hücre zedelenmeleriyle ilgili bilinen pekçok özellik vardır. Örneğin siyanürle aerobik solunumun zehirlenmesi, intrasellüler osmotik dengenin korunması için elzem olan sodyum, potasyum ve ATP aktivitelerinde azalmalara neden olur. Bunlar korunamadığı za-man, hücre süratle şişer, rüptüre olur ve nekroza gider. Hücre hasarlarına neden olan, bazı zedeleyici ajanların patojenik mekanizmaları çok iyi ta-nımlanmıştır. Örneğin, siyanürle zehirlenmede mitokondriyada oksijen taşıyıcı bir enzim olan sitokrom oksidazın inaktive edilmesiyle, ATP’yi tüketerek, hipoksi yoluyla hasar meydana getirir, yani intrasellüler asfiksiye yol açar. Yine aynı şekilde anaerobik bazı bakteriler, fosfo-lipaz salgılayarak hücre membran fosfolipidlerini parçalayıp, hücre membranında direkt hasar meydana getirir. Hücre zedelenmesinin pekçok şeklinde, hücreyi ölüme götüren moleküler mekanizmalardaki bağlantıları anlamak bu kadar kolay değildir. Reversibl zedelenmenin neden olduğu hücresel bozukluklar onarılabilir ve zedeleyici etki hafifletilebilirse, hücre normale döner. Kalıcı veya şiddetli zedelenme, o bilinmeyen “dönüşü olmayan nokta” yı aşarsa irreversibl zedelenme ve hücre ölümü meydana gelir. İrreversibl zedelenme ve hücre ölümüne neden olan “dönüşü olmayan nokta”, hala yeterince anlaşılama-mıştır. Sonuç olarak; hücre ölümüne neden olan bilinen ortak bir son yol yoktur. Bütün bunla-ra rağmen, hücre ölümünü anlamak ve açıklayabilmek için, bir miktar genelleme yapılabilinir. İrreversibl hücre zedelenmesinin patogenezinde başlıca iki olay vardır. Mitokondrial disfonk-siyonun düzelmeyişi (oksidatif fosforilasyon ve buna bağlı ATP üretiminin yapılamaması) ve hücre membranındaki ağır hasardır. Bunu ispatlayan kanıtlar vardır. Lizozomal membran-lardaki zedelenme enzimatik erimeye neden olup, hücre nekrozunu ortaya çıkarır. Zedelenme İle İlgili Bazı Özellikler: -- Zedeleyici stimulusa hücresel yanıt, zedeleyicinin tipine, onun süresine ve şiddetine bağlı- dır. Bu nedenle düşük dozda toksinler veya iskeminin kısa sürmesi, reversibl (dönüşlü) hücre zedelenmelerine neden olur. Halbuki daha büyük toksin dozları veya daha uzun süreli iskemik aralar, irreversibl (dönüşsüz) zedelenme ile sonuçlanır ve hücre ölüme gider. -- Tüm stresler ve zararlı etkenler, hücrede ilk etkilerini moleküler düzeyde yapar. Hücre ölü- münden çok önce, hücresel fonksiyonlar kaybolur ve hücre ölümünün morfolojik değişiklikle- ri, çok daha sonra ortaya çıkar. Histokimyasal veya ultrastrüktürel teknikler, iskemik zedelen- medeki değişiklikleri birkaç dakika ile birkaç saat içinde görülebilir hale getirir. Örneğin, myokardial hücreler iskemiden 1, 2 dk sonra, nonkontraktil (kasılamama) olur. İskeminin 20- 30 dk’sına kadar, ölüm meydana gelmez. Ölümden sonraki değişikliklerin, ultrastrüktürel dü-zeyde değerlendirilmesi için, 2- 3 saat, ışık mikroskobu ile görülebilme düzeyine gelebilmele-ri için (örn. nekroz), 6- 12 saat geçmesi gerekir. Morfolojik değişikliklerin çıplak gözle görü-lebilir hale gelmesi, daha da uzun bir zaman alır. -- Zedeleyici stimulusun sonuçları; zedelenen hücre tipine, hücrenin uyum yeteneğine ve ge-netik yapısına bağlı olarak da farklılıklar gösterir. Örneğin, bacaktaki çizgili iskelet kası, 2- 3 saatlik iskemileri tolere edebilir. Fibroblastlar da dirençli hücrelerdir. Buna karşın kalb kası hücresi (myosit), yalnızca 20-30 dakikalık zaman içinde ölüme dayanabilir. Bu zaman, nöron- da 2- 3 dakikadır. -- Farklı zedeleyici etkenler, nekroz veya apoptoz şeklinde hücre ölümüne neden olur. ATP de kayıplar ve hücre zarı hasarları, nekrozla ilişkilidir. Apoptoz; aktif ve düzenli bir olaydır. Proğramlanmış bir hücre ölüm biçimidir ve burada ATP kayıpları yoktur. -- Hücre zedelenmesi hücre komponenetlerinden bir veya bir kaçında ortaya çıkan biyokimya-sal veya fonksiyonel bozukluklardan kaynaklanır. Zedeleyici stimulusun en önemli hedef nok-taları şunlardır: (a)Adenozin trifosfat (ATP) üretim yeri olan mitokondriler, (b)hücre ve organellerinin iyonik ve osmotik homeostazı için gerekli olan hücre membranı, (c)protein sentezi, (d)genetik apareyler (DNA iplikciğinin bütünlüğü) ve (e)hücre iskeleti çok önemlidir. Membran Permeabiltesindeki Defektler: Hücre membranı; iskemi, bazı bakteriyel tok-sinler, viral proteinler, kompleman komponentleri, sitolitik lenfositler veya birçok fiziksel- kimyasal etkenlerle direkt zarar görebilir. Ayrıca birçok biyokimyasal mekanizma, hücre membran hasarına etken olabilir. Kısaca gözden geçirelim. - Fosfolipid sentezinde azalma: Oksijendeki düşmeler ATP sentezinde azalmalara, ATP’nin azalması da fosfolipid sentezini düşürür. Fosfolipid kaybına bağlı olarak, membran hasarı meydana gelir. - Fosfolipid yıkımında artma: Hücre içi (sitozolik) kalsiyum artımı, fosfolipazları aktifleştirir. Bu da membran fosfolipidlerin parçalanmasını- yıkımını arttırır. - Lipid yıkım ürünlerinde artma: Fosfolipidlerin parçalanması, yıkılması, lipid yıkım ürünleri-ni arttırır. Bu ürünlerin birikimi, geçirgenliği bozarak zarar verir. - Reaktif oksijen türevleri (serbest radikaller): Hücre membranında lipid peroksidasyonuna neden olup, zarar verir. - Hücre iskelet anormallikleri: Hücre iskeleti iplikcikleri, hücre içini hücre zarına bağlayan ça-palar olarak görev yapar. Hücre içi kalsiyumun artması, proteazları aktifleştirerek hücre iske-leti proteinlerini parçalar, bu şekilde hücre zarını hasarlar. Hücre İskeleti: Sitoplazmik matriksde; mikrotübüller, ince aktin flamanlar, kalın flaman-lar ve değişik tiplerde ara flamanlardan oluşan, karmaşık bir ağ yapısı “hücre iskeleti” olarak tanımlanır. Bunlara ek olarak hücre iskeletinde, nonflamentös ve nonpolimerize proteinler de vardır. Bu yapısal proteinler sadece hücrenin şekil ve biçimini korumakla kalmaz, aynı za-manda hücre hareketinde de önemli bir rol oynar. Hücre iskelet bozuklukların da; hücre hare-keti ve intrasellüler organel hareketleri gibi, hücrelerde fonksiyon defektleri görülür. Ayrıca hücrenin fagositoz yetenekleri de kaybolur. Bunlar lökosit gibi özel hücreler ise, lökosit göçü ve fagositoz yeteneklerinde kayıplar ortaya çıkar. Mitokondriyal Zedelenme: Memeli hücrelerinin tümü, temelde oksidatif metabolizmaya bağlı olduğundan mitokondriyal bütünlük hücre yaşamı için, çok önemlidir. Mitokondri hüc-renin “enerji santralı” olarak bilinir. ATP hücredeki bütün intrasellüler metabolik reaksiyonlar için, gereken enerjiyi sağlar. Mitokondrilerde üretilen ATP deki enerji, hücrelerin yaşamı için elzemdir. Yine bu mitokondriler, hücre zedelenmesi ve ölümünde de çok önemli bir rol oynar. Mitokondriler sitozolik (hücre içi) kalsiyumun artmasıyla, serbest radikallerle (aktif oksijen türevleri), oksijen yokluğunda ve toksinlerle zedelenebilir. Mitokondriyal zedelenmenin iki ana sonucu vardır: 1)Oksidatif fosforilasyonun durmasıyla ATP nin progresif olarak düşmesi, hücre ölümüne götürür. 2)Aynı zamanda mitokondriler bir grup protein içerir. Bunlar içinde apoptotik yolu harekete geçiren protein (sitokrom c) de bulunur. Bu protein, mitokondride enerji üretimi ve hücrenin yaşamı için, önemli bir görev yapar. Eğer mitokondri dışına sitozo-le sızarsa, apoptozisle ölüme neden olur. Bazı nonletal patolojik durumlarda mitokondriaların sayılarında, boyutlarında, şekil ve fonksiyonlarında çeşitli değişiklikler olabilir. Örneğin hücresel hipertrofide, hücre içindeki mitokondri sayısında artma vardır. Buna karşın atrofide, mitokondri sayısında azalma görülür. ATP Tüketimi: Hücrelerin enerji deposu olarak bilinen ATP, adenozin difosfat (ADP) ve 1 fosfat (P1) ile mitokondride -üretilir- sentezlenir. Bu işlem oksidatif fosforilasyon olarak tanımlanır. Ayrıca oksijen yokluğunda glikolitik yol ile glukozu kullanarak ATP üretilebilir (anaerobik glikolizis). ATP, hücre içindeki tüm sentez ve parçalama işlemlerinde gereklidir. ATP, hücresel osmolaritenin korunması, membran geçirgenliği, protein sentezi ve temel metabolik işlevler gibi, hemen her olayda çok önemlidir. ATP kayıplarının başlıca nedenleri; iskemiye bağlı oksijen kayıpları ve besin alımında azalma, mitokondri hasarı ve siyanür gibi, bazı toksinlerin etkileri sayılabilir. Kalsiyum Dengesindeki Değişmeler: İskemi ve belli bazı toksinler, belirgin bir şekilde hücre dışı kalsiyumun plasma membranını geçerek hücre içi akışına yol açar. Bunu, hücre içi depolardan ( mitokondri, endoplazmik retikulum) kalsiyumun açığa çıkması izler. Bu hücre içi artan kalsiyum, sitoplazmada bulunana bazı enzimleri aktifleştirir. (1)Fosfolipazları aktive ederek, fosfolipid yıkımına neden olur. Fosfolipid azalması ve lipid yıkım ürünlerinin de açı-ğa çıkmasına neden olur. Bu katabolik (yıkım) ürünler, hücre membran zedelenmesine neden olur. (2)Proteazlarıx (protein parçalayan enzim) aktive ederek, hem membran hem hücre iske-leti proteinlerinin parçalanmasına neden olur. hücre iskeletinin hücre membranından ayrılma-sına ve böylelikle, membranda yırtılmalara neden olur. (3)Adenozin trifosfatazlara (ATPas) etki ederek adenozin trifosfat (ATP) azalmasını hızlandırır. (4)Endonükleazları aktive eder, DNA ve kromatin parçalanmasından sorumludur. Sonuç olarak intrasellüler kalsiyumun art-ması, hücrede bir dizi zedeleyici etki yaparak, hücre ölümüne sebebiyet veren en önemli et-kendir. Hücre Zedelenmesinde Serbest Radikallerin Rolü Hücre zedelenmesinde önemli mekanizmalardan birisi de, aktive edilmiş (reaktif) oksijen ürünlerine (serbest radikaller) bağlı zedelenmedir. Hücre membranına ve hücrenin diğer elemanlarına zarar verir. Serbest radikallerin sebep olduğu hasarlar; iskemi-reperfüzyon hasarıx, kimyasal (hava kir-liliği, sigara dumanı, bitki ilaçları gibi çevresel faktörler) ve radyasyon zedelenmesi, oksijenin ve diğer gazların toksisitesi, hücresel yaşlanma, savunma sisteminin fagositik hücrelerce mikropların öldürülmesi, iltihabi hücrelerin oluşturduğu hücre hasarı ve makrofajlarca yapılan tümör hücrelerinin destrüksiyonu şeklinde sıralanır. Serbest radikallerin hücrelerde yaptığı hasarlar: a)Lipidlerin peroksidasyonuna neden olarak hücre membran hasarı yapar. b)Protein hasarı yaparak, iyon (Na/K) pompası dengesini bozar. c)DNA yı haraplayarak, yetersiz prote- in sentezine neden olur. d)Mitokondrial hasar yaparak, ATP yokluğuna neden olup etkisini gösterir. Oksijen yaşamsal olarak çok gerekli bir molekül olmasına karşın, oksijenin aşırı miktarlar- da bulunduğu durumlar veya çeşitli kimyasal ajanlarla oluşturdukları oksidasyon reaksiyonları ile ortaya çıkan serbest oksijen radikallerinin, hücreye zarar verme riski vardır. Bunlar oksijen zararına örnektir. Paslanmanın bilimsel adı, oksitlenmedir. Vücudumuzdaki hücreler de oksit- lenir ve yaşlanır. Serbest radikallerin (bunlar oksidan moleküller, oksitleyiciler olarak da bili- nir) yıkımına karşı, hücrelerde harabiyeti önleyen, sınırlayan veya onaran gibi, pek çok koru- yucu mekanizma vardır. Bunlara “serbest radikal savaşcıları” (antioksidanlar- oksitlenmeyi önleyiciler) adı verilir. Bunları enzimatik ve nonenzimatik olarak iki ana grupta inceleyebili- riz. Bunların dışında serbest radikallerin, stabil olmadıklarından spontanöz (kendiliğinden) bozulmaları da söz konusudur. Enzimatik Antioksidanlar: Hücrede oluşan serbest radikallerin yok edilmeleri bir dizi enzi-matik olay ile gerçekleşir. Antioksidan enzimlerle yapılan savunmanın önemli bir bölümünü; süperoksit dismutaz, glutatyon peroksidaz ve katalaz oluşturur. Süperoksit radikali, süperoksit dismutasyonla; hidrojen peroksit ise, katalaz ve glutatyon peroksidaz enzimleri ile nötralize edilir. Hidrojen peroksitin parçalanmasında katalaz direkt etkilidir. Nonenzimatik Antioksidanlar: Bu savunma başlıca endogenös ve ekzogenös antioksidanlar tarafından sağlanır. Ekzogenöse örnek; vitamin E (tokoferoller), vitamin C (askorbik asid), beta karoten (A vitaminin yapı taşı) gibi vitaminlerdir. Ekstrasellüler antioksidan olarak serü-loplasmin sayılabilir. Vitamin C ve E’nin vücudu serbest radikallerin yıkıcı etkilerinden koru-duğu düşünülür. Bu antioksidanlar serbest radikallere kendi elektronlarından birini verip, elektron çalma reaksiyonunu sonlandırmasıyla nötralize eder. Antioksidan besinler elektron vermekle, kendileri serbest radikallere dönüşmez; çünki her iki şekilde de stabildir. Bunlar çöpcüler gibi hareket ederek hastalık oluşmasına neden olacak, hücre ve doku hasarlarını ön-ler. Antioksidan besinlere diğer örnekler; eser miktardaki mineraller bakır, çinko ve selen-yumdur. Bu mineraller bazı antioksidan enzimlerin gerekli komponentleri olduğundan, anti-oksidan görevi görür. Kimyasal (Toksik) Zedelenme: Kimyasal maddeler iki mekanizmadan birisiyle hücre zedelenmesine neden olur. (1)Bazı kimyasal maddeler, moleküler komponentlerle veya hüc-resel organellerle direkt birleşerek etki eder. Birçok antineoplastik kemoterapotik ajanlar, doğrudan sitotoksik etkileriyle hücre hasarlarına neden olur. (2)Diğer mekanizmada ise, bazı kimyasal maddeler, biyolojik olarak aktif değilken, toksik metabolitlere dönüştükten sonra, aktif olur ve hedef hücrelerde etkilerini gösterir. Burada indirekt etki söz konusudur. Bu tip değişme genellikle karaciğer hücrelerinde oluşur. x Kan akımının kesilmesiyle (iskemi) eğer hücreler reversibl olarak zedelenirse, kan akımının yeniden düzelme-siyle hücrelerde iyileşme görülür; fakat bazı durumlarda iskemiye uğramış bir dokuda, kan akımının yeniden sağlanmasına (reperfüzyon) rağmen, zedelenme giderek daha da kötüleşir. Buna “iskemi- reperfüzyon hasarı” (reperfüzyon nekrozu) adı verilir. Klinik olarak çok önemli olan, kalb ve beyin enfarktüslerindeki doku hasarla-rında bu şekilde bir zedelenmenin bariz katkısı vardır. Bu olayın nedeni, bölgede serbest radikallerin miktarının artması olabilir; çünki bu toksik oksijen ürünleri, reperfüzyon anında iskemik alana gelen lökositler tarafından bol miktarda ortama salınmıştır. İskemiye uğramış dokuda reperfüzyon oluşmasa bile, sonuçta bu bölgede letal iskemik hücre hasarı yine meydana gelecektir; fakat hasar, bu sefer serbest radikallerle değil, iskemik zedelen-me, hipoksi (oksijen yetersizliği) nedeniyle ortaya çıkacaktır. Serbest Radikaller: Serbest radikaller (oksidan ürünler) ile antioksidan etkileşimini anlamak için, ilk önce hücreler ve moleküller hakkında biraz bilgi sahibi olmak gerekir. İşte bu nedenle burada lise kimyasına kısaca bir göz atalım. İnsan vücudu pekçok farklı tip hücreden oluşmuştur. Hücreler de birçok değişik tip moleküllerden oluşmuştur. Mole- küller, bir veya daha fazla atomlardan, bir veya daha fazla elementlerin kimyasal bağlarla birleşmesinden mey-dana gelmiştir. Atomlar; tek bir nüve (çekirdek), nöronlar, protonlar ve elektronlanlardan oluşur. Atom çekirde- ğindeki protonların (pozitif yüklü parçacıklar) sayısı, atomu çevreleyen elektronların (negatif yüklü parçacıklar) sayısını belirler. Elektronlar kimyasal reaksiyonlarla ilgilidir ve molekül oluşturmak için, atomları birbirine bağ-layan maddedir. Elektronlar atomu yörünge biçiminde bir veya birkaç kat kabuk şeklinde çevreler. En içteki ka-buk iki elektrona sahip olduğunda dolar. İlk kabuk dolduğu zaman, elektronlar ikinci kabuğu doldurmaya başlar. Bir atomun kimyasal davranışını belirleyecek en önemli yapısal özellik, dış kabuktaki elektron sayısıdır. Dış ka-buğu tamamen dolu olan bir madde, kimyasal reaksiyonlara girme eğiliminde değildir, stabildir (hareketsiz). Atomlar maksimum stabiliteye ulaşmak için, dış kabuğunu dolu hale getirmeye çalışırlar. Atomlar genellikle di-ğer atomlarla elektronlarını paylaşarak dış kabuklarını doldurmaya çalışır. Serbest radikaller dış yörüngede eşleş-memiş (çiftlenmemiş) tek bir elektronu bulunan kimyasal moleküllerdir. Bu özellikleri nedeniyle son derece değişken- dengesiz yapıda olduğundan, kolayca inorganik ve organik kimyasallarla reaksiyona girer. Bunlar hem organik hem de inorganik moleküller halinde bulunur. Diğer bileşiklerle süratle reaksiyona girerek, stabilite kazanmak için, gerekli elektronu kazanmaya çalışır. İşte serbest radikaller en yakın stabil moleküle saldırarak o moleküllün elektronunu çalarak zararlı etkisini gösterir. Serbest radikal tarafından saldırılan molekül, elektro-nunu kaybedip serbest radikale dönüşür. Süreç bir kez başlayınca ardışık zincirleme olaylar, canlı hücrenin yaşa-mının bozulmasıyla sonuçlanır. Hücrelerde oluştuğu zaman, hücresel proteinler ve lipidler olduğu kadar nükleik asidlerle de süratle etkileşek onları parçalar. Buna ek olarak serbest radikaller otokatalitik reaksiyonları başlatır. Serbest radikallerle reaksiyona giren moleküller, yeni serbest reaksiyonlara dönüşerek zincirleme hasarlara yol açar. Hücre içinde pekçok reaksiyon, serbest radikallerin oluşumundan sorumludur. Çeşitli reaksiyonlar sonucu bunlar ortaya çıkar. Bunlar aşağıda özetlenmiştir. 1- Hücre içi metabolik olaylar sırasında oluşan redüksiyon- oksidasyon (redoks) reaksiyonlarında görülür. Bu olaylarda; süperoksit radikali (O2-), hidrojen peroksitx (H2O2) ve hidroksil radikali (OH) gibi, önemli serbest radikaller oluşur. Hücre içinde oluştuğunda süratle çeşitli membran molekülleri olduğu kadar, proteinleri ve nük-leik asidleri (DNA) de parçalayarak hasar verir. Böyle DNA hasarları; hücre ölümünde, yaşlanmada ve malig-niteye dönüşümde söz konusudur. Normal koşullarda bu serbest radikaller, antioksidanlarla yok edilebilir. Eğer antioksidanlar yoksa veya serbest radikal üretimi çok artarsa, hücrelerde hasar kaçınılmaz olacaktır. 2- Radyasyon enerjisinin (ultraviyole ışık, X- ışınları) absorbsiyonunda iyonize radyasyonun etkisiyle hücre içindeki su hidrolize olur. Suyun bu radyolizisi sonucu hidroksil (OH) ve hidrojen (H) serbest radikalleri ortaya çıkar. 3- Demir ve bakır gibi değişimli metaller, bazı hücre içi reaksiyonlarda elektron alıp verme özellikleri nede-niyle serbest radikaller ortaya çıkar. 4- Ekzogenös (dış kaynaklı) kimyasal maddelerin enzimatik metabolizması sonucu karbon tetraklorid (CCl4) den, karbon tetraklorür (CCl3) serbest radikali oluşur. 5- Nitrik oksit (NO), endotel hücreleri ve makrofaj gibi, bazı tip hücreler tarafından sentez edilen, serbest radikal gibi davranan önemli bir kimyasal medyatördür. Nitrik oksit oksijenle reaksiyona girdiğinde, NO2 ve NO3 gibi, diğer serbest radikalleri de oluşturur. x Hidrojen peroksit (H2O2), kendisi serbest radikal değildir, bu nedenle reaktif oksijen türevi olarak adlandırılır. STRESE KARŞI HÜCRESEL ADAPTASYON Normal bir hücre, değişen çevre şartlarına göre, yapı ve fonksiyonunu (işlevini) belirli ölçülerde değiştirerek yaşamını devam ettiren bir mikro evrendir. Bu oluşum, stresler çok ciddi olmadığı sürece, kendini koruma eğilimindedir. Eğer hücre, aşırı fizyolojik strese veya bazı patolojik stimulasyonlara (uyarılara) maruz kalırsa, stresin devam etmesine rağmen, adaptasyon (uyum) göstererek sağlığını korur. Hücresel adaptasyon, normal hücre ile zedelen- miş hücre arasında kalan bir durumdur. Hücresel adaptasyonlar başlıca atrofi, hipertrofi, hiperplazi ve metaplazidir. Hücre adaptif gücü aşıldığında veya hiç adaptif yanıt sağlanamadı- ğında hücre zedelenmesi ortaya çıkar. Hücre zedelenmesi bir noktaya kadar reversibldir (geri dönüşlü); fakat ciddi veya kalıcı streslerle irreversibl (geri dönüşsüz) hale gelir ve hücre so-nuçta ölüme gider. İrreversibl zedelenme, hücre ölümüne yol açan, kalıcı patolojik değişiklik- leri. ifade eder. Reversibl hasardan, irreversibl hasara ne zaman geçtiği kesin olarak bilinme- mektedir. Bu bölümde özellikle patolojik olaylarda, hücre büyüme ve farklılaşmasıyla (diferansiyas-yon) ortaya çıkan adaptif değişikliklere değineceğiz. Bunlar; atrofi (hücre boyutunun küçül-mesi), hipertrofi (hücre boyutunun büyümesi), hiperplazi (hücre sayısının artması) ve meta-plaziyi (hücre tipindeki değişiklik) içermektedir. Ayrıca displazi (hücrelerde şekil bozukluğu) hipoplazi, atrezi, agenezis ve aplazinin anlamlarını açıklayacağız. Atrofi: Hücrenin madde kaybına bağlı olarak hacmının küçülmesi “atrofi” olarak bilinir. Atrofi, adaptif yanıtın bir şeklidir. Yeterli sayıda hücre etkilendiğinde, tüm doku veya organ hacmında küçülme olur ve organ atrofik şekle dönüşür. Gerçi atrofik hücrelerde fonksiyon azalmıştır ama bu hücreler ölü değildir. Atrofik hücre daha az mitokondria, myoflament ve endoplazmik retikulum içerir. Birçok durumda atrofiye, artmış bir otofaji (kendini yiyen) eşlik eder. Atrofinin nedenleri şunlardır: (1)İnaktivite atrofisi; iş yükünün azalması söz konusudur. Çalışmayan, fonksiyon görmeyen organ veya doku atrofiye uğrar. Uzun süre alçıda kalan ekstremitelerde kas atrofisi görülebilir. Felçlilerde, felçli taraf kaslarında inaktivite nedeniyle atrofi olur. (2)İnnervasyon (sinir uyarı) kaybı; poliomyelitisde olduğu gibi, innervasyon kay-bına bağlı meydana gelen paralizilerde söz konusu kas dokularında atrofiler görülür. Burada da fonksiyon kaybı söz konusudur. (3)Kanlanmanın azalması, (4)yetersiz beslenme, (5)endo-krin stimülasyon (uyarı) kaybı; menoposda hormon kayıpları örnek verilebilir ve (6)yaşlan-maya bağlı atrofiler meydana gelir. İleri yaşlardaki kişilerin beyinlerinde görülen atrofilere “senil atrofi” denir. Senil atrofi ve menoposda hormon stimülasyon kayıpları, fizyolojik atro-fiye örnektir. Patolojik atrofiye, innervasyon kaybı örnek verilebilir. Hipertrofi: Hipertrofi, hücrelerin hacımlarının artmasını tarif eder ve böyle bir değişiklik- te organın hacmı da büyüyecektir. Bu nedenle hipertrofiye organda yeni hücreler yoktur, yal- nızca büyük ve iri hücreler vardır. Hücre hacmının artımı, sıvı alımının artımı ile ilgili değil- dir. Sıvı alımıyla ilgili olanı, hücre şişmesi veya ödem olarak adlandırılır; fakat hipertrofide daha çok ultrastrüktürel komponentlerin (proteinler ve organeller) sentezinde bir artım söz konusudur. Hipertrofi, fizyolojik veya patolojik olabilir ve organdaki fonksiyonel artım veya spesifik hormonal stimülasyon, bunun oluşmasına neden olabilir. Gebelik anında, uterusun büyümesi, fizyolojik bir olaydır. Uterus düz kas hücrelerinde oluşan artım, hem hipertrofi ve hem de hiperplazi nedeniyledir. Patolojik hücresel hipertrofiye örnek, hipertansiyon veya aortik valvül hastalığı sonucu ortaya çıkan kardiyak büyüme gösterilebilir. Her bir myokard lifi hipertrofiye olarak, hücre büyümesi ve hacım artışı göstererek, bu artan yüke karşı, kalbin daha fazla bir güç ile pompalamasını sağlar. Kas kitlesinin büyümesi, bir sınıra ulaştıktan sonra, artan yükü kompanse edemez ve kalb yetmezliği ortaya çıkar. Bu safhada myokardiyal liflerde bir dizi dejeneratif değişiklikler ve hücre ölümü ortaya çıkar. Kalb ve iskelet kasında-ki çizgili kas hücreleri, en fazla hipertrofi gösterebilme yeteneğinde olan hücrelerdir. Belki de bu, hücrelerin artan metabolik gereksinimlere mitotik bölünme ve yeni hücre şekillenmesiyle 8 yanıt veremediğindendir. Hipertrofinin kesin mekanizması ne olursa olsun, Bunların en önem-lisi myofibriler kontraktif elemanlarının erimesi ve kaybıdır. Hiperplazi: Hiperplazi, bir doku veya organda hücre sayısındaki artışı belirtir ve böylelik- le volüm olarak da artış vardır. Hücreler, fonksiyonel gereksinim artmasına bir yanıt olarak nasıl hipertrofiye olursa, aynı şekilde stress altında kalınca veya stimüle edilince, mitotik bölünerek çoğalırlar. Bu şekilde organ veya dokuda hücre sayısının artmasına “hiperplazi” adı verilir. Hücre sayısı artması ile, organ veya dokunun büyümesi söz konusudur. Hiperplazi gösteren hücrelerin fonksiyonlarında artma olur. Özellikle bu, iç salgı gudde hücrelerinde belirgindir. Vücuttaki her hücre tipinin hiperplazik kapasitesi yoktur. Örnek; kalb ve iskelet kası ile sinir hücreleridir. Epidermis, intestinal epitel, hepatositler, fibroblastlar ve kemik iliği hücreleri hiperplaziye uğrar. Hiperplazi; fizyolojik ve patolojik olarak ikiye bölünebilir. Fizyolojik Hiperplazi: Fizyolojik hiperplazi de ikiye ayrılır. (1)Hormonal hiperplazi; en iyi örnek puberte (ergenlik) ve gebelikte; meme glandüler epitel proliferasyonu ve ayrıca gebelikte uterusda kas hücrelerinde hiperplazi ve hipertrofi görülür. Menstrüel siklusdaki “proliferatif faz” (endometrial proliferasyon) fizyolojik bir hiperplazidir. (2)Kompensatuvar hiperplazi; parsiyel hepatotektomi yaparak, karaciğer dokusunun bir parçasının çıkarılmasın-dan sonra, karaciğerin rejenerasyon kapasitesi ile yeni karaciğer hücreleri yapılır. Patolojik Hiperplazi: Patolojik hiperplazinin pek çok şeklinde, aşırı hormonal veya büyü-me faktörü stimülasyonu vardır. Normal menstrüel perioddan sonra, endometrial doku gudde-lerinde aşırı proliferasyon görülür. Bu endometrial proliferasyon esasda fizyolojik bir hiper-plazidir; fakat hormonal dengelerin bozulduğu bazı durumlarda (östrojen ve progesteron ara-sındaki balans) östrojenin artması durumunda, endometrium guddelerinde aşırı bir hücre artı-mı ortaya çıkar. Bu endometrial hiperplazi sonrası, kanser sürpriz olmamalıdır; çünki endo-metrial hiperplazilerde kanser riski vardır. Ayrıca, endometrial hiperplazi, anormal menstrüel kanamaların başlıca nedenidir. Prostat kanseri tedavisi için, östrojen hormonu verildiğinde veya karaciğer sirozunda oldu-ğu gibi, östrojenin inaktivite edilemediği durumlarda, hastalarda hiperöstrinizm (östrojen fazlalığı) ortaya çıkar. Bu gibi, erkek hastaların memelerinde büyümeler (jinekomasti) meyda- na gelir. Kanın kalsiyum düzeyindeki uzun süreli düşmeler, paratiroid salgılıklar üzerine uyarıcı etki yapar, paratiroid hiperplazisi (sekonder hiperparatiroidizm) saptanır. ACTH veril- mesi sonucu, sürrenal korteks hiperplazisi gelişir (Cushing sendromu)x. Patolojik hiperplaziye örnek olarak iltihabi iritasyon ve enfeksiyon hiperplazisini göstere- biliriz. Kötü yapılmış bir protez, alttaki dokuda epitel ve bağ dokusu olmak üzere hücre proli- ferasyonlarına neden olur. Bunlara “iltihapsal fibröz hiperplazi” denir. Protez vuruğu hiper- plazisi veya epulis fissuratum olarak adlandırılır. Hiperplazi, yara iyileşmesindeki bağ dokusu hücrelerinin verdiği önemli bir yanıt olabilir. Prolifere olan fibroblast ve kan damarı hücreleri bir onarım işlemine yol açarak bir granulasyon dokusunu oluşturur. Bu hücreler, fibroblast ve endotel hücreleri, büyüme faktörlerinin stimülasyonu (uyarısı) ile prolifere olarak hiperplazi- ye neden olur. Büyüme faktörlerinin stimülasyonu, keza human papilloma virus gibi bazı viral enfeksiyonlarda da hiperplazilere neden olarak karşımıza çıkabilir. Bu tür lezyonlara örnek, deride görülen bildiğimiz deri siğilleridir (verruka vulgaris). Gerçi hipertrofi ve hiperplazi tanımlamada iki farklı olaylarsa da, aynı mekanizma tarafından başlatılır ve pek çok durumda beraber oluşur. x Cushing Sendromu : Adrenokortikal hiperfonksiyonu, Cushing sendromuna neden olur. Bu fazlalığın nedenleri (1)adrenal bezinde (salgılığında) hiperplazi, (2)adenoma veya karsinoma gibi, tümörler (3)hastanın ağızdan uzun süre kortizon alması ve (4)hipofiz hiperfonksiyonu (ACTH hipersekresyonu) dur. Bütün bunlar, adrenal salgılığına aşırı salgı yaptırır. Klinik olarak, Buffalo tipi şişmanlık, düşük omuz, kalın boyun, aydede yüz hastalığın özelliğidir. Karın derisinde çizgilenme, akne, osteoporoz, hipertansiyon görülür. Kadınlarda hirsutizm (kıllanma) amenore ve mental bozukluk, diğer özelliklerdir. Metaplazi: Metaplazi adült (matür= erişkin) bir hücre tipinin (epitelyal veya mezanşimal) yerini, diğer bir adült hücrenin alması şeklinde olan reversibl bir değişikliktir. Olumsuz çevre koşullarına karşı dayanabilmek için, strese duyarlı hücrelerin daha dirençli hücre tipine dönü-şerek gösterdiği adaptif cevaptır. Bu tür adaptif metaplaziye en güzel örnek, “skuamoz meta-plazi” dir. Sigara (içme gibi, kötü) alışkanlığı olan kişilerde solunum yollarındaki (trakea ve bronş epiteli) silli- silendirik epitel yerini, stratifiye skuamoz epitel hücrelerinin almasıdır. Tükrük salgılığı kanalı ve safra kesesi kanalı taşlarının varlığında olan kronik iritasyon, bura-lardaki sekretuvar silendrik epitelin yerini nonfonksiyonel stratifiye skuamoz epitel alabilir. A vitamini yetersizliği de, solunum yolu epitelini skuamoz metaplaziye uğratır. “Müköz meta-plazi” kronik bronşitte psödostratifiye silli solunum yolu epiteli, mukus salgılayan basit silen-dirik epitele dönüşebilir. Metaplazi mekanizması, adaptif bir yanıt olarak, mezankim hücrele-rinde de oluşur. Fibroblastlar kemik ve kıkırdak yapan osteoblast veya kondroblastlara dönü-şebilir. Örneğin; osteoid ve kemik dokusu yumuşak dokuda özellikle zedelenme alanında nadiren oluşur, buna “osseöz metaplazi” denir. Hipoplazi: Özel yapısı aynı kalmakla beraber, normal boyutuna ulaşamayan organlar için kullanılan bir terimdir. Bu bir eksik gelişmedir. Organın görünümü normal, fakat hacım bakı- mından küçüktür. Beyinin tam gelişemeyerek küçük kalmasına “mikrosefali” adı verilir, bu hipoplaziye bir örnektir. Gelişmesini tamamlamamış ve küçük kalmış bir diş, hipoplazik diş olarak adlandırılır. Aplazi: Tam gelişememiş bir organı tarif eder. Bir organın çok küçük ve biçimsiz olması durumudur. Bir taraftaki böbreğin taslak halinde bulunmasıdır. Agenezi: Bir organ veya dokunun konjenital bir bozukluk nedeniyle taslak halinde bile bulunmamasına “agenezis” denir. Bir organa ait doku kalıntılarının olmaması durumudur. Dental agenez olarak, çok nadir de olsa rastladığımız lateral veya üçüncü molar dişlerdeki hiç gelişememe örnekleri vardır. Atrezi: Barsak karaciğer ve safra kanalı gibi, duktal veya lümenli organların kanal açıklı-ğının olmamasıdır. REVERSİBL VE İRREVERSİBL HÜCRE ZEDELENMESİNDE IŞIK MİKROSKOBİK DEĞİŞİKLİKLER Klasik patolojide öldürücü olmayan (nonletal) zedelenme sonucu ortaya çıkan morfolojik (yapısal- biçimsel) değişikliklere “dejenerasyon (yozlaşma)” olarak söz edilirdi; fakat bugün bunlara daha basit olarak, reversibl (geri dönüşlü) değişiklik adı verilmektedir. İki ana mor-folojik değişiklik şeklinde karşımıza çıkar: (1)Hücresel şişme ve (2)yağlanma. Hücresel Şişme: Hücre içi sıvı ve iyon dengesinin bozulduğunda görülür. Hidropik de-ğişme veya vakuoler dejenerasyon olarak da adlandırılan hücresel şişme, hücrede hemen her tip hasarın ilk göstergesi ekstrasellüler suyun, hücre içine geçmesi neticesi olan hücredeki büyüme “hücresel şişme” olarak bilinir. Hücre şişmesi, reversibl bir olaydır ve hafif hasarın (zedelenmenin) işaretidir. Makroskopik olarak hücresel şişmede organlar büyümüştür; sert ve soluk görünümlü olup, ağırlıkları artmıştır. Mikroskopik olarak hücre sitoplasması bulanık, nükleus (nüve= çekirdek) ise soluk görünümlüdür. Yağlı Değişme (Yağlanma- Steatozis): Yağlı değişme parankimal hücrelerde anormal yağ (trigliseritler, kolesterol ve kolesterol esterleri) birikimini belirtir. Yağlanma ise, daha az görülen bir reaksiyondur. Hücre içindeki küçük ve büyük vakuoller, hücrede lipid artışını gösterir. Yağlı değişme öldürücü olmayan (reversibl) zedelenmenin belirtisidir; fakat etken ortadan kaldırılmazsa, bazen öldürücü olabilir. Yağ metabolizmasının ana organı olması nede-niyle yağlı değişme, en sık karaciğer dokusunda görülür; fakat kalb, böbrek, kas ve diğer organlarda da oluşabilir. Karaciğerdeki yağlı değişmenin en önemli nedeni, alkol bağımlılığı-dır. Alkol bir hepatotoksiktir. Yağlı karaciğer daha sonra, siroz olarak adlandırılan ilerleyici karaciğer fibrozisine yol açabilir. Yağlı karaciğere neden olan diğer etkenler; obesite, toksin-ler, protein malnutrisyonu, diyabetes mellitus ve anoksidir. İskemik ve Hipoksik Zedelenme İskemi veya dokudaki kan akımı azalması, klinik tıpta hücre zedelenmesinin en yaygın görülen nedenidir. Hipoksinin ilk etkilediği yer, hücrenin solunum merkezidir (aerobik solu-numu) ki burası, mitokondrilerdeki oksidatif fosforilasyonun olduğu yerdir. Oksijen basıncı düştükçe ATP nin hücre içi yapımı, bariz bir şekilde azalır ve durur. ATP kaybı, hücrede genel olarak bir çok sistemi etkiler. Hücre dışı kalsiyumun, hücre içi girişine neden olur. Hipoksi ve ATP azalmasının en erken sonuçlarından birisi, hücresel şişmedir (hücresel ödem). Protein normalde hücre içinde daha fazla olduğu için, hücre içi osmotik kolloidal basınç yük-sektir. Diğer taraftan sodyum (Na) ve diğer bazı iyonların konsantrasyonu dış ortama göre, hücre içinde daha düşüktür. İntrasellüler sodyumun azlığı, hücre membranında ATP enerjisine dayanan “sodyum pompası” ile sağlanır. Potasyum (K) konsantrasyonu ise, dış ortama göre hücre içinde daha yüksektir. ATP azalmasıyla bu sistem bozulur. Potasyum dışarı çıkmaya, sodyum hücre içine girmeye başlar. Sodyum ile birlikte hücre içine su girişi olur. Sonuçta iç ve dış ortam dengeye vardığında, hücre içinde normalden çok fazla su bulunacaktır ve hücre şişecektir. Hücresel Yaşlanma: Bu deyim; hemen daima subletal (reversibl) zedelenmenin progresif (ilerleyici) birikimleri, hücresel fonksiyonla uyum içinde davranır ve hücre ölümüne yol açabilir veya en azından hücrenin bir zedelenmeye karşı verdiği yanıt kapasitesindeki azalma- yı anlatır. Yaş ile pekçok hücre fonksiyonu progresif olarak azalır. Mitokondrial oksidatif Fosforilasyon (aerobik solunum), strüktürel, enzimatik ve reseptör proteinlerinin sentezindeki gibi, giderek azalır. Yaşlanan hücrelerde besin alımlarında ve kromozomal hasarların onarı-mında belirgin azalmalar görülür. Yaşlı hücrelerin ultrastrüktürel yapılarında da morfolojik değişiklikler gözlenir. Şekil bozukluğu gösteren nüveler, pleomorfik vaküollü mitokondriler, endoplazmik retikulumda azalma ve lipofussin pigment birikimi vardır. Hücresel yaşlanmada serbest radikal hasarı, önemli hipotezlerden birisidir. İyonizan radyasyon olarak tekrarlayan çevresel etkilenme, antioksidan savunma mekanizmalarının (örn vitamin E, glutatyon peroksi- daz) progresif bir şekilde azalması veya her ikisi birden beraberce etki ederek serbest radikal hasarı oluşturur. Lipofussin birikimi yaşlanmış hücrelerde bu tür hasarın açıklayıcı bir göster- gesidir; fakat pigmentin kendisinin hücreye toksik olduğuna dair deliller yoktur. Serbest radi- kaller mitokondrial ve nükleer DNA hasarını harekete geçirebilir. Zedelenmeye Karşı Hücre İçi Yanıtlar Lizozomal Katabolizma (Parçalama): Primer lizozomlar esas fonksiyonu sitoplazma içi sindirim olan, çok sayıda ve çeşitte sindirici (hidrolitik) enzim içeren, membranla çevrili vezi- küllerdir. Her hücrede bulunursa da özellikle fagositik aktivite gösteren hücrelerde (makrofaj, lökosit) bol miktarda bulunur. Bugüne kadar 50’den fazla hidrolitik (parçalayıcı) enzim tanımlanmıştır. Lizozomal örneklerden bazıları; asid hidrolaz (organik materyale örn. Bakteri-ye karşı rol oynar), lizozim (lökositlerde olduğu kadar makrofajlarda da bulunur. Mikroorga-nizmaların hidrolizinde rol oynar), proteaz (proteinlerin parçalanmasına neden olur; elastin, kollagen ve bazal membranda bulunan proteini yıkar) ve diğerleri asit fosfataz, glukoronidaz, sülfataz, ribonükleaz, deoksiribonükleaz, elastaz, kollagenaz ve lipaz’dır. Lizozomlar tarafın-dan parçalanma şu iki yoldan birisiyle oluşur. Otofaji: Hücrenin kendi içeriğinin (komponentler), yine hücrenin kendi lizozomları tara-fından sindirilmesidir. Kendini yeme anlamındadır. Pekçok durumda mitokondri ve endoplaz-mik retikulum gibi, hücre organalleri zedelenmeye maruz kalırsa hücre normal fonksiyonları-nı koruyabilmek için, bunları yok edebilmelidir. Zedelenmiş veya yaşlanmış organellerin belli bir düzen içinde yok edilmesi bir hücresel yenilenmedir. Ayrıca besinsiz kalan hücrenin kendi öz içeriğini yemek suretiyle kendi yaşamını sürdürmesi olayıdır. Otofaji, özellikle atrofiye giden hücrelerde belirgindir. Heterofaji: Bir hücrenin özellikle makrofajın, dış ortamdan hücre içine aldıkları maddeleri sindirmesi olayına, heterofaji denir ve otofajinin karşıtıdır. Bir materyalin dış çevreden alın-ması olayı, genelde “endositozis” olarak adlandırılır. Büyükçe partiküler materyal için, “fago-sitozis” ve küçük solubl (eriyebilir) makromoleküller için de “pinositozis” terimi kullanılır. Dış ortamdan alınan partikül hücre içine girdiğinde, vakuolle çevrilir. Bunlar fagozom (fago-sitik vakuol) olarak adlandırılır. Bu fagozomlar, primer lizozomlarla kaynaşır, artık sekonder lizozom (fagolizozom) dur. Heterofaji, genelde “profesyonel fagositler” olarak bilinen lökosit (PNL -mikrofaj) ve makrofajlarca (histiosit) yapılır. Lökositler bakterileri, makrofajlar da hücre debrilerini sindirir. Sindirilmiş atıkların hücreden dışarı atılma olayına “ekzositozis” denir. N E K R O Z İ S Canlı organizmada (doku ve organ) ışık mikroskopi ile saptanan, hücre ölümü sonucu ortaya çıkan morfolojik değişikliklere “nekroz” denir. Nekrozis, Yunan dilinde ölüm anla-mındadır. Kan gereksinimi kesintilerinde (iskemik zedelenme) veya belli bazı toksinlerle karşılaşılması durumunda ortaya nekroz çıkar. Nekrozdaki morfolojik görünüm, aslında aynı anda oluşan iki olayın sonucu olabilir: (1)Hücrenin enzimatik yıkımı (organellerin parçalan-ması) ve (2)makromoleküllerin denaturasyonu (proteinlerde yapı değişiklikleri). Bir hücrenin enzimatik sindirimi, kendi lizozomal enzimlerinden kaynaklanıyorsa “otoliz” olarak tanımla-nır. Hücre kendi- kendini sindirir. Otosindirimde nekroz meydana gelir. Postmortem otoliz, tüm organizma öldükten sonra oluşur ve bu bir nekroz değildir. Çevreye gelen bakteri ve lökosit lizozomlarından türeyen hidrolitik (katalitik) enzimlerle olan sindirime de “heteroliz” adı verilir. Bu şekilde de hücre dıştan gelen enzimatik etki ile nekrotik olur. Biyopsi ve rezek-siyon gibi, cerrahi işlemlerle vücuttan alınıp fiksatife (%10’luk formalin) konulan doku parça-sındaki hücreler de ölüdür; fakat nekrotik değildir. Fiksatifler dokuların yapısal bütünlüğünü (morfolojiyi) korur. Hücre ölümünün temel işaretleri nüvede bulunur. Ölüme giden hücrelerde nüve değişiklik- leri şu üç görünümden birisini gösterir. Bunların hepsi kromatin ve DNA nın parçalanmasına bağlıdır. Nüve büzüşür ve küçülür, kromatin yoğunluğu artmıştır. Bazofilik nüve olarak söz edilir, (1)piknozis olarak adlandırılır. Piknozis apoptotik hücre ölümünde de görülür. Zaman içersinde piknotik nüvede parçalanma olayı meydana gelir. Nüve küçük düzensiz parçacıklara bölünmüştür (2)karyorekzis olarak adlandırılır ve (3)karyolizis olarak bilinen nükleer mater-yallerin çözülme ve erimesi söz konusudur. Kromatinin bazofilliği solabilir. Sonuçta, nekrotik hücrede nüve tümüyle kaybolur. Bu arada sitoplazmik değişiklikler de görülür. Sitoplazmada homojenizasyon ve belirgin eosinofili artışı vardır. Artık bu safhada nekrotik hücre; çekirdeği olmayan asidofilik bir atığa dönmüştür. Geleneksel olarak birçok farklı tiplerde nekrotik doku görünümleri tarif edilmiştir. Koagülasyon Nekrozu: En çok görülen nekroz tipi, koagülasyon nekrozudur. Genel ola-rak doku yapısı korunmuştur. Nekrotik doku içinde, hücre elemanları hayalet hücre şeklinde görüntü verir, hücrelerin dış hatları seçilebilir. Nekrotik alan asidofilik opak görünümlüdür. Bu nekroz tipi, daha çok kan akımının kesilmesiyle iskemi (hipoksi) sonucu ortaya çıkan enfarktlarda oluşur. Bakteriyel toksinler, viruslar ve iyonize radyasyon gibi, pek çok etken de neden olabilir. Bu tip nekroz iltihabi yanıtı harekete geçirir. Hasarlı doku fagositler tarafından ortadan kaldırılır ve bölge onarım veya rejenerasyona uğrar. Kalb (myokard enfarktüsü) ve böbrek gibi, organlarda daha sık görülür. Kazeifikasyon Nekrozu: Bu nekroz, farklı- özel bir nekroz tipidir. Başlıca tüberküloz enfeksiyonlarında oluşur. Bu nekroz tipinin karakteristik makroskopik yapısı, bir çeşit peyniri hatırlatan yumuşak, parçalanabilir gri- beyaz görünümde olmasıdır. Bu görünümü nedeniyle “kazeös” terimi kullanılır. Mikroskopik olarak hiçbir hücre detayı görülmez, dokunun yapı özellikleri tamamen silinmiştir. Yerine amorfös, granüler ve eosinofilik bir doku geçmiştir. Likefaksiyon Nekrozu: Bu tip nekroz, iki durumda karşımıza çıkar. Bunlardan biri enzim sindiriminin baskın olduğu durumlarda söz konusudur. Güçlü hidrolitik enzimlerin aksiyonu sonucu oluşur. Başlıca fokal bakteri (özellikle pyojenik mikroorganizmalar) enfeksiyonların- da görülür. Dokuda belirgin yumuşama ve likefaksiyon vardır; abse buna bir örnektir. Hücre ölümü sonrası bölgede bulunan bakteri ve lökositlerin hidrolitik enzimleri ile çevre doku hüc- relerinin otolizi ve heterolizisi sonucu ortaya çıkar. Lökositlerle dolu abse kavitesi oluşturarak doku defekti meydana getirir. Püy’ün oluşmasıyla karakterli süpüratif enfeksiyondur. Diğeri, santral sinir sisteminde iskemi sonucu oluşan hücre ölümü, likefaksiyon nekrozudur. Hemorajik Nekroz: Venöz drenajda blokaj olduğu dokularda ekstravaze kırmızı kan hücrelerinin çevreyi kaplaması sonucu, dokuların nekroze olmasıdır. Gangrenöz Nekroz: Çoğunlukla diyabetli kişilerde, özellikle alt ekstremitelerde ayak ve ayak parmaklarında görülür. Dokuda iskemik hücre ölümü ile ortaya çıkan koagülasyon nek- rozunun özel bir formudur. Bölgede mevcut bakterilerin ve çevreden gelen lökositlerin like- faktif aksiyonunun oluşur. Koagülasyon nekrozu ön planda olduğu zaman, bu olay gelişir. İskemiye neden olan damar tıkanıklığı, lökosit göçünü engellerse, nekroza uğrayan hücrelerin parçalanması önlenir ve ortadan kaldırılmayan nekrotik hücreler mumyalaşır. Buna “kuru gangren” denir. Salim doku ile sınırı belirgindir. Nekrotik bölgeye bakteri invazyonu ve löko- sit göçü olursa, likefaksiyon nekrozu gelişir, “yaş gangren” terimi kulanılır. Yaş gangrene, putrefaksiyon (kokuşma) nekrozu da denir.Vincent spiroketleri, fusiform basiller ve daha bazı mikroorganizmaların eklenmeleri söz konusudur. Beslenme defektli direnci düşük çocuklarda orafasiyal dokularda ortaya çıkan “noma” (gangrenöz stomatit) olarak adlandırılan lezyon da bir çeşit yaş gangrendir. Noma (Gangrenöz Stomatitis- Şankrum Oris): Oral ve fasial dokularda destrüktif yapısı ile karakterize, süratle yayılan daha çok 2- 5 yaşlardaki beslenme defektli veya debilite (yıkıcı) sistemik hastalıklara sahip çocuklarda görülen nadir bir hastalıktır. Kişinin genel sağlığıyla belirgin bir uyum gösteren doku nekrozu, başlangıçta fuziform basiller ve Vincent spiroketleri gibi, anaerobik bakterilerin invazyonu ve sonrasında stafilokokus aureus, streptokokus pyo-gens gibi, diğer çeşitli mikroorganizmalar tarafından invazyona uğrayan spesifik bir enfeksi-yondur. Gerçi pnömoni, sifiliz, tüberküloz, lösemi ve sepsis gibi, zayıf düşürücü sistemik has-talıklar yanısıra malnütrisyon, en sık görülen predispozan faktörlerdir. Noma çok nadir görülür. Gelişmemiş ülkelerde, özellikle malnütrisyon veya protein defek- ti gösteren durumlarda ortaya çıkar. Lezyon özellikle gingival mukozada küçük ağrılı bir ülser şeklinde başlar. Çevre dokuya süratle yayılır. Alttaki yumuşak dokuya penetre olan, sonunda yüz derisini perfore eden akut gangrenöz bir hastalıktır. Nekrozlara bağlı olarak meydana ge- len doku kayıpları sonucu, kemik dokusu ve dişler açığa çıkar. Etkilenen bölgede dişler dökü- lür. Noma, çok sınırlı ve daha benign yapıda olan “akut nekrotizan ülseratif gingivitis”e (ANUG) bir çok özellikleriyle benzemektedir. Her ikisinde de etken aynı mikroorganizmalar-dır ve olay, doku nekrozu ile sonuçlanır. Ayrıca her iki lezyonda da bağışıklık yönünden düşük (immünosüprese) kişiler söz konusudur. Gerçi nadir de olsa, ANUG’dan noma’ya dönüşen olgular da vardır. Son zamanlarda yapılan araştırmalarda, HIV/AIDS’li hastalarda noma’nın görülme sıklığının artmış olduğu gözlenmiştir. Mikroskopi; nonspesifik yoğun nek-roz ve belirgin yaygın bir iltihabi hücre reaksiyon gösterir. Tedavi; enfeksiyonun kendisi kadar, hastalığa neden olan predispozan faktörlerin de yok edilmesini içermelidir. Uygulanan antibiyotik tedavisi yanında, hastanın sıvı- elektrolit denge- sinin ve beslenmesinin sağlanması gerekir. Eğer çevre dokuda yoğun destrüksiyon varsa, do- kudaki nekrotik debrilerin temizlenmesi gerekir. Noma’da mortalite; antibiyotiklerden önce yaklaşık %75 idi. Gerçi bu lezyon hala ciddi bir problemdir. “Gazlı gangren”; özellikle Clostrdium welchii’nin etken olduğu, sporlu anaerobik Clostri-dia grubunun yaptığı spesifik bir enfeksiyondur. Klostiridya sporlarının bulaştığı delici yara-lanmalarda, güçlü ekzotoksinler ile proteolitik enzimler çevre dokuyu haraplar, hatta fatal (öldürücü) olabilir. Yağ Nekrozu: Yağ dokusu hasarı iki şekilde oluşur. 1)Travmatik yağ nekrozu; meme gibi yağ içeren dokularda oluşan şiddetli zedelenme sonucu ortaya çıkar. 2)Enzimatik yağ nekrozu (lipolizis); pankreasdaki ağır bir iltihabın sonucu ortaya çıkan, akut hemorajik pankreatitisin komplikasyonudur. Proteolitik ve lipolitik pankreatik enzimlerinin aksiyonu sonucu, yağ do-kusunda ortaya çıkan bir tip nekrozdur. Fibrinoid Nekroz: Bu gerçek bir nekroz özelliği göstermez. Bazı hipersensitivite (aşırı duyarlık) reaksiyonlarında görülür. Genellikle immünolojik olarak zedelenen damar duvar- larında koyu eosinofilik boyanan fibrine- benzer homojen görünümlü bir madde birikimiyle karakterlidir. Bu birikim; fibrin, immünoglobulin ve plasma proteinlerinden oluşur. A P O P T O Z İ S Apoptozis, köken olarak apo (ayrı), ptozis (düşen) kelimelerinden oluşmuştur. Apoptoz (kopma, düşme) sonbaharda yaprak dökümünü tanımlayan bir kelimedir. Farklı ve önemli bir hücre ölümü biçimi olan apoptoz, proğramlanmış veya seçici hücre ölümüdür, hücre intiharı ile eş anlamlı olarak kullanılmaktadır. Bir grup içinde belli bazı hücrelerin kendi- kendilerini yok ettikleri proğramlı bu ölüm biçimi, diğer bir hücre ölümü olan nekrozdan farklı olduğu bilinmelidir. Nekroz, yalnızca patolojik durumlarda ortaya çıkar ve iltihabi reaksiyon mevcut-tur. Apoptoz, hiçbir zaman iltihabi reaksiyona neden olmaz. Organizmanın dengeli yaşamını sağlayan apoptoz, fizyolojik olduğu kadar patolojik olaylarda da rol oynamaktadır. Önemi, biyolojik olaylarda gereksiz ve zararlı hücrelerin yok edilişini sağlamasından, organizmanın kendi iç dengesinin devamlılığına katkıda bulunmasından ileri gelmektedir. Apoptoz, fizyolojik ve patolojik olmak üzere pek çok durumda karşımıza çıkar. Fizyolojik Apoptoz : 1-Embriyogenezis sırasında aşırı yapılmış hücrelerin proğramlı olarak ortadan kaldırılması olayında görülür. 2-Erişkinlerde hormon bağımlı dokuların gerilemesinde (involüsyon═ organ atrofisi) görü-lür: Postlaktasyonel (sütten kesilmiş) meme salgı hücrelerinde regresyon, menopozda ovarian follikül atrofisi, menstrüel siklusda endometrium hücrelerindeki ölüm, örnektir. 3-Prolifere hücre topluluklarındaki hücre kayıpları; buna örnek barsak kriptlerindeki epitel hücre sayılarının sabit tutulmaları için, hücre ölümü örnek verilebilir. 4-İltihabi yanıtın sonlandırılması; ekstravazasyondan sonra, iltihabi dokuda görevini ta-mamlamış lökositlerin ölümü, apoptozis ile olmaktadır. 5-Sitotoksik T lenfositler tarafından oluşturulan hücre ölümü: Virus ve tümör hücrelerine karşı oluşturulan bir savunma mekanizmasıdır. Bunların öldürülerek elimine edilmelerini sağ- lar. Patolojik Apoptoz : 1-DNA hasarı: Radyasyon, sitotoksik antikanser ilaçları, aşırı ısı (soğuk, sıcak) ve hipoksi, gibi, nekroz oluşturan bu etkenler, düşük dozlarda uygulandığı zaman hücre intiharını tetikler. DNA, direkt olarak veya serbest radikaller aracılığıyla zedelenebilir. Eğer hasar onarılamazsa, interensek (içsel) mekanizmalar tetiklenerek apoptoz indüke edilir. DNA daki mutasyonların malign değişme riski bulunduğu için, bu durumdaki hücrelerin apoptoz ile yok edilmeleri bir kazançtır. Apoptozda, tümör süpresör (baskılayıcı) gen olan TP53 (p53) ün aracılığı söz konu-sudur. Bir antionkogen olan bu genin (TP53), apoptozu harekete geçiriçi bir etkisi vardır. 2-Hatalı sarmalanmış proteinlerin birikimi. Gen mutasyonları ve serbest radikaller sonucu ortaya çıkan bu proteinler, endoplasmik retikulumda aşırı birikir ve hücrenin apoptotik ölü-müne neden olur. 3-Hücre zedelenmesine neden olan bazı infeksiyonlar, özellikle viruslar, apoptotik ölüme neden olur. 4-Paranşimal organlarda (pankreas, tükrük salgılığı ve böbrek) kanal tıkanmalarından son-ra ortaya çıkan patolojik atrofi. Apoptoz Mekanizması ve Morfolojisi Bu tip hücre ölümünün morfolojik yapısı, koagülasyon nekrozundan farklıdır. Apoptoz da gözlenen başlıca morfolojik değişiklikler, en iyi biçimde elektronmikroskopi ile gözlenebi- lir. Hücre, su ve elektrolit kaybı ile birlikte yapısal elementlerinin yoğunlaşması sonucu dansi-tesinde artma meydana gelir ve volümlerinin yarısını kaybeder ve hacım olarak küçülür. Apoptoz ışık mikroskobunda tanınabilir. Histolojik olarak tek hücre veya hücre gruplarında hematoksilen- eosin ile boyanmış kesitlerde yoğun eosinofilik sitoplazma içinde, yoğun nük- leer kromatin parçalarına sahip, yuvarlak veya oval kitleler olarak görülür. Nüve kromatini yoğundur (piknotik) ve sonuçta karyoreksiz oluşur. Bu sırada hücre süratle büzüşür, önce sito- plazmik tomurcuklar sonra, parçacıklar şeklinde beliren “apoptotik cisimcikler” oluşur. Bun-lar membranla çevrili nükleer ve sitoplazmik organeller içeren parçacıklardır. Bunlar süratle makrofajlar ve komşu doku hücreleri tarafindan fagosite edilir. HÜCRE İÇİ BİRİKİMLER Bazı koşullar altında normal hücreler, anormal miktarlarda çeşitli maddeler biriktirebilir. Bu maddelerin birikimi geçiçi veya kalıcı olabilir. Bunlar hücreye zarar vermeyebilir veya bazen toksik olabilir ve hücrede ciddi zedelenme yapabilir. Maddelerin birikim yeri sitoplaz- ma veya nüvedir; sitoplazmada en çok lisosomlardadır. Bu intrasellüler birikimler üç grupta incelenir: (1)Normal endogenös madde, normal miktarlarda üretilir; fakat bunu kullanacak metobolizma hızı yeterli değildir (normal bir maddenin çok fazla birikmesi). Buna örnek “karaciğer hücrelerinde görülen yağlı değişme” verilebilir. Ayrıca hücre içinde su, glikojen ve protein birikimleri, örnek verilebilir. (2)Anormal endogenös madde birikir; çünki bu endoge- nös maddeyi metabolize edebilecek enzimlerde defekt söz konusudur. Bunun önemli nedeni doğuştan varolan genetik enzimatik defektir ve bu metabolitin parçalanmasında yetersiz olur. Sonuçta hücre içi birikimler ortaya çıkar. Bunlar, “depo hastalıkları” olarak tanımlanır. Tay- Sacks hastalığında gangliosid, Gaucher hastalığında glukoserebrosid ve Niemann- Pick hasta-lığında da sfingomyelin birikimleri, örnek verilebilir. (3)Hücreye dışarıdan alınan anormal ekzojen madde depolanmasıdır. Bunları parçalayıp yok edecek yeterli metabolizma yoktur ve diğer alanlara da taşınamadığı için, bu birikimler ortaya çıkar. Solunum yoluyla alınan kar-bon- kömür veya silika partiküllerinin akciğerde birikimi ve tatuaj (döğme) pigmentleri buna verilebilecek en güzel örnekleridir. Bu pigmentler makrofajlardaki fagolisosomlarda dekatlar-ca kalabilir. Lipidler: Sayfa 11 de yağlı değişmeyi (yağlanma) tekrar okuyunuz. Kolesterol: Makrofajlar, iltihabi bir alandaki nekrotik hücrelerin lipid artıklarını fagositik aktiviteleri ile tutarlar. Bu da bir çeşit hücre içi lipid birikimidir. Bu hücrelerin sitoplazmaları, küçük lipid vakuolleri ile dolar ve köpüksü bir görünüm alır. Bunlara “köpük hücreleri” adı verilir. Aterosklerozda düz kas hücreleri ve makrofaj sitoplazmaları, lipid vakuolleri (koleste- rol) ile doludur. Bunlara aterosklerotik plak denir. Proteinler: Lipid birikimine oranla çok daha nadir görülür. Hücreler içindeki protein fazlalığı, morfolojik olarak sitoplazmada görülebilen pembe renkli hyalin damlacıklar şeklin-dedir. Hücre içindeki protein birikimi; (a)hücrenin aşırı proteine maruz kalıp, hücreye alınma-sı şeklinde olur veya (b)hücrede protein sentezinin aşırı yapılması şeklindedir. Bu birikim şe-killerine örnek vermek istersek; böbrek, albumini glomerüllerden filtre ederken, proksimal tüplerden az bir kısmını tekrar geri emer. Aşırı proteinüriye (idrarda fazla protein kaybı) neden olan böbrek hastalıklarında (glomerülonefritler), haliyle protein daha fazla miktarda reabsorbsiyona uğrayacaktır. Bu protein reabsorbsiyonu nedeniyle tüp epitel hücrelerinde aşırı birikme meydana gelir. Plasma hücrelerinde muhtemelen antijen uyarılarına yanıt olarak gra-nüllü endoplasmik retikulumda sentezlenen immünoglobulin birikimi olursa, “Russell cisim-ciği” olarak adlandırılan homojen eosinofilik inklüzyonlar (cisimcikler) görülür. Glikojen: Glikoz veya glikojen metabolizma bozukluğu olan hastalıklarda hücre içinde aşırı miktarda glikojen birikimi görülür. Glikojen birikimini, su veya yağ vakuollerinden ayır- mak gerekir. Glikojen, sitoplazmada PAS pozitif şeffaf (saydam) vaküoller şeklinde görülür. Diyabetes mellitus (şeker hastalığı), glikoz metabolizma bozukluğunun başlıca örneğidir. Bu hastalıkta glikojen; karaciğer hücreleri, pankreasdaki Langerhans adacıklarındaki beta hücre-leri ve kalb kası hücrelerinde (kardiyak myosit) olduğu kadar, böbrek tüp epitellerinde de biri- kir. Ayrıca “glikojen depo hastalıkları” veya “glikogenoz”lar olarak adlandırılan, birbiriyle yakın ilişkili bir grup genetik hastalıklarda hücre içinde glikojen aşırı birikir. Bu hastalıklarda glikojenin, yapım ve yıkımıyla ilgili enzim defekti nedeniyle metabolize edilemez ve aşırı birikim nedeniyle, sekonder hücre zedelenmesi ve hücre ölümü ortaya çıkar. Hyalin Değişiklik Hyalin terimi; hücre içi birikimin veya hücre incinmesinin spesifik işeretinden daha çok, tarif edici bir terim olarak kullanılır. Hücre içinde veya ekstra boşluklarda hyalin olarak tanımlanan değişiklikler hematoksilen- eosin ile boyanan rutin histolojik kesitlerdeki homoje- nös, camsı, saydamsı pembe görünümde madde birikimleridir. Bunlar intrasellüler birikimler veya ekstrasellüler depositler olarak tarif edilir. İntrasellüler hyalini değişikliklere örnekler şunlardır: (1)Aşırı proteinüri de, böbrek tüp epitel hücrelerinde geri emilen protein, hyalin damlacıklar şeklinde görülür. (2)Plasma hücrelerinde küresel hyalin depositler şeklinde immunoglobulin birikimleri olur (Russell cisimcikleri). (3)Bir çok viral enfeksiyonda, nüve veya sitoplazmada hyalin inklüzyonlar görünümünde oluşumlar vardır. Bunların bir kısmı, viral nükleoprotein birikimleridir. “İnklüzyon cisimcikler”i olarak adlandırılır. (4)Alkoliklerin karaciğer hücrelerinde “alkolik hyalin” denilen hyalin inklüzyonlar görülür. Ekstrasellüler hyalini analiz etmek bir dereceye kadar güçtür. Eski skar (nedbe) yerindeki kollagen fibröz doku, hyalinize bir görünüm alır. Uzun süren hipertansiyonda ve diyabetes mellitusda damar duvarları özellikle böbrek, hyalinize bir şekil alır. Ekstrasellüler hyaline diğer bir örnek, kronik haraplanmaya neden olan böbrek glomerüllerindeki hyalindir. Amiloid de Hematok-silen- eosin boyasında, hyalini bir görünüm verir. Görüldüğü gibi, çok sayıda ve birbirinden farklı mekanizmalar bu değişikliğe neden olabilir. Hyalini değişiklik görüldüğünde, etyoloji-deki farklı patolojik durumlar nedeniyle lezyonun tanımlanması önem arzeder. PİGMENTLER Pigmentler renkli maddelerdir, Latince boya- renk anlamına gelir. Melanin gibi, hücrenin normal içeriği olabilir, hücrenin içinde sentez edilir (endojen pigment). Diğer bir bölümde ise, bazı durumlarda organizmaya dış çevreden gelen birikimlerdir (ekzojen pigment). En sık görülen ekzojen pigment, karbon veya kömür tozudur. Bunlar medeni yaşamın en önemli hava kirliliği etkenleridir. Büyük sanayi şehirlerinde yaşayanlarda görülebildiği gibi, asıl kö- mür madenlerinde çalışan işçilerde çok belirgindir. Solunumla alındığında alveolar makrofaj- lar tarafindan tutulup, bölgesel trakeo- bronşial lenfatik kanallardan lenf düğümlerine taşınır. Akciğer dokusunun bu pigment birikimi ile kararması “antrakozis” olarak adlandırılır. Kömür tozu birikimleri, fibroblastik reaksiyona neden olarak anfizem ve hatta ciddi bir akciğer toz hastalığı olan “kömür işçisi pnömokonyozu” adı verilen akciğer patolojilerine neden olur. İnhalasyonla alınan İnorganik tozların cinsine göre; antrakozis dışında asbestozis (amyant) ve silikozis de örnek verilebilir. Bunlar, “pnömokonyoz” lar olarak adlandırılan, çevresel hasta-lıklardır. Bunların içersinde en zararsızı antrakozisdir. Metal, cam ve taş partiküllerine silika tozları denir. Bu alanlarda çalışan silika tozları etkisi altında kalan işçilerde, silikozis görülür. Asbestozisde, asbest tozlarının inhalasyonu söz konusudur. Diffüz interstisyel fibrozise neden olur ve bronkojenik karsinoma ile malign mezotelyoma gelişme riski vardır. HÜCRE ZEDELENMESİ, ADAPTASYON ve HÜCRE ÖLÜMÜ Tatuaj (Döğme) : Dekoratif amaçla vücudun değişik bölgelerindeki deriye boyalı şimik maddelerle değişik resimler yapılmasıdır. Deriye ekzojenös metalik veya bitkisel pigment verilmesi sonucu oluşur. İnoküle pigmentler, dermal makrofajlar tarafından fagosite edilir. Bu pigment herhangi bir iltihabi yanıt oluşturmaz ve zararsızdır; fakat kullanılan bu maddeye karşı allerjisi olanlarda reaksiyonlar gelişir. Ayrıca kullanılan malzeme aracılığıyla AIDS, he-patit B ve C’ye yakalanma riski olabilir. Amalgam Tatuaj : Dental dolgu yapımı sırasında amalgam parçacıklarının oral yumuşak doku içine implante olması durumunda, söz konusu olur. Klinik olarak mavi- kahverenkte ve hatta bazen siyah renkte pigmentasyon görülür. Mikroskopik düzeyde, dev hücre oluşumları gösteren bir reaksiyon vardır. Ayırıcı tanı için, hematom ve nevusu düşünmeliyiz. Endojen Pigmentler : Bu grupta lipofuskin ve melanin pigmentleri ile hemoglobin türev-leri olan hemosiderin ve bilirubin gibi, pigmentler vardır. Lipofuskin : Latince "kahverengi lipid" anlamına gelen sarı- kahverenk'de, ince granüler sitoplazmik bir pigmenttir. Yaşlı kişilerde, ciddi malnütrisyon ve kanser kaşeksisinde, özellik- le kalb ve karaciğer hücrelerinde görülür. Bu organlarda hacım küçülmesiyle beraber görüldü- ğünden “brown atrofi” olarak da bilinen bu yıpranma pigmenti, hücre içi sindirilmemiş mater- yale örnek verilebilir. Serbest radikal hasarı, lipofuskin birikimine neden olabilir. Antioksidan savunma mekanizmalarının kaybına yol açan çevresel etkenlerle oluşabilir. E vitamini gibi, antioksidanların eksik olduğu durumlarda karşımıza çıkmaktadır. Bu pigmentin hiçbir önemi yoktur. Lipofuskinin kendisi hücre ve fonksiyonlarına bir zarar vermez. Sadece fizyolojik ve patolojik atrofi veya kronik zedelenme gibi, regresif değişiklikleri işaret eder. Melanin : Melanin, tirozinin enzimatik oksidasyonu ile üretilen bir pigmenttir. Melanin sentezi, epidermisin bazal tabakasında bulunan melanositlerde yapılır. Kahverengi-siyah renk- te olan bu pigmentin adı Yunanca siyah anlamına gelen "melas" kelimesinden türemiştir. Melanositlerin prekürsörleri (öncüleri) olan melanoblastların, embriyonik gelişim devresinde nöral kristadan göç ederek son bulundukları yer olan bölgeye geldikleri düşünülür. Bu hücre-lerin yuvarlak gövdeleri bu gövdeden uzanan düzensiz uzantıları vardır. Bunlar epidermis içine doğru dallanarak, bazal ve spinal tabakadaki hücreler arasına uzanır. Melanin melano-sitlerde sentezlenir. Bu işlem tirozinaz enziminin varlığında olur. Tirozinaz aktivitesiyle tiro-zin önce dihydroxyphenylalanine (DOPA) oluşturur ve daha sonra bir dizi dönüşüm işlemi ile melanin ortaya çıkar. Ultrastrüktürel düzeyde tirozinaz, granüler endoplazmik retikulumda sentezlenir ve Golgi kompleksinin veziküllerinde biriktirilir. Membranla çevrili bu küçük organellere "melanozom" adı verilir. Bunlar ışık mikroskobunda görülebilen pigment granül-lerini oluşturur. Melanositlerin normalde görüldüğü yerler; deri, kıl follikülleri, retina pigment epiteli, lep-tomeninks ve iç kulak bölgesidir. Derimiz bu pigment sayesinde renk kazanır. Güneş ışınları-nın (ultraviyole)x etkisiyle derideki melaninin miktarı artar, derinin esmerleşmesi olarak kendini belli eder. Melanin ve melanositler birçok yönden öneme sahiptir. Melaninin fonksi-yonu koruyuculuktur. Bu pigment sayesinde deri ve göz, güneş ışığının zararlı etkisine karşı daha iyi korunur. Melanin pigmenti az olan beyaz derili kişiler, güneşin zararlı etkilerine karşı daha hassasdır. Güneş altında uzun süre çalışan beyaz derili çiftçilerde ve gemicilerde deri kanseri görülme oranı, kapalı yerlerde çalışanlara oranla çok daha yüksektir. Fazla güneşte kalan insanda, melanin pigmentasyonu artar. Kişi koyu renk alır, bronzlaşır. Bu bronzlaşma ile vücut kendini güneşin zararlı ışınlarından korumaya çalışır. Bir zaman sonra, pigment artımı deriyi korumak için yeterli olmaz. Vücut derisi kendini korumak için, bu sefer kalın-laşmaya başlar, hiperplazi gelişir. Sayıca artan hücrelerde dejenerasyon ve de mutasyonun oluşumuyla kansere dönüşme riski ortaya çıkar. Melanogenesisin lokal artması, çoğu kişilerde görülen ve halk arasında "ben" adı verilen, melanositlerin proliferatif lezyonlarını (pigmentli nevusları) ortaya çıkarır. Bunlar deride çok yaygın olarak bulunan siyah- kahverenkte hafif kabarık oluşumlardır. Benign bir lezyon olan nevus'un malign karşıtı, kanserin oldukça öldürücü bir tipi olan, malign melanomadır (mela-no karsinoma). Dermis, ağız mukozası, retina ve çok nadir olarak da, leptomeninks’den geli- şen malign melanoma olguları vardır. Melanin sentezi, adrenalxx (sürrenal) ve hipofizin kontrolü altındadır. Hipofizden adreno- kortikotropik hormon (ACTH) yanısıra, melanosit stimüle eden hormon (MSH) da salgılanır. Adrenal korteksden salgılanan glikokortikoid (kortizol, kortikosteron, kortizon gibi, bir grup hormonu kapsar) ler ve mineralokortikoidler (aldosteron), feed-back regülasyonu ile hipofiz üzerinde ACTH salgılanmasını kontrol eder. ACTH ve MSH düzeyindeki artmalar, melanin pigmentasyonunda da artmalara neden olur. Addison hastalığıxxx (ki bunda primer adrenokor-tikal yetmezlik -hipoadrenalizm- söz konusudur) buna güzel bir örnektir. Hipoadrenalizmde, adrenal korteksden salgılanan ACTH antagonistleri olan adrenokortikal hormon (örneğin kortizol salgısı baskılandığı zaman) oluşamayacağı için, hipofiz üzerindeki feed-back frenleyi ci etkisi de ortadan kalkar. Adrenal korteksin hipofiz üzerindeki kontrolü yok olduğundan, haliyle kompensatuvar olarak hipofiz daha fazla ACTH ve MSH salgılayacaktır. Bunların aşırı salgılanmaları da, deri ve mukozalarda pigmentasyon artımına neden olur. x Ultraviyole (morötesi); çok kısa, enfraruj (kızılötesi); çok uzun dalga boyuna sahip, güneşin zararlı ışınlarıdır. xx Adrenal: ad- ek + renal Surrenal: sur(supra)- üst + renal xxxAddison Hastalığı(Kronik Adrenal Korteks Yetmezliği): Adrenal yetmezlik (hipoadrenalizm) primerdir; sürre-nalin kendisinde bir lezyon vardır veya hipofizin ACTH salgılanmasında bir yetersizlik söz konusudur ve sekon-der hipoadrenalizm olarak adlandırılır. Primer hipoadrenalizm, Addison hastalığı olarak da bilinir. Bunda böbrek üstü bezi hasarlanmıştır. Addison hastalığı, adrenal korteksin progresif destrüksiyonuna bağlı olarak ortaya çıkan, çok nadir rastladığımız bir hastalıktır. Klinik belirtilerin ortaya çıkması için, salgılığın % 90’ının harab olması gerekir. Bu genelde iki şekilde karşımıza çıkar. Otoimmün adrenalitis; olguların % 60-70’sini oluşturur. Enfeksiyonlar; Tuberküloza bağlı hasar en çok rastlanılan bir nedendir. Özellikle tuberküloz adrenalitis’i iltihabi olguların % 90’ını oluşturur. Klinik olarak, deride ve ağız mukozasında melanin pigmentasyonunda artma, hipo-tansiyon şiddetli anemi, halsizlik, kas zayıflığı, kilo kaybı, anoreksi (iştahsızlık) ve gastroentestinal semptomlar (kusma, diyare) görülür. Mineralokortikoid (aldosteron) yetmezliği nedeniyle, başta sodyum (Na) iyonları kaybı ve buna bağlı olarak su kaybı meydana gelecektir. Bu durum, kan hacmı azlığını ve hipotansiyon belirtilerini doğuracaktır. Aynı zamanda potasyum (K) iyonları retansiyonu (hiperpotasemi-hiperkalemi) görülür. Önemli tehlike, hipotansiyonun daha sonra, “kardiovasküler şok” tablosunu meydana getirmesidir. Hasta tedavisi, aldosteron ve tuz verilerek yapılır. -- Pigmentasyon artımı “hiperpigmentasyon” olarak adlandırılır. Aşağıdaki şu lezyonlar-da melanin artımı söz konusudur. Addison Hastalığı (Kronik Adrenal Korteks Yetmezliği): Multipl Nörofibromalar (Nörofibromatozis): Periferal sinirlerden kökenli değişik bü-yüklüklerde ve çok sayıda (multipl) nörofibromlar vardır. Bununla beraber, deride ve ağız mukozasında sütlü-kahve lekeleri (cafe-au-lait) halinde melanin pigmentasyonu görülür. Oto-zomal dominant geçişli bir hastalıktır. İki tipi vardır. Nörofibromatozis tip1 (von Recklingha-usen hastalığı) de, az da olsa malignleşme olasılığı vardır. Nörofibromatozis tip 2, bilateral akustik (vestibüler) schwannoma ve diğer beyin tümörleriyle beraber görülür. Bu her iki has-talık genetik ve klinik olarak birbirinden farklıdır. Olguların % 90 ı tip 1 dir. Tip 2, çok daha nadir görülür. Peutz- Jeghers Sendromu : İnce barsaklarda multipl polipozis ile beraber ağız mukoza- sında ve dudakta melanin pigmentli lekeler vardır. McCune-Albrigt Sendromu : Kemiklerde multipl odaklar halinde fibröz displazi ile bera- ber, deride ve ağız mukozasında melanin lekeleri vardır. Bunlara “cafe- au- lait (kahve) leke-leri denir. -- Deride melanin pigmentasyonunun azalmasına “hipopigmentasyon” denir ve görüldü-ğü durumlar: Skatris (Nedbe) Yerleri : Cerrahi işlem veya travmalar sonucu ortaya çıkan skatris yerle-rinde, lepra hastalarında lezyonların bulunduğu alanlardaki skatris yerlerinde pigment yoktur. Hormonal Nedenler : Kastre (hadım) erkeklerde ve ayrıca hipofiz hipofonksiyonunda vücuttaki pigment miktarı azalır. Albinolar : Bu tip kişilerde kalıtsal tirozinaz enzim defekti vardır. Bu enzim yokluğunda, tirozinin DOPA ya dönüşme yetersizliği söz konusudur. Bu nedenle albinolar, melanin sentez edemez, derileri ve kılları çok açık renktedir. Bu kişiler güneş ışığına ileri derecede duyarlıdır Vitiligo : Deride leke tarzında pigmentsiz alanların bulunmasıdır ve bu edinsel (kazanılmış akkiz, sonradan oluşan) bir lezyondur. Lezyonların dağılımı ve boyutları çeşitlilik gösterebilir. Bu hastalığın nedeni son araştırmalara göre, daha çok otoimmün bir bozukluk olduğu yönün- dedir. Hemosiderin : Hemoglobinden türeyen hemosiderin, altın sarısından- kahverengine kadar değişen renklerde görülen bir pigmenttir. Demirin hücre içinde birikme şekline örnektir. Kanamanın doğal sonucu hemosiderin pigmenti oluşur. Hücre içinde demir, apoferritin adı verilen proteine bağlı ferritin miçelleri şeklinde depolanır. Hücre ve doku içinde biriken demir histokimyasal olarak Berlin Mavisi denilen özel bir boya ile gösterilir. Makroskopik kanamalar veya yoğun vasküler konjesyonun neden olduğu mikroskopik ka-namalar, demirin lokal artımını ve bunu takiben hemosiderini ortaya çıkarır. Buna en iyi ör-nek, zedelenmeden sonra görülen çürüktür (ekimoz). Çürükler, lokalize hemosiderozisin en iyi örneğidir. Kanama bölgesindeki eritrositlerin yıkımıyla ortaya çıkan kırmızı kan hücre artıkları, makrofajlar tarafından fagoside edilir. Hemoglobin içeriği lisosomlar tarafından katalize edilir ve hemosiderine dönüştürülür. Çürükte görülen renk değişikliği, bu dönüşüm- deki aşamaları yansıtır. Kronik kalb yetmezliğinde uzun süreli staz nedeniyle oluşan konjesyon, akciğerde pig-mentasyon görülmesine neden olur. Akciğer alveollerinde kapillerlerin yırtılması ve geçirgen- liğinin artması nedeniyle eritrositler dışarı çıkar. Eritrositler alveolar makrofajlar tarafından fagosite edilir. Sonuçta hemosiderin oluşur. Akciğer alveollerinde bulunan hemosiderinle yüklü bu tür makrofajlara “kalb hatası hücreleri” adı verilir. Nedeni ne olursa olsun, demirin sistemik yüklenmesi, çeşitli organ ve dokularda hemosiderin birikimine neden olur. Bu şekle “hemosiderosis” adı verilir. Sistemik hemosiderozisin birçok şeklinde, intrasellüler pigment birikimi çoğu durumlarda paranşimal hücrelere zarar vermez veya organ fonksiyonunu boz- maz. Hemosiderozisi meydana getiren pigment birikimi; (1)besinlerle alınan demirin emili- mindeki artım ve kontrolsüz kan yapıcı tabletlerin alımı (2)demirin kullanımındaki yetersiz- lik, (3)hemolitik anemiler ve (4)kan nakillerinde (kırmızı kan hücre transfüzyonları), ekzoje- nöz demir yüklenmesine neden olur. Demirin normalden çok fazla (yoğun) birikimi “hemo-kromatozis” olarak bilinir. Biriken demir, çeşitli organlarda disfonksiyona ve hücre ölümleri-ne neden olur. Kalb yetmezliği (kardiyomyopati), siroz (kronik karaciğer hastalığı) ve diyabe-tes mellitusu (pankreas adacık hücreleri ) içeren doku- organ zararları oluşabilir. Bilirubin : Bilirubin, safrada bulunan ve safranın sarı- yeşil rengini veren başlıca pig- menttir. Kırmızı kan hücrelerinin mononükleer fagositik sistemde parçalanmasıyla (karaciğer- deki kupffer hücrelerinde) serbestleşen hemoglobinden türemiştir; fakat demir içermez. Orga- nizmada normal yaşam sürelerini (100- 120 gün) tamamlayan bu eritrositlerin parçalanma- sıyla konjuge olmamış (ankonjuge) bilirubin meydana gelir. Bu ankonjuge bilirubin, kan pro- teinlerine (albumin) bağlanarak karaciğer parankim hücrelerine (hepatosit) taşınır ve burada işlenerek konjuge bilirubine çevrilir. Bu işlem spesifik bir enzim (bilirubin uridindifosfat glukuronosil transferas) ile oluşur. Daha sonra safra aracılığıyla bağırsağa dökülür. Bağır-saktaki bakteriyel enzimlerin etkisiyle “urobilinojen”e dönüştürülür. Bu pigmentin bir bölümü (% 20) tekrar barsaktan geri emilerek (reabsorbe olarak), karaciğere döner. Bunun bir bölümü de idrarla atılır. Barsaktaki urobilinojenin geri kalan bölümü, daha ileri bir işlemle “ürobilin” (stercobilin)’e dönüşür. Dışkının bilinen rengini (sarı- kahverengi) veren bu maddedir. Kan plasmasında total bilirubinin normal miktarı 100 ml’de 0.3- 1 mg’dır. Kandaki biliru-bin düzeyi (hem konjuge hem de ankonjuge) 2- 3 mg’ın üzerine çıktığında (bazı durumlarda 30- 40 lara çıkabilir), deri ve sklerada sarı bir renk oluşur. Bu renk değişikliği, dokuların safra pigmenti birikimine bağlı olarak, sarıya boyanmasından ileri gelmektedir. Klinik olarak “sarı-lık” (ikter) diye tarif edilir ve meydana geliş biçimlerine göre şöyle incelenebilir. (1)yoğun eritrosit yıkımı (hemoliz artması), (2)hepatosellüler disfonksiyon ve (3)intrahepatik veya eks-trahepatik safra obstrüksiyonu ile safranın tutulması (kolestaz) sonucu sarılık ortaya çıkar. Konjuge bilirubin; suda çözünür, nontoksiktir ve idrarla atılır. Ankonjuge bilirubin suda çö-zünmez, idrar ile atılmaz, toksiktir ve bilirubinin bilinen bütün toksik etkilerinin nedenidir. (1) Hemolitik (Prehepatik) Sarılık: Kırmızı hücre parçalanmasına bağlı bilirubin artı- mını yansıtır. Eritrosit yıkımının yoğun olduğu durumlarda sarılık görülür. Hemolitik anemi- lerde, ağır enfeksiyonlarda, yılan zehiri gibi, dolaşımdaki toksik maddelerin neden olduğu eritrosit destrüksiyonlarında ve kan transfüzyon uyuşmazlıklarında bilirubin miktarı aşırı artar. Bu bilirubin, ankonjuge bilirubindir. Yeni doğanlarda fizyolojik olarak hemoliz fazladır. Ayrıca, karaciğerde bilirubin konju-gasyonu ve atılımını sağlayan hepatik mekanizmalar, hayatın ilk iki haftasına kadar tam ola-rak gelişmediğinden, bütün yenidoğanlarda geçici (2- 4 gün), hafif bir ankonjuge hiperbiliru-binemi ortaya çıkar. Buna yenidoğanın fizyolojik sarılığı (neonatal sarılık) adı verilir. Bu durum tehlikesizdir. Bebeklerde görülen diğer bir tehlikesiz olan sarılık, maternal (anneye ait) serum sarılığıdır. Anne sütü ile beslenen bazı bebeklerde muhtemelen anne sütündeki beta glukuronidazlar nedeniyle oluşur. Tehlikeli olanı, Rh uyuşmazlığı gibi nedenlerle karşımıza çıkanıdır. Rh uyuşmazlığında, aşırı hemoliz olduğundan, ankonjuge bilirubin düzeyi çok yükselir ve “yenidoğanın hemolitik sarılığı” (eritroblastosis fetalis)x gelişir. Bu hastalık nedeniyle meydana gelen yoğun eritrosit yıkımına bağlı olarak ortaya çıkan bilirubin, yeni doğanların kapiller damarlarının geçirgenliği fazla olduğundan beyin dokusuna geçerek, doğumdan sonra “kernikterus” (bilirubin ansefalopatisi) adı verilen ağır nörolojik hasara yol açarak, sekeller bırakabilir veya bebeğin ölümüne yol açar. Adültlerde ankonjuge bilirubin seviyesi yüksek olsa bile, kan- beyin bariyeri nedeniyle kernikterus oluşmaz. (2) Hepatosellüler (Hepatik) Sarılık: Karaciğer hücre hasarı olan yoğun hepatosellüler nekroz ve siroz gibi, durumlarda görülür. Fazla bilirubin konjuge ve ankonjuge olmak üzere karışıktır. Karaciğer hücresinin fonksiyon bozukluklarında, bilirubinin alımında azalma ola-bildiği gibi, karaciğer hücresinde yetersiz konjugasyon da söz konusu olabilir. Karaciğer parankim hücrelerinin zedelenmeleri sonucu, bilirubin salgılanmasında intrahepatik blokaj da olabilir. Karaciğer hücresine verilen zarar, enzim sistemini etkilemiş olabilir. Örneğin viral hepatitis, kimyasal veya ilaç toksisitesi yanısıra karaciğerin mikrobiyolojik enfeksiyonları, konjugasyonu ve safra ekskresyonunu (ifrazat) bloke edebilir. Bu şekilde dolaşımdaki biliru-binin miktarı artmış olur. (3) Obstrüktif (Posthepatik) Sarılık: Bu grupta genellikle safra kanalı obstrüksiyonu söz konusudur. Ekstrahepatik tıkanmaların başlıca nedeni; safra kanalı ve pankreas karsinomaları ile safra kanalı taşlarıdır. Bu tıkanmalar uzarsa, hepatositlerde nekrozlar ortaya çıkar ve “bili- er siroz” meydana gelebilir. Çok nadiren de yenidoğanlarda bir anomali olarak, intrahepatik ve ekstrahepatik obstruksiyon, hepatositlerdeki primer defekt veya safra duktuslarının atrezisi ve agenezisi şeklinde karşımıza çıkabilir. Karaciğerdeki konjuge bilirubin, safra yollarındaki tıkanma nedeniyle bağırsağa akamaz ise, bağırsakta safra pigmenti olmayacağı için, feçes açık renkte olur. Ayrıca bağırsakta safra eksikliği nedeniyle, K vitamini sentezi yapılamaz (Vita- min K; endojen olarak E. coli varlığında barsakda sentezlenmekteydi). Vitamin K eksikliği veya diffüz karaciğer hastalıklarında, hepatositlerdeki disfonksiyonun etkisiyle, vitamin K’ya bağlı koagülasyon faktörlerin (protrombin ve diğer pıhtılaşma faktörleri) sentezinde meydana gelen azalmayla koagülopati meydana gelir, hemorajik diatez’e (anormal kanamalar) neden olur. Bu spontanös kanama sonucu hematomlar, hematüri, melena, ekimozlar ve dişeti kana- maları görülür. Azalmış safra akışının diğer sonuçları; yağda eriyen A, D ve K vitaminlerinin yetersiz absorbsiyonudur. x Eritroblastosis Fetalis: Maternal ve fetal kan grubu uyuşmazlığı sonucu annede oluşmuş olan antikorların, fetus’da neden olduğu bir hemolitik anemidir. Rh(-) bir annenin fetusu, babanın ki gibi Rh(+) olursa, anne ve onun bebeği arasında Rhesus (Rh) uyuşmazlığı meydana gelebilir.Anne; Rh antijeninden yoksun (Rh-) ise, fetusda mevcut olan Rh antijenlerine (Rh+) karşı antikorlar üretir. Rh(-) anne eritrositleri, Rh(+) fetus eritrositle- ri tarafından sensitize edilmiştir. Fetal eritrositler gebelik boyunca plasentadan sızarak annenin dolaşımına katı- lır. En büyük geçiş, doğum esnasında olur. Oluşan bu antikorlar, sonraki gebeliklerde plasenta yolu ile fetusa geçerek, fetusa ait kırmızı hücrelerin destrüksiyonuna (lizise, hemoliz) neden olur. Ortaya çıkan sendrom, “eritroblastosis fetalis” olarak bilinir. Yenidoğanın bu hemolitik hastalığında meydana gelen anemi, uterus içinde fetal ölüme yol açabilecek kadar şiddetli de olabilir. Anemiye reaksiyon olarak fetal kemik iliği, olgunlaşmamış eritrositleri (eritroblastları) fetusun dolaşımına katar. Eritroblastosis fetalis terimi; oluşan eritrosit destrüksiyo- nunu kompanse etmek için, fetal dokulardaki kırmızı kan hücre prekürsörlerinin (hematopoesis) aşırı artmasını anlatır. Rh uyuşmazlığının patogenezindeki sensitizasyonun önemi anlaşıldıktan sonra, bu hastalık belirgin bir şekil- de kontrol altına alınmıştır. Rh sisteminin içerdiği pekçok antijenden yalnızca D antijeni, Rh uyuşmazlığının başlıca nedenidir. Rh(-) anneye, Rh(+) bebeğin doğumundan hemen sonra, anti- D globulin uygulanmaktadır. Anti- D antikorlar, doğum sırasında maternal dolaşıma sızan fetal eritrositlerdeki antijenik bölgeleri maskeleye- rek, Rh antijenlerine karşı olan duyarlılığı engeller. Eritroblastosis fetalis; belirtilerine göre üç sendroma ayrılabilir. Şiddetli komplikasyonlar olmadan yaşam mümkün olan, yalnızca hafif anemiyle seyreden “yeni doğanda konjenital anemi” olarak adlandırılır. Şiddetli hemoliz vakalarında anemiye bariz sarılık eşlik eder, “ikterus gravis” sendromu oluşur. Dolaşım bozukluğundan, anazarka denilebilecek kadar şiddetli bir ödemin ortaya çıkışı, buna eşlik eden sarılık, “hidrops fetalis” olarak adlandırılan bir klinik tabloyu da ortaya çıkarabilir. Hidrops Fetalis: Fetusdaki yaygın ödemi anlatmak için kullanılan bir terimdir. İntrauterin gelişim süresinde progresif sıvı birikimi sonucu oluşur, genellikle ölümle sonuçlanır. Geçmişte fetus ile anne arasındaki Rh uyuş- mazlığı sonucu ortaya çıkan hemolitik anemi, hidrops fetalisin en büyük nedeniydi. Bu tip, immun hidrops ola-rak bilinir. Gebelikdeki kan uyuşmazlığı tedavi edilebildiğinden, immun hidrops’un görülme sıklığı, zamanımız-da düşmüştür. Non- immun hidrops’un başlıca nedenleri ise; kardiovasküler defektler, kromozomal anomaliler ve fetal anemidir. Rh veya ABO uyuşmazlığı dışında başka nedenlerle de fetal anemi oluşur. Bu da hidrops feta-lis ile sonuçlanabilir. KARACİĞER Karaciğerin Normal Histolojik Yapısı Karaciğerin temel mimari yapı birimi, lobdur. Her lobun merkezinde, hepatik ven ağının uzantısı (santral ven) bulunur. Lobun periferinde, portal alan adı verilen bu bölgelerde fibröz doku içinde hepatik arter, portal ven dalları, sinir lifleri, safra kanalları ve lenfatik damarlar gibi, pek çok portal kanal bulunur. İki karaciğer hücresi arasında intralobüler safra kanalikül-leri denilen ince tübüler yapılar bulunur. Bunların içindeki safra, kan akımının ters yönünde, yani lobülün merkezinden portal alanlardaki safra kanallarına akar. Lobüller içindeki hepatositler ışınsal olarak dizilmiş ve bir duvarın tuğlalarına benzer biçimde düzenlenmiştir. Karaciğer hücrelerinin yaptığı bu tabakalar arasındaki boşluklara, karaciğer sinuzoidleri adı verilir. Bunlar labirent şeklinde ve sünger benzeri bir yapı oluştura- cak biçimde serbestçe anastomozlaşırlar. Bu sinuzoidal kapillerler, pencereli endotel tabakala- rından oluşan damarlardır. Endotel hücreleri ile alttaki hepatositler arasında kalan aralığa, Disse aralığı adı verilir. Endotel hücrelerine ek olarak, sinuzoidler Kupffer hücreleri adı veri- len makrofajları da içerir. Bu fagositik hücrelerin başlıca fonksiyonları; yaşlı eritrositleri me-tabolize etmek, hemoglobini sindirmek, immunolojik olaylarla ilgili proteinleri salgılamak ve kalın barsaktan portal dolaşıma geçen bakterileri ortadan kaldırmaktır. Karaciğere kan, iki farklı kaynaktan gelir: (a)Kanın %60- 70’i abdominal (pankreas ve da-lak) organlardan gelen oksijenden fakir, bağırsaklardan emilen besinleri içeren (besinden zen-gin) kanı taşıyan portal ven’den gelir; (b)%30- 40’ı ise, oksijenden zengin kanı sağlayan he-patik arter’ den gelir. Portal alana gelen arter ve ven kanı, karaciğer lobülünün çevresinden merkeze doğru sinuzoidler boyunca akar. Sinuzoidlerde karışan bu kan, vena santralis ve daha sonra da hepatik venlerle vena kava inferiyora akar. Karaciğerin vücudun metabolik dengesini sağlamak için, çok büyük ve önemli işlevleri vardır. Karaciğer dokusu; (1)besinlerle alınan proteinler, karbonhidratlar, yağlar ve vitaminle-rin metabolize edilmesi (işlenmesi) ve depolanması, (2)plasma proteinlerin ve enzimlerin sen-tezi, (3)pek çok endogen atık ürünlerin ve ekzogen toksinlerin detoksifikasyonu ve bunların safra ile atılması gibi, pek çok fizyolojik fonksiyona sahiptir. Çoğu ilaç, karaciğer tarafından metabolize edilir. Anlaşılacağı gibi, karaciğer dokusu; metabolik, toksik, mikrobiyal ve dola-şım bozuklukları olmak üzere çeşitli etkilere açıktır. Bazı durumlarda hastalık, karaciğerin primer olayıdır. Bunun dışında karaciğeri sekonder olarak etkileyen kardiyak dekompansas-yon, diyabet ve ekstrahepatik infeksiyonlar gibi, çok sık görülen hastalıklar vardır. Karaciğer muazzam bir işlevsel kapasiteye sahiptir. hepsi olmasa da çoğu fulminant hepa-tik hastalıklar dışında rejenerasyon oluşur. Normal bir karaciğerin %60’ının cerrahi olarak çıkarılması durumunda minimal ve geçici bir karaciğer fonksiyon yetersizliği görülür. Karaci-ğer kitlesinin büyük bir bölümü 4- 6 hafta içinde rejenerasyonla yeniden oluşur. Masif hepa-tosellüler nekrozlu kişilerde, hepatik retikulin çatı harap edilmemişse, mükemmele yakın bir restorasyon oluşabilir. Kronik sağ ventriküler kalb yetmezliği, karaciğerde kronik pasif venöz konjesyona neden olur. Hepatik vendeki basıncın artmasına bağlı olarak intralobüler santral vendeki basınç da artar. Ortaya çıkan sinuzoidal dilatasyon ve konjesyon, santral ven çevresindeki hepatositlerde hipoksi ve iskemiye bağlı hasarlar ortaya çıkarır. Buna bağlı olarak bu karaciğer hücrelerinde dejenerasyon, yağlı değişme ve sonuçta nekroz meydana gelirken, buna tezat periferdeki he-patositler (portal alan çevresi) normal kalabilir. Hepatosellüler nekroz sonucu fibrozis meyda-na gelebilir. Karaciğerin temel yapısındaki bağ dokusu ağı haraplanmışsa, siroz ortaya çıkar. SİROZ Siroz, kronik karaciğer hastalıklarının irreversibl bir şeklidir ve “siroz” adı da bu hastalığı tanımlayan bir terimdir. Çeşitli kronik karaciğer hastalıklarının son döneminde ortaya çıkan bir sekeldir. Batı ülkelerinde ilk on içindeki ölüm nedenlerinden birisidir. Alttaki etiyolojiyi belirtmesinden başka, sirozun doyurucu bir sınıflaması yoktur. Sirozun etiyolojisinde pek çok etken rol oynar: (a)Aşırı alkol alımının bir sonucu olarak görülen sirozun diğer nedenleri ara-sında bazı ilaç ve kimyasal maddelerin uzun süreli alınması, (b)viral hepatitler, bilier obstrük-siyon (safra yolu hastalıkları), hemokromatozis (aşırı demir yüklenmesi), (c)kalb yetmezliğine bağlı, karaciğerde kronik pasif konjesyon (d)Wilson hastalığıx ve doğuştan olan bazı metabo-lik bozukluklar sayılabilir. Siroz gelişmesi için, uzun zaman periyodunda hücre ölümü, buna eşlik eden bir rejeneratif olay ve fibrozise gerek vardır. Başlıca üç patolojik mekanizma kombinasyonu, sirozu yaratır. (1)Karaciğer hücrelerinin progresif hücre incinmesine bağlı hepatosellüler (paranşimal) ölüm, (2)hepatosellüler hasara ve ölüme bağlı olarak ortaya çıkan rejenerasyon ve (3)buna eşlik eden kronik iltihabın stimüle ettiği progresif (ilerleyen) fibrozis bu hastalığı karekterize eden özelliklerdir. Rejenerasyon, hücre ölümünü kompanse etmek için, normalde verilen bir yanıt-tır. Normalde hepatositlerin proliferatif kapasitesi sirkülasyondaki büyüme faktörleri ile regü-le edilir. Hepatosit nekrozu sonucu açığa çıkan büyüme faktörleri hepatosit proliferasyonunu stimüle eder. Bu progresif olaylar sonucu karaciğerin normal lobüler yapısı ortadan kalkar. Fibrozis bu rejenere karaciğer dokusunu çevreleyerek sirozun karakteristik özelliği olan, değişik boylarda nodül yapılarının oluşmasına neden olur. Fibrozis, bir yara iyileşme reaksiyonudur. Zedelenme yalnızca paranşimi değil, destek bağ dokusunu da tuttuğu zaman skar oluşumuna neden olur. Normalde interstisyel kollagenler, portal alanlarda ve santral ven çevresinde ince bandlar şeklinde bulunurken, sirozda bu kolla-genler, lobülün tüm bölümlerini tutmuştur. Sirozda mikroskopik düzeyde karaciğerin normal arşitektürünün yerini, diffüz olarak kalın kollagen fibröz bandlarla separe edilmiş rejenere ka-raciğer hücre gruplarından oluşan nodüller yer almıştır. Karaciğerin normal yapısının değiş-mesi mikrosirkülasyonu bozar ve buna bağlı hastalığın klinik özellikleri ortaya çıkar. Çoğu sirozlu hastalardaki ölüm; (1)progresif karaciğer yetmezliği, (2)portal hipertansiyona bağlı komplikasyonlar ve (3)hepatosellüler karsinom gelişmesi sonucudur. Tüm siroz çeşitle-rinde hepatosellüler gelişme riski fazladır. Sirozların sınıflandırılmalarında bir konsensus yoktur. Yapılan morfolojik sınıflama ile sirozlar üçe ayrılmıştır: (1)Mikronodüler siroz (nodüllerin çapı 3 mm den daha küçüktür), (2)makronodüler siroz (nodül çapları 3 mm den büyüktür ve 2-3 cm ye ulaşabilir) ve (3)mikst olanda ise, mikro ve makro nodüller birarada bulunur. Etiyolojik nedenlere göre şu şekilde sınıflanabilir. Alkolik karaciğer hastalığı %60- 70; viral hepatitis %10; safra hastalıkları %5- 10; herediter hemokromatozis %5 vs. Siroz tiplerini; oluş biçimleri ve özelliklerine göre şu şekilde sıralayabiliriz. Alkolik (Beslenmeye Bağlı) Siroz: Alkolle ilgili olan ve çok sık görülen şekildir, Laennec siroz olarak da bilinir. Mikronodüler yapıdadır Postnekrotik (posthepatik) Siroz: Çoğunlukla viral etiyoloji (Hepatit B Virus ve Hepatit C Virus) etkendir. Makronodüler yapıdadır. Biliyer Siroz: 1)Primer biliyer siroz; otoimmun kökenli olduğu savunulur. 2)Sekonder biliyer siroz; uzun süreli ekstrahepatik safra kanalı obstrüksiyonu bunun nedenidir ve daha çok karşı-mıza çıkar. X Wilson Hastalığı: Bakır metabolizmasını otozomal resesif bir bozukluğudur. Bozukluklar karaciğer, böbrek ve beyinde anormal miktarlarda bakır birikimi meydana gelir. Hemokromatozis: (1)Herediter hemokromatozis; bağırsak mukozasında demir absorbsiyo-nunda (emiliminde) kalıtımsal bir defekt vardır; aşırı geri emilim görülür. (2)Sekonder hemo-kromatozis; aşırı demir yüklenmesi durumlarında sekonder olarak meydana gelir. Sirozda Klinik Özellikler: Fonksiyonel parankim kayıpları, sirozun başlıca şu klinik be-lirtilerini ortaya çıkarır. - Hepatosellüler hasar ve buna bağlı karaciğer yetmezliğiyle ilgili bulgular: a)Sarılık: Karaciğerin işlevlerinden birisi de safra üretimidir. Kandaki bilirubin (ankonjuge bilirubin) karaciğer hücrelerinde işlenir (konjuge edilir), safra yolları aracılığıyla barsağa dö-külür. Bu işlemin herhangi bir yerindeki aksama sonucu bilirubin kana karışırsa, sarılık (ikter) ortaya çıkar. Çoğunluğu karışık olmak üzere, konjuge ve ankonjuge bilirubin artımı söz konu-sudur. b)Hipoalbuminemi: Hepatosit hasarına bağlı albumin ve fibrinojen olmak üzere plasma protein sentezindeki azalma söz konusudur. c)Koagülasyon faktör eksiklikleri: Karaciğerde oluşan pıhtılaşma faktörlerinin sentezinde azalma ortaya çıkar. d)Hiperöstrinizm: Testikular atrofi, jinekomasti, palmar eritem (lokal vazodilatasyon) ve vücudun değişik kısımlarında, spider anjiomlar (örümcek şeklinde damarlanma). - Portal hipertansiyon: Portal akımla kan, batından vena kava inferiora döner. Portal kan akımındaki herhangi bir engelleme, portal venlerdeki hidrostatik basıncın artmasına neden olur. Üç farklı bölgedeki obstrüksiyona bağlı olarak ortaya çıkar. 1)Prehepatik: Portal vendeki tromboz nedeniyle oluşan obstrüksiyon, karaciğer içinde sinusoidlere dağılmadan öncedir. 2)İntrahepatik: Hepatik sinusoidlerdeki blokaj, bunun nedenidir. En önemli neden sirozdur, daha sonra yaygın karaciğer yağlanması gelir. 3)Posthepatik: Santral vendeki, hepatik vende-ki veya vena kavadaki blokaj nedendir. Bu, sağ kalb yetmezliği ve ağır perikardit gibi durum-larda karşımıza çıkar. Portal Hipertansiyona Bağlı Değişiklikler (Komplikasyonlar): Portal hipertansiyonun belli başlı bulguları; assit, venöz kollateraller (bazı bölgelerde venöz varisler), splenomegali (dalak büyümesi) ve bazen hepatik ansefalopatidir. - Assit (hidroperitoneum), hidrotoraks veya periferal ödem: Biriken kan geriye doğru ba-sınç yapar. Sirozdaki portal hipertansiyonun en önemli klinik sonuçlarından birisi, periton boşluğunda fazla sıvı birikimi (assit) oluşmasıdır: a)Portal vende hidrostatik basınç artımı, he-patik lenf sıvısı artımına neden olur. Bu sıvı peritona geçer. b)Hipoalbuminemiye bağlı olarak ortaya çıkan plasma onkotik (ödeme neden olan) basıncın düşmesi ve c)sodyum ve su tutulu-munun artması; Bu da hepatik hasara bağlı olarak aldosteronun karaciğerdeki yıkımının azal-ması (hiperaldosteronizm) ve renin- anjiyotensin sistem aktivasyonundaki artma, ödemi ve peritondaki sıvı birikimini açıklar. nedenidir. - Hepatik ansefalopati: Nöropsikiyatrik bir sendromdur. Karaciğer yetmezliklerinde ortaya çıkar. Normalde karaciğerde detoksifiye edilen amonyak ve nörotoksik maddelerin karaciğer-deki siroz gibi, bir defekt nedeniyle detoksifiye edilemeyen bu maddelerin doğrudan dolaşıma girmesi sonucu oluşur. Hafif konfüzyondan (bilinç kaybı) derin komaya kadar giden nörolojik belirtiler gösterir. Ölüm olağandır. x Etil alkol (etanol) - nontoksik Metil alkol (metanol) – toksik Alkolik Karaciğer Hastalığı Bu Karaciğer hastalığının başlıca nedeni, yoğun alkol (etanol)x alımıdır. Alkol alışkanlığı, ölüm nedenlerinin beşinci sırasında yer alır. Alkole bağlı siroz, ölümlerin önemli bir bölümü- nü oluşturur. Ölümlere neden olan diğer önemli bir neden ise, alkole bağlı otomobil kazaları sonucu meydana gelen ölümlerdir. Hastahanelerde yatan karaciğer hastalarının %20- 25 inde, alkol nedeniyle ortaya çıkan problemler vardır. Kronik alkol alımı birbiriyle bağlantılı üç farklı tipte karaciğer hastalıklarına neden olur. 1-Hepatik Steatoz (Yağlı Karaciğer): Hepatositler içinde önce küçük yağ damlacıkları biri-kir. Bunlar zamanla hücrenin içini tamamen doldurur, nüveyi kenara iter. Tamamen bir yağ hücresine döner. Bu değişme önce vena santralis çevresindedir, sonra perifere doğru yayılarak tüm lobülü tutar. Zamanla bu nekrotik parankimal hücreler yerini fibröz dokuya bırakır. Fib-rozis gelişmeden önce alkol alımı kesilirse, yağlı değişmeler gerileyebilir. 2- Alkolik Hepatitis: Hepatositler tek veya gruplar halinde şişer (balonlaşır) ve nekroza uğ-rar. Nekrotik ve dejenere hepatositlerin çevresinde polimorf nüveli lökositler birikir. Daha sonra lenfositler ve makrofajlar bölgeye gelir. Sonuçta belirgin bir fibrozis ortaya çıkar. 3- Siroz (Alkolik Siroz): Alkolik karaciğer hastalığının finali ve geri dönüşsüz şekli olan siroz, sinsidir ve yavaş gelişir. Karaciğerin makroskopik görünümü sarı- turuncu renktedir, yağlı ve büyümüştür, ağırlığı artmıştır. Oluşan fibröz septalar arasındaki parankimal hepato-sitlerin rejeneratif aktiviteleri, değişik büyüklükte nodüller oluşturur. İleri zamanlarda fibrozis geliştikçe karaciğer yağ kaybeder, progresif bir seyirle büzüşür, küçülür. Yağsız bir organ haline gelir. Organın ağırlığı düşmüştür ve sirozun karakteristiği olan değişik büyüklüklerde (mikro- makro) nodüller gelişir. PANKREAS : Pankreas, iki ayrı organın bir organda bulunma özelliğinde olan bir organımızdır. Yakla- şık %85-90 ekzokrin salgılıktır ve besinlerin sindirimi için, gerekli enzimleri salgılar. Geri kalan %10-15 endokrin salgılıktır ve insülin, glukagon ve diğer hormonları salgılayan Langer-hans adacıklarından oluşmuştur. Endokrin Pankreas : Endokrin pankreas Langerhans adacıkları adı verilen, bir milyon civarında mikroskopik hücre kümesinden oluşmuştur. Bu adacıklardaki hücrelerin tipleri, rutin hematoksilen- eosin boyası ile ayırt edilemez. Ancak bazı özel boyalarla elektron mik-roskobunda granüllerin şekillerinin görülmesiyle veya immunohistokimyasal yöntemle hücre tipi belirlenebilir.  (beta) hücreleri : Adacık hücre topluluğunun %70’ ini oluşturur. İnsülin hormonunu sentez eder ve salgılar. Hipoglisemik etkili hormondur.  (alfa) hücreleri : Adacık hücrelerinin %5- 20’sini temsil eder ve glukagon oluşturur. Kara-ciğerde glikojenolitik (glikojen parçalayan) etkinliği nedeniyle hiperglisemi oluşturur.  (delta) hücreleri: %5-10’luk bir bölümü oluşturur. İnsülin ve glukagon üretimini dengeleyen somatostatin hormonunu salgılar. PP (Pankreatik Polipeptit): %1-2 oranındadır ve yalnızca adacıklarda değil, pankreasın ekzo-krin bölümünden de salgılanır. Salgıladıkları polipeptidin, gastrik ve intestinal enzimlerin sal-gılanmasını uyarmak, intestinal hareketleri inhibe etmek gibi, etkileri bulunmaktadır. Adacık hücrelerinin önemli patolojik olaylarından birisi “Diyabetes Mellitus” dur. Diğeri “Adacık Hücre Tümörleri” dir. DİYABETES MELLİTUS Diyabet; insülinin yetersiz üretimi veya yetersiz işlevi nedeniyle ortaya çıkan hiperglisemi ile karakterize kronik, multisistemik bir hastalıktır. Karbonhidrat, yağ ve protein metaboliz-masını etkiler. Vücuttaki bütün hücrelerin glikoza (şeker molekülü- karbonhidrat) enerji kay-nağı olarak ihtiyacı vardır. Hücrelerin kandan şekeri alabilmeleri için, insülin hormonu şarttır. İnsülin, glikoz için regülatördür. Normalde kanda glikoz düzeyi yükselince insülin salgılanır. Tolere edilemeyen glikoz, hücre ölümlerine neden olur. Fazla glikoz, gerektiği zaman kan do-laşımına salınmak üzere, karaciğerde glikojen olarak depo edilir. İnsülin salgısının yokluğu (veya eksikliği) sonucu, glikozun kullanımında yetersizlikler meydana gelir. İnsülin salgısı duralarsa, kanda glikoz miktarı artar hiperglisemix durumu ortaya çıkar. Bu nedenle buna, halk arasında “şeker hastalığı” denir. Diyabetes mellitus hastalığında pankreasda yeteri kadar insülin üretilemiyordur veya vücut hücreleri bu insülinin etkisine karşı direnç geliştirmiştir. Her iki durumda da hücrelerin kan-dan glikozu almalarında problem vardır. Kan glikoz seviyesi yüksektir ve her ikisin de ortaya çıkan klinik sonuc aynıdır. Sınıflama ve Görülme Sıklığı Asıl özelliği hiperglisemi olan diyabetes mellitus, heterojen bir grup hastalıktır. Etyoloji-sine göre İki grup altında incelenir. Primer tip; en yaygın şeklidir (%95) ve insülin üretimin-deki veya işlevindeki bir defektten ortaya çıkar. Sekonder tip; infeksiyonlar (kronik pankrea-tit), herhangi bir nedenle pankreasın bir bölümünün cerrahi olarak çıkarılması, pankreas ada-cıklarının destrüksiyonuna neden olan bazı hastalıklar, aşırı demir yüklenmesi (hemokromato-zis), bazı genetik bozukluklar ve tümör gibi, pankreasın kendisini tutan lezyonlar yanısıra, in-sülinin antagonistleri olan hormonların hipersekresyonu söz konusudur. Akromegaliye neden olan aşırı büyüme hormonu (GH), Cushing sendromunda glukokortikoid artımı, feokromasito-mada (tümör) adrenalin artımı ve hipertiroidi gibi, bazı endokrin hastalıklar sonucu ortaya çı-kan diyabetes mellitusdur. Bu ikinci grup (sekonder tip) çok nadir görülür (%5). Diyabetes mellitusun en yaygın ve en önemli şekli, adacık hücresi insülin sinyali sisteminde primer bo-zukluğundan ortaya çıkanıdır. Bu primer diyabet; kalıtım özelliği, insüline verdiği yanıt ve köken olarak birbirinden farklı iki ana grupta (tip1 ve tip2) incelenir. Diyabetin iki ana tipinin farklı patogenetik mekanizmalara ve metabolik özelliklere sahip olmasına rağmen, kan da-marlarında, böbreklerde, gözlerde ve sinirlerde ortaya çıkan komplikasyonlar her iki tipte de mevcuttur. Bu hastalıktan meydana gelen ölümlerin en önemli nedenleridir. Patogenez : Önce insülin metobolizmasını kısaca gözden geçirelim. Normal İnsülin Fizyolojisi ve Glukoz Dengesi: Normal glikoz dengesi, birbiriyle ilişkili üç mekanizma ile sıkı bir şekilde denetlenir. Bunlar:(1)Karaciğerde glikoz üretimi, (2)glikozun çevre dokular tarafından (özellikle kas) alınması, kullanılması ve (3)insülin ve bunu den-geleyici karşıt hormonun (glukagon) salınımı. İnsülin salgılanması, glikoz üretimi ve kulanı-mını kan glikozun normal düzeyde kalacağı şekilde ayarlar. İnsülin pankreatik adacıkların beta hücre granüllerinde sentez edilir ve depolanır. Kan glikoz düzeyindeki yükselme, daha fazla insülin salımına neden olur. İnsülin sentezini ve salgılanmasını başlatan en önemli uya-ran glikozdur. İnsülin majör bir anabolik hormondur: İnsülinin en önemli metabolik etkisi, vü-cuttaki bazı hücre tiplerinde hücre içine glikoz girişini hızlandırmaktır. Bunlar myokordial hücreleri de içine alan çizgili kas, fibroblast ve yağ hücreleridir. Glikoz kas hücrelerinde gli-kojen olarak depolanır veya adenozin trifosfat (ATP) üretimi için oksitlenir. Glikoz yağ doku-sunda öncelikle lipid olarak depolanır. İnsülin, yağ hücrelerinde lipid üretimini (lipogenez) hızlandırırken diğer yandan da lipid parçalanmasını (lipoliz) inhibe eder. Aynı şekilde amino asid alımını ve protein sentezini hızlandırırken, diğer taraftan protein parçalanmasını durdu-rur. Böylelikle, insülinin etkileri anabolik olarak glikojen, lipid ve proteinin artan üretimi ve azalan parçalanması olarak özetlenebilir. x Yunanca; hiper- yüksek; glyk- şeker; emia- kan kelimelerinden köken alır. Açlık durumunda glikojen üretimi azaldığından (düşük insülin- yüksek glukagon durumu), karaciğerde glikoneojenezi (glikojen sentezi) ve glikojenolizi (yıkımı) arttırarak, hipoglisemi-yi önler. Bu nedenle açlık plasma glikoz düzeyi, karaciğerden salınan glikoz miktarı ile belir-lenir. İnsülin salınmasının başlıca tetikleyicisi, glikozun kendisidir. Salgılanan insülin, ilgili çevre dokularda insülin reseptörüne bağlanarak hücreiçi glikoz alımını tetikler. Böylelikle gli-koz dengesi kurulur. Tip1 Diyabetes Mellitus Patogenezi Tip1 Diyabet (İnsüline Bağımlı Diyabetes Mellitus): Tüm diyabet vakalarının %5-10 nu oluşturur. Çocuklukta gelişir, pubertede belirgin hale gelir ve şiddetlenir. Pankreasın insülin yapma özelliği kaybolmuştur. İnsülin sekresyonunda tam (veya tama yakın) yokluk söz konu-sudur. Hastaların hayatta kalmaları için, mutlak insüline gereksinim vardır. Bu nedenle “insü-lin bağımlı diyabet” olarak tanımlanır. Pankreas beta hücre antijenlerine karşı, T hücre lenfo-sitlerin oluşturduğu reaksiyon sonucu beta hücrelerinin destrüksiyona uğradığı otoimmun bir hastalıktır. Dışarıdan insülin alınmadığı takdirde diyabetik ketoasidoz ve koma gibi, ciddi metabolik komplikasyonlar gelişir. Beta hücre destrüksiyonuna iç- içe geçmiş pek çok meka-nizma katkıda bulunur: (1)Genetik eğilim, (2)otoimmünite ve (3)çevresel etkenler. Genetik Eğilim : Diyabetes mellitusun, ailesel özellik gösterdiği uzun zamandan beri bilin- mektedir. Genetik eğilimin kesin kalıtsal geçiş şekli tam olarak bilinmemektir. Tek yumurta ikizlerinin (eş ikizler) ikisinde birden görülme oranı yaklaşık %40’dır. Diyabetli ailelerde yaklaşık %6 sının çocuklarında bu hastalık gelişmektedir. Gerçi tip1 diyabet olgularının %80 inde ailevi bir hikaye yoktur. Otoimmünite : Tip1 diyabetin klinik başlangıcı ani olmasına rağmen, beta hücrelerine karşı olan kronik otoimmun atak, hastalığın başlamasından yıllar önce başlamıştır. Hastalığın klasik belirtileri olan hiperglisemi ve ketoz, beta hücrelerinin % 90 ından fazlası haraplandıktan son-ra, ortaya çıkar. Otoimmunitenin diyabet patogenezindeki rolü morfolojik, klinik ve deneysel birçok gözlemle desteklenmiştir: (1)Hastalığın erken dönemlerinde çoğu vakada adacıklarda hücre nekrozu ve lenfositten zengin iltihabi infiltrasyon (insülitis) gözlenir. (2)Diyabetli has-taların %80 inin kanlarında, beta hücre antijenlerine karşı oluşmuş antikorlar (otoantikor) gösterilmiştir. (3)T lenfositler beta hücre antijenlerine karşı reaksiyon gösterir ve hücre hasar-larına neden olur. (4)Sitokinler beta hücrelerini harplar. Çevresel Etkenler: Çevresel bozukluk beta hücrelere zarar vererek otoimmüniteyi tetikle-miş olabilir. Epidemiyolojik gözlemler, böyle bir tetiklemeyi virusların yaptığını düşündür-müştür. Tip2 Diyabetes Mellitus Patogenezi Tip2 Diyabet (İnsüline Bağımlı Olmayan Diyabetes Mellitus): Vakaların büyük bir çoğun-luğunu (%90) bu tip diyabet oluşturur. Hastalık olgun yaşlarda başlar ve daha çok 50-60 lı yaşlarda ortaya çıkar. Daha önceleri adult tipi diyabet olarak adlandırılırdı. Pankreas insülin üretir; fakat dokuların bu insülini kullanmasında problem vardır. Dokuların insüline karşı olan duyarlılığında azalma nedeniyle karbonhidrat, yağ ve protein metabolizmalarının bozukluğu ortaya çıkar. Dokuların insüline duyarlılığın azalmasına (azalmış duyarlılık) “insülin direnci (rezistansı)” denir. İnsülin direnci; glukoz alımında, metabolik işlevde veya depolanmasında, insülinin etkisine karşı bir direnç olarak tanımlanır. İnsülin direnci, tip2 diyabetli hastalarda görülen karakteristik bir özelliktir ve diyabetli bireylerde görülen obeslik, genel bir bulgudur. Tip2 diyabeti iki metabolik defekt karakterize eder. (1)Çevre doku hücrelerinde, insüline yanıt verme yeteneğinde azalma (insülin direnci) ve (2)bu insülin direnci ve hiperglisemiyi kom-panse etmek için, gerekli insülinin pankreas tarafından salgılanamaması. Bu patolojiye beta hücre disfonksiyonu adı verilir. Burada esas olay, insülin dirençidir. Tip2 diyabetli hastaların yaklaşık %80’i şişman kişilerdir. Patogenezde obesite söz konusu olduğundan, kişinin yaşam biçimi ve beslenme alışkanlıkları gibi, çevresel faktörlerin önemli bir rol oynadığı düşünülür. 27 Bir zamanlar adültlerin bir hastalığı olarak düşünülürdü. Şimdi obes çocuklarda da bu şeklin görülebildiği bilinmektedir. Obesite, insülin direnciyle ve böylelikle tip2 diyabetle, önemli bir ilişkiye sahiptir. Kilo verilmesi ve fizik ekzersiz, bu hastalarda glikoz tolerans bozukluğunu düzeltebilir. Tip2 diyabet çok daha fazla görülmesine karşın, patogenezi hakkında bilgi azdır. Otoim-mün mekanizmaya ait deliller yoktur. Bunun yerine göreceli olarak insülin yetmezliğiyle sonuçlanan, insülin direnci ve β hücre bozukluğu vardır. Hafifden tam’a kadar değişen bir in-sülin eksikliği söz konusudur ve tip1 diyabetten daha az şiddettedir. Tip2’de insülin yetmez-liğinin kesin sebebi bilinmemektedir. Tip1 diyabette olduğu gibi, beta hücrelerinde viral veya immün sistem kökenli zedelenmeyi gösterecek bir bulgu da yoktur. Genetik faktörler, Tip1 diyabete göre bu Tip2 de daha önemlidir. Tek yumurta ikizlerin ikisinde de birden görülme oranı %60-90 dır. Bu hastalığın görülme oranı tüm popülasyonda %5-7 iken, birinci derece akrabalarda hastalık gelişme riski %20-40 arasında değişmektedir. Diyabetes Mellitus Geç Komplikasyonlar ve Patogenezi İnsülin hormonunun bulunması ve bunun tedavide kullanıma başlanmasından sonra, hasta-ların ömrü uzamıştır; fakat bu hastalık tedavi edilememiştir Diyabet hastalığında, geç kompli-kasyonlar olarak adlandırılan hastalığın başlangıcından 10- 15 yıl sonra ortaya çıkan lezyonlar çok önemlidir. Hastalar arasında bu komplikasyonların çıkış zamanı, şiddeti ve tutulan organ-lar yönünden bariz farklar vardır. Pankreasda patolojik bulgular çok çeşitlidir ve mutlak dra-matik değildir. Komplikasyonların hemen tamamı damar lezyonlarına bağlıdır. Bugünün diya-betle ilişkili en önemli komplikasyonları; küçük damarların bazal membranlarında kalınlaşma (mikroanjiyopati), arterlerde (ateroskleroz), böbreklerde (diyabetik nefropati), retinada (reti-nopati), sinirlerde (nöropati) ve klinik olarak bütün bu organlarda disfonksiyonlar görülür. Yapılan gözlem ve çalışmalar, ortaya çıkan bu komplikasyonların doğrudan hiperglisemiye bağlı olduğunu düşündürmektedir. Buna ilaveten, diyabette hipertansiyonun varoluşu, atero-sklerozisi hızlandırır. En çok konuşulan bulgu, nondiyabetik donörlerden (verici) diyabetik hastalara yapılan böbrek transplantlarında 3- 5 yıl sonra, bu böbrekte diyabetik nefropatinin gelişmesidir. Buna tezat oluşturacak şekilde diyapatik nefropatili böbreklerin normal alıcılara transplante edildiği zaman, bu böbreklerde düzelmeler olduğu bilinir. Diyabette hayatı tehdit eden esas olay ateroskleroz ve mikroanjiyopati gibi, generalize vasküler hastalıktır. Ateroskleroz, diyabetin klinik seyrini hızlandırır; kalb, beyin ve böbrekde iskemik lezyonlar gelişir. Myokard infarktüsü, serebral infarktüs, renal yetmezlik ve alt eks- tremite gangrenleri diyabetlerde sık görülen lezyonlardır. Diyabetin patognomanik (tanı koy- durucu) ağız lezyonları (spesifik ağız yumuşak doku ve dental lezyonları ) yoktur. Diyabette Pankreas Değişiklikleri: Langerhans adacıklarında diyabetin etyolojisini ve pato-genezini açıklayacak spesifik bir patolojik lezyon gösterilememiştir. Pankreas lezyonları sabit ve patognomanik değildir. Tip1 deki değişiklikler, tip2 ye göre daha belirgindir. Gerçi diyabe-te eşlik eden, bazı morfolojik değişiklikler vardır. Adacıklar sayıca azalmıştır, buralarda fibro-zis ve lenfosit infiltrasyonu (insülitis) ve amiloid birikimi görülebilir. Amiloid birikimi za-manla hücrelerin atrofisine neden olabilir. Ayrıca beta hücrelerinde granül kayıpları dikkati çeker. Diyabetik Göz Komplikasyonları: Diyabetik retinopati olarak adlandırılan göz lezyonları, katarakt veya glakom (göz tansiyonu) gelişmesine bağlı olarak, görme bozuklukları ve körlü- ğe kadar gidebilen ağır lezyonlar gelişir. Retinada, düzensiz damar duvarı kalınlaşmaları ve mikroanevrizmalar sonucu lezyonlar ortaya çıkar. Diyabetik Nöropati: Geç komplikasyonlar olarak periferal sinirler, beyin ve omurilik hasar görebilir. Refleks bozuklukları, duyu kusurları, gelip- geçici ekstremite ağrılarına neden olur. Schwann hücre hasarı, myelin dejenerasyonu ve akson hasarı ile karakterlidir. Bu hücrelerde- ki hasarın primer hasar olduğu düşünülmektedir. Buna, intrasellüler hipergliseminin yol açtığına inanılır. Hem bu intrasellüler hiperglisemi ve hem de mikroanjiopati sonucu gelişen iske- minin beraberce nöropatiye neden olduğuna inanılır. Pelvik organların innervasyonu bozula- rak; seksüel impotans (ereksiyon problemi), mesane ve barsak disfonksiyonu ortaya çıkabilir. Diyabetik Böbrek Değişiklikleri (Diyabetik Nefropati): En ağır lezyon gösteren organlar-dan birisi böbrektir. Myokard infaktüsünden sonra görülen en sık ölüm nedenidir. Ölüm çoğu kez, mikroanjiopati sonucu gelişen böbrek yetersizliğine bağlıdır. Vasküler Sistem: Diyabet vasküler sisteme ağır zararlar verir. Her çaptaki damarlar (aort ve küçük damarlar) etkilenir. Koroner arterlerin aterosklerozu nedeniyle ortaya çıkan myo- kard enfarktüsü, diyabetiklerde görülen en sık ölüm nedenidir. Diyabette ateroskleroz daha erken yaşta ortaya çıkar ve daha ağır seyreder. Ateroskleroz oluşmasına yatkınlık, birden fazla faktöre bağlıdır. Hiperlipidemi ve trombositlerin yapışma özelliğinin artması, şişmanlık ve hipertansiyon gibi, aterosklerozda rol oynayan diğer risk faktörleri de vardır. Damarlarda ülserasyon, kalsifikasyon, ve trombüs gelişimi sıktır. Damarların daralmasına bağlı olarak myokard infarktüsü gibi klinik bulgular ortaya çıkar. Yırtılma riski olan anevrizmalar gelişir. Diyabetlilerde normalden 100 kat fazla olan, alt ekstremite gangrenleri gelişir. Diyabette Klinik Özellikler Tip1 diyabet, çoğu hastada 35 yaşın altında poliüri (çok idrara çıkma), polidipsi (çok su içme), polifaji (iştah artışı) ve ciddi olgularda ketoasidozis ile kendini göstererek başlar. Bun-ların tümü metabolik bozukluklardan meydana gelir; çünki insülin vücuttaki başlıca anabolik hormon olduğundan, İnsülin salgılanmasındaki bir yetersizlik, yalnızca glikoz metabolizma-sını etkilemez, yağ ve protein metabolizmasını da etkiler. İnsülin eksikliğinde, glikozun kas ve yağ dokusu tarafından emiliminde, bariz azalma (veya yokluğu) söz konusudur. Karaciğer ve kasdaki glikojen depoları azaldığı gibi, glikojenoliz nedeniyle yedek depolar da tükenir. Şiddetli bir açlık hiperglisemisi izler. Tip1 de iştah artmasına rağmen katabolik etkinin baskın olması, kilo kaybı ve kas zayıflığı ile sonuçlanır. Polifaji ve kilo kaybının beraberliği bir tezat oluşturur. Böyle kişilerde her zaman bir diyabet şüphesi akla gelmelidir. Kandaki glikoz seviyesi artarsa, glomerüllere fazla glikoz gider, “glikozüri” (idrarda şeke-rin çıkması) başlar. Glikozüri osmotik diürezi başlatır, poliüriye neden olur. Yoğun bir su ve elektrolit (Na+, K+, Mg++, PO4-) kaybı ortaya çıkar. Sonuç olarak dolaşımda sodyum, potas-yum kayıpları ve kandaki glukoz seviyesinin artmasına bağlı olarak ortaya çıkan serum os-molaritesindeki artma (hiperosmolarite) ile kombine renal su kaybı, hücreler içi ve hücreler arası su kaybına neden olarak beyinde susuzluk merkezi uyarılarak su içme isteği doğar (polidipsi). İnsülin eksikliğinde metabolik dengenin bozulması ve ayrıca yağ katabolizması (yıkımı) aşırı artması, serbest yağ asidi düzeyini yükseltir. Bu serbest yağ asitleri, karaci-ğerde oksitlenerek keton cisimleri meydana gelir. İdrarla keton atılımı azalırsa, ketoasidoz oluşur. Tip2 diyabetes mellitus, poliüri ve polidipsi gösterebilir; fakat tip1 den farklı olarak hasta-lar genellikle 40 yaş üzeridir ve şişmandır. KALSİYUM METABOLİZMASI VE BOZUKLUKLARI Kalsiyum ve fosfat (PO4)x metabolizması, birbirleriyle çok yakın bir ilişki içindedir. Hem kalsiyum hem de fosfat dengesinin düzenlenmesinde, büyük ölçüde dolaşımdaki paratiroid hormonu (PTH), vitamin D ve bunlar kadar olmasa da kalsitonin hormonunun etkileri vardır. Kalsiyum; kemik ve dişlerin şekillenmesi, kasların kasılması, kanın pıhtılaşması, sinir uyarıla- rının iletisi ve hormon salınması gibi, pekçok fizyolojik olayda anahtar rol oynar. Bu nedenle kalsiyum dengesinin korunması kritik önem taşır. Vücuttaki kalsiyum depoları (iskelet siste- mi) ve plazma kalsiyum konsantrasyonunun korunması; besinlerle kalsiyum alımına, gastroin- testinal kanaldan kalsiyum emilimine ve böbreklerden kalsiyum atılımına bağlıdır. Dengeli bir beslenmeyle günde yaklaşık 1000 mg kalsiyum alınır. Bu da sütün 1 litresindeki miktara eşit- tir. Kalsiyumun esas atılımı dışkı ve idrar ile olmaktadır. Bunun yanısıra, barsaktan geri emi- lim de olmaktadır. D vitamini, kalsiyumun barsaklardan emilimini arttırır. Böbreklerde aktif vitamin D sentezixx arttırılarak, barsaktan kalsiyum emilimi arttırılır. Böbreklerde bir hasar mevcutsa, D vitamini etkisinin büyük bir bölümünü kaybeder ve barsak emilimi de azalır. Paratiroid hormonu; kalsiyum ve fosfat’ın barsaklardan reabsorbsiyonunu, böbreklerden atılmalarını ve ekstrasellüler sıvı ile kemikler arasındaki değişimleri düzenleyen bir hormon- dur. Paratiroid salgılığı (bezi) aktivitesinin artması, kemikten kalsiyum tuzlarının hızla rezorb- siyonuna yol açarak, ekstrasellüler sıvıda hiperkalsemi oluşturur. Bunu osteoklast aktivasyonu ile kemik rezorbsiyonu yani kalsiyumun mobilizasyonu arttırarak yapar. Bunun aksine, parati- roid salgılıklarının hipofonksiyonu, hipokalsemiye neden olur. D vitamini, kemik rezobsiyonu (yıkımı) ve kemik depolanması (yapımı) yani remodelas-yon üzerinde önemli etkilere sahiptir. Aşırı miktarda vitamin D fazlalığında, kemiklerde re- zorbsiyon oluşur. D vitamini eksikliğinde, paratiroid hormonunun kemik rezorbsiyonu üzerine olan etkisi büyük ölçüde azalır. Hipokalseminin Başlıca Nedenleri: 1-Hipoparatiroidizm: Paratiroid hormonunun eksikliği veya yokluğu nedeniyle, hipopara- tiroidizm ortaya çıkar. Başlıca özellikleri hipokalsemi ve hiperfosfatemidir. Özellikle tiroidek- tomi sırasında paratiroid salgılıklarının kaza sonucu çıkarılması veya hasar görmesiyle hipo-paratiroidizm meydana gelir. PTH yeterince salgılanamayınca kemiklerde osteolitik rezorb- siyon azalır. Vücut sıvılarında da kalsiyum düzeyi düşer. Kemiklerden kalsiyum ve fosfat re- sorbsiyonu olmadığı için, kemikler dayanıklılığını kaybetmez. Kronik hipokalsemide deride kuruma ve pullanma, tırnaklarda çatlama ve kırılma ile saç-larda sertleşme görülebilir. Kalsiyum konsantrasyonu ileri derecede azaldığında, tetani belirti- leri ortaya çıkar. Özellikle larenks kasları tetanik spazma duyarlıdır ve bu kasların spazmı, solunumu engeller. Gerekli tedavi uygulanmazsa, ölüme yol açabilir. 2-Vitamin D Eksikliği: Besinlerle yeterince D vitamini alınamaması (malnutrisyon) yanı- sıra, hepatobilier hastalık (karaciğer hastalıkları vitamin A, D ve K nın sentezini düşürür), barsaklardaki emilim bozuklukları (intestinal malabsorpsiyon), renal hastalıklar, belli bazı ilaçların alımı ve derinin güneş ışığını yeterince alamaması (İngilteredeki Müslüman kadınlar) gibi durumlar, vitamin D eksikliğinin önemli nedenleridir. Vitamin D, güneş ışını aracılığıyla deride sentez edilir; eksikliği hipokalsemiye neden olur. Eksikliğine bağlı olarak, çocuklarda raşitizm ortaya çıkar. Erişkinlerde diyete bağlı D vitamini veya kalsiyum yetersizliği oldukça seyrektir; çünki kemik büyümesi çocuklardaki gibi, çok miktarda kalsiyum gerektirmez. x Fosfor, insan vücudunda en çok bulunan elementlerden biridir. Vücuttaki fosforun çoğu oksijen ile beraber, fosfat (PO4) şeklinde bileşik halinde bulunur. Vücuttaki fosfat’ın yaklaşık % 85 i kemiktedir ve burada hidroksi-apatit kristalinin önemli bir bileşenini oluşturur2. xx Böbreklerde 1-α hidroksilaz enzimi tarafından vitamin D’nin en aktif formu olan 1, 25-dihidroksikolekalsife- rol’e [1,25(OH2) D3] çevrilir. Bu madde [vitamin D3 (kolekalsiferol)] barsaklardan kalsiyum emilimini arttırır. Önemli miktardaki vitamin D eksikliklerinde, erişkinlerde osteomalasi’ye yol açar. Bu, nor- mal gelişimini yapmış kemiklerdeki eksik mineralizasyonu yansıtır. Raşitizm’de ise yetersiz mineralizasyon çocuklarda gelişmekte olan kemikleri tutar. 3- Böbrek Yetersizliği: Böbreklerde vitamin D, aktif şekli olan dihidroksikolekalsiferol’a çevrilir. Böbrek hücrelerinin direkt hasar görmesinden dolayı; (1) aktif vitamin D oluşumu- nun azalması ve ayrıca (2) lezyonlu böbreklerde meydana gelen anormal kalsiyum kayıpları, hipokalsemiye neden olur. Fosfat’ın böbreklerden atılımının azalmasına bağlı olarak gelişen hiperfosfatemi de, tam anlaşılamamış bazı mekanizmalar yoluyla hipokalsemiye neden ol-maktadır. Hiperkalseminin Başlıca Nedenleri: Hiperkalsemi, kemik rezorbsiyonunun aşırı olma-sından kaynaklanır. Nedenleri şöyle sıralanabilir. 1- Primer Hiperparatiroidizm: Popülasyonda en sık rastlanılan hiperkalsemi nedenidir. Paratiroid salgılığındaki (bezi) bir bozukluk nedeniyle aşırı miktarda hormon salgılanması so-nucu meydana gelir. Nedeni paratiroid salgılıklarındaki bir hiperplazi veya tümördür. Bu tü-mör benign (adenoma) veya malign (karsinoma) olabilir. Eksesif paratiroid hormonu yapımın-da (hiperparatiroidizm) kemiklerde osteoklastik aktivite ileri derecede artmıştır, kemiklerden kalsiyumun açığa çıkmasına neden olur. Bu durum dolaşımda kalsiyum konsantrasyonunu arttırır, serum kalsiyum seviyesi yükselir. Osteoklastik aktivasyon (rezorbsiyon), osteoblastik depolanmadan çok fazla olduğu için, kemik yıkımı fazladır. Bu tür hastalarda patolojik kırık-lara çok rastlanır. Osteoklastların yaptığı lakunar rezorbsiyon, kemiklerde defektlere neden olacaktır ve kistik kaviteler şeklinde belirecektir. Bu bulgular da, hormon fazlalığının radyolo-jik ve histopatolojik göstergesidir. Paratiroid hormonunun kronik artımı, tüm iskelet sistemin-de herhangi bir kemiği tutabildiği gibi, çene kemiklerini de tutabilir. Bu hastaların kemikle-rinin radyolojik incelemelerinde, aşırı dekalsifikasyon kemik yıkımı nedeniyle multipl kistik alanlar görülür. Bu kistik alanlarda fibröz doku ve osteoklast tipi dev hücreler yoğun bir şekil-de bulunur. Bu histolojik özellik, çene kemiklerinin özel bir lezyonu olan, santral dev hücreli granulomanın benzeridir. Hiperparatiroidizme bağlı bu tür kistik kemik hastalığına, “osteitis fibroza kistika” adı verilir. Bu lezyon bazen kitleler oluşturarak tümörlerle karışabilir. Bu nedenle bu lezyonlar, “hiperparatiroidizmin brown (kahverengi) tümörü” olarak da bilinir. Osteoblastlar aktive olduğu zaman, bol miktarda alkalen fosfat salgılar. Bu nedenle, önemli tanı bulgusu plasma alkalen fosfat düzeyinde artıştır. Bu hastalar böbrek taşı oluşumuna aşırı yatkın olurlar. Bunun nedeni hiperparatiroidizmde barsakdan absorbe edilen ve kemikten mo-bilize olan kalsiyum ve fosfatın, böbrekler tarafından atılması sırasında idrardaki konsantras-yonlarının çok artmasıdır. Sonuçta, kalsiyum fosfat kristalleri böbreklerde çökmeye başlar ve böylece kalsiyum fosfat taşları oluşur. 2- Sekonder Hiperparatiroidizm: Sekonder hiperparatiroidizmde paratiroid hormon artı- şı, paratiroid salgılığındaki primer bir bozukluk yerine, önceden var olan hipokalseminin kompansasyonu sonucu ortaya çıkar. Böbrek yetersizliği en önemli nedendir. Barsakda mal- absorbsiyon sendromu gibi olaylarda, vitamin D eksikliği ve yetersiz kalsiyum alımları, hipo- kalseminin nedenleri olabilir. Kronik hipokalsemi sonucu, paratiroid salgılanmasında bir artış belirir. Buna “sekonder hiperparatiroidizm” denir. 3- Vitamin D fazlalığı: Aşırı vitamin D’nin alımı, vitamin D’nin toksik etkisini ortaya çı-karabilir. D vitaminin fazlalığı, çocuklarda gelişim geriliğine neden olabilir; adültlerde hiper-kalsiüri, nefrokalsinozis ve böbrek taşına neden olur. Vitamin D fazlalığı; kalsiyumun bar-saklardan emilimini arttırdığı gibi, normalin üstünde kemik rezorbsiyonuna (yıkımına) neden olarak kan kalsiyum seviyesini yükselterek, hiperkalsemiye neden olur. 4- Destrüktif Kemik Tümörleri: Destrüktif kemik lezyonlarına neden olan multipl mye- loma veya metastatik kemik tümörlerini sayabiliriz. Multipl myeloma, skuamoz hücreli karsi- noma, böbrek karsinomu, meme- over kanseri hiperkalsemiye neden olur. 5- Süt- Alkali Sendromu: Genellikle peptik ülser tedavisi sırasında uzun müddet ve aşırı miktarda antiasit olarak, kalsiyum (kalsiyum karbonat) ve emilebilir alkali alınması sonucu, hiperkalsemi ortaya çıkar. Bu olaya “süt- alkali sendromu” denir. Gerçi bu sendrom, büyük miktarlarda süt alan hastalarda da tanımlandı. Bu sendrom hiperkalsemi, hiperkalsüri, metabo- lik alkaloz (plasma bikarbonat düzeyinin artması), nefrokalsinozis ve böbrek yetmezliğine neden olabilir. 6- Hipertiroidizm 7- Sarkoidozis: Akciğerleri tutan kronik granulomatöz bir iltihaptır. PATOLOJIK KALSİFİKASYON Kalsiyum tuzlarının kemik ve dişlerden başka dokularda birikmesine, patolojik kalsifikas- yon denir. Normalde kalsifikasyon yalnızca kemik ve dişlerde oluşur. Bunların dışında oluş- ması, heterotopik kalsifikasyon olarak yorumlanır. Heterotopik kalsifikasyon iki farklı tipte tanımlanır. 1)Distrofik Kalsifikasyon: Serum kalsiyum ve fosfor seviyesinin normal olması- na ve kalsiyum metabolizmasında bir bozukluk olmamasına rağmen görülür. Kalsiyum tuzları ölü ve dejenere hücre ve dokularda (tüberküloz nekrozu) birikir. Ayrıca atherosklerozisde aterom plaklarında ve hasarlı kalb kapakcıklarında oluşur. 2)Metastatik Kalsifikasyon: Kalsiyum metabolizmasında bir bozukluk söz konusudur. Hiperkalsemi olan her durumda, normal ve canlı dokularda kalsifikasyonun oluşması görülür. Hatta hiperkalsemi, distrofik kalsifikasyonu da arttırır. Metastatik kalsifikasyonda özellikle bazı dokulara nedeni bilinme- yen bir meyil vardır. Böbrek tübulusları, akciğer alveolleri, mide mukozası ve kan damarları- nın mediası sıkça etkilenen organlardır. Bu organlarda yetmezlikler nedenidir. Metastatik kalsifikasyona neden olan hiperkalseminin nedenlerini daha önce de değindi- ğimiz gibi, şu şekilde sıralayabiliriz; (1)aşırı paratiroid hormonu salgısına neden olan, parati-roid tümörleri ve primer hiperparatiroidizm gibi, endokrin bozukluklar, (2)kemik yıkımını arttıran multipl myeloma, metastatik kanserler ve lösemi gibi tümörler ve (3)vitamin D fazla-lığı (intoksikasyonu) ve süt- alkali sendromu ile sarkoidozdur. Hatta hiperkalsemi, (4)ileri saf-hadaki böbrek yetmezliğinde ortaya çıkan sekonder hiperparatiroidizm’e bağlı olarak da geli-şebilir. Histolojik olarak kalsifikasyon intrasellüler, ekstrasellüler veya her iki lokalizasyonda da depolanabilir. Bu birikim bazofilik, amorfös (şekilsiz) granüler görünümdedir. Kalsifikasyon odağında zaman içinde, kemik gelişebilir, buna “heterotopik kemik” denir. KEMİK HASTALIKLARIİnsan iskeleti kompleks bir sistemdir. Yapısal olarak destek oluşturmaya iyi ayarlanmıştır. İskelet kasının aktivitesini harekete dönüştürür ve hassas iç organlar için, koruyucu bir çevre oluşturur. Ayrıca vücudun kan oluşturan (hematopoetik) elemanları için, iskeletten bir yapı oluşturur ve kalsiyum ile diğer birçok hayati minerallerin ana deposu olarak görev yapar. Pek çok beslenme bozukluğu ile endokrin bozukluklar, iskelet sistemini etkiler. Beslenme bozuk-luklarının neden olduğu kemik hastalıkları; C vitamini eksikliklerinde, skorbüt ve D vitamini eksikliklerinde, raşitizm ile osteomalazi görülen hastalıklardır. Mineralizasyon kaybıyla ka-rakterli bir grup hastalık vardır. Bunlar “osteopenik hastalıklar” adı altında incelenir. Osteo-peni (kemik kaybı), radyolojik olarak mineralize kemik kitlesindeki kayba verilen genel bir terimdir. Bu kolaylaştırıcı bir kavram olup, bunlardaki radyolojik görüntüler, belirli bir patolojiyi işaret etmez. (1)Osteoporoz en sık görülen bir osteopenidir. (2)Osteomalazi ileri yaşlarda, (3)raşitizm çocuklarda görülen kemik matriksindeki mineralizasyon kaybını anla-tır. (4)Osteitis fibroza kistika, hiperparatiroidizmde görülen, kemik kayıpları gösteren bir lezyondur. Osteoklastik kemik rezorbsiyonunda artım vardır. Ortaya çıkmış olan kaviteleri dolduran fibröz doku proliferasyonları görülebilir. Fibröz dokunun tam doldurmadığı kavite-ler, kistik kaviteler olarak tanımlanır. Bazı (5)malign kemik lezyonlu osteopenik hastalarda kemiklerinde bir azalma görülür. Bu artan osteoklastik aktivitenin delilleri olmasına rağmen,bir kısmında anormal osteoklastik aktivite yoktur. Tümör hücrelerinin kendileri kemik rezorb-siyonundan sorumludur. Osteoporoz: Osteoporoz, kemik kitlesinin azalmasıyla mikro- yapı bozulmasına bağlı ola-rak ortaya çıkan kemik inceliği ve zayıflığına bağlı olarak kırık olasılığının arttığı bir kemik hastalığıdır. Burada hem kemik yapımı azalmıştır, hem de kemik yıkımı artmıştır. Kemik in-celiği lokalize olabildiği gibi, tüm iskelet sistemini de tutabilir. Osteoporoz terimi nitelendiril-meden kullanılırsa, primer senil ve postmenopozal şekli anlaşılır. Senil osteoporoz, yaşlılarda ve heriki cinsde şiddeti artarak görülür. Postmenopozal osteoporoz, menopoz sonrası kadın-larda görülür. Yaşlı kadınlardaki femur başı kırığın başlıca komplikasyondur. Primer osteopo-rozis ileri derecede yaygın olarak görülür. Osteoporozisle ilgili kırıklara bağlı ortaya çıkan morbidite ve mortalite analiz edilirse, yıllık maaliyetin çok yüksek olduğu görülür. Patogenezis: Erişkinlerde kemik oluşumu ve rezorbsiyonu arasında dinamik bir denge var-dır. Bu dengenin osteoklastların kemik yıkım tarafına kaydığında olay osteoporoz ile sonuçla-nır. Bu dengesizliğin oluşumu bir sırdır. Gerçi kemik gelişimi ve yeniden modelizasyon (yı-kım- yapım) kontrol mekanizmalarında heyecan verici önemli kavramlar vardır. Bunların merkezinde, tümör nekroz faktörü (TNF) ailesine ait yeni bir molekülün, keşfi vardır. Nükle-er Faktör kB nin Reseptör Aktivatörü (RANK) olarak adlandırılan bu molekülün, osteo-klast fonksiyonunu (işlevini) etkilediği anlaşılmıştır. Bunu, kemik stromal hücreler ile osteo-blastların sentezlediği ve hücrenin membranına yerleşik olduğu bugün artık bilinmektedir. Bu liganların reseptörü, makrofajlarda bulunmaktadır. RANK- sunan (tanıtan) hücreler bu makro-fajlar (böylelikle osteoklastlar) dır. Makrofajların osteoklastlara dönüşebilmeleri için, stromal hücreler veya osteoblastlarda bulunan bu RANK ligandının, makrofajlardaki RANK reseptö-rüne bağlanması gereklidir. Aynı zamanda osteoblastlar ve stromal hücreler, makrofaj koloni stimüle eden faktör (M- CSF) olarak adlandırılan bir sitokin üretir. Bu uyaran faktör, makro-faj yüzeyinde bulunan farklı bir reseptöre bağlanır. RANK ligandı ve makrofaj koloni –stimü-le eden (uyaran) faktör beraberce etki ederek makrofajları, kemik- yiyen osteoklastlara dönüş-türür. Bunun dışında stromal hücreler/osteoblastlar tarafından salgılanan ve osteoprotegerin (OPG) olarak adlandırılan molekül, tuzağa düşürücü “yem reseptör” dür. RANK ligandını kaplayarak, bunun makrofajdaki RANK reseptörüne bağlanmasını önler ve böylece yeni osteoklastların oluşumu ve kemik yıkımı kesintiye uğramış olur. Öyle görülüyor ki, osteoporoz tek bir hastalık olmaktan çok, total kemik kitlesinin ve yo-ğunluğunun azalması gibi, benzer morfolojik görüntüyü veren hastalıklar grubudur. Normal durumlarda bebeklik ve çocukluktan itibaren, kemik kitlesi devamlı artar, genç adült yaşların- da zirveye çıkar. Bunu büyük ölçülerde genetik faktörler belirler. Gerçi fiziksel aktivite, diyet ve hormonal durumlar gibi, eksternal (dış) faktörlerin de büyük rolü vardır. Yaş Faktörü: Kemik dansitesindeki (yoğunluğu) yaşa bağlı değişiklikler, her bireyde görü- lebilir. Kemik dinamik bir dokudur ve yaşam boyu devamlı bir yıkım- yapım şeklinde devam eder. Bu remodelizasyon (yıkım- yapım), kemik rezorbsiyonu ve yeni kemik yapımı değişik- likleriyle karakterizedir. Maksimum kemik yoğunluğuna yaşamın üçüncü on yılında ulaşılır. Bundan sonra dansite giderek azalır. En büyük kayıplar, yoğun süngersi (trabeküler) kemikle- rin olduğu omurga ve femur boynunda ortaya çıkar. Bu nedenle osteoporozlu kişilerde kırıklar bu bölgelerde çok sık görülür. Yaşlı hanımlarda kalça kırıkları kayda değer sayılardadır. Bu tür kırıklardaki tedavide, yaşlı insanların uzun periyodlarda hareketsiz yatmaları gerektiğin- den, hareketsizliğe bağlı olarak pnömoni, akciğer ödemi ve pulmoner tromboembolizm gibi, komplikasyonlar çok sık görülür ve başlıca ölüm nedenidir. Mekanik Faktör: Özellikle beden ağırlığının taşınması normal yeni kemik yapımında önemli bir stimulusdur. Azalmış bir fiziksel aktivitenin, hızlanmış kemik kayıplarıyla yakın ilişkisi vardır. Bunun kötü örnekleri felçli veya hareketten yoksun ekstremiteler örnek verilir. Sıfır yerçekiminde bir müddet kalmış olan astronotlarda da kemik yoğunluğunda kayıplara rastlanır. Pekçok yaşlı insandaki yaşam biçimi, hiç şüphesiz osteoporozun ilerlemesinde kat-kısı olabilir. Diyet Faktörü: Osteoporozun oluşması, korunması ve tedavisinde, kalsiyum ve vitamin D nin alımını da içeren diyetin rolü, halen daha tam anlaşılamamıştır. Raşitizm ve Osteomalazi Raşitizm ve Osteomalazi, her ikisi de vitamin D eksikliğinin birer örneğidir. Başlıca deği- şiklik kemiğin mineralizasyonundaki eksikliktir ve buna bağlı olarak nonmineralize osteoid kitlesindeki artım ortaya çıkar. Kısaca, osteoid matriks kalsifikasyonundaki defekttir. Osteo- malazideki bu özellik, total kemik kitlesindeki azalmaya rağmen, kalan kemik kitlesinde mineralizasyonu normal olan, osteoporozise çelişki oluşturur. Osteoporozisde kemik kaybı vardır, mineralizasyon kaybı yoktur. Raşitizmde mineralizasyon defekti, çocuklarda gelişmekte olan kemiklerde ortaya çıkar. Osteomalazide ise, tamamen normal gelişimini tamamlamış kemikteki bozuk mineralizasyon tarif edilir. PROF. DR. Taha ÜNAL EGE ÜNİVERSİTESİ DİŞHEKİMLİĞİ FAKÜLTESİ 2011 ORJİNAL KAYNAK: dent.ege.edu.tr/dosyalar/kaynak/301_patoloji/11.pdf   documents/11.pdf

http://www.biyologlar.com/hucre-zedelenmesinin-nedenleri-ve-zedelenmeye-karsi-hucrenin-verdigi-uyum-yanitlari-nelerdir-hasara-ugrayan-dokunun-onarilmasi-nasil-gerceklesir

Mesane kanserinin tedavisinde Türk doktorların önemli <b class=red>keşfi</b>

Mesane kanserinin tedavisinde Türk doktorların önemli keşfi

Mesane kanserinin cerrahi tedavisi konusunda Üroonkoloji Derneği tarafından yapılan ve uluslararası tıp dergisi British Journal of Urology International’da ‘ayın makalesi’ başlığıyla yayınlanan araştırmaya göre, mesane kanserinin cerrahi yöntemle tedavisinde iki ameliyat arasındaki sürenin 6 haftadan az olması durumunda mesane kanserinin tekrarlama riskini %27 azaltıyor. Çalışma ile ilgili bir açıklama yapan Üroonkoloji Derneği Başkanı Prof. Dr. Sümer Baltacı, “Tümörün, mesanenin kas tabakasına inmemesi halinde yapılacak ikinci ameliyata kadar geçen süre hayati öneme sahiptir. Türk bilim insanları dünyada ilk kez iki ameliyat arasındaki sürenin ne kadar olması gerektiğine ilişkin araştırmaya imza attı. Sonuçların uluslararası dergiye kapak oldu” dedi.Türk bilim insanlarınca yapılan araştırma, yüksek risk taşıyan ve kas dokusuna kadar ilerleme olmamış mesane kanseri hastalarında, yaşamsal önem taşıyan iki ameliyat arasındaki sürenin altı haftadan az olması gerektiğini ortaya koydu. Bu alanda dünyada ilk olan ve sonuçları uluslararası tıp dergisinde yayımlanarak literatüre giren araştırma sonucuna göre, iki ameliyat arasındaki sürenin 6 haftadan az olması, mesane kanserinin tekrarlama riskini yüzde 27 azaltıyor.Mesane kanserinin, tüm kanserler içerisinde sıklık açısından 9. sırada yer aldığını ve dünyada her yıl 380 bin yeni mesane kanseri vakasının görüldüğünü belirten Prof. Dr. Baltacı, hastalığın yılda 150 binden fazla kişinin ölümüne yol açtığını vurguladı. Erkeklerde kadınlara oranla görülme sıklığı 3 kat daha fazla olan mesane kanseri tedavisinde cerrahi yöntemin çok önemli olduğunu söyleyen Prof. Dr. Baltacı, şu saptamalarda bulundu: “Ölümcül sonuçlar doğurabilen mesane kanserinde cerrahi, radyoterapi, kemoterapi ve immünolojik tedavi yöntemleri uygulanabilmektedir. Ameliyat, hastalığın tedavisinde en sık uygulanan yöntemdir. Uygulanacak cerrahi türü çoğunlukla tümörün derecesine ve derinliğine bağlı değişir.”Tedavinin başarısında tümörün derin kas tabakasına kadar yayılmamış olmasının çok önemli olduğunu belirten Prof. Dr. Baltacı, “Dünya literatürüne göre, tümörün kas dokusuna kadar ilerlemediği ama tekrarlama ve derine yayılma ihtimali açısından yüksek risk taşır ve hastalarda ilk ameliyattan belli bir süre sonra ikinci ameliyat yapılması gerekir. Bu, tedavinin başarı şansını artırır” dedi.Türk bilim insanlarının araştırması uluslararası yayındaTümörün, mesanenin kas tabakasına inmemesi halinde yapılacak ikinci ameliyata kadar geçecek sürenin hayati öneme sahip olduğuna dikkat çeken Prof. Dr. Baltacı, Türk bilim insanlarının dünyada ilk kez iki ameliyat arasındaki sürenin ne kadar olması gerektiğine ilişkin araştırmaya imza attığını söyledi. Prof. Dr. Baltacı, derneğe üye üniversite ve devlet hastanelerinin aralarında bulunduğu 10 hastaneden verilerin toplanarak, toplam 242 mesane kanserli hastanın araştırmaya dahil edildiğini anlattı.Prof. Dr. Baltacı, şunları kaydetti:”İlk ameliyat ettiğimiz, patoloji sonucu yüksek riskli ve tümör kas tabakasına geçmemiş olarak rapor edilen hastalarda, ikinci ameliyata kadar geçen sürenin, kanserin ileride tekrarlama ihtimaline ya da daha derin tabakalara geçme riskine bir etkisinin olup olmadığını ve ideal zamanın ne olması gerektiğini araştırdık. Yaklaşık 29 ay boyunca yapılan takip sonucunda, yüksek riskli ve tümörün kas tabakasına geçmediği hastalarda ilk ameliyat ile ikinci ameliyat arasındaki süre 6 haftadan az ise kanserin kendini tekrarlaması ihtimalinin, 6 haftadan sonra ameliyat olanlara göre yüzde 27 oranında düşük olduğu tespit edildi”Bugüne kadar iki ameliyat arasındaki sürenin ne olması gerektiğine ilişkin bilimsel bir çalışma yapılmadığının altını çizen Prof. Dr. Baltacı, “Bu, dünyadaki ilk çalışma oldu. Araştırmanın sonuçları, uluslararası tıp dergisi olan British Journal of Urology International(BJUI)’ın kasım sayısında ayın makalesi olarak yayımlandı. Derginin kapağında Anıtkabir fotoğrafı ile birlikte Türk bilim insanlarının öncü olduğu bu çalışmaya yer verildi. Araştırmanın sözlü sunumu da derginin internet sitesinde yayımlandı. Bu, Türk bilim insanları açısından büyük bir onurdur. Türkiye, bu alanda dünya literatürüne imza atmış oldu” diye konuştu.http://www.medikalakademi.com.tr

http://www.biyologlar.com/mesane-kanserinin-tedavisinde-turk-doktorlarin-onemli-kesfi


Atom Altı Parçacıklar Bölüm 1

Bu yazımızda, günümüzde Fizik Bilim İnsanlar'ının da en çok araştırma yaptıkları konulardan birine değineceğiz: Atom altı parçacıklardan. Yüzyıllarca insanların zihinlerini şu sorular sürekli meşgul etmiştir; maddeler nasıl meydana geldi? Maddeler nelerden oluşurlar? Ancak bu sorular hiçbir zaman bitmeyecek gibi de durmaktadır. Çünkü her yeni araştırma beraberinde cevaplanmamış yeni bir soruyu da getirmektedir. Bilindiği gibi maddelerin en küçük yapı birimi atomdur. Atomlar genel anlamda merkezde pozitif yüklü bir çekirdek ve bu çekirdeğin etrafında orbital olarak isimlendirilen belli yörüngelerde dönen negatif yüklü elektron adı verilen parçacıklardan meydana gelmiştir. Maddelerin kimyasal yapısını da bu yörüngelerde dönen elektronlar ve çekirdekteki parçacık sayıları belirlemektedir. Aşağıdaki figürde temsili bir atom görülmektedir. Ancak atomdan da daha küçük parçacıklar da bulunmaktadır. Şimdi bu konuya biraz derinlemesine inelim. Atom altı parçacıklar Atom altı parçacıklar, atomdan daha küçük parçacıklardır. Fiziği alt dalları olan parçacık fiziği ve nükleer fizik bu konularla birlikte ilgilenmektedirler. Genel anlamda standart modele göre atomlar, pozitif yüklü protonlar, negatif yüklü elektronlar ve yüksüz durumdaki nötronlardan meydana gelmektedirler. Ancak Protonlar ve nötronlar, kuark adı verilen parçalanamayan "temel" parçacıklardan meydana gelir. Yani protonlar ve nötronlar bileşik parçacıklardır. Elektronlar ise kuarklar gibi "en temel" parçalanamayan bir parçacıktır. Şimdi bu "temel" parçacıklar konusunu biraz açalım. Sırasıyla 3 ana başlıkta toplayabiliriz : 1- Kuarklar 2- Leptonlar KUARKLAR Kuark temel parçacık ve maddenin temel bileşenlerinden biridir. Kuarklar bir araya gelerek hadronlar olarak bilinen bileşik parçacıkları oluştururlar. Bunların en kararlı olanları atom çekirdeğinin bileşenleri proton ve nötrondur. Renk hapsi denilen bir olgu sebebiyle kuarklar asla yalnız bir şekilde bulunmazlar; onlar sadece hadronlar dahilinde bulunabilirler. Bu sebeple kuarklar hakkında bilinenlerin çoğu hadronların gözlenmesi sonucunda elde edilmiştir.Çeşni olarak bilinen altı tip kuark bulunmaktadır: yukarı, aşağı, tılsım, acayip, üst ve alt. Yukarı ve aşağı kuark bütün kuarklar içinde en düşük kütleli olanlardır. Daha ağır kuarklar parçacık bozunması yoluyla hızlıca aşağı ve yukarı kuarka dönüşürler: yüksek kütle durumundan daha düşük kütle durumuna dönüşüm. Bu sebeple yukarı ve aşağı kuarklar evrende en yaygın olanlardır, bununla birlikte tılsım, acayip, üst ve alt kuarklar sadece yüksek enerjili çarpışmalarda (kozmik ışınlar ve parçacık hızlandırıcılarda) oluşabilir. Kuarklar elektrik yükü, renk yükü, spin ve kütle gibi çeşitli içkin özelliklere sahiptir. Kuarklar parçacık fiziğinin Standart Model'inde dört temel kuvvetin (elektromanyetizma, gravitasyon, güçlü etkileşim, zayıf etkileşim) tümüyle de etkileşen ve ayrıca elektrik yükü temel yükün tamsayı katı olmayan tek temel tanecik ailesidir. Her kuark çeşnisi için ona karşılık gelen bir tane de antiparçacık bulunur. Antikuark denilen bu parçacık kuarktan, sadece bazı özelliklerinin aynı büyüklükte fakat ters işaretli olması ile ayrılır. Kuark modeli 1964'te Murray Gell-Mann ve George Zweig tarafından birbirlerinden bağımsız olarak ortaya atıldı. Kuarklar hodronlar için oluşturulan bir düzenlenim şemasının parçaları olarak tanıtıldı ve 1968 yılına kadar onların varlığı ile ilgili çok az fiziksel kanıt bulunuyordu. Altı kuarkın tamamı hızlandırıcı deneylerinde gözlemlendi, keşfedilen son kuark olan üst kuark ilk kez 1995'de Fermilab'da gözlendi. Standart Model şimdiye kadar bilinen tüm temel parçacıkları ve henüz gözlemlenmemiş Higgs bozonunu açıklayan bir kuramdır. Bu model kuarkların (q), yukarı (u), aşağı (d), tılsım (c), acayip (s), üst (t) ve alt (b) isimlerindeki altı çeşnisini kapsar. Kuarkların antiparçacıklarına antikuark denir ve karşılık gelen kuarkın sembolünün üzerine çizgi eklenerek gösterilir (örneğin yukarı kuark için anti kuark u ile gösterilir). Genellikle bütün antimaddelerde olduğu gibi, antikuarklar da kendi kuarkı ile aynı kütleye, ortalama ömür süresine ve spine sahiptir ancak elektrik yükü ve diğer yükleri ters işaretlidir. Kuarklar, spinleri -1⁄2 parçacıklarıdır. Yani spin-istatistik kuramına göre onlar fermiyondur. Dolayısı ile, aynı iki fermiyonun aynı anda aynı kuantum durumunda bulunamayacağını söyleyen Pauli dışlama ilkesine tabiidirler. Bu aynı kuantum durumunda çoklu sayılarda bulunabilen bozonların (tamsayı spinli parçacıklar) tersidir. Leptonlardan farklı olarak kuarklar, güçlü etkileşime girmelerini sağlayan renk yüküne sahiptirler. Farklı kuarklar arasındaki etkileşim hadronlar olarak bilinen kompozit parçacıkların oluşmasını sağlar. Hadronların kuantum sayısını belirleyen kuarklara değerlik kuarklar denir bundan ayrı olarak hadronlar kuantum sayısına etki etmeyen sonsuz sayıda sanal (veya deniz) kuark, antikuark ve gluon barındırabilir. İki farklı hadron ailesi vardır: üç değerlik (valans) kuarklı baryonlar ve bir değerlik kuarklı ve bir antikuarklı mezonlar. En büyük sayıdaki baryonlar atom çekirdeğini oluşturan proton ve nötrondur. Hadronların büyük bir bölümü bilinmektedir (bkz. baryonlar listesi, mezonlar listesi), bunların çoğu kuark bileşenleri ve yapıtaşını oluşturan kuarkların kazandırdığı özelliklerle ayırt edilirler. Tetrakuarklar (qqqq) ve pentakuarklar (qqqqq) gibi daha fazla değerlik kuarka sahip olan "egzotik" hadronların varlığı da tahmin edilmektedir ancak henüz kanıtlanamamıştır. Temel fermiyonlar her biri iki lepton ve iki kuarkı kapsayan üç nesilden oluşur. Birinci nesilde yukarı ve aşağı kuark, ikinci nesilde tılsım ve acayip kuark, üçüncü nesilde üst ve alt kuark yer alır. Kuarkların ve diğer temel fermiyonların dördüncü nesli ile ilgili araştırmaların tamamı başarısızlıkla sonuçlanmıştır ve üç nesilden fazlası olmadığına dair güçlü ve doğrudan olmayan kanıtlar mevcuttur. Daha yüksek nesillerde yer alan parçacıklar genellikle daha büyük kütleye ve daha az kararlılığa sahiptirler. Bu da onların zayıf etkileşimler vasıtasıyla bozunarak daha küçük nesilli parçacıklara dönüşmesine sebep olur. Sadece birinci nesildeki (yukarı ve aşağı) kuarklar doğada yaygın olarak bulunur. Daha ağır kuarklar sadece yüksek enerjili çarpışmalarda (kozmik ışınları içerenler gibi) yaratılabilirler ve hemen ardından çabucak bozunurlar. Yine de onların evrenin son derece sıcak ve yoğun fazda olduğu Büyük Patlama'dan sonraki bir saniyenin ilk kesirlerinde bulundukları düşünülmektedir (kuark dönemi). Ağır kuarklar üzerine çalışmalar parçacık hızlandırıcılar gibi yapay olarak yaratılmış koşullarda yürütülmektedir. Elektrik yükü, kütle, renk yükü ve çeşniye sahip olan kuarklar çağdaş fiziğin dört temel kuvvetinin tamamıyla (elektromanyetizma, gravitasyon, zayıf etkileşme ve güçlü etkileşme) etkileştiği bilinen tek parçacık ailesidir. Ancak gravitasyon genellikle atomik skalada etkisizdir ve Standart Model ile açıklanamaz. KUARKLARIN ELEKTRİK YÜKLERİ (Charge)Kuarklar kesirli elektrik yüküne sahiptir. Çeşnisine bağlı olarak yükleri temel yükün -1⁄3 veya +2⁄3 katlarını alabilirler. Yukarı, tılsım ve üst kuarkların (bunlara topluca yukarı-tip kuarklar denir) elektrik yükü +2⁄3 iken, aşağı, acayip ve alt kuarklar (aşağı-tip kuarklar) −1⁄3 elektrik yüküne sahiptir. Antikuarklar eşlerinin tersi elektrik yüküne sahiptirler; yukarı-tip antikuarklar -2⁄3 ve aşağı-tip antikuarklar 1⁄3 elektrik yüküne sahiptir. Bir hadronun elektrik yükü, barındırdığı kuarkların elektrik yükleri toplamına eşit olduğundan, bütün hadronlar tamsayı yüklere sahiptirler: üç kuarkın (baryonlar), üç antikuarkın (antibaryonlar) ve bir kuark ve bir antikuarkın (mezonlar) kombinasyonu her zaman tamsayı değerini verir. Örneğin atom çekirdeğinin bileşenleri nötron ve proton sırasıyla o ve +1 elektirk yüklerine sahiptirler; nötron iki aşağı kuark ve bir yukarı kuarktan ve proton da iki yukarı kuark ve bir aşağı kuarktan oluşur. KUARKLARIN SPİNLERİ Spin temel taneciklerin içkin özelliklerinden biridir ve yönelimi önemli bir serbestlik derecesidir. Bir cismin kendi ekseni etrafında dönüşü şeklinde canlandırılabilir (spin adı buradan gelir), yine de bu düşünce atomaltı ölçekte kısmen yanlıştır çünkü temel taneciklerin nokta benzeri olduklarına inanılmaktadır. Spin büyüklüğü, indirgenmiş Planck sabiti ħ (okunuşu: "haş bar") biriminden olan bir vektörle gösterilebilir. Kuarklar için herhangi bir eksen boyunca spin vektörü bileşeninin ölçümü sadece +ħ/2 or −ħ/2 değerlerini verebilir; bu sebeple kuarklar spin-1⁄2 parçacıklar olarak sınıflandırılırlar. Spinin verilen bir eksendeki—genel kabulle z eksenindeki—bileşeni, +1⁄2 değeri için yukarı ok ↑ işareti ile ve −1⁄2 değeri için aşağı ok işareti ile ifade edilir. Örneğin z ekseni boyunca spini +1⁄2 olan bir yukarı kuark u↑ ile ifade edilir. KUARKLARIN KÜTLELERİ Kuarkların kütlelerini ifade etmek için iki terim kullanılır: çıplak kuark kütlesi kuarkın kendi başına olan kütlesidir ve bileşik kuark kütlesi de kuarkın ve onu çevreleyen gluon parçacık alanının kütlesinin toplamıdır. Bu kütleler genellikle çok farklı değerlere sahiptirler. Çoğu hadronun kütlesi, kuarkların kütlelerinden ziyade, kuarkları bir arada tutan gluonların kütlelerinden gelir. Gluonlar tabiatları gereği kütlesiz olurlarken, enerjiye—daha belirgin olarak kuantum renk dinamiği bağlanma enerjisi (QCBE)—sahiptirler, ve bu enerji hadronların kütlelerine çok büyük oranda katkı yapar. Örneğin protonun 938 MeV/c2 olan durgun kütlesine, bileşeni oluşturan üç değerlik kuarkın katkısı sadece 11 MeV/c2'dir, geriye kalanın çoğu gluonların kuantum renk dinamiği bağlanma enerjisine atfedilebilir.Standart Model'e göre, temel parçacıklar kütlelerini henüz gözlenmemiş Higgs bozonu ile bağlantılı olan Higgs mekanizmasından kazanır. Fizikçiler, kütlesi neredeyse bir altın çekirdeğinin kütlesine (~171 GeV/c2) eşit olan üst kuarkın kütlesi üzerine yapılacak olan ileriki araştırmaların kuarkların ve diğer temel taneciklerin kütlelerinin orijinine dair daha fazla bilgi vereceğini ummaktadırlar. ETKİLEŞEN KUARKLAR Kuantum renk dinamiğinin tanımladığı gibi kuarklar arasındaki güçlü etkileşime, gluonlar olarak bilinen kütlesiz vektör ayar bozonları aracılık eder. Her bir gluon bir renk yükü ve bir antirenk yükü taşır. Parçacık etkileşimlerinin standart referans sisteminde gluonlar, kuarklar arasında sürekli olarak sanal emisyon ve absorbsiyon yolları ile takas edilir. Bir gluon kuarklar arasında taşındığında, hem kuarkta hem de gluonda renk değişimi olur. Örneğin bir kırmızı kuark bir kırmızı-antiyeşil gluon yayarsa yeşile döünüşür ve eğer bir yeşil kuark bir kırmızı-antiyeşil gluon soğurursa kırmızıya dönüşür. Böylece, her kuarkın rengi sürekli değişirken güçlü etkileşim korunmuş olur. Gluonlar renk taşıdıklarından, diğer gluonları yayma ve soğurma yetisini sahiptirler. Bu da asimptotik özgürlük olarak bilinen kuarkların birbirlerine yakınlaşırken aralarındaki kromodinamik (renk dinamiği) bağlanma kuvvetinin zayıflaması olgusuna sebep olur. Diğer taraftan kuarklar arasındaki mesafe arttığında bağlanma kuvveti de güçlenir. Renk alanı, lastik bandın uzatılması gibi gerilmiş bir hale gelir ve alanı güçlendirmek için uygun renkten daha çok gluon kendiliğinden yaratılır. Belli enerji eşiğinin üzerinde kuark ve antikuark çiftleri üretilir. Çiftler ayrılmış kuarklar ile bağlanır ve yeni hadronların oluşmasına sebep olur. Kuarkların hiçbir zaman izole bir şekilde görülemeyeceğini söyleyen bu olgu renk hapsi olarak bilinir. Bu hadronizasyon süreci, yüksek enerjili çarpışmalarda oluşan kuarkların bir başka yolla etkileşime girmeye başlamasından önce meydana gelir. Buradaki tek istisna hadronize olmadan önce bozunuma uğrayabilen üst kuarktır. ZAYIF ETKİLEŞİM Bir çeşninin kuarkı, başka bir çeşninin kuarkına sadece, parçacık fiziğindeki dört temel kuvvetten biri olan zayıf etkileşim ile dönüşebilir. W bozonu yayımı veya soğurulması yoluyla herhangi bir türden yukarı tip kuark (yukarı, tılsım ve üst kuarklar) herhangi bir türden aşağı tip kuarka (aşağı, acayip ve alt kuarklar) dönüşebilir ve bunun tersi de geçerlidir. Bu çeşni dönüşüm mekanizması, bir nötronun (n), bir proton (p), bir elektron (e-) ve bir elektron antinötrinosuna (ve) ayrıldığı (resme bakınız) beta bozunumu radyoaktif sürecine sebep olur. Bu olay nötrondaki (udd) aşağı kuarklardan birinin sanal bir W- parçacığı yayarak bir yukarı kuarka dönüşmesi ile olur. Sonuçta nötron protona (uud) dönüşür. Sonrasında W- bozonu da bir elektron ve bir elektron antinötrinosuna dönüşür. n → p + e + ve(Beta bozunumu, hadron notasyonu) udd → uud + e + ve(Beta bozunumu, kuark notasyonu) Beta bozunumu ve onun tersi olan süreç ters beta bozunumu pozitron emisyon tomografisi (PET) gibi tıbbi uygulamalarda ve nötrino keşfi gibi yüksek enerji deneylerinde kullanılır. GÜÇLÜ ETKİLEŞİM Kuarklar renk yükü olarak bilinen bir özelliğe sahiptir. Renk yükünün mavi, yeşil ve kırmızı olmak üzere rastgele belirlenmiş üç türü bulunur. Bunlardan herbiri bir antirenk —antimavi, antiyeşil ve antikırmızı— ile tamamlanır. Her kuark bir renk taşırken her antikuark da bir antirenk taşır. Üç rengin farklı kombinasyonları ile yüklenmiş kuarklar arasındaki çekme ve itme sistemi güçlü etkileşim olarak bilinir. Güçlü etkileşime gluonlar denilen kuvvet taşıyıcı parçacıklar aracılık eder. Güçlü etkileşimi tanımlayan kuram kuantum renk dinamiğidir (KRD). Herhangi bir renk değeri ile yüklenmiş bir kuark, ona karşılık gelen antirengi taşıyan antikuarkla birlikte bir bağlı sistem oluşturabilir; üç (anti)kuark, birer (anti)renk benzer şekilde bağ oluşturacaktır. İki çekici kuarkın sonucu renk nötrlüğü olacaktır: renk yükü ξ olan bir kuark ve −ξ olan bir antikuarkın bir araya gelmesi 0 renk yükü (veya "beyaz" renk) ve bir mezon oluşumu şeklinde sonuçlanacaktır. Temel optikteki toplanır renk modeline benzer şekilde, herbiri farklı renkten olan üç kuarkın veya üç antikuarkın kombinasyonu da "beyaz" renk yükü ve bir baryon veya antibaryon oluşumu şeklinde sonuçlanacaktır. Modern parçacık fiziğinde ayar simetrileri —bir çeşit simetri grubu— parçacıklar arası etkileşimlerle ilgilidir (bkz. ayar teorileri). SU(3) (genellikle SU(3)c şeklinde kısaltılır) rengi, kuarklardaki renk yüküyle ilgili ayar simetrisidir ve kuantum renk dinamiği için tanımlayıcı simetridir. Fizik kurallarının uzaydaki hangi yönün x, y ve z olarak atandığından bağımsız olması ve koordinat eksenlerinin döndürülmesi durumunda değişmeden kalması gibi kuantum renk dinamiğinin fiziği de üç boyutlu renk uzayında hangi yönlerin mavi, kırmızı ya da yeşil olarak tanındığından bağımsızdır. SU(3)c renk dönüşümleri renk uzayındaki "dönmelere" denk gelir (matematiksel ifadeyle bir kompleks uzay). Kuarkların renklerine göre fB, fG, fR alt türleri olan her kuark çeşnisi (f) bir triplet oluşturur: SU(3)c'ün temel temsili altında dönüşen üç bileşenli bir kuantum alanı. SU(3)c'ün yerel olması, güçlü etkileşimin özelliklerini, bilhassa kuvvet taşıyıcıları olarak sekiz gluon türünün varlığını belirler. DENİZ KUARKLARI Hadronlar, kuantum sayılarına katkıda bulunan değerlik kuarklar (qv) ile birlikte deniz kuarkları olarak bilinen sanal kuark-antikuark (qq) çiftleri içerirler. Sanal kuark-antikuark çiftleri, hadronlardaki değerlik kuarkların çevresinde bir çeşit "bulut" veya "zırh" olarak nitelendirilebilecek biçimde olma eğilimindedirler. Bu bulut sanal gluonlardan oluşan dıştaki başka bir katmanla tamamlanır. Bu katmanlar çevrelediği değerlik kuarka göre bir renk alırlar. Kuantum renk dinamiği—değerlik kuarkın antirengini taşıyan—buluttaki sanal antikuarkların alanın içinde daha yakın olmalarını sağlar. Örneğin kırmızı bir kuark için, antikırmızı sanal antikuarklar, kırmızı sanal kuark eşlerinden ziyade kırmızı değerlik kuarka yakınlaşma eğiliminde olacaklardır. KUARKIN DİĞER EVRELERİ Yeterli düzeyde uç şartlar altında, kuarklar hapisten kurtularak serbest parçacık haline gelebilir. Asimptotik özgürlük boyunca, yüksek sıcaklıkta güçlü etkileşim zayıflar. Nihayetinde renk hapsi kaybolacak ve serbest hareket eden kuarklar ve gluonların son derece sıcak bir plazması oluşabilecektir. Maddenin bu kuramsal evresine kuark–gluon plazması denir. Bu durum için gerekli olan kesin koşullar bilinmemektedir ve çok miktarda spekülasyonun ve deneyin konusu olmuştur. Son tahminler gerekli sıcaklığı 1.90±0.02×1012 kelvin değerine koymaktadır. 1980'lerde ve 1990'larda CERN'de yapılan birçok denemeye karşın şimdiye kadar serbest kuarklar ve gluonlar için gereken koşullara hiçbir zaman erişilemedi. Ancak Göreli Ağır İyon Çarpıştırıcısı'ndaki son deneyler sonucunda "neredeyse kusursuz" akışkan hareketi yapan sıvı benzeri kuark özdeği için kanıtlar bulunmuştur. Kuark–gluon plazması, ağır kuark çiftlerinin sayı bakımından yukarı ve aşağı kuark çiftlerinden büyük farkla fazla olması ile nitelendirilebilir. Hadronların kararlı olamayacağı kadar büyük bir sıcaklıkta Büyük Patlama'nın ardından geçen 10−6 saniye öncesindeki (kuark devri) bir dönemde evrenin kuark–gluon plazması ile dolu olduğuna inanılmaktadır. Yeterli düzeyde yüksek baryon yoğunluklarında ve göreli düşük sıcaklıklarda—muhtemelen nötron yıldızlarında bulunanlarla karşılaştırılabilecek değerlerde—kuark özdeğinin, zayıf etkileşen kuarkların Fermi sıvısına yozlaşması beklenir. Bu sıvı renkli kuark Cooper çiftlerinin yoğun hale gelmesi ve böylece de yerel SU(3)c simetrisinin kırılması ile karakterize edilebilir. Cooper çiftleri renk yükü barındırdıklarından, buna benzer kuark özdeği evreleri renk süperiletkeni olacaklardır; yani renk yükü, kuark özdeğinden hiçbir dirençle karşılaşmadan geçebilecektir. EO (Yaşamın Kökeni) Kaynakça : Frank Close (2004) Particle Physics: A Very Short Introduction. Oxford University Press. ISBN 0-19-280434-0. Close, Frank; Marten, Michael; Sutton, Christine (2004). The particle odyssey: a journey to the heart of the matter. Oxford University Press. ISBN 9780198609438 Ford, Kenneth W. (2005) The Quantum World. Harvard Univ. Oerter, Robert (2006) The Theory of Almost Everything: The Standard Model, the Unsung Triumph of Modern Physics. Plume Schumm, Bruce A. (2004) Deep Down Things: The Breathtaking Beauty of Particle Physics. John Hopkins Univ. Press. ISBN 0-8018-7971-X.  

http://www.biyologlar.com/atom-alti-parcaciklar-bolum-1

 
3WTURK CMS v6.03WTURK CMS v6.0