Biyolojiye gercekci yaklasimin tek adresi.

Arama Sonuçları..

Toplam 413 kayıt bulundu.

Biyolojik Silahlar ve Biyosensörler

Bakterilerin bir kısmı görünmeyen dostlarımızdır; bazıları sindirim sistemimize yardım ederken, bazıları vücudumuzdaki zehirleri yok ederler. Kimi bakteriler ise bizleri hasta eder. Vücudumuzun içinde veya dışında yaşayan bu ilginç mahlukçuklar hayatımızın ayrılmaz parçalarıdır her hâlükârda. Ancak bir de ‘katil’ bakteriler var ki, zalim insanların ellerine geçtiklerinde biyolojik silah olarak kullanılabilirler. Biyolojik silahlar; insanları, hayvanları veya tarımsal ürünleri öldürücü veya ağır derecede hasta edici olan mikroorganizmalar ile, bunlardan üretilen zehirli maddelerdir. Hatta sadece hastalık ve ölüme yol açan mikropların kendileri değil; bunların taşıyıcıları da meselâ böcekler bu sınıfa dahildir. Biyolojik silahlar kitle imha silahları içindeki en problemli ve tehlikeli silahlardır. Nükleer veya kimyasal silahlardan çok daha fazla insanı hedef alırlar. Diğer silahlara göre maliyetlerinin düşük olması, rutin güvenlik sistemleriyle tesbit edilemiyor olmaları gibi değişik nedenlerle insanlık için ciddi tehdit unsurudurlar. Kimyasal silahların aksine hemen tesir etmezler. Yaklaşık 24-48 saatlik bir kerahet devresinden sonra tesirleri ciddi olarak görünür ve o zamana kadar da eğer mikrop kullanıldı ise çoğalarak etrafa yayılmaya devam ederler. Biyolojik silahlar kimyasal olanlara göre çok daha fazla öldürücüdür. Meselâ 10 gr. şarbon sporu, 1 ton sinir gazı Sarin’in öldürebileceği kadar insan öldürebilir. Biyolojik silah tehlikesine karşı yapılması gerekenler ise şöyle özetlenebilir: • Biyosensörler ile tehlikenin tesbiti ve tanımlanması. • Mikrobiyal zehirlere karşı antidotların hazırlanması. • Antibiyotik ve aşı geliştirilmesi. Bakteriler, virüsler ve toksinler biyolojik silah olarak kullanılabilirler ve hepsinin birbirinden farklı özellikleri vardır. Son yıllarda biyoteknolojik metodların hızla ilerlemesi bu bilgi ve teknolojilerin kötü amaçlara âlet edilme tehlikesini de beraberinde getirdi. Genetik mühendisliği çalışmalarındaki ilerlemeye paralel olarak biyolojik silahların etkisini artırıcı ve tesbit edilmelerini zorlaştırıcı gelişmeler ise, bu silahlara karşı yapılan savunmayı daha da güçleştirecektir. Genetik olarak dizayn edilmiş organizmalar, biyo-silah üretiminde kullanılabilir durumdalar ne yazık ki. Örneğin: • Mikroskobik toksin veya biyoregülator fabrikasına dönüştürülmüş mikroorganizmalar, • Antibiyotik, aşı gibi rutin kullanılan ilaçlara bağışıklık kazandırılmış organizmalar. • İmmunolojik profilleri değiştirilerek bilinen tesbit metodları ile tesbit edilemeyen organizmalar. • Antikor bazlı sensör sistemlerinin tesbitinden kaçabilecek organizmalar. Bilimi kötü ve vahşi amaçlarına alet etmeye çalışanlar biyolojik silahların etkisini artırıp tesbitini zorlaştırmaya çalışırken, bizlere de, biyolojik silahların zararlı tesirlerini gidermeye çalışmak ve onların üretiminde kullanılan maddelerin tesbitini kolaylaştıracak metodları bulmak düşüyor. Biyolojik silahlara karşı erken tesbit, uyarı ve tedavi metodlarının geliştirilmesi insanlık için bir zorunluluk haline gelmiş bulunuyor. Tehlikeli biyolojik maddelerin varlığının tesbitinde en önemli unsur biyosensörlerdir. Biyosensörler (biyo-alıcılar, biyolojik dedektörler) biyolojik materyallerin alıcılar ile tesbit edilip ölçülebilir sinyallere dönüştürüldüğü aletlerdir. Alıcılar tarafından tesbit edilen tanımanın sinyale dönüştürülmesinde kullanılan metodlara göre, bu biyosensörleri kabaca (1) optik sensörler ve (2) elektrokimyasal sensörler olarak iki gruba ayırabiliriz. Şu anda ticarî olarak piyasada olan kimyasal ve biyolojik analiz âletleri gözden geçirildiğinde, kimyasal dedektörlerin biyolojik olanlardan daha fazla gelişmiş oldukları görülecektir. Kimyasal dedektörler neredeyse saniyeler ve dakikalar içinde kimyasal maddeler hakkında bilgi verirlerken, biyolojik dedektörler için bu süre genellikle daha uzundur; çünkü daha kompleks ve yavaş çalışan mekanizmaları vardır. Problemlerden biri de, büyük ve ağır olmalarıdır. Bu sorunların çözülmesi gerekmektedir; çünkü artık, kimyasal silahların tesbitinde olduğu gibi, biyo-silahların tesbiti için de küçük boyuttaki robotlar ya da uçaklar kullanılmak istenmektedir. Son yıllarda optik sensörler biraz daha geliştirildi ve biyokimyacılar için çok önemli araçlar haline geldi. Sensörlerde kullanılan biyolojik materyalleri tanıma elementlerini genel olarak şöyle sıralayabiliriz: enzimler, mikroorganizmalar, bitkisel ve hayvansal dokular, antikorlar, reseptörler, nükleik asitler. Tesbit edilmesi gereken materyale ilgisi olan, bağlanabilecek olan alıcı element (veya elementler) biyosensör yüzeyine kimyasal metodlar ile sabitlenir, yani immobilize edilir. Daha sonra ortam içerisinde istenen molekül veya mikroorganizma olan çözelti ilave edildiğinde, alıcı ile bu biyolojik materyal birbirlerine bağlanırlar. Bu bağlanma ise kullanılan sensör cinsine göre elektrik veya optik metodlarla sinyale dönüştürülerek algılanır. Eğer ortamda istenen biyokimyasal yok ise, sinyal gönderilmez. Biyosensörlerin çalışma mekanizması biyolojik elementler arasındaki ilgiye dayanır. Meselâ, hücre içindeki pek çok hayatî faaliyette yer alan proteinler arasında anahtar-kilit ilişkisine benzer ilişkiler vardır. Hücre içindeki faaliyetler hep birbirine bağlanan veya bağlanamayan proteinlerin oluşturdukları biyokimyasal sinyaller ile devam eder. Meselâ, protein ailesinin üyelerinden olan antikorların vazifesi organizmaya giren yabancı molekülleri tesbit edip bunlara bağlanmaktır. Antikorlar vücudun savunma sisteminin en önemli elemanlarıdırlar. Aslında her birimiz mükemmel biyosensörler sahibi olarak yaratılmışız. Meselâ beş duyumuz—görme, işitme, dokunma, koklama, ve tat almamız—yine alıcılar tarafından hissedilen verilerin kimyasal ve elektriksel sinyallere dönüştürülüp, beynin değerlendirilmesine sunulmasıdır. Modern teknoloji biyosensörler ile bir ya da birkaç molekülü tanımaya, algılamaya çalışırken, sizlerin şu anda bir yandan gözleriniz dergiye bakıp her an sinyalleri beyne gönderiyor; diğer yandan kulağınız radyodan gelen hafif müziğin sinyallerini göndermekle meşgul; derginin sayfalarını hisseden parmaklarınız sinirlere uyarılar veriyorlar; burnunuz bardaktaki meyve çayını koklamak ve yine uyarıları beyne göndermekle meşgul; öteki yanda antikorlarınız yabancı madde avında ve buldukları anda gereken bilgileri beyne gönderip savunma mekanizmasını harekete geçirmeye çalışıyorlar. Ama bütün bunlar olurken siz “Ayy, şimdi benim beynim bu verilerin hangisini anlamaya yetişsin?” diye sızlanmak yerine, yazıda okuduklarınızı düşünmekle meşgulsünüz. Biyosensör çalışmalarında yaşanan zorluklar ve eksiklikler bize küçücük hücrelerden büyük organizmalara kadar canlıların muhteşem biyosensörler olarak yaratıldıklarını ve insanoğlunun teknoloji adına yaptığı herşeyin bu muhteşem mekanizmaları taklide çalışmaktan başka birşey olmadığını gösteriyor. Sadece biyo-silahların tesbitinde değil, aynı zamanda biyolojik mekanizmaların, proteinler arası ilişkilerin anlaşılmasında ve insan genom projesinin devamı olan proteomik çalışmalarında da biyosensörlerin büyük önemi vardır. İnsan genom projesi ve patojenik bakteri ve mikroorganizmaların genetik kodlarının ilaç geliştirme çabalari için belirlenmesi, bazı kötü niyetli insanların ilaç yerine zehir yapmasına da yardım etmektedir. Almanya, Fransa, Japonya, İngiltere, ABD, Rusya ve Irak’ın bu silahları üretmek için çalışma yaptıkları söylenmektedir. Birinci ve İkinci Dünya Savaşlarında biyo-silahlar kullanılmıştır. Hatta çok daha önceleri 1763’te İngilizler Kızılderililere çiçek hastalarının kullandıkları battaniyeleri vermiş ve bu hastalığa karşı bağışıklığı olmayan yerlilerin hasta olup ölmelerine sebep olmuşlardır. Görünen o ki, yıkma, yok etme ve zarar verme açısından insana kimse yetişemiyor. Eğer insan olma erdemleri ve Allah korkusu yok ise, insanoğlu en vahşi silahları bile kullanmaktan, insanları yok etmekten geri kalmayan, esfel-i sâfilîne lâyık varlıklara dönüşüyor. Bu tür insanların neden olabileceği biyolojik savaş/terör tehlikesine karşı uyanık olunması ve gereken erken uyarı, tesbit ve savunma sistemlerinin geliştirilmesine ülkemizde de çalışılması gerekmektedir.

http://www.biyologlar.com/biyolojik-silahlar-ve-biyosensorler


Biyoinformatik

"Biyoinformatik, biyolojik bilgilerin yaratılması ve saklanması için veritabanlarının oluşturulmasıdır. Bu konudaki çalışmaların çoğu biyolojik verilerin analizi ile ilgilidir. Artan sayıdaki projelerde biyolojik bilgilerin organizasyonu gerekmektedir. Bu alanda oluşturulan veritabanlarının büyük bir kısmını nükleik asitler oluşturmaktadır. Milyonlarca nükleotidin depolanması ve organizasyonu için veritabanlarının oluşturulması, araştırıcıların bu bilgilere ulaşabilmeleri ve yeni veriler girebilmeleri için ilk aşamadır. Biyoinformatik’te nükleotid dizi bilgilerinin organizasyonu ve depolanması görevini üstlenmiş üç kuruluş vardır. Genbankası (GenBank), Avrupa Moleküler Biyoloji Laboratuvarı (EMBL) ve DNA Japonya veritabanıdır (DDBJ). Bu üç kuruluş, araştırıcıların yararlanmasına açık, nükleotid dizi bilgilerinin toplanması ve yayılmasında işbirliği içinde çalışmaktadır. Gen Bankası ABD’de Maryland, Bethesda’da, Avrupa Moleküler Biyoloji Laboratuvarı, İngiltere’deki Hinxton’da ve DNA Japonya veritabanı ise Japonya’da Mishima’da yeni dizi bilgilerinin alışverişinde,İnternet üzerinde günlük olarak e-mail, ortak kullanılan ftp ve www üzerinden hizmet sunmaktadırlar. Protein dizi verileri ile ilgili başlıca hizmet sağlayıcılar ise GenBank, EMBL, PIR International ve Swiss-Prot’tur. NIH’in National Center for Biotechnology Information merkezi, biyoinformatik gereci sunan başlıca web sayfalarından biridir. BLAST program ailesi Veritabanlarında araştırma yapabilmek için tasarlanmış pek çok bilgisayar programı vardır. Bunlardan birisi de BLAST (Basic Local Aligment Search Tool) programıdır. Veritabanında homoloji araştırması için öncelikle uygun BLAST programının seçilmesi gerekir. BLASTN bir nükleotid dizisi ile komplementer diziyi ele alarak nükleotid dizisi veritabanlarıyla karşılaştırır. Hız amacıyla tasarlanmıştır. Yüksek duyarlılık aranan durumlar için uygun değildir. BLASTN ve BALSTX; EST verilerinin analizi, ekson yakalama yöntemi ve genomik dizi örneklemlerinin incelenmesinde kullanılır. NCBI’nın sunduğu diğer bir servis ENTREZ servisidir. ENTREZ servisinin en önemli özelliği veritabanları arasında çapraz gezinme olanağı sunmasıdır. Örneğin, bir dizi için BLAST araştırması yaptıktan sonra, ilgili gen ile ilgili literatür bilgileri MEDLINE’dan elde edilebilir. Daha sonra ilgili grafik programlarının yüklenmesi sonrasında protein yapısıyla ilgili veritabanları kullanılarak, proteinin iki veya üç boyutlu yapısı izlenebilir. Protein dizilerindeki işlevsel motifleri araştırmak amacıyla kullanılan bazı veritabanları ise PROSITE ve BLOCKS’tur. NCBI’nin bir başka alt hizmeti olan OMIM, genler ve genetik hastalıklarla ilgili ayrıntılı biyoteknolojik ve tıbbi bilgilerin bulunduğu servistir. Bu servis altında pek çok gende bugüne kadar tanımlanmış mutasyonlar ve ilgili klinik ilişkiler özetlendiğinden çok yararlıdır. Mikroarraylerle genomik yaklaşımlarda en kapsamlı proje ABD Ulusal İnsan Genom Araştırmaları Enstitüsünün Microarray projesidir (µAP). Microarray bulgularının yorumu da diğer yüksek çıktılı (highthroughput) genomik teknikler gibi biyoinformatik yöntemlerin kullanımına ihtiyaç yaratmıştır. Biyoinformatik Türkiye’de de yeni bir daldır. TUBITAK bünyesinde, Marmara Araştırma Merkezi (MAM) Gen Mühendisliği ve Biyoteknoloji Araştırma Enstitüsü diğer kuruluşlar ve uluslararası kuruluşlar arasında köprü görevi görerek ülkemizde biyoteknoloji alanında bir sanayi oluşmasına ve genişlemesine yardımcı olmaktadır. Veritabanlarındaki bazı sorunlar; vektöriyel dizilerle kirlilik, bir gene ait dizi parçaçıklarının veritabanına birden çok kez girilmesi ile ortaya çıkan kalabalık, aynı gene ait birden fazla EST (Ekspressed Sequence Tag) içeren EST veritabanlarının olması gibi durumlardır. Bu durumlar; genom projelerinin ileri aşamalarını oluşturan UNIGENE, VecScreen gibi projelerle ortadan kaldırılmaya çalışılmaktadır. Biyoinformatiğin ikinci özelliği; saklanan biyolojik bilgilerin analizidir. Analiz kapsamına giren konular; 1-Çeşitli organizmalardaki DNA dizilerinin hangi genlere ait olduğunun belirlenmesi 2-Yeni keşfedilen proteinlerin ve RNA dizilerinin yapı işlev ilişkilerinin belirlenebilmesi için yöntem geliştirilmesi 3-Protein dizilerinin ilgili gen ailelerine kümelernmesi ve protein modellerinin geliştirilmesi 4-Benzer proteinlerin sıralanarak evrimsel ortaya çıkaracak filogenetik ailelerin oluşturulmasıdır."

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

Virüslerin Kesifi

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

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

HİSTOLOJİDE KULLANILAN MİKROSKOP TÜRLERİ VE MİKROSKOBİK YÖNTEMLERİ

Klasik ışık mikroskobunun bulunmasından bu yana bilim ilerledikçe yeni mikroskop türleri histolojinin hizmetine girmiştir. Elektron mikroskoptan sonra daha da hızlı gelişen yöntemlere yenileri eklenmekle beraber eski yöntemler ve mikroskop türleri hala kullanılmaktadır. 1. Işık Mikroskobu İmmersiyon yönteminin yardımına rağmen büyültmesi ikibinin altında olan optik cihazlardır. Mekanik kısım büyütülmüş görüntünün foküsünü yapmak için optik tüpü ya da preparat tablasını hareket ettirmeye yarar. Optik kısımda görüntüyü sağlayan iki ayrı büyültücü mercek sistemi vardır. Değişik büyültmeler sağlayabilmek için dönen bir rovelver üzerinde 3-5 objektif bulunur. İkinci büyültücü mercek sistemi, büyültülmüş görüntünün araştırıcının retinasına düşmesini sağlar ve oküler adını alır. Bir mikroskobun büyültmesi oküler ve objektif büyültmelerinin çarpılmasıyla elde edilir. 2. Faz-Kontrast Mikroskobu Görülmeyen, boyanmamış dokuların yeterli kontrast ile ayrıntılı olarak görülmelerini sağlayan mikroskop türüdür. Böylece tespit ve boyama yapılmadan canlı hücre ve dokuların incelenmesini sağlar. 3. Polarizasyon Mikroskobu Bu mikroskop ışığı çift kırma yani anizotropi özelliği gösteren yapıların (kas lifleri, silya, kollajen lifleri) incelenmesinde kullanılır. Işık Nikol prizmasından ya da poloroid filtreden geçerken tek yönde kırılır. Polarizör ve analizör olarak birbirine dik olarak konulan iki nikol prizması karanlık alan meydana getirir. İki prizma arasına konan cisim anizotropi özelliği gösteriyorsa karanlık alan içinde parlak olarak görülür. Bir ışık mikroskobunda büyütme nasıl hesaplanır? Faz-kontrast mikroskubunda ne tür incelemeler yapılır? Anizotropi nedir? Hangi yapılar polarizasyon mikroskobunda incelenmeye uygundur? 4. Ultraviyole Mikroskobu Nükleik asitler gibi ultraviyole ışığını absorbe eden yapıların araştırılmasında kullanılır. Ultraviyole çıplak gözle görülmediği için ya bir floresans ekran ya da fotoğraf plağı üzerinde görüntü alınır. Alanda ultraviyole ışınlarını absorbe eden yapıları varsa bunların yoğunluk derecelerine göre griden siyaha varan koyu alanlar şeklinde görüntü verir. 5. Floresans Mikroskobu Bazı maddeler dalga boyu kısa, yüksek enerjili ışınlarla aydınlatılırlarsa daha büyük dalga boylarında ışınlar salarlar. Bu olaya floresans denir. Bu floresans bazen canlı bir yapının (Riboflavin, Noradrenalin) kendi özelliğidir. Buna doğal floresans denir. Ya da floresans özelliği olan boyalar dokuya çöktürülür. Buna da yapay floresans adı verilir. Ultraviyole ışık veren kaynağın önüne normal ışığı geçirmeyen, sadece ultraviyole ışığın geçişine izin veren filtreler konur. Oluşacak floresans karanlık alanda incelenir. Ultraviyole ışıklar gözle görülmemelerine rağmen bu ışıkları kesecek filtreler oküler bölgesine yerleştirilmelidir. Çünkü ultraviyole ışık gözler için zararlıdır. Floresans nedir? Kaç türlü floresans vardır? 6.İmmersiyon Mikroskobu Normalde ışık mikroskopta objektif ile preparat arasında hava vardır. Lamelden maksimum açı ile çıkan kenar ışınları kırma indisi farklı bir ortam olan havaya geçerken kırılırlar ve büyültme gücü yüksek olan objektifler tarafından alınamazlar. Eğer preparat ile objektif arasına kırma indisi camınkine yakın bir sıvı konulursa preparattan çıkan ışık havada olduğu gibi fazla yayılmadan objektif içine girer. İmmersiyon sıvısı olarak sedir yağı ya da bazı sentetik immersiyon yağları kullanılmaktadır. 7. Elektron Mikroskobu Işık mikroskopta ışık kaynağı olarak kullanılan foton yerine elektron kullanılan bir yüksek teknoloji ürünüdür. Bir fitilden salınan elektron demeti ışık mikroskoptaki mercekler yerine elektrostatik ve elektromanyetik alanlardan geçilerek saptırılır ve genişletilir. Angström düzeyinde yapıları inceleyecek büyültmeler sağlar. Kesitlerde atom ağırlığı yüksek metal tuzları dokularda kendisiyle ilgili kısımlar üzerine çöktürülerek boyama yapılır. Görüntü floresan bir ekrandan izlenir. İki türü vardır. Dokuları, hücrelerin içini kesitler halinde inceleyen türüne transmisyon elektron mikroskubu denir. Hücre ve dokularda yüzey özelliklerini üç boyutlu bir görüntü tarzında sağlayan türüne ise scanning elektron mikroskop denir.

http://www.biyologlar.com/histolojide-kullanilan-mikroskop-turleri-ve-mikroskobik-yontemleri

Kromozom nedir

Her canlı gibi insan da trilyonlarca hücreden meydana gelir. Hücre, bitkisel ya da hayvansal her türlü yaşam biçiminin en küçük birimidir. Her hücre bir sitoplazma ve çekirdekten meydana gelir. Çekirdeğin içinde ise kromozom adı verilen ipliksi parçalar bulunur. Kromozomlar, elektron mikroskobunda İ, V, J harfleri gibi biçimlerde görünür ve boyutları mikronla ölçülür. Kromozomların sayısı canlı türleride değişiklik gösterir. Örneğin sirke sineğinde 8, kurbağada 26, farede 42, köpekte 78 kromozom vardır. İnsanın kromozom sayısı ise 46'dır. 22'si çift otozom kromozomdur. İnsan hücresinde 1 çift de eşeysel kromozom bulunur ve toplam sayı 46 eder. Kromozomlar, molekül yapıları çok iyi bilinen DNA (dezoksiribonükleik asit) zinciri ile ‘‘histon’’ denilen protein zincirinden oluşur. DNA zincirleri de özgül proteinleri sentezlemekle görevli ‘‘gen’’ adı verilen birimlerden oluşur. Döllenme sırasında annenin yumurtasındaki 23 kromozom, babanın spermindeki 23 kromozomla birleşir. İşte bu 46 kromozom insanın yaşamında belirleyici rol oynar. Kromozomlarda yer alan ve sayıları 25 bin ile 100 bin arasında olduğu tahmin edilen genlerin oluşturduğu zincir, kişinin göz renginden boyuna, yaşam süresinden yakalanacağı hastalıklara kadar pekçok şeyi programlar. Bu genetik programlar, DNA altünitesi denen (A, T, C, G) kimyasallarıyla programlanır. Bilim adamları özellikle, 21. kromozomun içindeki 14 geni tam bir saatli bomba olarak niteliyorlar. Bu 14 genden birinde meydana gelen en ufak bir arıza Alzheimer, epilepsi, Parkinson veya lösemi hastalığına neden oluyor. Ayrıca halk arasında ‘‘Mongolluk’’ denilen Down sendromu ortaya çıkabiliyor. Her insan hücresinde yaşamın yapı taşları kabul edilen 24 çift kromozom bulunuyor. Gen bilgilerini taşıyan ip biçimindeki kromozomlar uç uca eklenseydi 1.5 metrelik bir kordon oluştururdu. Kromozomların bozuk oluşumu sonucu, insanın yaşamında değişik dönemlerde, çeşitli hastalıklar ortaya çıkıyor. Bilim adamları, hangi kromozomun bozuk olduğunda hangi hastalığa neden olduğunu biliyorlar. 1.kromozom Alzheimer, ağır işitme 2.kromozom Belleğin oluşumuyla ilgili bilgiler 3.kromozom Akciğer kanseri 4.kromozom Çeşitli kalıtımsal hastalıklar 5.kromozom Akne, saç dökülmesi 6.kromozom Diyabet, epilepsi 7.kromozom Kronik akciğer iltihabı, şişmanlık 8.kromozom Erken yaşlanma 9.kromozom Deri kanseri 10.kromozom Bilinmiyor 11.kromozom Diyabet 12.kromozom Metabolizma hastalıkları 13.kromozom Göğüs kanseri, retina kanseri 14.kromozom Alzheimer 15.kromozom Doğuştan beyin özrü 16.kromozom Crohn hastalığı 17.kromozom Göğüs kanseri 18.kromozom Pankreas kanseri 19.kromozom Bilinmiyor 20.kromozom Bilinmiyor 21.kromozom Down sendromu, Alzheimer, Parkinson, lösemi, depresyonlar 22.kromozom Yeni keşfedildi, kemik iliğinin olumuşumu düzenliyor 23.kromozom (Y) Erkeklik cinsiyetini belirliyor, cinsel organların gelişimini düzenliyor 24.kromozom (X) İki adet X kromozomu taşıyan bebek, kız oluyor. Bu kromozomdaki dejenerasyon kas erimesi, cücelik ve gece körlüğüne yol açıyor.

http://www.biyologlar.com/kromozom-nedir-1

Mutasyon

Mutasyon, canlının genetik yapılarında meydana gelen değişmelerdir. Bireyin kalıtsal özelliklerinin ortaya çıkmasının sağlayan genetik şifre herhangi bir nedenden dolayı (X ışını, radyasyon, ultraviyole, bazı ilaç ve kimyasal maddeler, ani sıcaklık değişimleri ) bozulabilir. Bu durumda DNA’nın sentezlediği protein veya enzim bozulur. Böylece canlının, proteinden dolayı yapısı, enzimlerinden dolayı metabolizması değişebilir. Mutasyonlar spontan ya da uyarılmış olarak oluşabilir. Spontan mutasyonlar genellikle doğada kendiliğinden oluşan mutasyonlar olup bir bazın yer değiştirmesi şeklindedirler. Uyarılmış mutasyonlarda ise bir X ışını gibi yapay bir faktör bulunur. Bununla birlikte mutasyonun en önemli sonuçlarından biri, bir sonraki kuşağa farklı genetik özellikler aktarılmasına neden olmasıdır. Bu ise farklı fiziksel özelliklere sahip bireylerin üremesidir. Çekinik olan mutasyonlar ileriki döllerde ortaya çıkabilir. Dominant olanları fenotip yapıda hemen ortaya çıkabilir. Mutasyonun diğer bir sonucu da hücre bölünmesindeki kontrol mekanizmasını ortadan kaldırabilmesidir. Bunun bilinen en tehlikeli sonucu ise hücrenin kontrolsüz bölünmesi yani kanserdir. Mutasyon (değişim) Yeni döllere aktarılacak kalıtsal bilgide,genellikle fiziksel ya da kimyasal dış etkenlerin uyarısıyla,bazen de kendiliğinden ortaya çıkan değişiklik. Mutasyon, hücredeki kalıtsal bilgiyi taşıyan, çift nükleotid zincirinden oluşan, DNA (deoksiribo nükleik asit) molekülündeki GEN adı verilen ve belirli bir özelliği kodlayan bölümündeki değişiklikten kaynaklanır. Mutasyonlar, bir DNA zincirindeki bazın (A, T, G, C) başka bir bazla yer değiştirmesi sonucunda ortaya çıkabileceği gibi, zincire bir ya da daha çok bazın eklenmesi veya zincirdeki bazların eksilmesi sonucunda da ortaya çıkabilir. DNA zincirindeki tek bir baz çiftinin(A-T veya G-C) değişmesiyle oluşan mutasyonlara nokta mutasyonu(nokta değşinimi) denir. Bu tür mutasyonlar: Karşılıklı olan bir pürin-pirimidin (örn. A-T) çiftiyle başka bir pürin-pirimidin (örn. G-C) çiftinin yer değiştirmesiyle oluşabileceği gibi, bir pirimidin-pürin (örn. C-G) ile bir pürin-pirimidin (örn. G-C) bazının çaprazlama olarak yer değiştirmesiyle de oluşabilir. Bu tür mutasyonlar kendiliğinden oluşabileceği gibi, bazı bazların benzerleriyle yer değiştirmesiyle de ortaya çıkabilir. Nokta mutasyonları genellikle tek bir kodonu etkilediğinden çok büyük değişimlere yol açmaz. Örneğin: Mutasyona uğramış kodon aynı aminoasidi kodlamaya devam eder ya da proteinin işlevini değiştirmeyen başka bir aminoasit kodlanabilir. Ama bazı durumlarda, DNA molekülündeki tek bir nükleotidin değişmesi bile çok önemli sonuçlar doğurabilir. Örnek olarak orak hücreli kansızlık verilebilir. Bu hastalık kalıtsaldır. Eğer bu hastalık böyle bir nokta mutasyonu nedeniyle meydana geliyorsa ve eğer çocuk mutasyona uğramış geni iki ebeveyninden de alıyorsa bunun sonuçları kötü olabilir. Bir aminoasidi kodlayan bir kodonu hiçbir a.a’yı kodlamayan bir kodona, örneğin bir sonlama kodonuna (stop kodonu) dönüştüren mutasyonlara “Anlamsız Mutasyon” denir. Bu tür mutasyonlar, protein sentezinin normalden önce sonlanmasına, dolayısıyla genin biyolojik işlevini görememesine yol açar. Bir a.a.’yı kodlayan kodonun, başka bir a.a.’yı kodlayan kodona dönüşmesine ise “Yanlış Anlamlı Mutasyon” denir. Eksilme ya da eklenme mutasyonları, nokta mutasyonlarından çok daha önemli değişikliklerin sorumlusudur. DNA zincirinde bir ya da birden fazla bazın eksilmesi ya da eklenmesi, genellikle eklenme ya da eksilmenin olduğu noktadan başlayarak kod okuma çerçevesinin kaymasına yol açar. Bu yüzden gen yapısında önemli değişiklikler meydana getirir. Örneğin: TAG GGC ATA ACG ATT dizisinde, ilk kodonda oluşan bir mutasyonla bir A bazının eklendiği varsayılırsa, bu yeni dizi TAA GGG CAT AAC GAT T şeklinde okunmaya başlanacak ve bu farklı dizi, okuma çerçevesindeki kayma nedeniyle bambaşka bir aminoasidi kodlayacaktır.Birden fazla kodonda ortaya çıkan bu tür değişikliklerin daha önemli ve ciddi sonuçlar doğurması doğaldır. Mutasyona uğramış DNA dizileri de tıpkı normal DNA dizileri gibi eşlenir,çoğalır ve dölden döle normal diziler gibi aktarılır. Mutasyon geçirmiş kalıtsal bilgi ancak yeni bir mutasyonla eski durumuna dönebilir. Geri dönüşlü mutasyon denen ikinci mutasyon özgün genin yapısını onarır ve yeniden normal işlevini kazandırabilir; bazen de, ilk mutasyonun oluştuğu bölgeden başka bir bölgede ortaya çıkan baskılayıcı mutasyon denen ikinci bir mutasyonun ilk mutasyonun etkisini tamamen ya da bir ölçüde yok edebilir. Eşeyli olarak üreyen insanda ve diğer tüm üstün yapılı canlılarda mutasyonlar, oluştukları hücreleri cinsinden iki grupta incelenebilir. Eşey hücrelerinde oluşan mutasyonlara “Tohumsal Mutasyon”, bunların dışındaki tüm diğer hücrelerdeki mutasyonlara ise “Somatik Mutasyon” denir. Somatik mutasyonların en çarpıcı örneği mavi gözlü insanlarda gözlenebilir. Mavi göz, bir pigmentin eksikliğinden ileri gelen çekinik(resesif) bir karakterdir. Ortaya çıkabilmesi için hem anneden hem de babadan çekinik karakter genini (b) alması gerekir. Baskın karakter geninden (B) bir tane bile alan insanlar kahverengi gözlü (Bb) olurlar. Bazen ender olarak, mavi gözlü insanların -genelde bir- gözünde kahverengi bir bölge görülür. Bu özellik büyük olasılıkla, göz hücrelerinde oluşan ve b genini B’ye değiştiren bir somatik mutasyonla oluşur. Ancak bu tür mutasyonlar eşey hücrelerini etkilemediğinden kuşaklara aktarılamaz. Ama mavi gözlü iki insanın kahverengi gözlü çocuklarının olması ancak eşey hücrelerindeki bir mutasyon sonucunda ortaya çıkar. Özellikle tohumsal mutasyonlar, kalıtımın incelenmesinde ve insan evriminin gelecekteki yönünü belirleyen ipuçları olarak da incelenmeye değer olgulardır. Yeni oluşan mutasyonların çoğu doğal dengeyi bozduğu için zararlı, hatta kalıtsal hastalıkların birçoğunda olduğu gibi ölümcüldür. Bu zararlı genlerin toplumda yayılmasını önleyebilmek, ancak mutasyona uğramış kalıtsal bilgiyi taşıyan canlının üreme yeteneğinin azalmasına ya da yok olmasına bağlıdır. Mutasyonun gözlenebilen bir etki olmadan ortaya çıkması çok az gözlenen bir olgudur. Daha çok çevreden gelen kimyasal ya da fiziksel etkiler nedeniyle olur. Bir dış etkinin mutasyona yol açabilmesi (mutajen olması) için hücre içine girip etkinliğini gösterebilmesi gerekir. Örneğin Güneş’in morötesi ışınları, girim gücü düşük olduğu için yalnızca deri hücrelerinde somatik mutasyona yol açabilirken, girim gücü yüksek olan X ışınları ya da atom bombası ışımaları tohumsal mutasyona yol açabilen çok güçlü etkenlerdir. Bu tür mutasyonların bir çok örneği yakın zamanda Çernobil patlaması sonucunda çevredeki bir çok canlı türünde gözlenmiştir. Günümüzde bile bu patlama sonrası etrafa saçılan radyoaktif maddelerin neden olduğu somatik mutasyonların görünür sonuçları vardır. Halen Rusya ve Karadeniz Bölgesi’ndeki kanser oranları çok yüksektir.

http://www.biyologlar.com/mutasyon

HİSTOLOJİDE KULLANILAN MİKROSKOP TÜRLERİ VE MİKROSKOBİ YÖNTEMLERİ

Klasik ışık mikroskobunun bulunmasından bu yana bilim ilerledikçe yeni mikroskop türleri histolojinin hizmetine girmiştir. Elektron mikroskoptan sonra daha da hızlı gelişen yöntemleri yenileri eklenmekle beraber eski yöntemler ve mikroskop türleri hala kullanılmaktadır.Işık Mikroskobuİmmersiyon yönteminin yardımına rağmen büyültmesi ikibinin altında olan optik cihazlardır. Mekanik kısım büyütülmüş görüntünün foküsünü yapmak için optik tüpü ya da preparat tablasını hareket ettirmeye yarar. Optik kısımda görüntüyü sağlayan iki ayrı büyültücü mercek sistemi vardır. Değişik büyültmeler sağlayabilmek için dönen bir rovelver üzerinde 3-5 objektif bulunur. İkinci büyültücü mercek sistemi, büyültülmüş görüntünün araştırıcının retinasına düşmesini sağlar ve oküler adını alır. Bir mikroskobun büyültmesi oküler ve objektif büyültmelerinin çarpılmasıyla elde edilir.Faz-Kontrast MikroskobuGörülmeyen, boyanmamış dokuların yeterli kontrast ile ayrıntılı olarak görülmelerini sağlayan mikroskop türüdür. Böylece tespit ve boyama yapılmadan canlı hücre ve dokuların incelenmesini sağlar.Polarizasyon MikroskobuBu mikroskop ışığı çift kırma yani anizotropi özelliği gösteren yapıların (kas lifleri, silya, kollajen lifleri) incelenmesinde kullanılır. Işık Nikol prizmasından ya da poloroid filtreden geçerken tek yönde kırılır. Polarizör ve analizör olarak birbirine dik olarak konulan iki nikol prizması karanlık alan meydana getirir. İki prizma arasına konan cisim anizotropi özelliği gösteriyorsa karanlık alan içinde parlak olarak görülür.Bir ışık mikroskobunda büyütme nasıl hesaplanır?Faz-kontrast mikroskubunda ne tür incelemeler yapılır?Anizotropi nedir? Hangi yapılar polarizasyon mikroskobunda incelenmeye uygundur?Ultraviyole MikroskobuNükleik asitler gibi ultraviyole ışığını absorbe eden yapıların araştırılmasında kullanılır. Ultraviyole çıplak gözle görülmediği için ya bir floresans ekran ya da fotoğraf plağı üzerinde görüntü alınır. Alanda ultraviyole ışınlarını absorbe eden yapıları varsa bunların yoğunluk derecelerine göre griden siyaha varan koyu alanlar şeklinde görüntü verir.Floresans MikroskobuBazı maddeler dalga boyu kısa, yüksek enerjili ışınlarla aydınlatılırlarsa daha büyük dalga boylarında ışınlar salarlar. Bu olaya floresans denir. Bu floresans bazen canlı bir yapının (Riboflavin, Noradrenalin) kendi özelliğidir. Buna doğal floresans denir. Ya da floresans özelliği olan boyalar dokuya çöktürülür. Buna da yapay floresans adı verilir. Ultraviyole ışık veren kaynağın önüne normal ışığı geçirmeyen, sadece ultraviyole ışığın geçişine izin veren filtreler konur. Oluşacak floresans karanlık alanda incelenir. Ultraviyole ışıklar gözle görülmemelerine rağmen bu ışıkları kesecek filtreler oküler bölgesine yerleştirilmelidir. Çünkü ultraviyole ışık gözler için zararlıdır.Floresans nedir? Kaç türlü floresans vardır?İmmersiyon MikroskobuNormalde ışık mikroskopta objektif ile preparat arasında hava vardır. Lamelden maksimum açı ile çıkan kenar ışınları kırma indisi farklı bir ortam olan havaya geçerken kırılırlar ve büyültme gücü yüksek olan objektifler tarafından alınamazlar. Eğer preparat ile objektif arasına kırma indisi camınkine yakın bir sıvı konulursa preparattan çıkan ışık havada olduğu gibi fazla yayılmadan objektif içine girer. İmmersiyon sıvısı olarak sedir yağı ya da bazı sentetik immersiyon yağları kullanılmaktadır.Elektron MikroskobuIşık mikroskopta ışık kaynağı olarak kullanılan foton yerine elektron kullanılan bir yüksek teknoloji ürünüdür. Bir fitilden salınan elektron demeti ışık mikroskoptaki mercekler yerine elektrostatik ve elektromanyetik alanlardan geçilerek saptırılır ve genişletilir. Angström düzeyinde yapıları inceleyecek büyültmeler sağlar. Kesitlerde atom ağırlığı yüksek metal tuzları dokularda kendisiyle ilgili kısımlar üzerine çöktürülerek boyama yapılır. Görüntü floresan bir ekrandan izlenir. İki türü vardır. Dokuları, hücrelerin içini kesitler halinde inceleyentürüne transmisyon elektron mikroskubu denir. Hücre ve dokularda yüzey özelliklerini üç boyutlu bir görüntü tarzında sağlayan türüne ise scanning elektron mikroskop denir.

http://www.biyologlar.com/histolojide-kullanilan-mikroskop-turleri-ve-mikroskobi-yontemleri

Ökaryotik Kromatinin Fonksiyonu

Ökaryotik Kromatinin Fonksiyonu

Vücudunda belirgin bulan genetik özellikler uzak atalarınızdan miras alınmıştır; milyonlarca yıl geriye uzanan kesintisiz bir nesil kuşağından gelmektedir.

http://www.biyologlar.com/okaryotik-kromatinin-fonksiyonu

Farklı Çeşitteki Patojenleri Tanıma Rehberi

Farklı Çeşitteki Patojenleri Tanıma Rehberi

Protozoa olan Giardia, giardiyaz adı verilen ishal hastalığına sebep olur. Giardia türleri serbest yaşayan (flamotin aracılığıyla) trofozitler ve yumurta şeklindeki kistler olarak bulunur.

http://www.biyologlar.com/farkli-cesitteki-patojenleri-tanima-rehberi

Histoloji Preparatlarının Hazırlanması

Canlılardan alınan doku ya da organ parçalarını mikroskopla incelenir duruma getirebilmek için takip ettiğimiz işlemlerin tümüne birden histolojik teknik adını veriyoruz. Bu amaçla kullanılan yöntemler uygulayacağımız mikroskobi tekniğine bağlı olarak ilk bakışta bazı farklılıklar görünse de temelde prensipler aynıdır. Bu konuyla ilgili temel prensipleri anlayabilmek için klasik ışık mikroskobunda inceleyeceğimiz bir preparatın hazırlanışını görelim.Tespit (Fiksasyon)Bir histolojik incelemenin sağlıklı bir şekilde yapılabilmesi için dokuya ait yapı özelliklerinin, kimyasal içeriklerinin iyi korunmuş olması gerekir. Bunun için canlılara ait preparatların hazırlanışında ilk temel prensip hücre ve dokuları canlıdakine en yakın şekilde tutabilmektir.Bunun için ilk hedef otolizi engellemek olmadır. Canlı hücre içinde, etrafı membranla çevrili, eritici enzimler içeren, lizozom adını verdiğimiz organeller vardır. Hücre bu yapıları sindirim amacıyla kullanır. Ölümden sonra eritici enzimler sitoplazma içine geçerek hücreyi eritmeye başlar. Bu olaya kendini eritme anlamına gelen otoliz adı verilir. Otolize uğramış hücreler normal görünümünü kaybederek incelenmesi imkansız hale gelir. Otolizi engellemek amacıyla kullanılan bazı maddeler lizozomların içindeki enzimlerin sitoplazmaya geçişini ve erimeyi önlerler. Bu olaya tespit ya da fiksasyon, bu amaçla kullanılan maddelere de fiksatör adı verilir. Pek çok tespit maddesi ve tespit yöntemi vardır. Uygulayacağımız tespitin sonraki işlemlere, özellikle boyama işlemine bir zarar vermiyor olmasına dikkat etmek gerekir. Örneğin, klasik yöntemlerle tespit ve takip edilen dokularda yağ hücreleri içindeki  depo yağını korumak imkansızdır. Hücrelerdeki yağ içeriği takip işlemleri esnasında akar, hücrelerin içleri sonradan boş görünür. Eğer bir çalışmada bu hücreleri yağ içerikleri ile beraber görmek istiyorsak fiziksel bir tespit yöntemi olan dondurma tekniğine başvurabiliriz.Fiziksel olarak tespit yöntemlerine örnek olarak periferik kan yayma preparatlarının boyanmadan önce ısıtılarak ya da doğrudan kurutularak tesbitini verebiliriz.Otoliz nedir? Fiksasyon hangi amaçla yapılır?Kimyasal tespit yöntemleri hem kullanılma sıklığı hem de kullanılan fiksatörlerin çeşitliliği açısından daha çok zenginlik gösterir. En bilinen ve yaygın kullanılan fiksatör formoldür. Formol genellikle %10'luk sulu çözeltisi şeklinde kullanılır. Ticari formol %100'lükmüş gibi kabul edilerek 1 kısım formol, 9 kısım suyla karıştırılarak tesbit sölüsyonu hazırlanır. Ayrıca, glutaraldehit, osmium tetraoksit, bazı asitler, alkoller ya da bunların kombine formları daha az sıklıkla kullanılan kimyasal fiksatörlere örnek olarak verilebilir. Bütün fiksatiflerin istenenözelliklerinin yanı sıra istenmeyen bazı etkileri de vardır. Değişik kombinasyonlar kullanılarak istenen tespit özelliklerinin artmasını, istenmeyen bazı etkilerin en aza indirgenmesini sağlamak mümkündür. Birleşik olarak kullanılan fiksatörler çoğu kere ilk bulup kullanan araştırıcının adıyla anılırlar (Bouin, Carnoy, Zenker gibi).Elektron mikroskopta incelenecek preparatların hazırlanmasında ultrastruktürel yapının detaylı incelenebilmesi için çift fiksasyon işlemine gereksinim vardır. Bu işlemde önce tamponlanmış glutaraldehit ilk fiksatör olarak, daha sonra tamponlanmış osmium tetroksit ikinci fiksatör olarak kullanılır.Birleşik tespitten ne anlıyorsunuz?Doku ve organlardan alınan parçaların tespitinde aşağıdaki konulara dikkat etmek gerekir:- Tespit ve takipte kullanılan sölüsyonların dokunun içine iyi işlemesi için parçaların yeterince küçültülmüş olmasına özen gösteriniz. Parçanın boyutlarının 0.5 cm. yi geçmiyor olması daha olumlu sonuç verecektir.- Parçalar alındıktan hemen sonra bekletilmeden tespit sıvısına konulmalıdır.- Parçalar büyük ve kanlı ise tespit sıvısı yenilenmelidir.- Tespit sıvısının, hacim olarak konulan parça ya da parçaların minimum kırk katı fazlalığında olmasına çalışılmalıdır.- Uygulayacağımız her tespit yöntemi için önerilen süreye uyulmalıdır.- Tespitten sonra parçalar iyi yıkanmalı, yapay görüntülere neden olmaması için tespit maddesi dokudan tamamen uzaklaştırılmalıdır.- Ayrıca SAĞLIĞIMIZ AÇISINDAN:Histoloji laboratuvarlarında kullanılan pek çok madde gibi tespit maddelerinin buharlarının canlı hücre ve organizma için son derece zararlı olduğunu aklımızdan çıkarmayıp, bu işlemlerin çeker ocak denilen yerlerde yapılmasına dikkat etmeliyiz. Eğer bu mümkün olmuyorsa laboratuvar ortamının çok iyi havalandırılıyor olmasına özen göstermeliyiz.Tespitte uyulması gereken kurallar nelerdir?Tespit işlemleri ne tür yerlerde yapılmalıdır, neden?DehidratasyonTespit edilmiş parçalar bu aşamadan sonra suyundan arındırılır. Bu işleme dehidratasyon adı verilir. Dehidratasyon işlemi için suyu kolaylıkla kendi bünyesine kabul eden etil alkol, izopropil alkol, dioksan, anilin gibi maddeler kullanılır. Bunlardan en yaygın kullanılanı etil alkoldür. Derecesi absolu alkole kadar ulaşan banyolardan geçirilen parçalar daha sonra ışığı geçirgen hale getirilir. Bu işleme şeffaflaştırma (clearing) işlemi denir. Bu amaçla en sık kullanılan madde ksiloldur. Ayrıca benzen, toluen, kloroform gibi maddeler bu amaçlakullanılan maddelere örnektir.Bu işlemler petri kutuları gibi buharlaşmayı engellemek için düzgün kapaklı cam kaplarda elle takip şeklinde yapılabildiği gibi otomatik takip makineleri ile de yapılabilir. Otomatik takip makineleri zaman ayarlaması yapılabilen, doku parçalarının istenilen kaplarda istediğmiz kadar kalmasını sağlayan makinelerdir.Dehidratasyon nedir? Hangi maddeler bu amaçla kullanılırElektron mikroskop için hazırlanan preparatlar da doku parçaları dehitratasyon işleminden geçirilir. Bu işlem için de yine ethanol kullanılır. Gömme işleminden önce plastik eritici olan propilen oksit gibi maddelerde infiltre edilir.Bloklama (Gömme)Parçalardan rahatça kesitler alabilmek, düzgün kesit yüzeyleri sağlayabilmek için gömme ya da bloklama olarak ifade ettiğimiz işleme başvururuz. Parafin, jelatin, selloidin, karbovaks gibi maddeler bu işleme uygundur. En yaygın kullanılan madde parafindir. 56-60 derecede sıvılaşan parafin etüvde hazır tutulur. Parça prizmatik kalıplar içine konur, üzerine sıvı parafin dökülür. Parafin laboratuvar ısısında mum gibi donarak sertleşir. Kalıptan çıkarınca içinde bizim doku parçamız da bulunan düzgün prizmatik bir parafin bloku elde ederiz. Parafinintersüller boşluklara hatta hücrelerin içine bile penetre olarak dokuyu daha sabit ve kesilebilir hale getirir. Elektron mikroskop için ışık mikroskobuna oranla çok daha ince kesitlere ihtiyaç vardır. Bu nedenle gömme ya da bloklama işleminde daha sert plastik maddeler gereklidir. Bunun için epon, araldit gibi epoxy plastik maddeler kullanılır.Bloklama işleminde ne tür maddeler kullanılır?Kesit AlmaBlokladığımız doku ve organ parçalarında düzgün ince kesitler almak için kullandığımız aletlere mikrotom denir. Işık mikroskop incelemeleri için kullandığımız mikrotomlar mikron düzeylerinde ince kesitler alabilirlerken elektron mikroskop araştırmalarında kullanılan ultramikrotomlar angström inceliklerinde kesitler sağlarlar. Işık mikroskobu için kesitler almakta kullandığımız mikrotomlarda çelik bıçaklar kullanılırken, EM için kesitler aldığımızultra mikrotomlarda cam ya da daha iyisi elmas bıçaklar kullanılır. Işık mikroskop çalışmalarında genellikle 6-10 mikronluk kesitler kullanılır. Mikrotomların bıçakların hareketli olduğu kızaklı mikrotom denilen tipleri ya da bıçaklarının sabit, kesilecek blokların hareketli olduğu rotari mikrotom tipleri vardır. Mikrotom aracılığıyla parafin bloklardan isteğimiz kalınlıklarda dilimler keserken blok içindeki parçadan da aynı kalınlıkta kesitler elde etmiş oluruz. Daha sonra lam üzerinde alınan kesitler boyama işlemine hazır olurlar.Xylol gibi bazı solventler doku içindeki lipidler gibi bazı maddeleri eritebilirler. Bu istenmeyen etkinin önüne geçmek için cryostat adı verilen dondurma mikrotomları kullanılır. Dokular bu yöntemle düşük ısıda aniden dondurularak takip işlemlerinden geçirilmeden ve bloklanmadan kesit alınabilir hale gelir.Mikrotom ve Ultramikrotom neye denir?Boyama (Kolorasyon)Çok ufak ayrıcalıklar dışında dokuların büyük bir kısmı renksizdir ve boyanmadığı sürece ışık mikroskobunda incelenmesi zordur. Çeşitli doku ve hücre kısımlarının yapıları nedeniyle farklı kimyasal özellikteki boyaları farklı bir şekilde tutmaları histolojide boyamanın esasını teşkil eder. Histolojik araştırmalarda kullanılan boyaların büyük bir çoğunluğu asit veya baz özelliğinde olup dokudaki ionize köklerle elektrostatik bağlantı yaparlar. Bu şekilde doku ve hücrelerin daha belirgin bir şekilde ortaya çıkması sağlanırken diğer yandan kimyasalyapısını bildiğimiz boyalarla reaksiyona giren yapıların kimyasal özellikleri ortaya konmuş olur. Histolojik boyalar renklendirici gruplarının asit ya da baz oluşuna göre asit ve bazik boyalar olmak üzere iki ana grupta toplanırlar. Bazik boyaları çeken, o boyanın renginde boyanan hücre ve doku kısımları bazofil boyanıyor ya da bazofili gösteriyor diye tanımlanır.Genel olarak granüllü endoplazmik retikulumun yoğun olduğu kısımlar, hücre çekirdeği bazofili gösteren yapılardır. Asit boyalarla reaksiyona girerek onun renginde boyanan hücre ya da doku kısımları için asidofil boyanıyor ya da asidofili gösteriyor denir. Bazı ayrıcalıkları olmakla birlikte hücre sitoplazması, kollajen lifler, mitokondrium ve lizozomlar asidofilik yapılardır. Bazik boyalara örnek olarak Metilen Mavisi, Jansiyan Viyole, Bazik Füksin, Azokarmin, Safranin, Hematoksilin, Nükleer Fast Red verilebilir. Eozin, Pikrik Asit, AsitFüksin, Oranj G, Eritrosin, Kongo Kırmızısı, Light Green gibi boyalar asit boyalara örnektir.Boyalar bazı yöntemlerde tek olarak kullanılır. Bazı yöntemlerde ikili ya da daha çok boya içeren birleşik yöntemler dediğimiz şekillerde kullanılırlar. Birleşik yöntemlerde kesitler birbiri ardından bazik ve asit boyalarla işleme tabi tutulurlar. Birleşik boya yöntemlerinden ikili olanlara örnek olarak çok yaygın bir boyama yöntemi olan Hematoksilin+Eozin (HE) yöntemi gösterilebilir. Azokarmin, Oranj G ve Anilin Mavisinden oluşan Heidenhein İn Azan yöntemi ise üçlü bir boyama yöntemidir.Asidofili ve bazofili neye denir?Birleşik boyama neye denir?Bazı boyalar, bazı yapıları boyanan çözelti renginden farklı bir renge boyarlar. Bu olaya metakromazi, böyle boyalara da metakromatik boyalar denir. Örneğin toluidin mavisi dokuya düşük konsantrasyonda bağlandığında mavi renkte boyar (ortokromatik). Oysa bir yapıya yüksek konsantrasyonda bağlandığında mor-kırmızı renkte boyar (metakromatik). Toluidin mavisinin Mast hücrelerinin granüllerini mor-kırmızı boyaması metakromatik boyanmadır.Bazı lipidler, makromoleküller metafosfat, sülfomukopolisakkaritler, nükleik asitler metakromazi gösteren yapılardır. Toluidin mavisi, Metilen mavisi, Azur A gibi boyalar ise metakromatik boyalara örnek verilebilir.Ortokromazi ve metakromazi nedir?Bazı boyalar deneysel amaçla doğrudan canlıya verilebilir. Bu renkli maddeler organizmada bazı yerlerde tutularak canlıda boyanma sağlarlar. Örneğin, tripan mavisi deney hayvanının dolaşımına verildiğnide karaciğer kupffer hücreleri tarafından tutulur. Böylece hayvan daha canlıyken sitoplazması mavi tanecikler tarzında boyunmış olur. Vital boyalardan Tripan mavisi, Kongo kırmızısı, Çini mürekkebi, Alizarin ve Lityum karmin asit karakterde vital boyalardır. Metilen Mavisi, Nötral Red, Janus Green, Krezil Viyole ve Nigrosin bazik karakterdevital boyalardır.Vital boyamanın diğer boyama yöntemlerinden farkı nedir?Boyama işleminden sonra kesitler yeni baştan dehidrate edilir ve şeffaflaştırılır. Daha sonra üzerlerine lamel kapatılarak korunur. Preparatların kapatılmasında Kanada Balsamı ya da son zamanlarda ucuzluğu ve çabuk kuruması yönünden tercih edilen bazı sentetik yapıştırıcılar kullanılmaktadır. Uzun süre saklanılması düşünülen preparatları doğrudan güneş ışığı ya da kuvvetli ışıklardan sakınmak gerekir. Aksi takdirde boya solacaktır.Dokuların renkli boyalarla boyanmasının yanı sıra altın, gümüş gibi bazı metallerin seçici olarak bazı kısımlara çöktürülmesi de o bölgelerin mikroskop altında kolayca belirlenmesini sağlayan boyadışı bir renklendirme yöntemi olarak karşımıza çıkar.

http://www.biyologlar.com/histoloji-preparatlarinin-hazirlanmasi-1

Hangi vitamin ne işe yarar, Hangi vitamin hangi besinde bulunur?

A vitamini: Enfeksiyonlara karşı direnci arttırır normal büyüme, üreme, kemik ve diş gelişimi, görme için gereklidir. Cildin tırnakların ve saçların sağlıklı kalmasını sağlar. Diş ve dişetleri için büyük önem taşır . Yalnızca hayvanlarda bulunan ve yağda eriyen doymamış bir alkoldur. Sütte, yumurta sarısında, ton ve morina balıklarının karaciğer yağında (balık yağı) bulunur. Havuç ve havuç benzeri sarı-turuncu renkli sebzelerde A vitamininin ön maddeleri vardır (alfa karoten). Yaşlılıkta etkinliği çok artan kolajenaz enziminin indirgeyici etkisini önlediği saptanmıştır. Bu vitamin ayrıca protein bileşimine katılır ve tümerlerde görülen hücrelerin kontrolsüz biçimde çoğalmasını önler. A vitamini eksikliğinde gözde ve deride keratoz, kseroftalmi (göz akı ve kormeanın parlaklığını kaybederek kuruması), foliküler hiperkeratoz (bir deri hastalığı) ve gece körlüğü görülür. Bulunduğu Yiyecekler: Kayısı,kuşkonmaz,maydanoz,ıspanak, havuç,kereviz, marul, portakal, erik, domates D vitamini: İnce bağırsaklardan kalsiyumun emilmesine yardımcı olur, kalsiyumun kemiklerde ve dişlerde tutulmasını sağlar . Bulunduğu Yiyecekler: Balık yağı, balık, yumurta, tereyağı, karaciğer, et, sebzeler, güneş E vitamini Antioksidan etkilidir. Alzheimer hastalığının ilerlemesini yavaşlatıyor yaşlı kişilerde bağışıklık sistemini güçlendirir. Hücrelerin daha uzun yaşamasını ve yenilenmesini sağlar . Fitol ve metil hidrokinon türevidir. İnsanda karaciğerin yanı sıra yağlı dokularda, böbrekte, kalpte, kaslarda ve böbrek üstü bezi kabuğunda depolanır. A vitamini, doymamış yağ asitleri ve C vitamini gibi maddelerin oksidasyonunu önleyerek antioksidan özellik gösterir. Nükleik asitler ve değişik enzim sistemlerinin metabolizmasına katılır.E vitamini eksikliği ender görülür ve kansızlık biçiminde ortaya çıkar. Başta tahılllar olmak üzere yeşil sebzelerde bol miktarda bulunur… Bulunduğu Yiyecekler: Buğday, tohumlu besinler, soya fasülyesi yağı, arı sütü, ceviz, marul, tere, kereviz, maydanoz, ıspanak, lahana, mısır yağı, mısır, yulafta K vitamini: Karaciğere gelen Kvitamini burada üretilen bazı pıhtılaşma faktörlerinin yapımında rol alır. Kvitamini takviyesi yanlızca kanamalı hastalarda verilir. Bulunduğu Yiyecekler:Ispanak,kabak, marul, yeşil domates, yeşil biber, inek sütü, peynir, tereyağı, yumurta, kırmızı et, pirinç, karaciğer, mısır, muz, şeftali, çilek B1 vitamini: Kasların ve sinir sisteminin faliyeti için gereklidir.Yetersizliğinde iştahsızlık, huzursuzluk, bellek zayıflığı ve dikkat azalması görülür. Bulunduğu Yiyecekler: Buğday, kepek, bira mayası, taze sebze meyve, koyun eti, sığır eti, balık eti, yumurta, süt B2 vitamini: Eksikliğinde dilde kızarma, yanma hissi, ağız çevresi ve dudaklarda kızarma, tahriş, çatlaklar, gözlerde kaşıntı, yanma hissi, katarakt oluşumu, saçların dökülmesi, çocuklarda büyüme yavaşlaması, kilo kaybı, sindirim sorunları oluşur . Bulunduğu Yiyecekler:Karaciğer, böbrek, buğday unu, patates, et, süt, yumurta, peynir, kepek, yeşil sebzeler, havuç, fındık, yer fıstığı, mercimek B3 vitamini: Yetersiz beslenme sonucu deriyi sinir sistemini tutan pellegra adlı hastalık ortaya çıkar. Hücrelerin oksijeni kullanabilmeleri için gereklidir. Midede sindirimin temel taşları olan asitlerin üretimini sağlar. Bulunduğu Yiyecekler: Bira mayası, kepek, yer fıstığı, sakatat, kırmızı et, balık, buğday, baklagiller, un, yumurta, süt, limon, kabak, incir, portakal, hurma B5 vitamini: Doğada bol olduğu için eksikliğine rastlanmaz. Ayrıca bir miktar bağırsaklarda da yapılmaktadır. Eksikliği kan şekerinde düşme, ellerde titreme, kalp çarpıntıya neden olur . Bulunduğu Yiyecekler:Karaciğer, kırmızı et, tavuk, yumurta, ekmek, sebzeler B6 vitamini: Sinir sistemi ve hormonların çalışmasını düzenler.Vücudun savunmasında antikor ve akyuvar oluşumunda rol oynar. Eksikliğinde migren tipi baş ağrısı, kansızlık, ciltte kuruluk, görme problemleri, uyuşukluk, adele zayıflığı ve krampları oluşur . Bulunduğu Yiyecekler: Karaciğer, böbrek, kırmızı et, balık, yumurta, ekmek, sebzeler B11 vitamini: Kırmızı kan hücreleri ve sinir dokularının oluşumunda aktif rol oynar. Hücre bölünmesi için gereklidir. Bu etkisi ile büyümeyi de sağlar. Anne karnındaki bebeğin sinir sisteminin gelişimi için de gereklidir. Eksikliğinde iştahsızlık, kilo kaybı, bulantı, kusma, ishal, baş ağrısı, unutkanlık, çarpıntı gibi bazı kalp sorunları oluşabilir . Bulunduğu Yiyecekler:Karaciğer, böbrek, kırmızı et, ıspanak, marul, yumurta, ekmek, portakal, muz B12 vitamini: Besinlerle veya sigara gibi alışkanlıklarla vücuda giren siyanürü etkisiz hale getirir. Eksikliğinde dilde hassasiyet, şişme, kızarma, hayal görme, depresyon, adalelerde kasılmalar, sinir iltihaplarına bağlı olarak el ve ayaklarda uyuşma, karıncalanma, yanma şikayetleri oluşur . Bulunduğu Yiyecekler:Karaciğer, yürek, böbrek, kırmızı et, tavuk, balık, süt, peynir, yumurta C vitamini: Etkin biçimi L-askorbik asittir.C vitamininin başlıca rolü doku bağlarını tutan ana protein maddesi olan kollageni üretmektir. Bağışıklık sistemi, sinir sistemi, hormonlar ve besinlerin emilimi fonksiyonlarına (E vitamini ve demir gibi )destek olur.Göz merceği ve akciğer gibi yapılarda antioksidan olarak çalışır. C vitamini ayrıca antioksidan yapıda olan E vitaminine dönüşebilir. C vitamini turunçgillerde bol miktarda, ayrıca taze sebzelerde, maydanozda, kabakta ,soğanda ve domateste bulunur.Vücudumuz C vitaminini üretemez bitkiler ve bazı hayvanlar bu vitamini üretebilmektedir. Besinlerle alınan vitamin 2 saat içersinde kullanılır 4 saat sonunda kandan uzaklaşır. Yaraların iyileşmesini, damarların sağlıklı olamalarını sağlar.Vücudun savunma sistemini artırıcı etkisi vardır. Histamin yapımını azaltarak allerjik olayların şiddetini düşürür. Eksikliğinde diş eti kanamaları ve çekilmeleri olur. Bulunduğu Yiyecekler:Siyah üzüm, narenciye, çilek, kavun, karpuz, yeşil biber, maydanoz, brokoli, havuç, soğan, bezelye

http://www.biyologlar.com/hangi-vitamin-ne-ise-yarar-hangi-vitamin-hangi-besinde-bulunur

HİSTOLOJİ PREPARATLARININ HAZIRLANMASI

Canlılardan alınan doku ya da organ parçalarını mikroskopla incelenir duruma getirebilmek için takip ettiğimiz işlemlerin tümüne birden histolojik teknik adını veriyoruz. Bu amaçla kullanılan yöntemler uygulayacağımız mikroskobi tekniğine bağlı olarak ilk bakışta bazı farklılıklar görünse de temelde prensipler aynıdır. Bu konuyla ilgili temel prensipleri anlayabilmek için klasik ışık mikroskobunda inceleyeceğimiz bir preparatın hazırlanışını görelim. Tespit (Fiksasyon) Bir histolojik incelemenin sağlıklı bir şekilde yapılabilmesi için dokuya ait yapı özelliklerinin, kimyasal içeriklerinin iyi korunmuş olması gerekir. Bunun için canlılara ait preparatların hazırlanışında ilk temel prensip hücre ve dokuları canlıdakine en yakın şekilde tutabilmektir. Bunun için ilk hedef otolizi engellemek olmadır. Canlı hücre içinde, etrafı membranla çevrili, eritici enzimler içeren, lizozom adını verdiğimiz organeller vardır. Hücre bu yapıları sindirim amacıyla kullanır. Ölümden sonra eritici enzimler sitoplazma içine geçerek hücreyi eritmeye başlar. Bu olaya kendini eritme anlamına gelen otoliz adı verilir. Otolize uğramış hücreler normal görünümünü kaybederek incelenmesi imkansız hale gelir. Otolizi engellemek amacıyla kullanılan bazı maddeler lizozomların içindeki enzimlerin sitoplazmaya geçişini ve erimeyi önlerler. Bu olaya tespit ya da fiksasyon, bu amaçla kullanılan maddelere de fiksatör adı verilir. Pek çok tespit maddesi ve tespit yöntemi vardır. Uygulayacağımız tespitin sonraki işlemlere, özellikle boyama işlemine bir zarar vermiyor olmasına dikkat etmek gerekir. Örneğin, klasik yöntemlerle tespit ve takip edilen dokularda yağ hücreleri içindeki depo yağını korumak imkansızdır. Hücrelerdeki yağ içeriği takip işlemleri esnasında akar, hücrelerin içleri sonradan boş görünür. Eğer bir çalışmada bu hücreleri yağ içerikleri ile beraber görmek istiyorsak fiziksel bir tespit yöntemi olan dondurma tekniğine başvurabiliriz. Fiziksel olarak tespit yöntemlerine örnek olarak periferik kan yayma preparatlarının boyanmadan önce ısıtılarak ya da doğrudan kurutularak tesbitini verebiliriz. Otoliz nedir? Fiksasyon hangi amaçla yapılır? Kimyasal tespit yöntemleri hem kullanılma sıklığı hem de kullanılan fiksatörlerin çeşitliliği açısından daha çok zenginlik gösterir. En bilinen ve yaygın kullanılan fiksatör formoldür. Formol genellikle %10'luk sulu çözeltisi şeklinde kullanılır. Ticari formol %100'lükmüş gibi kabul edilerek 1 kısım formol, 9 kısım suyla karıştırılarak tesbit sölüsyonu hazırlanır. Ayrıca, glutaraldehit, osmium tetraoksit, bazı asitler, alkoller ya da bunların kombine formları daha az sıklıkla kullanılan kimyasal fiksatörlere örnek olarak verilebilir. Bütün fiksatiflerin istenen özelliklerinin yanı sıra istenmeyen bazı etkileri de vardır. Değişik kombinasyonlar kullanılarak istenen tespit özelliklerinin artmasını, istenmeyen bazı etkilerin en aza indirgenmesini sağlamak mümkündür. Birleşik olarak kullanılan fiksatörler çoğu kere ilk bulup kullanan araştırıcının adıyla anılırlar (Bouin, Carnoy, Zenker gibi). Elektron mikroskopta incelenecek preparatların hazırlanmasında ultrastruktürel yapının detaylı incelenebilmesi için çift fiksasyon işlemine gereksinim vardır. Bu işlemde önce tamponlanmış glutaraldehit ilk fiksatör olarak, daha sonra tamponlanmış osmium tetroksit ikinci fiksatör olarak kullanılır. Birleşik tespitten ne anlıyorsunuz? Doku ve organlardan alınan parçaların tespitinde aşağıdaki konulara dikkat etmek gerekir: - Tespit ve takipte kullanılan sölüsyonların dokunun içine iyi işlemesi için parçaların yeterince küçültülmüş olmasına özen gösteriniz. Parçanın boyutlarının 0.5 cm. yi geçmiyor olması daha olumlu sonuç verecektir. - Parçalar alındıktan hemen sonra bekletilmeden tespit sıvısına konulmalıdır. - Parçalar büyük ve kanlı ise tespit sıvısı yenilenmelidir. - Tespit sıvısının, hacim olarak konulan parça ya da parçaların minimum kırk katı fazlalığında olmasına çalışılmalıdır. - Uygulayacağımız her tespit yöntemi için önerilen süreye uyulmalıdır. -Tespitten sonra parçalar iyi yıkanmalı, yapay görüntülere neden olmaması için tespit maddesi dokudan tamamen uzaklaştırılmalıdır. - Ayrıca SAĞLIĞIMIZ AÇISINDAN: Histoloji laboratuvarlarında kullanılan pek çok madde gibi tespit maddelerinin buharlarının canlı hücre ve organizma için son derece zararlı olduğunu aklımızdan çıkarmayıp, bu işlemlerin çeker ocak denilen yerlerde yapılmasına dikkat etmeliyiz. Eğer bu mümkün olmuyorsa laboratuvar ortamının çok iyi havalandırılıyor olmasına özen göstermeliyiz. Tespitte uyulması gereken kurallar nelerdir? Tespit işlemleri ne tür yerlerde yapılmalıdır, neden? Dehidratasyon Tespit edilmiş parçalar bu aşamadan sonra suyundan arındırılır. Bu işleme dehidratasyon adı verilir. Dehidratasyon işlemi için suyu kolaylıkla kendi bünyesine kabul eden etil alkol, izopropil alkol, dioksan, anilin gibi maddeler kullanılır. Bunlardan en yaygın kullanılanı etil alkoldür. Derecesi absolu alkole kadar ulaşan banyolardan geçirilen parçalar daha sonra ışığı geçirgen hale getirilir. Bu işleme şeffaflaştırma (clearing) işlemi denir. Bu amaçla en sık kullanılan madde ksiloldur. Ayrıca benzen, toluen, kloroform gibi maddeler bu amaçla kullanılan maddelere örnektir. Bu işlemler petri kutuları gibi buharlaşmayı engellemek için düzgün kapaklı cam kaplarda elle takip şeklinde yapılabildiği gibi otomatik takip makineleri ile de yapılabilir. Otomatik takip makineleri zaman ayarlaması yapılabilen, doku parçalarının istenilen kaplarda istediğmiz kadar kalmasını sağlayan makinelerdir. Dehidratasyon nedir? Hangi maddeler bu amaçla kullanılır Elektron mikroskop için hazırlanan preparatlar da doku parçaları dehitratasyon işleminden geçirilir. Bu işlem için de yine ethanol kullanılır. Gömme işleminden önce plastik eritici olan propilen oksit gibi maddelerde infiltre edilir. Bloklama (Gömme) Parçalardan rahatça kesitler alabilmek, düzgün kesit yüzeyleri sağlayabilmek için gömme ya da bloklama olarak ifade ettiğimiz işleme başvururuz. Parafin, jelatin, selloidin, karbovaks gibi maddeler bu işleme uygundur. En yaygın kullanılan madde parafindir. 56-60 derecede sıvılaşan parafin etüvde hazır tutulur. Parça prizmatik kalıplar içine konur, üzerine sıvı parafin dökülür. Parafin laboratuvar ısısında mum gibi donarak sertleşir. Kalıptan çıkarınca içinde bizim doku parçamız da bulunan düzgün prizmatik bir parafin bloku elde ederiz. Parafin intersüller boşluklara hatta hücrelerin içine bile penetre olarak dokuyu daha sabit ve kesilebilir hale getirir. Elektron mikroskop için ışık mikroskobuna oranla çok daha ince kesitlere ihtiyaç vardır. Bu nedenle gömme ya da bloklama işleminde daha sert plastik maddeler gereklidir. Bunun için epon, araldit gibi epoxy plastik maddeler kullanılır.  Bloklama işleminde ne tür maddeler kullanılır?  Kesit Alma Blokladığımız doku ve organ parçalarında düzgün ince kesitler almak için kullandığımız aletlere mikrotom denir. Işık mikroskop incelemeleri için kullandığımız mikrotomlar mikron düzeylerinde ince kesitler alabilirlerken elektron mikroskop araştırmalarında kullanılan ultramikrotomlar angström inceliklerinde kesitler sağlarlar. Işık mikroskobu için kesitler almakta kullandığımız mikrotomlarda çelik bıçaklar kullanılırken, EM için kesitler aldığımız ultra mikrotomlarda cam ya da daha iyisi elmas bıçaklar kullanılır. Işık mikroskop çalışmalarında  genellikle 6-10 mikronluk kesitler kullanılır. Mikrotomların bıçakların hareketli olduğu kızaklı mikrotom denilen tipleri ya da bıçaklarının sabit, kesilecek blokların hareketli olduğu rotari mikrotom tipleri vardır. Mikrotom aracılığıyla parafin bloklardan isteğimiz kalınlıklarda dilimler keserken blok içindeki parçadan da aynı kalınlıkta kesitler elde etmiş oluruz. Daha sonra lam üzerinde alınan kesitler boyama işlemine hazır olurlar. Xylol gibi bazı solventler doku içindeki lipidler gibi bazı maddeleri eritebilirler. Bu istenmeyen etkinin önüne geçmek için cryostat adı verilen dondurma mikrotomları kullanılır. Dokular bu yöntemle düşük ısıda aniden dondurularak takip işlemlerinden geçirilmeden ve bloklanmadan kesit alınabilir hale gelir. Mikrotom ve Ultramikrotom neye denir? Boyama (Kolorasyon) Çok ufak ayrıcalıklar dışında dokuların büyük bir kısmı renksizdir ve boyanmadığı sürece ışık mikroskobunda incelenmesi zordur. Çeşitli doku ve hücre kısımlarının yapıları nedeniyle farklı kimyasal özellikteki boyaları farklı bir şekilde tutmaları histolojide boyamanın esasını teşkil eder. Histolojik araştırmalarda kullanılan boyaların büyük bir çoğunluğu asit veya baz özelliğinde olup dokudaki ionize köklerle elektrostatik bağlantı yaparlar. Bu şekilde doku ve hücrelerin daha belirgin bir şekilde ortaya çıkması sağlanırken diğer yandan kimyasal yapısını bildiğimiz boyalarla reaksiyona giren yapıların kimyasal özellikleri ortaya konmuş olur. Histolojik boyalar renklendirici gruplarının asit ya da baz oluşuna göre asit ve bazik boyalar olmak üzere iki ana grupta toplanırlar. Bazik boyaları çeken, o boyanın renginde boyanan hücre ve doku kısımları bazofil boyanıyor ya da bazofili gösteriyor diye tanımlanır. Genel olarak granüllü endoplazmik retikulumun yoğun olduğu kısımlar, hücre çekirdeği bazofili gösteren yapılardır. Asit boyalarla reaksiyona girerek onun renginde boyanan hücre ya da doku kısımları için asidofil boyanıyor ya da asidofili gösteriyor denir. Bazı ayrıcalıkları olmakla birlikte hücre sitoplazması, kollajen lifler, mitokondrium ve lizozomlar asidofilik yapılardır. Bazik boyalara örnek olarak Metilen Mavisi, Jansiyan Viyole, Bazik Füksin, Azokarmin, Safranin, Hematoksilin, Nükleer Fast Red verilebilir. Eozin, Pikrik Asit, Asit Füksin, Oranj G, Eritrosin, Kongo Kırmızısı, Light Green gibi boyalar asit boyalara örnektir. Boyalar bazı yöntemlerde tek olarak kullanılır. Bazı yöntemlerde ikili ya da daha çok boya içeren birleşik yöntemler dediğimiz şekillerde kullanılırlar. Birleşik yöntemlerde kesitler birbiri ardından bazik ve asit boyalarla işleme tabi tutulurlar. Birleşik boya yöntemlerinden ikili olanlara örnek olarak çok yaygın bir boyama yöntemi olan Hematoksilin+Eozin (HE) yöntemi gösterilebilir. Azokarmin, Oranj G ve Anilin Mavisinden oluşan Heidenhein İn Azan yöntemi ise üçlü bir boyama yöntemidir. Asidofili ve bazofili neye denir? Birleşik boyama neye denir? Bazı boyalar, bazı yapıları boyanan çözelti renginden farklı bir renge boyarlar. Bu olaya metakromazi, böyle boyalara da metakromatik boyalar denir. Örneğin toluidin mavisi dokuya düşük konsantrasyonda bağlandığında mavi renkte boyar (ortokromatik). Oysa bir yapıya yüksek konsantrasyonda bağlandığında mor-kırmızı renkte boyar (metakromatik). Toluidin mavisinin Mast hücrelerinin granüllerini mor-kırmızı boyaması metakromatik boyanmadır. Bazı lipidler, makromoleküller metafosfat, sülfomukopolisakkaritler, nükleik asitler metakromazi gösteren yapılardır. Toluidin mavisi, Metilen mavisi, Azur A gibi boyalar ise metakromatik boyalara örnek verilebilir. Ortokromazi ve metakromazi nedir? Bazı boyalar deneysel amaçla doğrudan canlıya verilebilir. Bu renkli maddeler organizmada bazı yerlerde tutularak canlıda boyanma sağlarlar. Örneğin, tripan mavisi deney hayvanının dolaşımına verildiğnide karaciğer kupffer hücreleri tarafından tutulur. Böylece hayvan daha canlıyken sitoplazması mavi tanecikler tarzında boyunmış olur. Vital boyalardan Tripan mavisi, Kongo kırmızısı, Çini mürekkebi, Alizarin ve Lityum karmin asit karakterde vital boyalardır. Metilen Mavisi, Nötral Red, Janus Green, Krezil Viyole ve Nigrosin bazik karakterde vital boyalardır. Vital boyamanın diğer boyama yöntemlerinden farkı nedir? Boyama işleminden sonra kesitler yeni baştan dehidrate edilir ve şeffaflaştırılır. Daha sonra üzerlerine lamel kapatılarak korunur. Preparatların kapatılmasında Kanada Balsamı ya da son zamanlarda ucuzluğu ve çabuk kuruması yönünden tercih edilen bazı sentetik yapıştırıcılar kullanılmaktadır. Uzun süre saklanılması düşünülen preparatları doğrudan güneş ışığı ya da kuvvetli ışıklardan sakınmak gerekir. Aksi takdirde boya solacaktır. Dokuların renkli boyalarla boyanmasının yanı sıra altın, gümüş gibi bazı metallerin seçici olarak bazı kısımlara çöktürülmesi de o bölgelerin mikroskop altında kolayca belirlenmesini sağlayan boyadışı bir renklendirme yöntemi olarak karşımıza çıkar.

http://www.biyologlar.com/histoloji-preparatlarinin-hazirlanmasi

Bitkilerde Virüs hastalıkları Tanımı ve Mücadelesi

Bitkilerde Virüs hastalıkları Tanımı ve Mücadelesi

Virüs, kelime olarak “Zehir” anlamına gelmektedir. 17. ve 18. yüzyılda yanlış olarak, sebebi bilinmeyen bütün hastalıklar için kullanılmıştır.

http://www.biyologlar.com/bitkilerde-virus-hastaliklari-tanimi-ve-mucadelesi

Evrim Konusunda ilk Düşünceler

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

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

Virüslerin Üremesi

Virüsün canlılığını sürdürmek için bulunduğu canlıya konak canlı adı verilir. Virüs konak canlıya girdiğinde konak canlının DNA sı virüsün hesabına çalışmaya başlar. Yani virüs girdiği canlıyı yönetimi altına alır. Artık konak canlı kendi eşlenmesi yerine virüsün yönetici maddesini eşler. Ribozomlarıyla virüsün proteinlerini sentezler. Konak canlıda sayısı hızla artar. Konak canlının hücre zarı parçalanarak virüsler açığa çıkar. Kendilerine yeni konak canlı ararlar. Eğer canlı bir hücre yoksa kristaller meydana getirirler. Devamlı üreyen virüslere Litik Virüs denir.bazı hallerde virüs girdiği konak canlıya zarar vermeden kalabilir. Virüsün yönetici maddesi konak canlının yönetici maddesine yapışırsa konak canlı virüsün yönetimine girmez. Konak canlının yönetici maddesinin bir parçası haline gelebilir. Virüs çoğalamadığı içinde konak canlıya zarar veremeyecektir. Böyle virüslere Lizogenik Virüs denir. Virüsler bitkilerde ve hayvanlarda hastalık meydana getirirler. Ancak bu zarar girdikleri bitki veya hayvan hücresinde yönetimi ele geçirirlerse mümkündür. Virüslerin nükleik asitlerindemutasyonlar meydana gelebilir. Biyolojik açıdan eniyi incelenen virüsler “Bakteriyofaj”lardır. Bunlara bakteri yiyen virüslerde denilebilir. Birde kuyrukları vardır. Kuyruk bakteriye deydiğinde bakterinin o bölgesini eritir. Yönetici molekülü böylece bakteriye geçer. Lizogenik virüsse bakteri kromozomuna yapışır, orada profajı oluşturur.(Girdiği bakterinin kromozomuna yapışarak üremeden kalabilen Lizogenik virüs kromozomuna profaj denir.)

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

Virüslerin Özellikleri

1-Canlı ve cansız arasında geçit oluştururlar. 2-Protein kılıf ve nükleik asitten oluşurlar.(DNA veya RNA) 3-Kristalleşebilirler 4-Kompşex enzim sstemleri yoktur. 5-DNA taşıyanlar bakterileri yiyebilir bunlara bakteriyofaj veya faj denir. 6-Grip, nezle, kızamık, frengi, kabakulak gibi hastalıkları yaparlar. 7-Virüs bir canlı hücrenin (örneğin bakterinin) çeperine yapışır. 8-Virüs DNA’si bakterinin içine enjekte olur. 9-Bakteri DNA’sının eşlenmesi durur. 10-Virüs DNA’sı bakterinin bütün biyokimyasal sistemlerini kullanarak kendini eşlemeye başlar. 11-Bakterinin protein sentezi sistemi virüs için gerekli protein kılıfı v.s. gibi yapıları bakteri malzemesi kullanılarak sentezlenir.bu yolla 100’den fazla virüs oluşur. 14-Bakterinin hücre duvarını delici enzimlerinde sentezlenmesi ve hücre duvarının erimesiyle virüsler dışarı çıkar.

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

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

Bakteriyofaj Nedir ?

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

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

Virüsler Hakkında Bilgi

Virüsler Hakkında Bilgi

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

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

Bitkilerde Beslenme Fizyolojisi

Bitkilerde Beslenme Fizyolojisi

Bilindiği gibi canlıların ortamdan sağladığı, olduğu gibi tüketerek kullandıkları besin maddeleri büyük canlı gruplarında farklılıklar gösterir.

http://www.biyologlar.com/bitkilerde-beslenme-fizyolojisi

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

Gen Terapi

Hastalıkları tedavi etme ya da fiziksel etkilerini azaltma amacıyla hastanın vücuduna genetik materyalin sokulması, tıp tarihinde bir devrim olmuştur. İlk başlarda genetik hastalıkların tedavisi amacıyla planlanan gen terapisi artık, kanser, AIDS gibi diğer pek çok hastalığın tedavisi için de kullanılmaya başlanmıştır. Genlerin tanımlanması ve genetik mühendisliğinde kaydedilen önemli gelişmeler sonunda bilim adamları artık hastalıklarla savaşabilmek ve onlardan korunabilmek için bazı örneklerde genetik materyali değiştirme aşamasına geldiler. Gen terapisinin temel amacı, hücrelerin hastalığa yol açan eksik ya da kusurlu genleri yerine, sağlıklı kopyalarının hücreye yerleştirilmesidir. Bu işlem, gerçek anlamda bir devrimdir. Hastaya, genetik bozukluktan kaynaklanan semptomların kontrol edilmesi ve/veya tedavisi için ilaç verilmiyor. Bunun yerine, sorunun kaynağına inilip hastanın bozuk genetik yapısı düzeltilmeye çalışılıyor. Çeşitli gen terapisi stratejileri olmakla birlikte, başarılı bir gen terapisi için gereken ortak temel elemanlar vardır. Bunların en önemlisi hastalığa neden olan genin belirlenmesi ve klonlanmasıdır. "Human Genome Project" olarak adlandırılan ve insanın gen haritasını çıkarmayı amaçlayan proje tamamlandığında, istenilen genlere ulaşmanın çok daha kolay olacağına inanılmaktadır. Genin tanımlanmasından sonraki aşamada, genin hedeflenen hücrelere nakledilmesi ve orada ekspresyonu, yani kodladığı proteinin üretimi gelir. Gen terapisinin öteki önemli elemanlarıysa tedavi edilmek istenilen hastalığı ve gen nakli yapılacak hücreleri iyi tanımak ve gen naklinin olası yan etkilerini anlamaktır. Gen terapisi iki ana kategoride incelenebilir: Eşey hücresi ve vücut hücresi gen terapisi. Eşey hücresi gen terapisinde, genetik bir bozukluğu önlemek için eşey hücrelerinin (sperm ya da ovum) genleri değiştirilir. Bu tip terapide, genlerde yapılan değişiklik kuşaktan kuşağa aktarılabileceğinden, olası bir eşey hücresi gen terapisi hem etik, hem de teknik sorunlar yaratacaktır. Öte yandan vücut hücresi gen terapisi eşey hücrelerini etkilemez; sadece ilgili kişiyi etkiler. Günümüzde yapılan gen terapisi çalışmalarının çoğu vücut hücresi gen terapisidir. Gen terapisi aynı zamanda bir ilaç taşıma sistemi olarak da kullanılabilir. Burada ilaç, nakledilen genin kodladığı proteindir. Bunun için, istenilen proteini kodlayan bir gen, hastanın DNA'sına yerleştirilebilir. Örneğin ameliyatlarda, pıhtılaşmayı önleyici bir proteini kodlayan gen, ilgili hücrelerin DNA'sına yerleştirilerek, tehlikeli olabilecek kan pıhtılarının oluşumu önlenebilir. Gen terapisinin ilaç taşınmasında kullanılması, aynı zamanda, hem harcanan güç ve emeği hem de parasal giderleri azaltabilir. Böylece, genlerin ürettiği proteinleri çok miktarda elde etmek, bu ürünleri saflaştırmak, ilaç formülasyonunu yapmak ve bunu hastalara vermek gibi, çok zaman alan karmaşık işlemlere gerek kalmayabilir. Gen Terapisinin Temel Sorunları Bilim adamlarına göre gen terapisinin üç temel sorunu var: Gen nakli, gen nakli ve gen nakli. Bu alanda çalışan tüm araştırmacılar, gen nakli için etkili bir yol bulmaya çalışmaktadırlar. Genleri istenilen hücrelere taşıyabilmek için kullanılan yöntemler genel olarak iki kategoride toplanmaktadır: Fiziksel yöntemler ve biyolojik vektörler. Fiziksel yöntemler, DNA'nın doğrudan doğruya enjeksiyonu, lipozom formülasyonları ve balistik gen enjeksiyonu yöntemlerini içerir. Doğrudan DNA enjeksiyonunda ilgili gen DNA'sını taşıyan plazmit, doğrudan doğruya, örneğin kas içine, enjekte edilir. Yöntem basit olmasına karşın kısıtlı bir uygulama alanı vardır. Lipozomlar, lipidlerden oluşan moleküllerdir. DNA'yı içlerine alma mekanizmalarına göre iki guruba ayrılırlar: Katyonik lipozomlar ve pH-duyarlı lipozomlar. Birinci gurup lipozomlar artı yüklü olduklarından, eksi yüklü olan DNA ile dayanıklı bir kompleks oluştururlar. İkinci gurup lipozomlarsa negatif yüklü olduklarından DNA ile bir kompleks oluşturmaz, ama içlerinde taşırlar. Parça bombardımanı ya da gen tabancası olarak da adlandırılan balistik DNA enjeksiyonu, ilk olarak bitkilere gen nakli yapmak amacıyla geliştirilmiştir. Bu ilk uygulamalarından sonra, bazı değişiklikler yapılarak memeli hücrelerine gen nakli amacıyla kullanılmaya başlanmıştır. Bu yöntemde, genellikle altın ya da tungstenden oluşan 1-3 mikron boyutunda mikroparçacıklar, tedavi edici geni taşıyan plazmit DNA'sı ile kaplanır, sonra da bu parçacıklara hız kazandırılarak, hücre zarını delip, içeri girmeleri sağlanır. Basit olmalarına karşın fiziksel yöntemler verimsizdir; ayrıca, yabancı genler, sadece belirli bir süre fonksiyonal kalabilmektedirler. Bu nedenle araştırmacıların çoğu, genellikle virüs kökenli vektörlere yönelmişlerdir. "Vektör" kelimesinin bir anlamı da "taşıyıcı"dır. Benzer şekilde, gen terapisinde genleri hücrelere taşıma amacıyla kullanılan ve genetik olarak zararsız hale getirilmiş virüslere de vektör denir. Milyarlarca yıllık evrim sonucunda virüsler, hedefledikleri hücrelere kendi genetik materyallerini aktarmak için etkili yöntemler geliştirmişlerdir, ama ne yazık ki bu işlem duyarlı organizmalarda hastalıkla sonuçlanmaktadır. Günümüzde yapılan araştırmalarda, virüslerin hastalığa yol açan gen parçalarının yerine, hastaları iyileştirme amacıyla rekombinant genler yerleştirilmektedir. Bu amaçla değiştirilmiş hücreler kullanılmaktadır. Bu hücrelere tedavi edici geni taşıyan bir genetik yapı sokulduğunda, tedavi edici geni içinde taşıyan virüsler elde edilir. Bu şekilde değiştirilmiş virüsler hücreye girmek için kendi yöntemlerini kullanırlar ve genomlarının ekspresyonu sonucu, genin kodladığı protein üretilmeye başlanır. Öte yandan, virüsün kendisini çoğaltmak için ihtiyaç duyduğu genler, tedavi edici genlerle değiştirilmiş olduğundan, virüs çoğalıp hücreyi patlatamaz. Bunu yerine, hücrede virüsün taşıdığı hastalığı düzeltici genin ekspresyonu olur, genin kodladığı protein (yani ilaç) üretilir ve genetik bozukluk nedeniyle üretilemeyen proteinin yerini alır. En çok kullanılan viral vektörler, retrovirüsler, adenovirüsler, herpesvirüsler (uçuk virüsü) ve adeno-ilişkili virüslerdir. Ama her vektörün kendine özgü dezavantajları vardır: Bölünmeyen hücreleri enfekte edememek (retrovirüs), olumsuz immünolojik etkiler (adenovirüs), sitotoksik etkiler (herpesvirüs) ve kısıtlı yabancı genetik materyal taşıyabilme kapasitesi (adeno-ilişkili virüs). İdeal bir vektörde aranan özellikler yüksek titraj, kolay tasarlanabilme, integre olabilme yeteneği ve gen transkripsiyonunun kontrol edilebiliyor olmasının yanında, imünolojik etkilerin olmamasıdır. Genlerin Vücuda Sokulma Yöntemleri Genleri vücuda sokmanın çeşitli yolları vardır: Ex vivo, in vivo ve in situ. Ex vivo gen terapisinde, hastadan alınan hücreler laboratuvar ortamında çoğaltılır ve vektör aracılığıyla iyileştirici genler bu hücrelere nakledilir. Daha sonra, başarılı bir şekilde genleri içine almış hücreler seçilir ve çoğaltılır. Son aşamadaysa, çoğaltılan bu hücreler tekrar hastaya verilir. In vivo ve in situ gen terapisindeyse, genleri taşıyan virüsler doğrudan doğruya kana ya da dokulara verilir. Engeller Gen terapisinde, nakledilecek genler hücre içi ve hücre dışı engellerle de başa çıkmak zorundadır. Hücre içi engeller, naklin yapılacağı hücreden kaynaklanır ve hücre zarı, endozom ve çekirdek zarını içerir. Hücre dışı engellerse, belirli dokulardan ve vücudun savunma sisteminden kaynaklanır. Bütün bu engeller, gen transferinin etkinliğini önemli ölçüde azaltır. Bunun ölçüsü, geni taşımakta kullanılan vektör sistemine ve naklin yapılacağı hedef dokuya bağlıdır. Hücre zarı, geni hücreye sokma işleminde karşılaşılan ilk engeldir. Bu engel aşıldıktan sonra sırada endozomlar bulunur. Vektörün lizozomlara ulaşmadan önce endozomdan kaçması gerekir, yoksa lizozomlar taşınan tedavi edici geni enzimlerle parçalar, etkisiz hale getirirler. En son hücre içi engel çekirdek zarıdır. Yabancı DNA'ların çekirdek zarından içeri girmesi kolay değildir. Çapı 10 nm'den az olan bazı küçük moleküller ve küçük proteinler bu deliklerden kolayca geçebilirken, daha büyük moleküllerin içeriye alınması enerji gerektirir. Yabancı DNA'ların çekirdeğin içine girme mekanizması tam olarak bilinmemekle birlikte, mekanizmanın büyük moleküllerin çekirdeğe alınmasında kullanılan mekanizmaya benzediği tahmin edilmektedir. Çekirdeğin içinde ve sitoplazmada bulunan ve nükleik asitleri parçalayan nükleaz gurubu enzimler de ayrı bir problemdir. In vivo gen terapisinde, tedavi edici genlerin hastaya direkt yolla verilmesi sonucunda vektörler, hücre içi engellerin yanısıra hücre dışı engellerle de karşılaşırlar. Hücre dışı engeller iki kategoride incelenebilir: Dokuların kendilerine özgü yapıları ve savunma sistemi engelleri. Örneğin bağ dokusu, gen transferi için büyük bir engeldir. Eğer kas dokuya enjeksiyon yapılacaksa, kaslarda bulunan bağ dokusu katmanları, enjekte edilen vektörlerin yayılmasını ve enfekte etme yeteneklerini engeller. Epitel hücreleri vektörlerin daha derinlerdeki hücrelere ulaşmasına olanak vermez. Serumu oluşturan maddeler de çeşitli gen nakli vektörlerini etkisiz hale getirir. Örneğin çıplak DNA, serumda bulunan pek çok pozitif yüklü proteine bağlanıp etkisiz hale gelebilir. Serumdaki protein ve nükleik asitleri parçalayan proteaz ve nükleaz enzimleri de gen terapisi vektörlerini parçalayabilir. In vivo gen terapisinde adenovirüs ya da retrovirüslerin vektör olarak kullanıldığı bazı durumlarda, bunlara karşı vücutta antikor üretildiği gözlenmiştir. Savunma sisteminin etkilerinden kurtulmak için, tedavide savunma sistemini baskılayıcı ilaçlar da kullanılmaktadır, ama onların da bazı sakıncaları vardır.

http://www.biyologlar.com/gen-terapi-1

Türkiye Biyogüvenlik Protokolü

Türkiye´de biyogüvenlikle ilgili bir protokol Çevre Bakanlığı tarafından yürürlüğe konmuştur. Bu protokolün tanımlamaları ve düzenlemeleri şunlardır: Türkiye Biyogüvenlik Protokolü Modern biyoteknoloji rekombinant DNA nükleik asitlerin hücre veya organellere doğrudan enjeksiyonu farklı taksonomik gruplar arasında uygulanan hücre füzyonu gibi doğal fizyolojik üreme- çoğalma ve rekombinasyon engellerini ortadan kaldıran ve klasik ıslah ve seleksiyon yöntemlerince kullanılmayan in vitro nükleik asit tekniklerinin tamamı olarak tanımlanmaktadır. Modern biyoteknoloji kullanılarak elde edilen organizmalara Genetik Yapısı Değiştilmiş Organizmalar (GDO) veya uluslararası kullanımı ile Living Modified Organism (Değiştirilmiş Canlı Organizmalar) adı verilmektedir. Modern Biyoteknolojik yöntemlerle kendi türü haricinde bir türden gen aktarılarak belirli özellikleri değiştirilmiş bitki hayvan ya da mikro-organizmalara Transgenik de denilmektedir. Modern biyoteknoloji ile: Doğal olmayan rekombinasyonlar yaratılır Yeni veya yabancı genler veya DNA dizinleri önceden planlanamayan lokasyonlara yerleştirilir. Gen aktarımı için etken genetik parazitler taşıyıcı (vektör) olarak kullanılır: vektörler en etken genetik parazitlerden çıkartılmış genetik element ve sıraların mozaiğidir hareketli genetik elementler taşırlar; özel olarak türlerin bariyerlerini kırmak üzere yapılmışlardır konukçu aralığı geniştir; yeni veya mevcutu artıran halk sağlığı ve çevresel problemler yaratabilecek direnç genleri bu günkü kullanımı ile antibiyotik ve herbisitdirenç genleri taşırlar. Modern biyoteknolojinin temel işlevi türlerin tür olma özelliğini korumak için binlerce yılda oluşturduğu üreme-çoğalma engellerini kırmak böylece farklı türler hatta canlı familyaları arasında gen aktarımı yapmaktır. Bu işlem sonucu doğada doğaya ve kendi türüne yabancı yeni çeşitler üremeye-çoğalmaya başlayacaktır. Genetik yapısı değiştirilmiş canlıların ve ¤¤¤¤bolik ürünlerinin kısa ve uzun vadede ekosistem süreçleri ve işlevleri üzerinde nasıl bir etki yapacağı henüz bilinmemektedir. Bu belirsizlik nedeniyle konu 1992 yılında yapılan Rio Konferansında dikkate alınmış ve Rio Konferansının çıktılarından birisi olan Biyolojik Çeşitlilik Sözleşmesinde hem ulusal önlemler almak hem de uluslararası bağlayıcılığı olan bir protokol hazırlama ihtiyacını değerlendirmek anlamında yer almıştır. Modern biyoteknoloji yeni ve doğal olmayan canlı çeşitlerinin ortaya çıkması ile sonuçlanmaktadır. Bu sonuç dünyada biyoteknolojide güvenlik tedbirlerinin geliştirilmesini gerektirmiş ve modern biyoteknoloji kullanılarak elde edilmiş olan genetik yapısı değiştirilmiş organizmaların insan sağlığı ve biyolojik çeşitlilik üzerinde oluşturabileceği olumsuz etkilerin belirlenmesi sürecini (risk değerlendirme) ve belirlenen risklerin meydana gelme olasılığının ortadan kaldırılması veya meydana gelme durumunda oluşacak zararların kontrol altında tutulması için (risk yönetimi) alınan tedbirleri ifade eden biyogüvenlik terimi güncel hale gelmiştir. Biyoteknoloji uygulamalarında teknolojinin kullanımı sonuç ürün ve ürünün kullanım amacı ile yeri farklı riskler oluşturduğundan ayrı tedbirler gerektirmektedir. Bu nedenle biyogüvenlik laboratuar ve sera çalışmaları; gıda güvenliği ve çevreye salım durumları için ayrı düzenlemeleri içermektedir. Konunun küresel ölçüdeki önemi nedeniyle BM Biyolojik Çeşitlilik Sözleşmesine ek Biyogüvenlik Protokolü 24 Mayıs 2000 tarihinde taraf ülkelerin imzasına açılmıştır. Protokol transgenik canlıların biyolojik çeşitlilik üzerinde oluşturabileceği olumsuz etkilerin önlenmesini amaçlamaktadır. Protokolün yürürlüğe girmesi ile herhangi bir transgenik canlı çevreye salımı gerçekleştirilmeden önce tam bir risk değerlendirmeye alınacak ve bir başka ülkeye üretim ve doğrudan çevreye salım amacıyla ihrac edilmeden önce ithalatçı ülkenin önceden onayı alınacaktır. Tüketim veya işleme amacıyla ihracı yapılacak olan transgenik canlılar ve ürünleri hakkında ise takas mekanizması vasıtasıyla önceden bilgilendirme sağlanacaktır. Protokole taraf olan her ülke kendi iç mevzuatında transgenik canlıların kontrolü için gerekli yasal kurumsal ve idari tedbirleri almak ve idame ettirmekle yükümlüdür. Transgenik canlılardan kaynaklanacak zararların telafisi konusunda uluslararası bir sistem kurulması ve bu canlıların ve ürünlerinin etiketlenmesine ilişkin standartların oluşturulması Protokolün yürürlüğe girmesinden sonra yapılacak olan Taraflar Toplantısına bırakılmıştır. Protokolün yürürlüğe girmesi biyogüvenlik alanında küresel seviyede yaşanan hukuki boşluğu doldurmakla birlikte transgenik canlılardan ve ürünlerinden kaynaklanacak çevresel ve ticari sorunların önlenmesi ulusal seviyede alınacak kurumsal tedbirlere ve ulusal seviyede risk değerlendirme ve risk yönetimi için teknik kapasitesinin oluşturulmasına bağlıdır. Türkiye´de Durum Türkiye´de Transgenik Bitkilerle ilgili mevzuat hazırlığı çalışmalarını Tarım ve Köyişleri Bakanlığı 31 Mart-1 Nisan 1998 tarihlerinde Tarımsal Araştırmalar Genel Müdürlüğünde “Transgenik Bitkiler ve Güvenlik Önlemleri” konusunda ilgili araştırma kuruluşları ve Genel Müdürlükler ile Üniversitelerden temsilcilerin katılımıyla yapılan bir toplantı ile başlatmıştır. Belirlenen ana esaslar çerçevesinde teknik uygulamalara temel teşkil edecek görüş ve raporlar oluşturulmuştur. Bu kapsamda konu “1. Transgenik Kültür Bitkilerinin Alan Denemeleri; 2. Transgenik Kültür Bitkilerinin Tescili; 3. Genetik Yapısı Değiştirilmiş Organizmaların (GDO) Üretilmesi Pazara Sürülmesi ve Gıda Olarak Kullanımı” olarak üç kısma ayrılmıştır. Bunlardan “Transgenik Kültür Bitkilerinin Alan Denemeleri Hakkında Talimat” Makamın 14.5.1998 gün ve TGD/TOH-032 sayılı Makam Olur’u ile yürürlüğe konulmuştur. "Transgenik Kültür Bitkilerinin Alan Denemeleri" ile ilgili talimatın aksayan yönlerinin düzeltilmesi amacıyla adı geçen talimatta yapılan değişiklikler 25.03.1999 tarihli Makam Olur'u ile yürürlüğe girmiştir. Belirtilen geçici düzenleme çerçevesinde Türkiye´de resmi yollardan genetik yapısı değiştirilmiş canlıların üretim amacıyla girişi önlenmiş durumdadır. Talimat gereği genetik yapısı değiştirilmiş bir tarım çeşidinin Türkiye´ye ithal edilmesinden önce alan denemesine alınması gerekmektedir. Ancak her genetik yapısı değiştirilmiş tohumun da alan denmesine alınması söz konusu değildir. Alan denemesine alınabilmesi için transgenik tohumun geliştirildiği ülkede ve biyogüvenlik düzenlemeleri olan ülkelerde kayıtlı olması ve 5 yıldır üretiliyor ve tüketiliyor olması şartı aranmaktadır. Böylece hiç denenmemiş risk değerlendirmesi daha önce yapılmamış bir transgenik canlının Türkiye´de denenmesi yani Türkiye´nin deneme tahtası olarak kullanılması önlenmektedir. Bu tedbirler acil olarak alınmış tedbirlerdir. Orta ve uzun vadede ülkemizin daha kapsamlı tedbirler alması ve risk değerlendirme-risk yönetimi sistemleri kurması gerekmektedir. Biyogüvenlik Protokolü Hükümetimiz adına Çevre Bakanı Fevzi AYTEKİN tarafından 24 Mayıs 2000 tarihinde imzalanmıştır. Protokole taraf olma çalışmaları devam etmektedir. Protokolün uygulanması ve ülkemizin genetik kaynaklarının zarar görmemesi için biyogüvenlik sisteminin kurulması doğrultusunda insan kaynağı ve teknik altyapı oluşturulması gerekmektedir. Bu kapsamda kaçak girişlerin önlenmesi için gümrük kontrollerinde yeni bir yapılanmaya da ihtiyaç duyulmaktadır. Protokolün Amacı Çevre ve Kalkınma Hakkındaki Rio Deklarasyonunun 15 numaralı prensibinde yer alan ön tedbirci yaklaşıma uygun olarak bu Protokolün amacı insan sağlığı üzerindeki riskler göz önünde bulundurularak ve özellikle sınır ötesi hareketler üzerinde odaklanarak biyolojik çeşitliliğin korunması ve sürdürülebilir kullanımı üzerinde olumsuz etkilere sahip olabilecek ve modern biyoteknoloji kullanılarak elde edilmiş olan değiştirilmiş canlı organizmaların güvenli nakli muamelesi ve kullanımı alanında yeterli bir koruma düzeyinin sağlanmasına katkıda bulunmaktır. Protokol ön tedbirlilik prensibine dayanmakta riskleri önceden belirlemeye ve önlem almaya yönelik bir sistem içermektedir. Hükümler GDO nun doğaya veya insan sağlığına olabilecek olumsuz etkileri konusunda bilimsel verilerin yetersiz olması veya belirsizlik içermesi durumunda veriler tamamlanıncaya ve belirsizlik giderilinceye kadar söz konusu GDO nun doğayla etkileşime girmesine izin verilmemesinden yanadır. Doğayla etkileşim protokolün kapsamını ve uygulama şeklini belirlemekte temel kriterdir. Tüm GDO lar yaşamsal aktivitelerinden dolayı doğanın biyotik ve abiyotik bileşenleri ile etkileşime girebilir bunedenle Protokol doğal üreme-çoğalma engellerini aşarak elde edilmiş tüm canlıları yani tüm GDO ları kapsamaktadır. Yani protokolün öngördüğü risk değerlendirme risk yönetimi bilgi alışverişi kaza ve acil durum tedbirleri kaçak sınıraşan hareketlere karşı önlemler sosyo-ekonomik yapının karar sürecinde dikkate alınması ve halkın bilgilendirilmesi maddelerinden oluşan genel tedbirler tüm GDO lar için geçerlidir. Genel tedbirler ulusal seviyede yapılacak düzenlemelere dayanmaktadır. Protokolün öngördüğü ve uluslararası seviyede düzenleme gerektiren temel mekanizmalar ise takas mekanizması ön bildirim anlaşması ve dokümantasyon sistemleridir. Bu mekanizmalar uygulamada doğayla etkileşim kriterine dayanarak GDO ları kasıtlı olarak çevreye salımı gerçekleşek olan ve kasıtsız olarak çevreye salınabilecek olan GDO lar şeklinde ayırmaktadır. Kasıtsız çevreye salım kapsamında gıda yem ve işleme amaçlı GDO lar transit geçişler ve kapalı kullanıma tabi GDO lar ayrı ayrı ele alınmaktadır. Kasıtlı çevreye salımı yani açık ve geniş alanlarda üretimi söz konusu olan GDO lar Ön Bildirim Anlaşması na tabidir. Ön Bildirim Anlaşması işlemi gereğince ihracatçı taraf ithalatçı tarafa Protokolün Ek-I de belirtilen bilgileri içeren bir bildirimde bulunacaktır. İthalatçı ülkenin yetkili mercii bildirimi aldığında uygulayacağı karar sürecini yani bildirimdeki bilgilerin yeterliliğine ve sınıraşan hareketin hangi şartlar altında başlayabileceğine dair bilgileri belirterek bir ön cevap verecektir. İthalatçı ülke GDO nun ithalatı konusunda karar vermeden önce GDO yu Protokol Ek-III de belirlenen metodoloji doğrultusunda vaka vaka (case by case) risk değerlendirmeye alacaktır. Aksi ithalatçı ülke tarafından belirtilmediği sürece GDO nun sınıraşan hareketi ithalatçı ülkenin yazılı izni alınmadan başlamayacaktır. GDO nun taşınması sırasında eşlik eden belgelerde GDO olduğu açıkça belirtilecek GDO nun kimliği özellikleri güvenli muamele depolama taşıma ve kullanım şartları ihracatçının irtibat bilgileri hareketin protokole uygun olarak gerçekleştiğine dair deklerasyon bulunacaktır. Gıda yem ve işleme amaçlı GDO lar için uygulanacak işlemler 11. madde ile belirlenmiştir. Buna göre her bir taraf ülke dahilde doğrudan gıda veya yem veya işleme amacıyla kullanımını ve pazara sürülmesini onayladığı bir GDO ile ilgili olarak 15 gün içinde protokol Ek-II de belirtilen bilgileri içeren bildirimini takas mekanizması vasıtasıyla tüm taraf ülkelere yapacaktır. Yine takas mekanizması vasıtasıyla her bir taraf ülke gıda yem ve işleme amaçlı GDO lar için öngördüğü ulusal yasa ve işlemlerini diğer ülkelere bildirecektir. Böylece her ülke uluslararası pazara sürülmeden önce gıda yem veya işleme amacıyla kullanımı onaylanmış yeni bir GDO dan haberdar olacak ve iç mevzuatını harekete geçirecektir. Bu tür GDO lara eşlik eden belgelerde GDO içerebilir ibaresi açıkça konacak ve kullanım amacının çevreye salımı içermediği belirtilecektir. Transit geçişteki GDO lar için protokol yine uygulanacak işlemi ulusal sistemlere bırakmıştır. Aksi o ülke tarafından belirtilmediği sürece transit geçişteki GDO lar ön bildirim anlaşmasına tabi değildir. Ülkeler bu konudaki düzenlemelerini takas mekanizması vasıtasıyla diğer ülkelere bildirecektir. Kapalı kullanıma tabi GDO lar da ön bildirim anlaşmasına tabi değildir. Her ülke kapalı kullanım şartlarını ve standartlarını kendisi belirleyecek ve takas mekanizmasına bildirecektir. Bu kapsamdaki GDO lara eşlik eden belgelerde GDO olduğu açıkça belirtilecek güvenli taşıma depolama kullanma bilgileri bulunacaktır. İşleme tabi tutularak yaşamsal aktivitesini yitirmiş olan ancak yeniden çoğalabilir nitelikte genetik materyal içeren GDO ürünlerinin doğaya kontrolsüz olarak salımını önlemek üzere protokol gereği yapılan bildirimlerin bu tür GDO ürünlerine ilişkin bilgileri ve ürünün kullanım amacını içermesi öngörülmektedir. GDO nun risk değerlendirmesi yapılırken de GDO nun ürünleri dikkate alınacaktır. GDO ürünlerine ilişkin bilgiler takas mekanizması vasıtasıyla diğer ülkelere bildirilecektir. Protokolün temel hükümlerinden birisini oluşturan risk değerlendirme GDO nun olası potansiyel alıcı çevrede vaka vaka yeni genotipik ve fenotipik özelliklerinin belirlenmesi olumsuz etkilerinin ortaya çıkma olasılığının ve gerçekleşmesi halinde ortaya çıkacak sonuçların değerlendirilmesi sebep olduğu genel riskin tahmin edilmesi sebep olduğu riskin kabul edilebilirliğinin ve yönetilmesine ilişkin stratejilerin belirlenmesi alıcı çevre içerisinde gözlenmesi yoluyla bilgi eksikliklerinin ve belirsizliklerin giderilmesi amaçlarını taşımaktadır. Tüm işlemler tamamlanıp GDO piyasaya sürüldükten sonra da olabilecek olumsuzlukların önceden belirlenmesi amacıyla risk yönetimi öngörülmektedir. Risk yönetimi GDO nun bulunduğu çevrede izlenmesi esasına dayanmaktadır. Protokol 50. ülkenin onay belgesi BM Sekreteryasına ulaştıktan sonra 90. günde dünyada yürürlüğe girecektir. Protokol yürürlüğe girinceye kadar protokolün temel mekanizmalarının alt yapısı oluşturulacaktır. Bu kapsamda takas mekanizmasının kurulması gelişmekte olan ülkelerde protokolün uygulanması için gereken teknik kapasitenin oluşturulması ve ulusal yasal düzenlemelerin yapılması öncelik taşımaktadır. Protokol yürürlüğe girdikten sonra ise belgeleme ve etiketleme standartları protokole uygunluk şartları sorumluluk ve telafi mekanizması Protokol taraflarınca belirlenecektir.

http://www.biyologlar.com/turkiye-biyoguvenlik-protokolu

Virüslerin Kaynakları

Modern virüslerin kaynakları bilinmemektedir. Tüm virüslerin varlığını açıklayabilecek tek bir mekanizma olmayabilir. Virüsler iyi fosilleşmediği için, onların nasıl ortaya çıkmış olabileceğine dair hipotezlerin oluşturulmasında moleküler teknikler yararlı olmuştur. Halen iki ana hipotez vardır: Birkaç genden oluşan virüsler canlı organizmaların genomlarından kaynaklanan nükleik asit parçaları olabilir. Genetik malzemeleri plazmid veya transpozon gibi aktarılabilir genetik elemanlardan türemiş olabilir, çünkü bunlar genomların içinde yer değiştirebilir, genomlara girip çıkabilir. Büyük genomlu virüsler (Poxviridae gibi), bir zamanlar kendilerinden daha büyük konak hücrelerde parazitlik yapan küçük hücreler olabilirler. Zaman içinde parazitik hayat tarzları için gerekli olmayan genler ters evrim süreci içinde kaybolmuş olabilir. Ricketsia ve Chlamydia bakterileri konak hücreler içinde çoğalan canlı hücrelerdir. Bu bakterilerin varlığı bu hipotezi desteklemektedir, çünkü hücre dışında yaşamalarına olanak sağlayan genlerini kaybetmiş olmaları da muhtemel görünmektedir. Virüslerden daha da basit yapıya sahip olan enfeksiyöz tanecikler arasında viroid, uydu virüs ve prionlar sayılabilir.

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

Virüslerin sınıflandırılması

Fosillerinin olmaması ve virüslerin canlı olup olmadığı tartışmaları nedeniyle taksonomide virüslerin sınıflandırılması sorunlu olmuştur. Biyolojik sınıflandırmadaki üst âlemlerin (domain) içine kolayca yerleştirilemedikleri için sınıfları takım basamağından başlatılmıştır. Ancak, bir üst âlem ismi olarak Acytota adı önerilmiştir. Bu öneriye göre virüsler Bakteria, Arkea ve Eukaryota üst âlemlerine denk bir taksona aittirler. Halen her familya bir takımın içinde yer almamaktadır ve her cins de bir familyanın içine yerleştirilmemiştir. Bir sınıflandırma örneği olarak su çiçeği virüsü Herpesviridae familyası, Alphaherpesviridae alt familyası ve Varicellovirus cinsine aittir. Takım olarak yerini almamıştır. İsimlendirmede genel yapı şöyledir: Takım (-virales) Familya (-viridae) Altfamilya (-virinae) Cins (-virus) Tür (-virus) Uluslararası Virüs Taksonomi Komitesi (International Committee on Taxonomy of Viruses, ICTV) mevcut sınıflandırma sistemini oluşturmuş ve familyaların homojenliğini sağlamak amacıyla virüslerin bazı özelliklerine daha fazla ağırlık verilmesi yönünde yönergeler hazırlamıştır. Taksonomların bir virüsün takımını belirlerken içerdiği nükleik asit türüne, nükleik asitin tek mi, çift sarmallı mı olduğuna, ve bir zarının olup olmadığına dikkat etmesi gerekmektedir. Bu üç ana özelliğin ardından diğer yönleri göz önüne alınabilir: konak tipi, kapsit şekli, bağışıksal özellikleri ve neden olduğu hastalık tipi. Bu sınıflandırma sistemine ek olarak Nobel ödüllü biyolog David Baltimore, Baltimore sınıflandırması sistemini geliştirmiştir. Bu sistemde virüsler, çoğalma ve genom tiplerine bağlı olarak yedi gruptan birinde yer alırlar. Modern sınıflandırmada ICTV sistemi, Baltimore sistemi ile beraber kullanılır.

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

Virüs morfoloji tipleri

Virüs morfoloji tipleri

Bir bütün virüs taneciği, virion olarak da adlandırılır, aslında bir gen taşıyıcısından fazla bir şey değildir; kapsit olarak adlandırılan bir protein örtü ile çevrili nükleik asitten ibarettir.

http://www.biyologlar.com/virus-morfoloji-tipleri

Davranışlarımızdaki kalıtım mirasının alt-yapısı

Bir tür olarak genetik yapımızı kromozom adını verdiğimiz insanı oluşturan en küçük birim olan hücrenin çekirdeğinde yar alan 46 adet düz bir şekilde sıralanmış gen veya kalıtım ünitesi oluşturur. Bu gen topluluğunun sayı ve yapısı hem tür içinde hem de türler arasında farklılıklar gösterir. Türler arasındaki farklılıklardan ayrı olarak tür içindeki farklılıklar da, belli ölçülerde genetik etkenlere bağlıdır; yani örneğin insan türündeki her bireyin cinsiyet, boy, zeka gibi birçok fiziksel ve ruhsal eğilimi en azından şu ya da bu ölçüde genetik kontrol altındadır. İnsanlar arasında sadece tek yumurta ikizlerinde bu genetik yapı birbirinin aynısıdır. Genlerin varlığını ilk kez 1865'de Moravya'lı bir rahip olan Gregor Mendel adlı bilim adamı ortaya attı. Mendel, bitkilerin melezleşmesiyle ilgili gözleme dayalı deneyler yapana kadar, soyaçekim, anababa özelliklerinin çocuklarda ve sonraki nesillerde rastgele aktarıldığı bir durum olarak biliniyordu. Mendel'in ünlü deneyleriyle birlikte, soyaçekimin gen adı verilen birimlerin belli bir uygunlukta bir araya gelmesinden oluştuğu anlaşıldı. Ancak tür özelliklerinin nesilden nesile aktarılmasının ayrıntılı mekanizmalarının bilinmesi oldukça yenidir. Mendel'in bu fikri yaklaşık 35 yıl unutulduktan sonra 1900'lerin başında önemi farkedilmeye başlandı. 20. Yüzyılın başında öncelikle genleri taşıyan renkli cisimler, kromozomlar saptandı. Özellikle insan genetiğiyle ilgili bilgilerin gelişiminde ise, 1956'da J.H. Tijo ve A. Levan'ın insanda 23 çift kromozom olduğunu belirlemeleri önemli bir rol oynadı. Bugün artık bilinmektedir ki, nesilden nesile geçiş, gen adı verilen, kromozomlar üzerinde yerleşmiş organik birimler aracılığıyla olmaktadır ve kromozom sayıları türlere göre değişiklik göstermektedir. Kromozom sayısının türün gelişmişliği ve karmaşıklığıyla bir ilişkisi yoktur. Örneğin tavuklarda 78 kromozom vardır. Yine artık, yeni bir organizmanın cinsiyetinin ve saç ve göz rengi gibi fiziksel özelliklerinin genetik kurallara göre olduğu; bu geçişin kromozomlardaki DNA moleküllerinin içerdiği aminoasitlerin kendi aralarında değişik biçimlerde bir araya gelerek oluşturdukları genetik şifreye göre sağlandığı; genetik geçiş sırasında kromozom hatalarının ve bazı sakat genlerin geçişine bağlı olarak genetik hastalıkların ortaya çıkabilecekleri bilinmektedir. Normalde genler aşırı derecede sağlam ve değişmez niteliktedir ve hücre bölünmesi esnasında tam bir kopyalarını üretirler. Bu kopyalama esnasında olabilecek değişiklikler genellikle zararlıdır. Evrim kuramı kopyalama esnasında nadiren olabilen bu değişikliklerin (mutasyon) olumlu olanlarına dayanmaktadır. Genler, kimyasal olarak deoksiribonükleik asit (DNA) denilen yapılardan oluşurlar. Bu DNA yapılarında insan bedeninde yer alan çeşitli yapısal proteinlerin kalıpları bulunur. Yani proteinler, bu DNA dizileri aracılığıyla üretilirler. Yalnız işin ilginç yanı, herhangi bir anda bir insanda DNA'lardan oluşan genlerdeki bu materyalin yaklaşık %1' i protein sentezine aracılık etmektedir. Yani insanın genetik materyalinin hepsi kullanılmamakta, bir kısmı belli özel koşullar altında çalışmaya ve ifade edilmeye başlamaktadır. İnsanın davranışlarıyla ilgili ana biyolojik sistem olan merkezi sinir sisteminin gelişimini düzenleyen genlerin kesin sayısı bilinmese de bazı bilim adamları insandaki tüm genetik materyalin yaklaşık 1/3 ünün bu iş için ayrılmış olduğunu saptamışlardır. Bunun anlamı, insan kromozomlarında yer alan yaklaşık 50 bini aşkın genin en az 15 bin ila 20 bininin merkezi sinir sisteminin oluşumu ve işlev görebilmesi için çalıştığıdır. Yani davranışın meydana gelmesinde aracılık eden sinir hücrelerinin hem oluşumu hem de aralarındaki iletişiminin sağlanması, sürekliliği ve düzenlenmesi için gerekli proteinlerin sentezini, sonsuz sayıda değişkenlikle dizilmiş DNA birimlerinden oluşan genlerin bir kısmı yönetmektedir. Moleküler biyolojideki son gelişmeler davranışın genler tarafından bire bir kodlanmadığını ortaya çıkarmış; "tek gen=tek davranış" şeklinde bir bağlantı olmadığı anlaşılmıştır. Genler, davranışın ortaya çıkmasından sorumlu sinir hücresi topluluğunun hem yapısal hem de metabolik işleyişinden sorumlu olan proteinlerin sentezi için gerekli kodları içermektedirler. Belli genleri dönüştürülerek, yapısı değiştirilmiş hayvanların öğrenilmiş davranış kalıplarında bozukluklar ortaya çıktığı bugün bilinen bir gerçektir. Yapılan incelemelerde, o genin veya genlerin yapımından sorumlu oldukları biyolojik bakımdan aktif maddelerin eksikliğine veya hatalı işleyişlerine bağlı olarak ilgili sinir hücrelerinde metabolik ve fonksiyonel bozukluklar saptanmıştır. Sinir hücreleri arasındaki kavşaklarda davranışın boyutunu belirleyen biyolojik olarak aktif moleküllerin (serotonin, dopamin, norepinefrin vb..) sentezi, yıkımı, miktarları, genler tarafından kodlanan enzimler sayesinde olmaktadır. Ayrıca genler hormonlar ve hormon benzeri düzenleyici moleküllerin kodlarını da taşımaktadırlar.

http://www.biyologlar.com/davranislarimizdaki-kalitim-mirasinin-alt-yapisi

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

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

Canlıların Sınıflandırılması nedir,nasıl yapılır

CANLILARIN SINIFLANDIRILMASI Dünyamızda yaşamakta olan canlılar incelenirse özelliklerinin çok farklı olduğu gözlenir.Bu farklara rağmen bu canlıları derece derece ve birbirlerine benzeyenleri bir araya toplayarak gruplandırmak mümkündür.Canlıların benzerliklerine göre gruplandırılmasına sınıflandırma (sistematik) denir.Hayvanlar ve bitkiler belirli bir düzen içerisinde sınıflandırılır. SINIFLANDIRMA SİSTEMİNİN GELİŞİMİ Canlılar; monera, protista, fungi, bitki ve hayvan olmak üzere gözle görülmeyen çok küçük organizmalardan dev ağaçlara ve binalara kadar bir dağılım gösterirler.Bu büyük hayat çeşitliliğini tanıyabilmek için, büyük grupları daha küçük gruplara ayırmak gerekir.Biyologlar dünyadaki canlıları sınıflandırmamış olsalardı, bu kadar çeşitli olan canlılara ulaşmak mümkün olmayacaktı. Sınıflandırmanın amacı, canlıları bir sistematiğe oturtmak ve tabiatı daha kolay anlaşılabilir hale getirmektir. İlk sınıflandırmayı Yunan Filozofu Aristoteles (m.ö.383-322) yapmıştır.Aristoteles bitkileri otlar, çalılar, ağaçlar; hayvanları ise yaşadıkları yere göre karada, suda ve havada yaşayanlar şeklinde gruplandırmıştır.Aristoteles’in sınıflandırması canlıların görülebilen ve morfolojik özelliklerine göre yapılmıştır. Günümüzdeki sınıflandırılmada, canlıların bütün özellikleri göz önünde bulundurulur. Örneğin yarasanın kanatlarına bakarak onu kuşlar sınıfında incelemek mümkün değildir.Yarasa bütün özellikleri ile bir memeli hayvandır. Sınıflandırma, canlıların görülen bir veya birkaç özelliğine göre yapılırsa ‘suni sınıflandırma’ (yapay sınıflandırma) adını alır. Aristo’nun yapmış olduğu sınıflandırma yapay sınıflandırmadır. Buna ampirik sınıflandırma da denir. Günümüzde sınıflandırma, canlıların akrabalık ilişkilerine göre yapılır. Sınıflandırılmada canlıların tüm özellikleri göz önünde bulundurulur.Bu çeşit sınıflandırmaya ‘tabii sınıflandırma’ (doğal sınıflandırma) denir. Doğal sınıflandırma bilimsel olan sınıflandırılmadır.Buna filogenetik sistematik da denir. Bir canlıyı türün evrim sistematiğine geçirdiği gelişmelere filogeni (soy oluş), embriyo döneminde geçirdiği değişmelere ontogeni (birey oluş) denir. SINIFLANDIRMA BİRİMLERİ Sınıflandırmanın en küçük birimi tür dür.Sınıflandırmada tür kavramını ilk kuran kişi John Ray dır. Tür ortak bir atadan gelem,yapı görev bakımından ortak özelliklere sahip olan, kendi aralarında çiftleşerek verimli döller meydana getirebilen bireylerin oluşturduğu topluluktur. Sistematikte her tür iki isimle adlandırılır.Bu iki isimden 1. si canlının cinsini 2. si tanımlayıcı özelliğini belirtir.Her türün iki isimle adlandırılması ilk kez Carolus Linnaeus tarafından kullanılmıştır. Türlerden daha büyük topluluklar da vardır.Bunlar sırasıyla cins, familya, takım, sınıf, şube ve alem dir. Birbirlerine çok benzeyen yakın türlerin gruplaşmasıyla cinsler ortaya çıkar.Örneğin kedi, aslan ve kaplan türleri ‘felis’ cins adı altında toplanır. Felis domesticus :Kedi Felis leo :Aslan Felis tigris :Kaplan Her tür kendi cinsiyle belirtilir.Bu kural bütün dünyada kullanılır. Böylece karışıklık önlenir.Cinslerin ortak karakterlerine göre gruplaşmasına familyalar meydana gelir.Benzer familyalar takımları oluşturur.Benzer takımların gruplaşmasıyla sınıflar ortaya çıkar. Sınıfların bir araya gelmesiyle şubeler, şubelerin bir arya gelmesiyle alem meydana gelir. Sınıflandırmada birimler büyükten küçüğe doğru gidildikçe, birimin kapsadığı birey sayısı artar, aralarındaki benzerlik azalır.Büyük biriden küçük birime doğru gidildikçe birey sayısı azalır, benzerlik artar. BİLİMSEL SINIFLANDIRMANIN DAYANDIGI TEMELLER Günümüzde geçerli olan sınıflandırma filogenetik sınıflandırmadır. Bu sınıflandırmaya göre bütün canlıların ortak bir atası vardır.Bu sınıflandırmanın açıklanabilmesi için akrabalık derecelerinin açıklanması gerekir.Akrabalık derecelerinin belirlenmesinde bazı temel kurallar göz önüne alınır. 1) Homolog Organlar: Yapıları ve gelişimleri birbirlerine benzeyen fakat farklı görevleri olan organlara homolog organlar denir.Örneğin fok balığının ön yüzgeci, yarasanın kanadı, kedinin pençesi, atın ön bacağı, insanın eli homolog organlardır.bunları her biri yaklaşık olarak aynı sayıda kemik, kas, sinir ve kan damarlarına sahiptir.Aynı plana göre düzenlenmiş ve aynı gelişme biçimine sahiptir.homolog organlar canlıların ortak bir atadan geldiğinin kanıtlarından biri olarak ileri sürülmektedir. Bazı organlar aynı kökten gelmedikleri halde, yaptıkları görev aynıdır. Bu organlara anolog organlar denir.Kuş ve böcek kanatları analog organlardır. 2) Embriyolojik Benzerlik: Canlıların embriyo dönemlerinde geçirdikleri evreler ve farklılaşmalar birbirine çok benziyorsa bu canlılar yakın akrabadır.Omurgalı hayvanlarının embriyolarının ilk evreleri çok belirgin bir benzerlik gösterir.İlk evrede balık ve domuz embriyosunu ayırmak çok zordur. 3)Biyokimyasal Benzerlik: Çeşitli hayvanların plazma proteinleri arasındaki benzerlik derecelerinin antijen-antikor tekniği ile denenir. Her hayvan türünün kan içeriği kendine özgün bir protein bileşimine sahiptir.yakın akraba olan canlıların plazma proteinlerinin benzerliği daha fazadır. Bütün hayvanlarda hücrenin çalışması ve kalıtım faktörlerinin dölden döle geçmesi kromozomlar tarafından kontrol edilir.Bütün canlılarda kromozomların kimyasal yapısını DNA (deoksiribonükleik asit) meydana getirir.Akrabalık derecesi yakın olan canlıların DNA’larının baz dizilimlerinin benzerliği de artmaktadır. Hayvanlar, protein metabolizması sonucu oluşan azotlu artıkları üre, ürik asit ve amonyak şeklinde idrarla vicuttan uzaklaştırılabilir. Sınıflandırılmada canlıların idrarlarının bileşimi de dikkate alınır. Memeli canlılarının çoğunda sindirim için aynı veya benzer enzimler kullanılır.Bu olaylar canlıların ortak bir kökten geldiğinin kanıtlarından biri olarak gösterilmektedir. Bunlar başka yumurta tiplerinin benzerliği, organizmaların simetri şekilleri anatomik yapılarındaki benzerlikler gibi özellikler de doğal sınıflandırma yapılırken dikkate alınır. Bazı organizmalar mevcut bir sınıflandırma sistemine koymak oldukça zordur.Çünkü canlıların taşıdıkları özelliklerin bazısı bir gruba, bazısı da diğer bir gruba ait olabilir.Örneğin tek hücreli olan euglena; hareketli , kloroplast taşıyan ve kendi besinini yapabilen canlıdır. Euglena, hareketinden dolayı hayvan, kloroplast taşıdıgı ve kendi besinini kendisi yaptığından dolayı da bitki olarak kabul edilmiştir. Bakteriler: Heteretroflardır. Parazit yada saprofit beslenirler. Fotosentez ya da kemosentez yapan ototrof olanları vardır. Mavi-Yeşil algler:Fotosentez yaparlar.Kloroplastları yoktur. Fotosentez olayı stoplazma içine dağılmış klorofiller aracılığı ile olur. PROTİSTA a) Kamçılılar: Tek hücreli yapıya sahiptirler. Suda hareket ederler. Heterotrof ve otorotrof olanları vardır.Örnek:Euglena. b) Kök ayaklılar: Tek hücreli olan bu protozoalar besinlerini yalancı ayakları ile alır ve hareket eder.Örnek:Amip c) Sporlular: Sporla ürerler. parazityaşarlar. Örnek: Plazmadizmmalaria d) Silliler: Hücrenin çevresi hareket ve besin almayı saglayan sillerle çevrilidir. Örnek: Şapkalı mantar. FUNGİ Çok çekirdekli hücrelere sahip olup, sporlarla ürerler. Örnek: Şapkalı mantar. BİTKİLER Algler, çiçeksiz bitkiler ve çiçekli bitkiler olmak üzere üç grupta incelenir. Algler: İletim demetleri yoktur.İletim demetleri olmadığından su ve suda erimiş madensel tuzları tüm bitki tüzeyi ile alırlar.Doku farklılaşması yoktur. Çiçeksiz Bitkiler: Kendi arasında ikiye ayrılır. 1) Kara yosunları: İletim demetleri yoktur.Eşeyli ve eşeysiz üreme, döl değişimi şeklinde birbirini takip eder. Gametleri gametongium denen keselerde oluşturur.döllenme sonucu oluşan zigot bir süre ebeveyne bağlı kalır. 2) Eğrelti otları: İletim demetleri vardır.Gerçek kökleri yoktur. Eşeyli ve eşeysiz üreme döl değişimi şeklinde birbirini takip eder. Çiçekli Bitkiler:İyi gelişmiş iletim sistemleri vardır.Üreme organları çiçek şeklinde özelleşmiştir.Açık ve kapalı tohum olak üzere iki grupta incelenir. 1) Açık tohumlular: Her zaman yeşildirler.Soymuk demetlerinde kalburlu hücreler vardır, arkadaş hücreleri yoktur.Çiçekleri daima tek eşeylidir.Tohumları daima çok çeneklidir.Tohum taslakları yumurtalık dışına gelişir. 2) Kapalı tohumlular: En gelişmiş bitki sınıfıdır.Her zaman yeşil değildirler.Çiçekleri genelde erseliktir.Çiçeklerinde çanak ve taç yaprak farklılaşması vardır.Kapalı tohumların iki önemli sınıfı vardır. 1)Monokotiledonlar (bir çenekliler): Embriyolarında tek çenek yaprağı taşırlar.Otsu bitkilerdir.Tek yada çok yıllık olabilirler.İletim demetleri dağınık ve düzensiz sıralanmıştır.Korteksi incedir.Meristem kambiyumu yoktur.Yaprakları paralel damarlıdır. Saçak kök sistemi bulunur. 2) Dikotiledonlar(iki çenekliler): Embriyolarında iki çenek yaprağı taşırlar.Otsu ve odunsu bitkilerdir.Tek yada çok yıllık olabilirler. İletim demetleri dairesel çizilmiştir. Korteksi incedir.Enine kalınlaşmasını sağlayan kambiyum (meristem) bulunur.Yaprakları ağsı damarlıdır.Ana kök ve buna bağlı yarı kökler gelişmiştir. HAYVANLAR Çok hücreli heterotrof canlılarıdır.Aktif hareket ederler. Omurgalılar ve omurgasızlar olmak üzere iki gruba ayrılırlar. Omurgalılar(kordalılar) Omurgalılar ve ilkel kordalılar olmak üzere iki gruba ayrılırlar. A) Omurgalılar:Vücutlarının sırt tarafında bir sinir kordonu bulunur.İç iskelet eklemlidir. İskelete bağlı kaslar hareketi sağlar.Hepsinde beyin ve beyini koruyan kafatası vardır.Dolaşım sistemleri kapalıdır.Holozoik olarak beslenirler.Çoğu ayrı eşeylidir.Balıklar, kuşlar, kurbağalar, sürüngenler ve memeliler olmak üzere beş sınıfa ayrılırlar. 1) Balıklar: Vicutları pullarla örtülüdür.İç iskelet kemikten ya da kıkırdaktan oluşmuştur.Solungaç solunumu yaparlar.Kalpleri iki odacıklıdır.Kalplerinde sürekli kirli kan bulunur.Vücutlarında temiz kan dolaşır.Soğuk kanlı hayvanlardır.Boşaltım organları mezonefros tipi böbreklerdir.Boşaltım maddelerinin, üreme hücrelerinin ve sindirim artıklarının toplandığı kloak denilen yapıya sahiptirler.Örnek:köpek balığı, alabalık, sazan. 2) Kuşlar: Akciğer solunumu yaparlar.Kalpleri dört odacıklıdır.Kalbin sol karıncığından çıkan aort sağa kıvrılarak dallanır.Sıcakkanlıdırlar.Boşaltım organı metanefroz tipi böbreklerdir, vücut tüylerle kaplıdır.Tüysüz olan bölgeler pullarla örtülüdür.Kloaklıdırlar. Dişleri yoktur.Örnek:martı, bülbül, tavuk, ördek, deve kuşu. 3) Kurbağalar: Lavralar solungaç solunumu, erginleri akciğer ve deri solunumu yaparlar.Kalpleri üç odacıklıdır.Vücutlarında karışık kan dolaşır.Soğukkanlıdırlar.Azotlu dolaşım maddesi amonyaktır.Boşaltım organı mezonefroz tipi böceklerdir.Kloak lıdır.Derilerinin mukus salgısı olan mukus, deriyi kaygan tutar.Örnek:semender, kuyruklu kurbağa, su kurbağası. 4) Sürüngenler: Akciğer solunumu yaparlar.Kalpleri üç odacıklıdır (timsah hariç).Soğukkanlıdırlar.Erginlerinin boşaltım organları metanefroz tipi böbreklerdir.kloak lıdırlar.Dişilerde yumurta kanalının bir bölümü yumurta akı, diğer bölümü yumurta kabuğu yapacak şekilde özelleşmiştir.Vücut keratinle kaplı olduğundan kurudur. Örnek:yılan, timsah, kaplumbağa, kertenkele. 5) Memeliler: Akciğer solunumu yaparlar.Kalpleri dört odacıklıdır.Kalbin sol karıncığından çıkan aort sola kıvrılarak dallanır. Sıcakkanlı hayvanlardır.Kloak yoktur.Ürogenital sistem sindirim sisteminden ayrı olarakdışarıya açılır.Boşaltım organı metanesaz tipi böbreklerdir.Sinir sistemleri çok gelişmiştir.Örnek:fare, yarasa, kirpi, insan,balina.  B) İlkel kordalılar: İskeletleri kıkırdaktır.Yutak bölgesinde solungaç yarıkları, sırt tarafında da sırt ipliği bulunur.Bu grubun tek örneğiAmfiyoksüs tür. OMURGASIZLAR Süngerler, sölentereler, solucanlar, yumuşakçalar, eklembacaklılar ve derisi dikenliler olmak üzere gruplandırılmışlardır. a) Süngerler: Yapısını oluşturan hücreler arasında iş bölümü vardır.Hücresel farklılaşma görülmesine karşın hücrelerde doku oluşturmak için iş bölümü yoktur. b) Sölenterler: Bu şube üyeleri oyu bir kese gibi düzenlenmiş tek açıklı sindirim boşluklarına sahiptirler.Örnek:deniz anası, hidra, mercanlar. c) Yassı solucanlar: Sinir ve üreme sistemlerine sahiptirler.Örnek: tenya, planoria. d) Yuvarlak solucanlar: Bitki ve hayvanlarda parazit yaşarlar.Örnek: bağırsak solucanı. e) Böcekler: Vücutlarının tamamı epidermisin salgıladığı kitin ile kaplıdır.Trache solunumu yaparlar. CANLILARDA BESLENME İLİŞKİLERİ Besleme sistemine göre canlılar üreticiler(ototroflar) ve tüketiciler(heterotroflar) olmak üzere iki grupta incelenir.Üretici canlılar(ototroflar) kendi besinlerini yapar.Tüketiciler(heterotroflar) besinlerini kendileri yapamaz.Doğrudan veya dolaylı olarak ototrof canlılardan sağlar. OTOTROF BESLENME Kendi besinini kendisi sentezleyebilen organizmalara ototrof (üretici) canlı denir.Enerji sayesinde inorganik maddelerden organik madde sentezleyebilirler.Bitkiler, algler ve bazı bakteriler ototrof canlılardır.Kullanılan enerji kaynağına göre, ototrof organizmalar fotosentez yapanlar ve kemosentez yapanlar olmak üzere iki bölümde incelenir.fotosentez yapan canlıların klorofili vardır.bunlar klorofilleri sayesinde güneş ışınlarını soğurarak organik besinlerde kimyasal bağ enerjisine çevirirler. Kemosentez yapan organizmalar genellikle bakterilerdir.Bunlar gerekli enerjiyi amonyak, hidrojen, sülfür gibi belirli inorganik maddeleri oksitleyerek sağlar. Nitrit bakterileri amonyağı nitrite, nitrat bakterileri nitriti, nitrata dönüştürür.bu sırada açığa çıkan enerji bakteriler tarafından ATP sentezinde kullanılır.Bu şekilde gerçekleşen ATP sentezine kemosentetik fosforilasyon denir.Bu ATP inorganik maddelerden organik maddelerin sentezi sırasında kullanılır. Nitrit ve nitrat bakterileri azot döngüsünde rol oynar.Amonyağı, yeşil bitkilerin kolayca alıp kullanabileceği nitrat bileşiklerine dönüştürür.Amonyağın nitrata dönüştürülmesine nitrifikasyon denir. HETEROTROF BESLENME İnorganik maddelerden organik besin yapamayan, organik besinleri hazır olarak alan canlıların beslenme biçimine heterotrof beslenme denir.Böyle beslenen canlılara dış beslek veya tüketiciler adı verilir. Heterotrof canlıların beslenme ve yaşama şekilleri holozoik, simbiyoz, saprofit olmak üzere üç grupta incelenir. a) Holozoik Beslenme:Bu şekilde beslene canlılar besinlerini katı parçalar halinde alarak sindirirler.bunların sindirim sistemleri, avlarını yakalayabilmek için duyu organları, sinir sistemleri ve kas yapıları gelişmiştir.Otçul hayvanlar, etçil hayvanlar ve hem otçul hem etçil hayvanlar bu grupta incelenir. b) Birlikte Yaşama:İki veya daha fazla türün bir arada kurdukları yaşam şekline simbiyosim denir.Bu canlılardan biri konak diğeri konuk adını alır.Birlikte yaşama yararlı ve zararlı birliktelikten oluşur.Yararlı birliklerin beslenme biçimi kommensalizm ve mutualizm dir.Zararlı birlikteliklerin ise parazitizmdir. 1) Mutualizm:Bir arada yaşayan canlıların karşılıklı olarak yarar sağlaması şeklindeki beslenme biçimidir.Bu beslenme biçimine en tipik örnek likenlerdir.Liken, mantar ve yeşil algler in birlikte oluşturdugu bir yaşama birliğidir. 2) Kommensalizm:Bir canlı üzerinde yaşadığı canlıya zarar vermeden bu canlıdan yararlanıyorsa bu yaşama şekline kommensalizm denir.Örnek olarak yengeçlerin solungaçlarına tutunarak yaşayan bazı yassı kurtlar. 3) Parazitizm:Bir arada yaşayan iki canlıdan birinin digerini sömürerek ona zarar vermesi şeklinde olan beslenme ilişkisidir.Bazı bakterilerin sindirim enzimleri yoktur.Önemli monomerleri diğer canlı organizmalardan sağlarlar.Böyle bakterilere parazit bakteriler denir. Hastalık yapan parazit bakterilere de patojen bakteriler denir. Bir canlı diğer bir canlının deri ve solungaçlarına yapışarak yaşıyorsa bu canlılara ektoparazit (dış parazit) denir.Koku ve diğer duyu organları iyi gelişmiştir.Bit, pire, tahtakurusu, uyuz böceği, sivrisinek bir ekoparazittir. Bir canlı diğer bir canlının iç kısmında yaşıyorsa endoparazit denir. Bu parazitler hücre içerisinde yaşıyorsa bunlara hücre parazitleri denir.Örneğin sıtmaya neden olan parazit plazmadium al yuvar hücresinde yaşar.Endoparazitler çok sayıda gamet oluştururlar. Bundan dolayı üreme sistemleri çok gelişmiştir Bitki üzerinde yaşayan ve konak organizmanın odun borularından su ve madensel tuzlar alarak fotosentez yapabilen parazitlere yarı parazit denir.Üzerinde yaşadığı konak bitkinin soymuk borularından hazır organik maddeler alarak yaşayan parazit bitkilere tam parazit denir. c) Saprofit (çürükçül) beslenme:Biramayası, küf mantarı ve bakterilerin çoğu besinlerini katı olarak alamazlar.Bunlar gerekli olan organik besin maddelerini kokuşmaya yüz tutmuş bitki ve hayvan ölüleri üzerinden canlı artık ve salgılarından sağlarlar.Saprofitler öncelikle dışarı salgıladıkları enzimle besinlerini sindirir.Daha sonra küçük molekülleri emerler.Bu şekilde heterotrof beslenmeye saprofit beslenme denir.Saprofit bakterilerinin bir kısmı çürümede, bir kısmı ise mayalanmada rol oynar. HEM OTOTROF HEM HETEROTROF BESLENME Sinek kapan ve ibrik otu gibi böcek yiyen bitkiler fotosentezle organik madde yapar.Ayrıca yakaladıkları böcekleri salgıladıkları enzimlerle hücre dışında sindirirler.Daha sonra bu besinleri emerler. DOGADA MADDE DEVRİ Organik artıklar ve cesetler ayrıştırılarak inorganik maddelere dönüştürülür.Bu yollarla serbest kalan inorganik maddeler yeniden fotosentez ve kemosentez de kullanılır hale getirilir.Fotosentez ve kemosentez olaylarıyla inorganik maddeler yeniden organik bileşiklere dönüştürülür. Bu dönüşümlere doğada madde döngüsü denir. Karbon devri: Bir dönümlük şeker kamışı her yıl atmosfer tabakasından 20 ton kadar karbondioksit kullanır.Bitki ve hayvan enerji elde etmek için organik maddeleri yıkar.Karbondioksit ve su ya kadar parçalanır.Hücre solunumu denen bu olay sonucunda oluşan karbondioksit tekrar atmosfer tabakasına verilir. Azot devri: Bitkiler aminoasit ve protein sentezi yapabilmek için gerekli olan azotu, nitrat tuzları olarak topraktan alırlar.Bitkiler tarafından alınan nitratlar bitki hücreleri tarafından aminoasit ve protein sentezinde kullanılır. Ölmüş bitki ve hayvanla, canlıların artıkları ve salgılarındaki proteinli maddeler saprofitler tarafından amonyağa dönüştürülür.Bu olaya pütrüfikasyon (kokuşma) denir. Amonyak nitrit bakterileri tarafından nitrite; nitritte nitrat bakterileri tarafından nitrata dönüştürülür.Bu olaya nitrifikasyon denir. Bitki tarafından kullanılmayan nitratlar azot bozan bakteriler ile parçalanır.Bu parçalanmadan açığa çıkan azot tekrar havaya karışır.Bu olaya denitrifikasyon denir. Havanın azotu toprağa iki şekilde geçer: 1)Yıldırım çakması sonucu azot oksijenle birleşir.Daha sonra su ile etkileşince nitrik asit meydana gelir.Yağmurla toprağa inen nitrik asit toprakta bulunan sodyum ve potasyum bileşikleri ile etkileşerek nitrat tuzlarını oluşturur. 2)Toprakta, havanın serbest azotunu bağlayabilen ve kullanabilen azot bakterileri vardır.baklagillerin köklerindeki urlarda yaşayan ribozom da havanın serbest azotunu bağlayabilir ve azotlu madde yapar.Bu bakterilerin ölüleri topraktaki azotlu organik artıkları oluşturur.

http://www.biyologlar.com/canlilarin-siniflandirilmasi-nedirnasil-yapilir

Adenin (Eski Yunanca: Aden-bez

Enerji iletiminde önemi olan nükleik asit ve nükleotidlerin adenozin tri fosfat (ATP), adenozin di fosfat (ADP), adenilik asit (AMP) bileşeni.

http://www.biyologlar.com/adenin-eski-yunanca-aden-bez

Hücre Fizyolojisi

Hücreler yaşayan organizmaların yapısal ve fonksiyonel birimleridir. Hücreler küçük fakat kompleks yapılardır. Yaşamın bu temel birimi hakkında ayrıntılı bilgiler ilk kez 17. Yüzyılda ışık mikroskobunun geliştirilmesi ile edinildi. Bir müze müdürü olan İngiliz Robert Hooke 1663 yılında mantar ve diğer bitki örneklerini bir jiletle keserek mikroskop altında 30 kat büyüterek inceledi. Bu incelemeler sonucunda bitkilerin "hücre" adını verdiği küçük bölmelerle dolu olduğunu buldu. Anton van Leeuwenhoek isimli bir Alman dükkancı ise doku örneklerini 300 kat büyüterek, bakteri, kan hücresi, sperm hücresi gibi tek hücreli organizmaları inceledi. Bu organizmalara hayvancık anlamına gelen "animalcules" adını verdi. Hücrelerin Genel Özellikleri: Hücreler hem morfolojik (şekilsel) hem de metabolik olarak çok büyük farklılıklar gösterirler. E.coli isimli bakteri 1m m (m m=mikrometre= 1 metrenin milyonda biri) uzunluğundayken, aksonları 1 metre uzunluğunda olan sinir hücreleri vardır. Ama yine de hücrelerin çok büyük bir çoğunluğu 1-30 m m arasındadır. Hücreler küçük olmak zorundadırlar, çünkü metabolizmalarında diffüzyon çok önemlidir. Diffüzyon, termal hareketle moleküllerin rasgele hareket etmesidir. Diffüzyon moleküllerin, yüksek konsantrasyon bölgesinden düşük konsantrasyon bölgesine doğru, her yerde eşit dağılıncaya kadar olan, rastgele hareketleridir. Diffüzyon termodinamiğin 2. Kanuna bir örnektir. Bu kanuna göre entropi (düzensizlik ya da rasgelelik) sürekli olarak artar. Evrendeki düzensizliğin derecesi sadece ve sadece artabilir. Hücrelerin çoğu aktivitelerinin büyük bir bölümünü diffüzyon ile düzenlerler. Diffüzyon, molekülün özelliğine (büyüklük gibi) ve çevreye (vizkozite, membran gibi) bağlıdır. Bir partikül (madde parçası) tarafından katedilen mesafe zamanın karekökü ile doğru orantılıdır. Yani bir partikül 1 saniyede 1 m m gidiyorsa, 4 saniyede 2 m m ve 100 saniyede 10 m m ve 3 saatte (10.000 saniye) 100 m m gidecek demektir. Hücrelerin Fonksiyonel Özellikleri: Hücreler ortamdan ham materyali alırlar. Enerji üretirler: Bu enerji iç ortam dengesini sağlamak, ve sentez reaksiyonlarını yürütmek için gereklidir. Termodinamiğin 2. Kanununa karşı koymak ancak enerji ile mümkündür. Kendi moleküllerini sentez ederler. Organize bir şekilde büyürler. Çevreden gelen uyarılara cevap verirler. Çoğalırlar (bazı istisnalar haricinde). Hücrelerin Yapısal Özellikleri: Kalıtsal bilgiler DNA içinde saklanır. Genetik kod temelde aynıdır. Bilgi DNA dan proteinlere RNA aracılığı ile geçer. Proteinler ribozomlar tarafından yapılır. Proteinler hücrenin fonksiyon ve yapısını düzenlerler. Bütün hücreler seçici geçirgen bir zar olan plazma membranı ile çevrilmiştir. HÜCRELERİ BİRBİRİNDEN AYIRAN ÖZELLİKLER Hücreler arasında pek çok benzerlik olmasına rağmen, çok belirgin farklılıklar da vardır. Bu farklılıklar hücreleri çeşitli ana guruplara ayırmamıza yardımcı olur. İki yaygın ana gurup şunlardır. Prokaryotlar Eukaryotlar Prokaryotlarla Eukaryotlar arasındaki en temel farklar prokaryotların bir nükleusa (çekirdek) ve membrana bağlı organellerinin (birkaç istisna haricinde) olmamasıdır. Her ikisinin de DNA sı, hücre zarı, ribozomları vardır. HÜCRE ORGANELLERİNİN YAPI VE FONKSİYONLARI Hücreler ışık mikroskopu ile incelendiği zaman, sitoplazma ve çekirdek adı verilen iki bölümden oluştuğu görülür. Ancak daha büyük büyütme sağlayan elektron mikroskopuyla yapılan incelemeler, hücrenin bir takım alt birimlerden, hücre organellerinden oluştuğunu ortaya koymuştur. Hücre şunlardan oluşmuştur. Hücre zarı Sitozol Organeller Çekirdek Hücre Zarı: Zar ya da membranlar yaşam için çok önemlidir, çünkü bir hücre 2 sebebten dolayı kendisini dışarıdaki ortamdan ayırmak zorundadır. DNA, RNA ve benzeri yaşamsal moleküllerini dağılmaktan korumalıdır. Hücre molekül yada organellerine zarar verebilecek yabancı molekülleri uzak tutmalıdır. Ancak hücre bu iki kurala uyarken bir taraftan da çevreyle haberleşmeli, dış ortamı sürekli olarak izlemeli ve ortam değişikliklerine ayak uydurmak zorundadır. Ayrıca hücre besin maddelerini dışarıdan almalı ve metabolizması sonucunda ürettiği toksik (zehirli) maddeleri dış ortama vermelidir. Biyolojik membranlar Şekil 1 de görüldüğü gibi bilipit katmandan oluşur. Şekildeki her bir fosfolipiti temsil eder. Daire ya da baş negatif yüklü fosfat gurubudur, ve iki kuyruk da çok hidrofobik (hidrofobik=suyu iten) olan hidrokarbon zincirlerini temsil eder. Fosfolipit zincirlerinin Şekil 1. De görüldüğü düzenlenmesi sonucu hidrofobik kısımlar membranın içinde kalır. Membran yaklaşık 5 nanometre (1 nanometre = 1 metrenin milyarda biri) kalınlığındadır. Membran semipermeabledır (yarı geçirgen), yani bazı maddelerin membrandan serbestçe geçmesine (diffüze olmasına) izin verir. Membran büyük moleküllere geçirgen değilken, yüklü iyonları çok az geçirir, ve yağda eriyen küçük moleküllere oldukça geçirgendir. Tüm biyolojik membranlar gibi hücre zarı (membranı) da lipit, protein ve az miktarda karbonhidrattan oluşmuştur. Hücre zarı, hücre içinde ve dışında bazı uzantılarla devam eder. Hücre dışına doğru olan uzantılar hücrenin yüzeyinden interstisiyel mesafeye doğru uzanırlar, bu uzantılara mikrovillus denir. Hücre içine doğru devam eden zar sistemi ise dış ortamın hücre içiyle daha yakın ilişki kurmasını sağlar. Bu sisteme endoplazmik retikulum denir. Endoplazmik Retikulum: Endoplazmik retikulum lipid, protein (ribozomlar aracılığı ile) ve kompleks karbonhidratların yapım yeridir. Endoplazmik retikulum hücredeki toplam membranların yarısından fazlasını oluşturur. Endoplazmik retikulum iki membrandan oluşur, iki membran arasında kalan boşluğa endoplazmik retikulum lümeni denir. İki tip endoplazmik retikulum vardır. Granüllü Endoplazmik Retikulum: Üzerinde ribozomlar vardır. Sisterna denilen yassılaşmış keseler şeklindedir. Golgi Kompleksi: Golgi kompleksi hem yapı hem de fonksiyon yönünden endoplazmik retikulum ile yakından ilişkilidir. Bu organel birbirine paralel bir dizi membranöz kanaldan oluşur ve salgı yapan hücrelerde iyi gelişmiştir. Golgi kompleksinin fonksiyonu endoplazmik retikulumda sentezlenen maddelere son şeklini vermek ve bu maddeleri bir membranla çevrelemektir. Ayrıca hücre zarının yenilenmesi ve yüzeyinin genişletilmesi görevini de üstlenir. Lizozom: Lizozomlar 0,2 ila 2 m m çapında organellerdir. Hücreiçi sindirimi sağlamak üzere yaklaşık 40 civarında enzim içerirler. Lizozom membranı lizozomun hücreyi tümüyle sindirmesini önler. Bu enzimler için optimal pH 5 civarıdır. Lizozomlarda ATP hidrolizi ile çalışan H+ pompası vardır. Bu sayede lizozomun pH I düşük tutularak enzimlerin etkin hale geçmesi önlenir. Peroksizom: Peroksizom membranında spesifik proteinler ve oksidasyon enzimleri vardır. Karaciğerdeki peroksizomların ana görevi detoksifikasyondur (bir maddeyi zararsız hale getirme). Ribozom: Ribozomlar proteinlerin sentez edildikleri yerdir. Protein sentezi için gerekli bilgi DNA dadır, bu bilgi RNA ya transfer edilir, ve ribozomlarda RNA daki bu bilgiyle protein yapılır. Bir hücre için protein sentezi çok önemlidir, bu yüzden de hücrede binlerce ribozom bulunur. Ribozomlar ya sitoplazmada serbestçe yüzerler ya da endoplazmik retikuluma bağlı olarak bulunur. Ribozomların membranı yoktur. Protein sentezlemedikleri zaman 2 alt gurup halinde bulunurlar. Alt guruplar ribozomal RNA (rRNA) ve ribozomal proteinlerden oluşur. Mitokondri: Mitokondriler eukaryotik hücrelerde ana enerji üretim merkezleridir. Biri iç diğeri dış olmak üzere iki membranı vardır. İç membranda çok sayıda katlanmalar vardır, bu membranın yüzey alanını genişleterek, membran bağımlı raksiyonların daha fazla sayıda olamasını sağlar. Mitokondrilerin kendi DNA ve ribozomları vardır. Çekirdek (Nükleus): Nükleus DNA nın bulunduğu ve DNA daki bilginin RNA ya aktarıldığı yerdir. Çift katlı bir membranla sarılmıştır, bu membranda çok sayıda büyük porlar bulunur. Çekirdeğin içini dolduran esas madde DeoksiriboNükleik Asit ve protein molekülleridir. Bu DNA molekülleri nükleus içinde rastgele dağılmış olamayıp kromozom denilen yapılar içinde protein molekülleri ile birlikte organize olmuşlardır. İnsanda 46 adet (23 çift) kromozom bulunur. DNA molekülleri hücrede mevcut bütün proteinlerin nasıl yapılacağının genetik bilgisini içerirler. Bilgi nükleusdadır fakat proteinler sitoplazmada yapılır, bu sebeple bilginin sitoplazmaya aktarılması gereklidir. Bu amaçla DNA kalıp gibi kullanılarak, bu kalıptan RNA yapılır, oluşan RNA sitoplazmaya geçerek, protein yapım yeri olan ribozomlara protein sentezi için gerekli bilgiyi aktarır. Çekirdek hücrenin kontrol merkezidir, buradaki genetik mekanizmalar yoluyla sadece hücre içindeki kimyasal olaylar değil, aynı zamanda hücrenin özelliklerinin yeni hücre nesillerine aktarılması da sağlanır. Hücre İskeleti: Aslında hücre iskeleti terimi yanlış bir deyimdir. Hücre iskeleti transparan olduğu için hem ışık hem de elektron mikroskobu preperatlarında görülmez. Hücre çizimlerinde de gösterilmemesine rağmen önemli bir hücre komponenttidir. Hücre iskeleti hücrenin şeklini, hücre organellerinin yerinde durmasını sağlar, ve hücre hareketinden sorumludur. Hücre iskeleti şunlardan oluşmuştur. Sentriyoller Mikrotübüller Aktin filamentleri Sentriyoller çekirdeğe yakın olarak yer alan bir çift silindirik yapıdır. Her biri üçerli guruplar halinde dokuz tübülden oluşmuştur. Sentriyoller hücre bölünmesi sırasında kromozomların hücre kutuplarına çekilmesini sağlarlar. Mikrutübüller tübülin denilen alt birimlerden oluşmuştur. Görevi hücreyi yerinde tutmaktır, aynı zamanda silya ve flagellanın da ana bileşenidir. Aktin filamentleri ise hücrenin şeklini değiştirmesinde görev alırlar.

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

Biyoinformatik Ders Notları

Biyoinformatik Nedir? * Bilgisayar olmadan işleyip veri toplayamayacağımız işlemlerde kullanmak amacı ile ortaya çıkmıştır. ilk insan genom projesi ile başlamıştır. Biyoinformatik, biyolojik sorulara cevap verebilmek amacı ile bilgisayarların bilgisayar yazılımlarının ve biyolojik verilerin birleşmesinden oluşan bir daldır. örneğin 3 milyar nükleotid vardır insan genomunda 3 milyar nükleotid de el ile yazılamayacağından dolayı biyoinformatiğe ihtiyaç duyulmuştur. * Fakat bilgisayarın hızla gelişmesiyle sadece biyoinformatiğin konuları değil her türlü bilgi bilgisayara işlenir oldu. ** Biyoinformatikten faydalanan bilim dallarını şöyle sıralayabiliriz? • Moleküler Biyoloji • Genomik • Fonksiyonel genomik • Sistem Biyolojisi • Protein mühendisliği • Farmasötik araştırmalar • Tıp • Ekoloji/ Populasyon genetiği * Proteinler neden katlanıyor? Proteinlerin enzim substart ilişkisinde 3 boyutlu yapıyı gerçekleştirmek için diyebiliriz. ** Biyoinformatiğin işlevsel temelini oluşturan unsurlar nelerdir? •Bilginin depolanması •Bilgiye ulaşma •Bilgiyi analiz etme * Biyoinformatikte bilgiye veritabanları vasıtasıyla ulaşıyoruz en çok kullanılan ve bizim şimdiye kadar gördüğümüz veri tabanları NCBI: Genel bir veri tabanı Pubmed : Tıbbi biyolojik bilimler OMIM: Genetik temeli oluşturan haritalama ve genetik bilgi örneğin sigara duyarlılığı 5p15,33 yani okunuşu: 5. kromozomun kısa kolunun 15. bandının 33. alt bandı 23q 12,23 okunuşu 23. kromozomun uzun kolunun 12. bandının 23. alt bandı... Taxonamy: Tüm sistematiği her türlü ayrıntısına göre inceler. ** Veri tabanı programlarının bilgi kavramı için önemli sayılan özellikleri nelerdir. 1.Gelişen erişim olanaklarının elvermesi ile bilgi bölünmeden ortaklaşa kullanılabilmektedir. 2. Etkileşimli ortamlarda oluştuğu anda bilgisayara aktarılan bilgi sürekli olarak kendiliğinden artmaktadır. 3. Büyük boyutlardaki bilgi içerisinden gerekli olana erişim gibi oldukça önemli bir problemi ortadan kaldırmaktadır. 4. Veriyi işlemek, yeni bilgi oluşturmak, ondan yararlanabilmek veritabanları ile daha kolay hale gelmektedir. 5. Bilginin güncellenmesi, her her zaman en son durumu göstermesi veri tabanlarının önemli bir özelliğidir. ** Veri tabanının sorunları nelerdir? Vektoriyeldizilerde kirlilik (Yanlış ya da gereksiz veri girişi) Kalabalık (bir gene ait dizi parçasının biden fazla kez girilmesi) Aynı gene ait birden fazla EST (Expressedsequencetag) Bu problemlerin ortadan kalırılmasındagenom projelerinin ileri aşamalarını oluşturan UNIGENE, VecScreengibi projelerden faydalanılacaktır. kromozom nedir = DNA nı histon proteinleri etrafında sarılmasıyla, yoğunlaşarak oluşturduğu, canlılarda kalıtımı sağlayan genetik birim. gen nedir = anlamlı ve foksiyonel proteinler oluşturan DNA dizilerine denir. genom = Bir organizmadaki DNA'ların tümünü tanımlar. proteom = Bir organizmadaki proteinleri tümünü tanımlar. veritabanı nedir = Toplanan bilgileri işleyebilen, istenen sonuçları kolaylıkla hazırlayabilen bilgisayar programıdır. genomik = Genom ile ilgilenen bilim dalı proteomik nedir = Proteom ile ilgilenen bilim dalı ** Bilimsel makale nedir ? nasıl basılır ? Yapılan makalenin uluslar arası A- B- C sınıfına göre bu dergilerde yayınlanması gerekmektedir. Yayınlanmadan önceki aşamalarda makale yazılır dergiye gönderilir --- Dergide önce editör kontrolünden geçer-- eğer geçerse editör hakem heyetine gönderir-- hakem heyetinden geçerse geçer veya düzeltilip geçer veya geçmez daha sonra uygun bi sayısında full text olarak basılır. DNA mikroarreyleri, nükleik asitlerin hibridizasyon özelliklerinden faydalanarak farklı tipte doku ya da hücrelerde genom boyutunda DNA ve ya RNA moleküllerinin varlığı ve miktarını belirlemek için kullanılan bir teknolojidir. her gen 16-20 oligoniklootit ile ifade edilir Tam eş (PM) 25 er oligonüklootit ile ifade elilir. Hatalı eş (MM) oligo: Tam orta noktada yanlış baz taşıyan oligonüklootid. Oligo çifti: PM-MM çiftleri. Her gen için 16-20 oligo çifti bulunur. MM oligo dizaynı ile non-spesifik bağlanma miktarının ve arka plan gürültünün ölçülmesi amaçlanmıştır. DNA microarraylerin üretiminde genelde 3 tip teknoloji kullanılır. - Fotolitografi - Mekanik Mikro dağılım - Ink jets Temel Kullanım Alanları - Transkript miktarının tespit edilmesi (gen ekspresyon seviyesi analizi) - Genotiplendirme (SNP çipleri) - DNA kopya sayısının belirlenmesi - mRNA bozunum hızının ölçülmesi - Protein bağlanma bölgelerinin tanımlanması - Gen ürünlerinin hücre içi lokalizasyonunun tespit edilmesi Transkiriptom: bir yada bir grup hücre tarafından üretilen tüm mRNA moleküllerini ya da transkript varlığını ifade eden bir terimdir. her hangi bir organizmanın tüm transkript durumunu ifade etmek için kullanılabileceği gibi, belli bir hücre tipinde belli bir transkript içinde kullanılabilir. mRNA daki transkript seviyesi - Bulunduğu gelişim evresi - Bulunduğu hücre döngüsü - Hastalık ve sağlık durumlarının genetik seviyedeki etkileri - Tedaviye ve çevresel etkenlere karşı verilen biyolojik cevap. Bicroarrey teknolojisinin Transkriptom bilgileri ile - Kanser araştırmalarında - İmminolojik araştırmalarda - Kompleks metobolik araştırmalarda Kullanılır. **mRNA dan karşılığını alarak DNA nın kodunu çıkartıp oluşturulan DNA ya tanımlayıcı yani cDNA denir. ve mikroarray teknolojisinde kullanılır. PCR ile çoğaltılmış DNA fragmanları farklı metotlar kullanılarak çip yüzeyi üzerine sabitlenerek yapıştırılır. ** Microarrayda işaretleme yapan boyalar Cy3 kırmızı ışıma yapar Cy5 yeşil ışıma yapar. ** Çip/Slayt görüntüleme lazer ile nokta ışıma yapılarak gelen sinyal okunur ve konfokal mikroskop ile görüntülenir. ** Spotlardaki ışımanın şiddetine göre eğer spot yeşil ise yeşil ile işaretlenmiş olan gen diğerine göre fazla eksprese ediliyor demektir. eğer spot kırmızı ise kırmızı ile işaretlenmiş olan gen diğerine göre fazla eksprese ediliyor demektir. eğer spot sarı ise söz konusu gen yada transkript ediliyor anlamına gelir. ** Mikroarrey biyoinformatiği Teknoloji > Bilgisayar gücü > algoritma > Analiz araçları Microarray avantajları: - Aynı anda binlerce genin eksprepyonu hakkında bilgi verir. - Binlerce nokta kullanılarak tüm genom taraması ile detaylı bir genotiplendirme imkanı sunar. - Amaca yönelik olarak farklı dizayn edilebilir. - Laboratuar aşamaları kolay ve hızlıdır. - Teknolojisi ile gelişimini sağladığı biyoinformatik analiz yöntemlerini kullanarak oldukça fazla miktardaki verileri hızlı ve farklı şekillerde analiz edilir. Mikroarrey Önemli Noktaları: - Probun seçilmesi ve hedefin hazırlanması - Spotlamanın düzgün yapılması - Yüksek kalite ve saflıkta RNA izolasyonu - Kaliteli ve sabit işaretleme verimliliği - Housekeeping genler ile normalizasyona gidilmesi - Yeteri kadar tekrar kullanılması ** in slico: bilgisayar ortamlarındaki yapılan araştırma yöntemleri demektir. ** Hastalıklar poligeniktir. ** Moleküler tıp açısından 4 ana parametre bizi olduğmuz şey yapmaktadır bunlar: • DNA düzeyindeki ana genetik dizimiz • Gen ekspresyonu üzerindeki çevresel etkiler • Gen ekspresyonunu etkileyebilen olasılık fonksiyonları • Bireysel hücrelerin genomunu değiştirebilen viral enfeksiyonlar Biyoinformatik ve Dizi Karşılaştırmaları (BLAST) ** Dizilerin karşılaştırılması bize : Yeni geninizi daha iyi anlamak için benzer genleri başka türlerde lokalize etme konusunda fayda sağlar. ** 6. slayt 4 sayfadan dizi sorusu çıkabilir arkadaşlar?? ** BLAST belirli bir diziyi veritabanandaki diğer diziler ile karşılaştırmak üzere hazırlanmış bir algoritmik veritabanıdır. ** BLAST ile bir uygulama yaptığımızda - Hangi bakteri türünde amino asit dizisini bildiğim proteine benzer bir protein üretiliyor olabilir. - Dizinin elde ettiğim DNA nereden geliyor? - Yapısını yeni belirlediğim proteine benzer proteinleri kodlayan başka genler var mı? ** Benzerliği Belirlemede kullanılan Algoritmalar: - Needleman- Wunsch: Global hizalama algoritmasıdır. -Smith Waterman: Needleman a göre daha lokaldir. Maksimum sayıda eşleşme aranır. -BLAST: bu yöntem ise dizi veritabanından benzer olup aynı zamanda anlamlı olanları bulur. ** En yaygın bulunan 5 BLAST programı vardır? - BLASTN: nüklotidler içindir. - BLASTSP, - BLASTX, - TBLASTN, - TBLASTX: protein içindir. BLAST Analizinin Aşamaları: • Temel olarak üç aşama vardır: ekim, uzatma, ve değerlendirme. • Ekim– Eşleşmeye nerden başlanacağının belirlenmesi. • Uzatma– Ekim noktasından itibaren eşleşmenin uzatılarak ilerlemesi. • Değerlendirme– Hangi eşleşmelerin istatistiksel olarak anlamlı olduğunun belirlenmesi.

http://www.biyologlar.com/biyoinformatik-ders-notlari

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



Çekirdekçik (nukleolus)

Çekirdek içinde sayıları bir veya bir kaç tanedir. Protein sentezinde görevli ribozomal RNA'nın yapım yeridir. Çekirdekçiğin çevresinde zar bulunmaz. Çok ve çabuk protein üreten hücrelerde gelişmiş olarak gözlenir. Bazik boyanma özelliğindedir. Kromatin ağı başlıca DNA (dezoksiribonükleik asit) dan oluşur. DNA protamin ve histon gibi proteinlerle ince uzun kromatin iplikçiklerini oluşturur. Işık mikroskobunda kromatin iplikçiklerinin yaptıkları ağ, çok koyu (heterokromatin) ya da çok açık gözlenebilir (ökromatin). Elektron mikroskobunda kromatin düzenli dağılmış tanecikler olarak belirir. Ayrıntılı incelemelerde ökromatinin, kromatin tanecikleri seyrek dağıldıkları için açık renkte, heterokromatinin ise kromatin taneciklerinin bir arada olması nedeniyle koyu renkle görülmektedir. Metabolizma işlevinin çok hızlı olduğu hücrelerde örneğin sinir hücrelerinin çekirdeklerinde ökromatin alanları fazla gözlenir.

http://www.biyologlar.com/cekirdekcik-nukleolus

Azotun Bitkiler Üzerindeki Etkileri

Azot bitki kuru ağırlığının %1.5-2 gibi az bir kısmını oluşturur,fakat oldukça önemli bir elementtir.Bitki bünyesindeki karbonlu bileşiklerle birleşerek çeşitli organik molekülleri yapar,çeşitli solunum enzimlerinde ko-enzim olarak vazife gören bazı vitaminlerin ayrıca nükleik asitlerin bileşimine girer.Fakat hepsinden daha önemli olarak azot geniş ölçüde proteinlerin yapısına girer.Sayılan bu nedenlerden dolayı bitkilerdeki azot ¤¤¤¤bolizması çalışması bitki fizyologları için ayrı bir önem taşır. Azot bitki yapısı ve yaşamı için esas bir element olduktan başka hayvanlar içinde büyük önem taşır.Hayvan bünyesinde bulunan azot orjin olarak bitkilerden gelmektedir.Bitkiler toprak azotunun uygun bir şekilde hayvan besini haline getirir ve böylece bitki azotun hayvan bünyesine geçişini sağlar. BİTKİLER İÇİN YARARLI AZOT BİLEŞİKLERİ Bitkileri su kültürü yöntemiyle büyütürken ,azot ya nitrat (NO3-) anyonunun bir tuzu halinde [Ca(NO3)2,KNO3] ya da amonyum (NH4+) katyonunun bir tuzu halinde [(NH4)2SO4] verilir.Hem NO3 hem de NH4 iyonları toprakta bulunur,fakat NH4 iyonunun tuzları topraktaki bakterilerin faaliyetleri ile kısa bir süre sonra NH3-‘a çevrilir.Bundan dolayı denilebilir ki NH3’lar bitkilerin toprakta en bol olarak buldukları elverişli azot bileşikleridir.Ayrıca glutamik ve aspartik asit gibi bazı amino asitler ve glutamin ,asparagin gibi bazı amidler ve hatta bazı hallerde üre,çeşitlli bitki türleri için uygun azot kaynağı görevi görürler(şekil-1).Bilindiği gibi atmosferdeki gaz karışımının büyük bir kısmı (%78) azot gazı yani molekül haldeki atmosfer azotudur.Atmosfer N2’u bir çok yüksek bitki türleri tarafından doğrudan doğruya kullanılmadığı halde bazı mikroorganizmalar tarafından asimile edilebilir.Bu mikroorganizmalar ya toprakta serbest halde yaşarlar yada özel bitki dokularına yerleşmişlerdir ki bunlara örnek olarak Fabaceae (Baklagiller) familyasına ait bitkilerin köklerindeki nodüller verilebilir.Kökleri nodüllü olan Fabaceae familyasındaki bütün bitkiler molekül halindeki atmosfer azotunu bir azot kaynağı olarak kullanabilirler. BİTKİDE AZOTUN İŞLEVLERİ, AZOT EKSİKLİĞİ VE FAZLALIĞINDA ORTAYA ÇIKAN DURUMLAR Bitki kuru maddesinde bulunan azot miktarı ,bitkinin türüne bitkinin yaşına ,topraktaki azot miktarına göre değişmektedir.Genç bitkiler,yaşlı bitkilere göre daha çok azot içerir.Azot ,bitkideki birçok organik bileşiğin yapısında bulunur.Proteinler, amino asitler,nükleik asitler, enzimler,ATP,ADP ve klorofil azot içeren önemli organik bileşiklerdir.Azot,bitkilerin koyu yeşil renk almasını ve tahıllarda tanelerin dolgun olmasını sağlar.Ayrıca fosfor ve potasyumun kullanılmasını ayarlar.Bitkide,yeni hücrelerin oluşumu için azot gereklidir. Azot eksikliğinde bitkilerde, çeşitli semptomlar görülür;bunlar,maddeler halinde aşağıda açıklanmışdır.

http://www.biyologlar.com/azotun-bitkiler-uzerindeki-etkileri

Canlı Sistemlerde Süreklilik

İlk biyoloji bilginleri, hayvanların ya sperma ya da yumurta içinde önceden oluşmuş biçimde bulunduklarına inanıyorlardı. Kari Ernst von Baer'in mikroskoptan yararlanarak, önceden oluşmuş embriyolar bulunmadığını kanıtlamasıyla, embriyobilim doğdu.Kalıtımın araştırılması olan genetik, ilk bulgularını 1866'da yayınlayan Gregor Johann Mendel'le başladı. Mendel'in bezelyelerle yaptığı ayrıntılı deneyler, her temel özelliğin bir çift fiziksel birim (genler) tarafından denetlendiğini ortaya koydu. Biri anne, biri babadan gelen bu birimler (özelliklerin ayrılığı yasası), sonraki kuşağa, öbür çiftlerin dağılımından bağımsız olarak geçiyordu (özelliklerin bağımsız aktarılması yasası). Gen kavramı, 1900'de, Hollanda'da Hugo De Vries, Almanya'da Kari Erich Correns ve Avusturya' da Gustav Tschermak von Seysenegg'in, Mendel'in çalışmalarını yeniden doğrulamalarıyla genişletildi. De Vries'in değşinim (mütasyon) kuramı, modern genetiğin temeli haline geldi. Pierre Paul Roux'nun 1883'teki, hücre çekirdeğinin, hücrenin bölünmesi sırasında katlanan (tıpkı kopyalar üreten) çizgisel düzende tespih benzeri sıralanmış parçalar içerdiği yolundaki düşüncelerine dayandırılarak, kromozom kuramı geliştirildi. XX. yy. başlarında ABD'de Thomas Hunt Morgan, gen kuramına önemli birçok katkıda bulundu. Geoffrey Hardy ile Wilhelm Weinberg'in bir popülasyon içindeki alellerin (1909'da William Bateson'un bir genin almaşık biçimleri için kullandığı terim) sıklığı arasında var olan denge ilişkisini bulmaları, adlarını taşıyan yasanın ortaya atılmasına yol açtı. Genetiğin evrimdeki rolünü, 1937'deTheodosius Dobzhansky, Genetik ve Türlerin Kökeni adlı yapıtında açıkladı. Biyolojinin en yeni dalı olan molekül biyolojisi XX. yy. başlarında Archibald Garrod'un çeşitli hastalıkların biyokimyasal genetiği üstüne çalışmalarıyla başladı. Bir genin bir enzim ürettiği kavramı, 1941'de George W. Beadle ve Edvvard L. Tatum tarafından temellendirildi. Jacques Monod, François Jacob, vb. araştırmacıların protein bireşimi üstündeki çalışmaları (1961), bir gen bir enzim anlayışını, bir gen bir protein biçiminde değiştirdi. 1940 ve 1950 yıllarında nükleik asitlerin işlev ve yapılarının anlaşılmasında sağlanan ilerlemeler, protein bireşiminin aydınlatılmasına önemli katkılarda bulundu. 1953'te James D. Watson ve F.H.C. Crick'in önerdikleri yapısal model, biyolojide bir kilometre taşı oluşturdu; biyoloji bilginlerine, genetik bilginin depo edilmesini ve bir kuşaktan bir sonraki kuşağa aktarılmasını açıklayacak akla yakın bir yöntem sağladı. Molekül düzeyindeki biyolojik süreçlere ilişkin bilgi, aynı zamanda, genetik bilginin doğrudan işlenmesi için teknikler geliştirilmesi olanağını sağladı ve genetik mühendisliği adı verilen dal doğdu.

http://www.biyologlar.com/canli-sistemlerde-sureklilik

KİMYASALLARIN MİKROORGANİZMALAR ÜZERİNE ETKİLERİ

Dezenfeksiyon ve antisepsi daha çok kimyasal maddelerle yapılır. Kimyasal maddelerin mikroorganizmalar üzerine öldürücü veya üremeyi durdurucu özelliklerini etkileyen çeşitli faktörler vardır. Bunlar aşağıdaki başlıklarda toplanabilir. ■Dezenfektan maddenin konsantrasyonu: Dezenfektan maddenin etkisi konsantrasyonla doğru orantılı olarak artmaktadır. Genelde yüksek konsantrasyonda bakterisidal etkilidirler. ■Etki süresi: Dezenfektan veya kimyasal maddenin mikroorganizmalar üzerine etkili olabilmesi için belirli bir süre geçmesi gerekir. Etki süresi uygulanan kimyasal maddeye ve uygulandığı ortam şartlarına göre değişir. ■Isı: Isı arttıkça dezenfektan maddenin etkisi de buna paralel olarak artar. Her 10°C lik ısıartımıöldürmeyi en az bir kat arttırmaktadır. Dezenfektan içerisinde fenol gibi maddelerin varlığında bu oran 5-10 kata ulaşmaktadır. ■pH: Ortamın pH'sı ne kadar nötrden uzak olursa etki o denli artar. Hidrojen iyon konsantrasyonu bakterisidal etkiyi arttırmaktadır. ■Organik maddeler: Ortamda bulunan organik maddeler dezenfeksiyon işlemini olumsuz yönde etkiler. ■Mikroorganizmaya bağlı etkiler: Mikroorganizmanın cins ve türleri ile, bulunduğu yaşam evresine dezenfektan maddelerin etkisi değişiktir. Örnek olarak sporlar bakterilerin üreyen şekillerine göre dezenfektan maddelere karşıoldukça dirençlidir. Ayrıca bakterilerin üreme fazları, sayıları ve diğer özel yapıların varlığı etkilidirler. ■Fenol ve fenol bileşikleri: Hücre zarını parçalayarak hücre yapısının dışarı çıkmasına neden olurlar. Fenollerin bir diğer etkisi de hücre proteinlerini denature etmektir. Fenolün yerini bu gün daha az toksik olan alkil ve klor türevleri almıştır. Bu maddelerin dezenfektan etkileri hem daha fazla hem de insanlar için daha az toksiktirler. Fenolün alkil türevine örnek olarak krezol verilebilir. Fenolün klorlü türevi heksaklorofen olup, özellikle Gram pozitif bakteriler üzerine etkilidir. ■Organik çözücüler: Alkol, eter, kloroform bu gruba örnektir. Bu maddelerin içinde en çok alkol kullanılır. Alkolün en etkili konsantrasyonu %70 dir. Alkol, aynı zamanda proteinleri de denatüre eder. Ancak sporlu bakterilere etkileri yoktur. Dezenfeksiyon amacıyla ençok kullanılan dezenfektanlardan biridir. Hücre proteinlerini denatüre ederek etki gösterenler Proteinler, mikroorganizmaların işlevleri için gerekli organik moleküllerdir. Protein moleküllerinin normal işlevlerini görebilmeleri için uzayda uygun bir konumda bulunmaları gerekir. Proteinleri denatüre eden dezenfektanlar bu uzay konumunu değiştirerek proteinlerin rastgele şekil almasına neden olurlar. Böylece bakterisid etki gösterirler. Asitler, alkaliler, alkoller, aseton ve diğer organik çözücü maddeler bu gruptaki dezenfaktanlardır. Değişik amaçlarla sulandırımları yapılarak kullanılan asitlere; asetik asit, silfirik asit, klorhidrik asit, borik asit ve propiyonik asiti örnek verebiliriz. Mikroorganizma enzimlerinin işlevlerini bozarak etki gösteren dezenfektanlar ■Ağır metal tuzları: Civa, gümüş, bakır tuzları başlıcalarıdır. Bunların etkileri enzimlerin sülfridril gruplarıile birleşerek ortaya çıkar. Civa bileşikleri bugün önemli yan etkileri ve antiseptik olarak etkisinin azlığı nedeniyle pek kullanılmaz. Merthiolate ve mercurochrome deri dezenfektanı olarak kullanılır. Gümüş nitratın %1 lik çözeltisi ise çeşitli amaçlarla özellikle yenidoğan bebeklerde göz antiseptiği olarak kullanılmaktadır. ■Okside edici maddeler: Hidrojen peroksit, potasyum permanganat, ozon, oksitleyici etkileriyle enzim aktivitesini bozarlar. Halojenlerden klor ve klor vericiler (sodyum hipoklorit, kloraminler), brom ve iyot bileşikleri kuvvetli oksitleyici etkileri olan dezenfektanlardır. Klor ve ozon, suların dezenfeksiyonunda kullanılır. ■Alkilleyici maddeler: Bu grupta formalin, etilen oksit ve betapropiolakton yer alır. Formalin yüksek konsantrasyonda bütün mikroorganizmalar üzerine öldürücü etkilidir. Kadavra ve dokuların saklanmasında kullanılır. Etilen oksit, polietilen araçların sterilizasyonunda kullanılır. Nükleik asit üzerine etkili dezenfektanlar Bu grupta çoğu mikrobiyolojide de kullanılan boyalar yer alır. Bu boyaların başlıcalarıkristal viyole, malaşit yeşili, brillant yeşili, fuksin, metilen mavisi ve akridindir. Bu boyalar nükleik asitlerle bileşikler yaparak, onların aktivitelerini bozmak suretiyle dezenfektan etki gösterirler. Metilen mavisi, akridin boyaları mukozalar üzerine dezenfektan olarak kullanılır. Dezenfeksiyonda kullanılan maddeler aşağıdaki özellikleri taşımalıdırlar. ■Ucuz ve etkili olmalı, ■Suda erimeli ve iyi ıslatıcı olmalı, ■Kısa sürede etkisini göstermeli, ■Az zehirli olmalı, allerjenik, kanserojen etki göstermemeli, ■Açık yaralara uygulandığında doğal direnç mekanizmalarını bozmamalı, ■İnvivo ve invitro etki mekanizmaları bilinmeli, ■Kötü kokulu olmamalıdır. Dezenfektanlar üzerine etkili faktörler nelerdir?Dezenfektanlarda bulunması gerekli özellikler neler olmalıdır?Dezenfektan ve Antiseptik Maddelerin Etki MekanizmalarıHücre zarına etkili dezenfektanlar Hücre zarının mikroorganizmalar için önemi bilinmektedir. Yüzey aktif maddeler, fenoller ve organik çözücüler gibi dezenfektanlar hücre sitoplazma zarının yapısınıdeğiştirerek hücrenin aktif transportunu ve enerji metabolizmasını bozarlar. ■Yüzey aktif dezenfektanlar: Bu maddeler iyonlaşma özelliklerine göre katyonik, anyonik ve noniyonik olmak üzere ayrılırlar. Katyonik dezenfektanlar grubunda örnek olarak benzalkonium klorür'ü verebiliriz. Anyonik grupta sabunlar ve yağ asidleri yer alır. Anyonik ve katyonik dezenfektanlar birlikte kullanılmazlar.

http://www.biyologlar.com/kimyasallarin-mikroorganizmalar-uzerine-etkileri


Medikal Biyolojiye Giriş

HÜCRE BİLİMİ En ilkel yapılı hücre prokaryotik hücredir.Nukleus zarı bulunmaz. DNA hücre sitoplazmasında bulunur.Organellere sahip değildir. Örnek bakteri hücresi verilebilir. İleri yapı göstaeren hücreler eukaryotik hücrelerdir.DNA materyali nukleus zarı ile çevrelenmiştir.Çok değişik organelleri mevcuttur. Örnek insan hücresi verilebilir. HÜCREYİ İNCELEME YÖNTEMLERİ DOKU KÜLTÜRLERİ VİTAL BOYAMA HÜCRE ORGANELLERİNİN AYRILMASI YÖNTEMİ TESPİT YÖNTEMİ HÜCRENİN GENEL ÖZELLİKLERİ Hücrenin Şekli: Yaptığı işe ve bulunduğu yere göre değişir. Hücrenin Büyüklüğü: Ortalama olarak 10 – 15 mikron arasında değişirler. Hücrenin mikroskobik yapısı: Hücre zarı ve protoplazma olarak iki ana bölümde incelenir. HÜCRE ZARI Hücre zarı hücreyi dış ortamdan ayırır ve hücreye belli bir şekil verir. Ayrıca besin maddelerinin hücre içine girmesini, metabolizma artıkları ve salgı maddelerinin hücre dışına çıkmasını sağlayarak hücre içeriğini düzenler. Biyolojik bütün zarlar ortak temel bir yapıya sahip olup çift katlı lipid yapısındadır. Bu çift katlı lipid tabakasında daima özel zar proteinleri bulunur. Hücre zarının iç yüzeyinde bulunan proteinler daha çok enzim görevi yaparken dış yüzeydekiler reseptör görevi yaparlar.Zarın protein bileşeni hücreye ıslanabilme ve esneme özelliği verir. Yanyana iki hücrenin zarları arasında bir aralık vardır.(100-200 Angstrom ) Hücre zarı permeabl İmpermeabl Semipermeabl olabilir. Hücre zarının rejenerasyon yeteneği vardır. HÜCRE ZARINDA SERBEST YÜZEY FARKLILAŞMALARI MİKROVİLLUSLAR TİTREK TÜYLER (CİLİA ) KAMÇI (FLAGELLUM ) HÜCRE ZARINDA YAN YÜZEY FARKLILAŞMALARI Terminal Tıkaç: Serbest yüzeyin hemen altında bulunur.Zarlar kaynaşır, aralık kalmaz. Desmosom: Zar kalınlaşmaz, sitoplazma yoğunlaşır, bölge disk şeklinde görülür. Sıvı rahat dolaşır. Gap Junction aralır. Fakat kapanmaz, sıvı geçer. PROTOPLAZMA Protoplazma, sitoplazma ve nukleus bölümlerini içeren bir kavramdır. Sitoplazma ve nukleus dış taraflarında bir zar sistemiyle sarılarak çevrelerinden ve birbirlerinden ayrılırlar. Protoplazma ,su, elektrolitler, karbonhidratlar, lipidler ve proteinlerden oluşur. SİTOPLAZMA Hücre zarı ile nukleus arasında yer alan akışkan kısımdır. Membrana yakın kısmına ektoplazma, iç kısmına endoplazma denir. Her hücrenin sitoplazması içinde ondan bir zar birimi ile ayrılmış ve çeşitli görevler yapmak üzere gelişmiş farklılaşmalar (ORGANEL ) vardır. Sitoplazma içindeki yağ damlacıkları, pigment granülleri, vitellus ve salgı damlaları gibi erimiş maddelere paraplazma veya inkluzyon denir. Eukaryotik hücrelerde membranın dış kısmında karbonhidratça zengin olan asimetrik kısma GLİKOKALİKS denir. Glikokaliks, hücreye antijen özelliği verir.Hücrelerin moleküler düzeyde birbirini tanımasını ve etkileşimini sağlar.Doku organ trasplantasyonunda hücreler bu sayede birbirlerini tanıyarak doku reddi olur. SİTOPLAZMADA BULUNAN BAŞLICA ORGANELLER ENDOPLAZMİK RETİCULUM E.R. üzerinde taşıdığı enzim ve ribozomlardan dolayı kimyasal olayların cereyan ettiği, oluşan maddelerin taşındığı ve sentezlenen maddelerin depo edilmesini sağlayan bir sitoplazma iskeletidir. E.R. İki tiptir. Granülsüz E.R.: Karaciğer paranşim hücrelerinde, yağlı maddelerin sentezini yapan yağ bezi hücrelerinde veya steroid hormon sentezleyen bazı endokrin bezlerde fazla bulunur. Granüllü E.R. E.R. Un başlıca görevi protein sentezi yapmak, sentezlenen proteinleri kanalcıkları ile hücrenin gerekli yerlerine veya hücre dışına taşımak veya sentezlenen maddeleri keseciklerinde depo etmektir. RİBOZOMLAR Ribozomlar hemen hemen eşit miktarda RNA ve proteinden oluşmuş, oval granüllerdir. Bakteriden yüksek organizasyonlu hayvan ve bitkilere kadar her tür hücrede bulunur. Görevleri protein sentezi yapmaktır. Memelilerde eritrosit ve trombositler , bitkilerden de bakteriler hariç bütün hayvan ve bitki hücrelerinde hücre membranının sitoplazma içinde devamı olan hücre zarı ile nukleus zarı arasında uzanan ince kanalcık ve keseciklerden yapılmış zar sistemine E.R. denir. GOLGİ CİSİMCİĞİ Işık mikroskobunda ancak özel boyama ile sitoplazma içinde; ağ, granül, iplik veya belirli şekilleri olmayan yapılar halinde görülürler Elektron mikroskobunda sitoplazma içinde, düz veya hafif konveks demetler halinde birbirine paralel sıralanmış, yassı kanal ve kesecikler halindedirler. Golgi elemanları E.R.a benzemekle beraber ribozomların olmayışı, küçük olmaları ve devamlı olmamaları nedeni ile E.R. dan ayrılır. İşlevlerine göre yeri ve morfolojisi değişir. Ör : Pankreasta salgı granülleri oluşmadan ağ şeklinde salgı granülleri oluşunca vakuol şeklinde görülür. KOH, protein ve lipid için geçici depodur İntersellüler salgı teşekkülüne yardım eder.(farede süt bezlerinde süt proteini oluşturur.) Golgide lipoprotein, bağ ve kıkırdak doku yapılır. Yağların sindirilmesinde rol oynar. Spermatidlerin spermatozoa haline geçmesinde rol oynar. Lizozomların teşekkülünde rol oynar. Glucosyl ve galactosyl transferaz enzimlerine sahiptir. Bu enzimler sayesinde kompleks KOH lar sentezlenir, proteinle birleşir ve glikoproteinler oluşur. LİZOZOM Küçük, yuvarlak organellerdir. Yapısı hücre zarı gibidir. Büyüklük bakımından mitokondriuma benzerlerse de sayıca onlardan azdır. Eritrositlerin dışında tüm hayvan hücrelerinde mevcuttur. En çok makrofaj, lökosit, karaciğer hücresi ve böbrek tubulus hücrelerinde bulunur. Bitki hücrelerinde bulunmazlar. Lizozomlar golgi elemanlarından veya E.R. dan meydana gelirler. İçlerinde sindirim enzimleri bulunur. Besin maddelerini, zararlı yabancı maddeleri, bakterileri sindirir. Hücredeki lizozom zarları herhangi bir nedenle parçalanırsa (şok, bakteriyel ve viral enfeksiyonlar, diğer bazı patolojik haller) İçlerindeki hidroliz enzimleri sitoplazmayı sindirerek hücrenin ölümüne sebep olur.Ör. Kronik romatoid artritis’de eklem aralığına boşalan lizozom enzimleri kıkırdağı harap eder. Hücre organellerinin yenilenmesinde rol oynar. Eskiyen organeller otoliz ile sindirilip yenileri yapılır. Lizozomlar fazla miktarda ortaya çıkan salgı granüllerini fagosite ederek salgı bezlerinin salgı çıkarmasında düzenleyici rol oynarlar. PEROKSİZOM Son yıllarda keşfedilen yuvarlak görünüşlü, tek bir zarla çevrili, yoğun matrix ihtiva eden küçücük cisimlerdir. Microbodies de denilen bu cisimcikler lizozomlara benzer enzimleri ve hidrojen peroksit metabolizmasıyla ilgili enzimleri taşırlar. Sayıları lizozomlardan azdır. Karaciğer, böbrek ve kalp hücrelerinde bol bulunurlar. Bazı protozoa ve bitki hücrelerinde de bulunurlar. Ömürleri kısa olup 3 – 4 gün kadardır. VAKUOL (KOFUL) Daha çok bitki hücrelerinde ve tekhücreli hayvanlarda rastlanır. Bazı çok hücreli hayvanlarda da rastlanır. Vakuoller hücre zarından, E.R. dan , golgi elemanlarından veya nukleus zarından meydana gelmiş içi sıvı dolu bir organeldir. Bazı tekhücreli hayvanlarda kofullar, hücrenin daimi organelidir (Paramecium’daki kontraktil kofullar.) Bazı canlılarda ise kofullar gerektiği zaman oluşur ve işi bitince kaybolurlar. (Besin kofulu yada pinositik koful ) Pinositoz ve fagositoz olayları amipten başka lökositlerde, böbrek hücrelerinde, kapiller çeper hücrelerinde, karaciğer hücrelerinde görülür. Besin kofulu sitostom ile alınan besinin etrafında da oluşur. İşi biten koful parçalanır. Kofullar sabit değildir. MİTOKONDRİUM Özel boyalarla boyandıktan sonra ışık mikroskobunda incelenen hücrelerde küreden, çubuğa kadar değişen şekillerde görülen yapılara mitokondrium adı verilir. Genellikle mitokondriumlar, hücrelerin metabolik faaliyetlerinin aktif olduğu kısımlarda toplanır. Elektron mikroskobu ile incelendiğinde mitokondriumların, iç içe iki zarla çevrili olduğu görülür. Mitokondriumun içi matrix adı verilen, küçük granüllü veya homojen bir sıvı ile doludur.Bu maddenin yoğunluğu zarlar arasında ve mitokondriumun içinde birbirinden farklıdır. Mitokondriumun dış zarı esnektir. Bu nedenle gerektiğinde genişleyip büzülerek mitokondriumun içine veya dışarıya bazı maddelerin geçmesine olanak sağlar. Mitokondriumun iç zarı , içeriye doğru krista denilen uzantılar yaparak iç yüzeyin genişlemesini sağlar. Mitokondriumların yapısında protein, yağ, DNA, RNA, solunum enzimleri ve vitaminler (A ,C ) bulunur. İçinde solunum enzimlerinin bulunuşu, bunların hücre solunumu yaptıkları kanısını vermektedir. Solunumda rol oynayan oksidasyon enzimleri mitokondriumun matrixi içinde ve fosfatlaştırıcı enzimler de zarları üzerinde bulunurlar. Mitokondriumları hücrenin solunum merkezi olarak düşünürsek, burada kullanılan yakıt maddeleri , besin olarak dışardan alınan protein, KOH ve yağlardır. Proteinler amino asitlere, KOH lar piruvik asite ve yağlar da yağ asitlerine parçalanarak mitokondrium zarlarından geçerek matrixe girerler. Matrixte , oksidasyon enzimleri bu asitlerin karbon atomlarını parçalayarak daha küçük moleküllere ayırırlar. ( oksidasyon ) Daha sonra bu ürünler, mitokondrinin zarlarına geçerek oradaki fosfatlaştırıcı enzimlerin etkisi ile, son ürün olan karbondioksit, su ve 38 ATP’ lik bir enerji meydana getirirler. Bu enerji , ısı enerjisi halinde olmayıp, kimyasal bağ enerjisi halinde ( ATP ) birikerek, gerektiğinde hücrenin ihtiyacı olan yere taşınır. SENTROZOM Bütün hayvan hücrelerinde ve bazı mantarlarda görülen sentrioller yüksek bitki hücrelerinde yoktur. Işık mikroskobunda çekirdek zarının dış tarafında açık renkli ve yuvarlak olarak görülen sitoplazma alanına sentrozom adı verilir. Sentrozomda iki kısım ayırt edilir.Bunlardan biri, sentrozomun merkezinde bulunan ve bir çift olan sentriol, diğeri sentriolleri çeviren, homojen bir tabaka halindeki sentrosferdir.Daima çift halde bulunan sentriollerden her biri, küçük bir silindir şeklindedir. Sentrioller uzun eksenlerinde birbirleriyle dik açı oluşturacak şekilde bulunurlar. Enine kesitte bir daire üzerinde dizilmiş 9 adet iplikten yapılmış görülür.Bu ipliklerin her biri üçer protein iplikçikten yapılmıştır. Bu iplikçiklerin birer tarafı kapalı olup, içleri sitoplazmik matrix ile doludur. Sentriollerin hücre bölünmesinde rolü vardır. Sperma kuyruklarında, cilium ve kamçıların enine kesitinde, sentriolun yapısına benzer bir yapı görülür, bu benzerlik cilium ve kamçıların sentriolden oluştukları kanısını vermektedir. Yüksek bitki hücresi, çizgili kas hücresi, protozoonların bazılarında, nöron gövdesinde ve olgun yumurta hücresinde bulunmaz. Mikrotübüller Hücrelerin çoğunda yaklaşık 250 Angstrom çapında, birkaç mikron uzunluğunda borucuklar bulunur ki bunlara mikrotübülü denir. İncecik tüp şeklindeki mikrotübüller genellikle demetler halinde bulunurlar. Yapıları sert olduğundan eğildikleri zaman kırılabilirler. Gerçek bir zar taşımazlar. Mikrotübüller spermium kuyruğunda ve ciliumların yapısında aksial filament halinde bulunurlar. Mikrotübüller hücrede sitoplazma iskeleti oluşturma görevi yaparlar.Hücreye veya bulunduğu organa sağlamlık kazandırırlar. Gerçek bir zar taşımazlar. Mikrotübüller spermium kuyruğunda ve ciliumların yapısında aksial filament halinde bulunurlar. Mikrotübüller hücrede sitoplazma iskeleti oluşturma görevi yaparlar.Hücreye veya bulunduğu organa sağlamlık kazandırırlar. Her kromozom bölünme sırasında son gideceği yere mikrotübül kümesine bağlanarak ulaşır. Mikrotübüller sentriollerin, bazal cisimlerin, cilium ve flagellerin yapımlarında kullanılırlar. Sinir hücresi aksonları içinde boylu boyunca uzanırlar ve hücre içi madde iletimini sağlarlar. NUCLEUS Bakteri ve viruslar hariç hemen hemen bütün hayvan ve bitki hücrelerinin birer nukleusu vardır. Memeli karaciğer hücreleri, böceklerin orta bağırsak hücreleri, testisdeki Leydig hücreleri ve bazı tek hücreliler iki nukleuslu, çizgili kas hücreleri ise çok nukleusludur. Çok nukleuslu hücrelere POLİKARYOTİK hücre adı verilir. Nukleus hücrenin morfolojik ve biyolojik yönden kontrol merkezidir.Bütün canlılık olaylarını yönettiği gibi canlının kalıtsal karakterlerinin dölden döle geçmesini de sağlar. Nukleus zarı ( Karyotheca ) Nukleus zarı çift katlıdır ve bu zar büyük bir olasılıkla E. R. dan oluşur. Dış zarın üzerinde ribozomlar vardır. İç zar ise düzdür. İç ve dış zarlar yer yer birleşerek bir açıklık meydana getirir. Bunlara por denir.Sentez olayları çok olan hücrelerin nukleus zarlarında por sayısı fazladır. Porlar nukleus ile sitoplazma arasında gerekli maddelerin geçişine olanak sağlar. Hücre bölünmesinde, patolojik hallerde, X ışınlarına maruz kalınca, uzun süren otoliz sonucu nukleus zarı ortadan kalkar. NUKLEOPLAZMA Nukleus zarı tarafından çevrilmiş olup kromatin ağı ve nukleolus dışında kalan sahayı doldurur. Nukleoplazma; RNA, büyük moleküllü proteinler, lipid ve inorganik tuzlar içerir. Nukleusun morfolojik görünümünde olan değişmeler klinikte önemlidir. Nukleolus Hücre nukleusu içinde belirli bir kromozomun belirli bir bölgesine bağlı olarak bulunan nukleolus yuvarlak ve oval bir yapı gösterir. Nukleolus bir zarla çevrilmiş olmadığından kolayca gözden kaybolabilir ve ayrı bir organel olarak kabul edilmez. Sayısı hücreden hücreye değişir, Nukleolus granüllü ve fibrilli bölgelerden oluşur. Her iki bölge de proteince zengin olup ayrıca nukleotid ve koenzim sentezi yapan enzimlerle RNA bulunur. Fakat DNA bulunmaz. Nukleustaki proteinler ya histon, protamin gibi bazik veya kromozamin gibi asit proteinlerdir. Hücre bölünmesinde önemli bir rolü vardır. Kromatin ağı ve kromozom İnterfazda hücrenin, nukleusu boyandığı zaman, nukleoplazma içinde iyi boyanmış uzun ağ veya yumak halinde iplikler görülür. Bunlara kromatin iplikleri veya kromonema denir. Bu iplikler üzerinde, daha kuvvetle boyanmış tanecikler dizilmiştir. Bunlara da kromatin taneleri veya kromomer denir. İnterfazdaki nukleusun içinde görülen bu iplikçikler, helezonları açılmış, uzamış ve dağınık durumda bulunan kromozomlardır. Hücre bölüneceği zaman bu iplikçikler, helezon yaparak kısalır ve kalınlaşırlar, böylece de kromozomları meydana getirirler. Bölünmekte olan bir hücrenin nukleusu boyandıktan sonra mikroskopta incelenirse belirli şekillerde ve koyu boyanmış yapılar görülür, bunlara kromozom adı verilir. Bir kromozomun şekli, kromozomun kollarını birleştiren boğumun yerine göre isimlendirilir. Bu boğuma sentromer (kinetokor ) veya primer boğum denir. Bu boğum küçük bir granül veya sentromeri kapsayan açık renkli bir alandır. Kromozomlar üzerinde sentromerden başka boğumlarda bulunabilir, bunlara sekonder boğum ve ayrılan kısma uydu veya satellit denir. Kromozom tipleri METASENTRİK KROMOZOM SUBMETASENTRİK KROMOZOM AKROSENTRİK KROMOZOM TELOSENTRİK KROMOZOM Bölünme anında kromozomlar kutuplara doğru çekilirken, sentromerlerinden iğ ipliklerine tutunurlar, Bu nedenle sentromeri herhangi bir nedenle tahrip olan veya bulunmayan bir kromozom bölünme olayına katılamadığından parçalanır. Her kromozomun kendine öz bir şekli vardır. Bu şekil canlının bütün hücrelerinde aynıdır. Bir türün kromozomunun şekli gibi sayısı da sabittir. Bir canlının bütün hücreleri aynı, yani biri anadan, diğeri babadan gelen aynı şekil ve büyüklükte ikişer takım kromozoma sahiptir. Buna diploit kromozom sayısı denir. Anadan ve babadan gelen eş kromozomların her birine de homolog kromozom adı verilir. Olgun üreme hücrelerinde ise kromozom sayısı vücut hücrelerinkinin yarısı kadardır.Burada homolog kromozomlardan her biri, başka hücreye geçtiğinden sayı yarıya inmiştir. Buna da haploit kromozom denir. Kromozomun şekli ve sayısı gibi büyüklüğü de değişmez. Aynı kromozom bir türün farklı bireylerinin vücut hücrelerinde daima aynı büyüklüktedir. Bir kromozomda her biri iki kromonema taşıyan iki kromatid bulunur. Kromonemanın üst üste katlanmasıyla veya nukleoproteinin o bölgede yogunlaşmasıyla kromomerler oluşur. Kromonema üzerinde kromomerlerin bulunduğu yerler genlerin yerleştiği bölgeler olarak kabul edilir. Bazik boyalarla boyanan bir kromozomun her yerinin aynı derecede boyanmadığı görülür. Kuvvetli boyanan bölgelere heterokromatik bölgeler denir.Bu bölgeler interfazda sıkı bir şekilde helezonlaşmış olup, içinde fazla miktarda DNA ve RNA bulunur. Daha az boyanan bölgelere ise ökromatik bölgeler denir. Bu bölgenin yapısında da histonlar ve DNA vardır. Hücrenin kimyasal yapısı İNORGANİK MADDELER 1- SU: Hayatsal faaliyetlerin sürdürülmesinde önemli rolü vardır Canlı türüne, hücrenin görevine, yaşlı ve genç olmasına göre hücrelerde değişik oranlarda bulunmaktadır.Genel olarak sitoplazmanın % 85-95 kadarı sudur. Embriyonal hücrelerde, genç ve aktif hücrelerde su oranı fazla, yaşlı hücrelerde azdır. Hücre protoplazmasında su serbest ve bağlı su olarak bulunur.Serbest su kan ve lenf sıvılarındaki sudur.Bağlı su ise ikiye ayrılır.Anyon ve katyonlara bağlı olarak bulunan su (Hidratasyon Suyu ) ve anyon ve katyonlara bağlı bulunan suyun dışındaki sudur (Moleküller Arası Su ). 2-ELEKTROLİTLER: C,H,O,N,K,Ca, Mg, Fe,S,P sitoplazmanın temel elementleridir. İlk dördü protoplazmada bulunan organik maddeler yönünden daha önemlidir.Mg ve Fe ise klorofil ve hemoglobin gibi yapıları oluşturma yönünden de temel element sayılırlar. Bu elementler hücredeki bileşikleri teşkil ederler.Özellikle temel elementlerin eksikliği halinde hücre fonksiyonlarını tam olarak sürdüremez. Bu elementler ayrıca protoplazmik aktiviteyi artırır, osmotik basıncı sağlar, asit-baz dengesini ayarlar, birçok enzimleri aktifleştirir ve bazı vitaminlerin terkibine girer. Canlı hücredeki inorganik maddeler asit baz ve tuzlardır.Fakat bunlar hücre suyu içinde erimiş yani iyonlaşmış olup elektrolitleri teşkil ederler. Bir solusyonda iyonların bulunuşu, solusyonun elektrik akımını geçirmesini sağlar. Böylece iyonlarına ayrılan ve dolayısıyla elektrik akımını ileten maddelere elektrolit (iletken) denir. ORGANİK MADDELER Hücre yapısında çeşitli organik maddeler mevcuttur. Karbonhidratlar: Enerji kaynağıdır. Bu enerji hücre çoğalması, büyümesi ve hareket yeteneği için gereklidir. Karbonhidratlar üç grupta toplanır. Monosakkaritler: Hidroliz sonucu daha küçük moleküllere ayrılamazlar. Triozlar Pentozlar Heksozlar ( Glukoz,Fruktoz, Galaktoz) Oligosakkaritler: 2,3,4,5,6 monosakkaritin aralarından birer mol su çıkmasıyla diğer bir deyişle glikozit bağları ile birbirine bağlanarak meydana getirdikleri bileşiklere oligosakkaritler denir. Disakkaritler( Sakkaroz, Maltoz, Laktoz) Trisakkaritler Polisakkaritler: Canlıda en önemli polisakkaritler heksozlardan yapılmış olanlar olup bitki hücresi çeperinde sellüloz, bitkide depo edilen nişasta ve hayvan hücrelerinde depo edilen glikojendir. Lipidler: Enerji kaynağı olarak ve hücre membranında yapı taşı olarak önemlidir. Lipidleri şöyle gruplandırabiliriz. Basit lipidler Bileşik lipidler( Fosfolipid, glikolipid) Diğer lipidler ( Steroid, kolesterol) Kolesterol Hayvansal hücre zarlarının yapısında, sinir dokusu ve diğer dokularda yapı maddesi olarak iş görür. Bitkisel dokularda bulunmaz. Kolesterol deri hücrelerinin zarlarında yağlarla birlikte birikerek derinin asitlere ve eritici maddelere karşı direncini arttırır, aynı zamanda derinin su kaybını önler. Omurgalılarda, besinlerle alınan veya organizmada sentez edilen kolesterol diğer steroid gruplarına çevrilmektedir. Bunlardan biri de safra tuzlarıdır. Safra tuzları karaciğerde yapılır ve safra kanalları yoluyla bagırsaklara iletilir, orada yağların sindirim ve absorbsiyonunda rol oynar. Bunun yanında kanda kolesterol oranının yükselmesi, arteriosclerozis denen damar sertliği meydana getirir.Bunda damarların iç yüzünde plaklar oluşarak damar çeperi daralır ve esnekliği kaybolur. PROTEİNLER: Basit proteinler:Bunlar sadece amino asitlerden ibarettir. Albuminler Globulinler Gluteninler Histonlar Protaminler Bileşik proteinler: Fosfoproteinler: (vitellin) Metalloproteinler:Bunlar proteine bağlı olarak Fe,Cu vb. ağır metalleri kapsayan bileşik proteinlerdir. (Hemoglobin , Hemosiyanin) Nukleoproteinler: Hücrede RNA ve DNA proteinle birleşmiş halde bulunur ki bunlara nukleoproteinler adı verilir. NUKLEİK ASİTLER: Nukleotid denen birimlerden oluşur. Baz + Şeker + Fosforik asit = Nukleotid Nukleotidler dehidrasyon senteziyle nukleik asitleri meydana getirirler. Böylece DNA ve RNA molekülleri oluşur. ENZİMLER: Hücrede meydana gelen sayısız biyokimyasal reaksiyonu katalizleyen ve canlı hücrede sentezlenen protein yapısındaki organik moleküllere enzim denir.Enzimler kimyasal katalizörler gibi görev yaparak reaksiyonu başlatır ve sonlandırır. Bazı enzimler sadece saf protein moleküllerinden yapılmıştır.Bunlara basit enzimler denir. (Pepsin, tripsin, kimotripsin) Diğer bazı enzimler ise protein yapılarına ilaveten aktivite gösterebilmek için kofaktör denen inorganik metal iyonları ve koenzim denen kompleks organik moleküllerle birlikte çalışırlar.Bu tip enzimlere de bileşik enzim denir. Enzim koenzim veya faktörü ile birlikte katalitik bakımdan tamamen aktif durumda ise bu haline holoenzim adı verilir.Bir holoenzimin koenzim veya kofaktöre ayrılıp inaktif hale gelen protein kısmına Apoenzim denir. VİTAMİNLER: Hücre metabolizması için gerekli olan, çok az miktarları ile büyüme, gelişme ve sıhhatli yaşama için gerekli organik maddelerdir.Vitaminler aynı zamanda hücrede geçen biyokimyasal olayları katalizleyen çoğu enzimlerin koenzim grubunu teşkil ederler. Bu nedenle avitaminozda reaksiyonlar gerçekleşmez ve canlı bunun eksikliğini duyar. Suda eriyen vitaminler: B ,C Yağda eriyen vitaminler: A,D,E,K HORMONLAR HÜCREDE PROTEİN SENTEZLENMESİ Protein sentezlenmesinde molekül ağırlıkları ve diğer bazı özellikleri farklı üç çeşit RNA görev yapar.Bunlardan biri elçi RNA dır. eRNA nukleusta DNA molekülünden aldığı genetik bilgiyi sitoplazmaya iletir.İkincisi ribozomal RNA dır.Protein sentezi ribozomun büyük bir kısmını oluşturan rRNA üzerinde gerçekleşir. Üçüncüsü taşıyıcı RNA dır. tRNA nın görevi bir polipeptid zinciri oluşurken sitoplazmadaki uygun amino asitleri alarak zincirdeki uygun yerlere yerleştirmektir. Her üç RNA da DNA tarafından sentezlenir. DNA çift dizi olmakla beraber bunlardan sadece biri genetik bilgiyi aktarır ve eRNA yı oluşturur, buna anlamlı dizi denir. Protein sentezi özetlenirse; Önce nukleusta çift diziden oluşan DNA molekülünün dizilerinden biri, sentezlenmesini istediği protein için gerekli nukleotitleri kapsayan kısmının kopyasını çıkararak, özel bir eRNA hazırlar.Hazırlanan bu eRNA nukleus zarının porundan çıkarak sitoplazmaya geçer ve ribozomla birleşir. Böylece ribozomlarda, DNA nın emrettiği proteini sentezlemek üzere özel bir eRNA kalıbı yerleşmiş olur.Daha sonra bu kalıp üzerindeki her kodona uygun antikodonlu tRNA lar sitoplazmadan uygun amino asitleri alarak ribozomdaki eRNA kalıbında yerine koyar. Böylece her ribozomda , DNA dan gelen şifreye uygun amino asitler yan yana peptid bağları ile bağlanarak istenen protein sentezlenmiş olur. Sentezlenen bu protein ribozomlardan ayrılarak gerekli yerlere taşınır, işi biten eRNA lar daha sonra parçalanır. HÜCRE BİLİMİ En ilkel yapılı hücre prokaryotik hücredir.Nukleus zarı bulunmaz. DNA hücre sitoplazmasında bulunur.Organellere sahip değildir. Örnek bakteri hücresi verilebilir. NUCLEUS Bakteri ve viruslar hariç hemen hemen bütün hayvan ve bitki hücrelerinin birer nukleusu vardır. Memeli karaciğer hücreleri, böceklerin orta bağırsak hücreleri, testisdeki Leydig hücreleri ve bazı tek hücreliler iki nukleuslu, çizgili kas hücreleri ise çok nukleusludur. Çok nukleuslu hücrelere POLİKARYOTİK hücre adı verilir. Nukleus hücrenin morfolojik ve biyolojik yönden kontrol merkezidir.Bütün canlılık olaylarını yönettiği gibi canlının kalıtsal karakterlerinin dölden döle geçmesini de sağlar. Nukleus zarı ( Karyotheca ) Nukleus zarı çift katlıdır ve bu zar büyük bir olasılıkla E. R. dan oluşur. Dış zarın üzerinde ribozomlar vardır. İç zar ise düzdür. İç ve dış zarlar yer yer birleşerek bir açıklık meydana getirir. Bunlara por denir.Sentez olayları çok olan hücrelerin nukleus zarlarında por sayısı fazladır. Porlar nukleus ile sitoplazma arasında gerekli maddelerin geçişine olanak sağlar. Hücre bölünmesinde, patolojik hallerde, X ışınlarına maruz kalınca, uzun süren otoliz sonucu nukleus zarı ortadan kalkar. NUKLEOPLAZMA Nukleus zarı tarafından çevrilmiş olup kromatin ağı ve nukleolus dışında kalan sahayı doldurur. Nukleoplazma; RNA, büyük moleküllü proteinler, lipid ve inorganik tuzlar içerir. Nukleusun morfolojik görünümünde olan değişmeler klinikte önemlidir. Nukleolus Hücre nukleusu içinde belirli bir kromozomun belirli bir bölgesine bağlı olarak bulunan nukleolus yuvarlak ve oval bir yapı gösterir. Nukleolus bir zarla çevrilmiş olmadığından kolayca gözden kaybolabilir ve ayrı bir organel olarak kabul edilmez. Sayısı hücreden hücreye değişir, Nukleolus granüllü ve fibrilli bölgelerden oluşur. Her iki bölge de proteince zengin olup ayrıca nukleotid ve koenzim sentezi yapan enzimlerle RNA bulunur. Fakat DNA bulunmaz. Nukleustaki proteinler ya histon, protamin gibi bazik veya kromozamin gibi asit proteinlerdir. Hücre bölünmesinde önemli bir rolü vardır. Kromatin ağı ve kromozom İnterfazda hücrenin, nukleusu boyandığı zaman, nukleoplazma içinde iyi boyanmış uzun ağ veya yumak halinde iplikler görülür. Bunlara kromatin iplikleri veya kromonema denir. Bu iplikler üzerinde, daha kuvvetle boyanmış tanecikler dizilmiştir. Bunlara da kromatin taneleri veya kromomer denir. İnterfazdaki nukleusun içinde görülen bu iplikçikler, helezonları açılmış, uzamış ve dağınık durumda bulunan kromozomlardır. Hücre bölüneceği zaman bu iplikçikler, helezon yaparak kısalır ve kalınlaşırlar, böylece de kromozomları meydana getirirler. Bölünmekte olan bir hücrenin nukleusu boyandıktan sonra mikroskopta incelenirse belirli şekillerde ve koyu boyanmış yapılar görülür, bunlara kromozom adı verilir. Bir kromozomun şekli, kromozomun kollarını birleştiren boğumun yerine göre isimlendirilir. Bu boğuma sentromer (kinetokor ) veya primer boğum denir. Bu boğum küçük bir granül veya sentromeri kapsayan açık renkli bir alandır. Kromozomlar üzerinde sentromerden başka boğumlarda bulunabilir, bunlara sekonder boğum ve ayrılan kısma uydu veya satellit denir. Kromozom tipleri METASENTRİK KROMOZOM SUBMETASENTRİK KROMOZOM AKROSENTRİK KROMOZOM TELOSENTRİK KROMOZOM Bölünme anında kromozomlar kutuplara doğru çekilirken, sentromerlerinden iğ ipliklerine tutunurlar, Bu nedenle sentromeri herhangi bir nedenle tahrip olan veya bulunmayan bir kromozom bölünme olayına katılamadığından parçalanır. Her kromozomun kendine öz bir şekli vardır. Bu şekil canlının bütün hücrelerinde aynıdır. Bir türün kromozomunun şekli gibi sayısı da sabittir. Bir canlının bütün hücreleri aynı, yani biri anadan, diğeri babadan gelen aynı şekil ve büyüklükte ikişer takım kromozoma sahiptir. Buna diploit kromozom sayısı denir. Anadan ve babadan gelen eş kromozomların her birine de homolog kromozom adı verilir. Olgun üreme hücrelerinde ise kromozom sayısı vücut hücrelerinkinin yarısı kadardır.Burada homolog kromozomlardan her biri, başka hücreye geçtiğinden sayı yarıya inmiştir. Buna da haploit kromozom denir. Kromozomun şekli ve sayısı gibi büyüklüğü de değişmez. Aynı kromozom bir türün farklı bireylerinin vücut hücrelerinde daima aynı büyüklüktedir. Bir kromozomda her biri iki kromonema taşıyan iki kromatid bulunur. Kromonemanın üst üste katlanmasıyla veya nukleoproteinin o bölgede yogunlaşmasıyla kromomerler oluşur. Kromonema üzerinde kromomerlerin bulunduğu yerler genlerin yerleştiği bölgeler olarak kabul edilir. Bazik boyalarla boyanan bir kromozomun her yerinin aynı derecede boyanmadığı görülür. Kuvvetli boyanan bölgelere heterokromatik bölgeler denir.Bu bölgeler interfazda sıkı bir şekilde helezonlaşmış olup, içinde fazla miktarda DNA ve RNA bulunur. Daha az boyanan bölgelere ise ökromatik bölgeler denir. Bu bölgenin yapısında da histonlar ve DNA vardır. Hücrenin kimyasal yapısı İNORGANİK MADDELER 1- SU: Hayatsal faaliyetlerin sürdürülmesinde önemli rolü vardır Canlı türüne, hücrenin görevine, yaşlı ve genç olmasına göre hücrelerde değişik oranlarda bulunmaktadır.Genel olarak sitoplazmanın % 85-95 kadarı sudur. Embriyonal hücrelerde, genç ve aktif hücrelerde su oranı fazla, yaşlı hücrelerde azdır. Hücre protoplazmasında su serbest ve bağlı su olarak bulunur.Serbest su kan ve lenf sıvılarındaki sudur.Bağlı su ise ikiye ayrılır.Anyon ve katyonlara bağlı olarak bulunan su (Hidratasyon Suyu ) ve anyon ve katyonlara bağlı bulunan suyun dışındaki sudur (Moleküller Arası Su ). 2-ELEKTROLİTLER: C,H,O,N,K,Ca, Mg, Fe,S,P sitoplazmanın temel elementleridir. İlk dördü protoplazmada bulunan organik maddeler yönünden daha önemlidir.Mg ve Fe ise klorofil ve hemoglobin gibi yapıları oluşturma yönünden de temel element sayılırlar. Bu elementler hücredeki bileşikleri teşkil ederler.Özellikle temel elementlerin eksikliği halinde hücre fonksiyonlarını tam olarak sürdüremez. Bu elementler ayrıca protoplazmik aktiviteyi artırır, osmotik basıncı sağlar, asit-baz dengesini ayarlar, birçok enzimleri aktifleştirir ve bazı vitaminlerin terkibine girer. Canlı hücredeki inorganik maddeler asit baz ve tuzlardır.Fakat bunlar hücre suyu içinde erimiş yani iyonlaşmış olup elektrolitleri teşkil ederler. Bir solusyonda iyonların bulunuşu, solusyonun elektrik akımını geçirmesini sağlar. Böylece iyonlarına ayrılan ve dolayısıyla elektrik akımını ileten maddelere elektrolit (iletken) denir. ORGANİK MADDELER Hücre yapısında çeşitli organik maddeler mevcuttur. Karbonhidratlar: Enerji kaynağıdır. Bu enerji hücre çoğalması, büyümesi ve hareket yeteneği için gereklidir. Karbonhidratlar üç grupta toplanır. Monosakkaritler: Hidroliz sonucu daha küçük moleküllere ayrılamazlar. Triozlar Pentozlar Heksozlar ( Glukoz,Fruktoz, Galaktoz) Oligosakkaritler: 2,3,4,5,6 monosakkaritin aralarından birer mol su çıkmasıyla diğer bir deyişle glikozit bağları ile birbirine bağlanarak meydana getirdikleri bileşiklere oligosakkaritler denir. Disakkaritler( Sakkaroz, Maltoz, Laktoz) Trisakkaritler Polisakkaritler: Canlıda en önemli polisakkaritler heksozlardan yapılmış olanlar olup bitki hücresi çeperinde sellüloz, bitkide depo edilen nişasta ve hayvan hücrelerinde depo edilen glikojendir. Lipidler: Enerji kaynağı olarak ve hücre membranında yapı taşı olarak önemlidir. Lipidleri şöyle gruplandırabiliriz. Basit lipidler Bileşik lipidler( Fosfolipid, glikolipid) Diğer lipidler ( Steroid, kolesterol) Kolesterol Hayvansal hücre zarlarının yapısında, sinir dokusu ve diğer dokularda yapı maddesi olarak iş görür. Bitkisel dokularda bulunmaz. Kolesterol deri hücrelerinin zarlarında yağlarla birlikte birikerek derinin asitlere ve eritici maddelere karşı direncini arttırır, aynı zamanda derinin su kaybını önler. Omurgalılarda, besinlerle alınan veya organizmada sentez edilen kolesterol diğer steroid gruplarına çevrilmektedir. Bunlardan biri de safra tuzlarıdır. Safra tuzları karaciğerde yapılır ve safra kanalları yoluyla bagırsaklara iletilir, orada yağların sindirim ve absorbsiyonunda rol oynar. Bunun yanında kanda kolesterol oranının yükselmesi, arteriosclerozis denen damar sertliği meydana getirir.Bunda damarların iç yüzünde plaklar oluşarak damar çeperi daralır ve esnekliği kaybolur. PROTEİNLER: Basit proteinler:Bunlar sadece amino asitlerden ibarettir. Albuminler Globulinler Gluteninler Histonlar Protaminler Bileşik proteinler: Fosfoproteinler: (vitellin) Metalloproteinler:Bunlar proteine bağlı olarak Fe,Cu vb. ağır metalleri kapsayan bileşik proteinlerdir. (Hemoglobin , Hemosiyanin) Nukleoproteinler: Hücrede RNA ve DNA proteinle birleşmiş halde bulunur ki bunlara nukleoproteinler adı verilir. NUKLEİK ASİTLER: Nukleotid denen birimlerden oluşur. Baz + Şeker + Fosforik asit = Nukleotid Nukleotidler dehidrasyon senteziyle nukleik asitleri meydana getirirler. Böylece DNA ve RNA molekülleri oluşur. ENZİMLER: Hücrede meydana gelen sayısız biyokimyasal reaksiyonu katalizleyen ve canlı hücrede sentezlenen protein yapısındaki organik moleküllere enzim denir.Enzimler kimyasal katalizörler gibi görev yaparak reaksiyonu başlatır ve sonlandırır. Bazı enzimler sadece saf protein moleküllerinden yapılmıştır.Bunlara basit enzimler denir. (Pepsin, tripsin, kimotripsin) Diğer bazı enzimler ise protein yapılarına ilaveten aktivite gösterebilmek için kofaktör denen inorganik metal iyonları ve koenzim denen kompleks organik moleküllerle birlikte çalışırlar.Bu tip enzimlere de bileşik enzim denir. Enzim koenzim veya faktörü ile birlikte katalitik bakımdan tamamen aktif durumda ise bu haline holoenzim adı verilir.Bir holoenzimin koenzim veya kofaktöre ayrılıp inaktif hale gelen protein kısmına Apoenzim denir. VİTAMİNLER: Hücre metabolizması için gerekli olan, çok az miktarları ile büyüme, gelişme ve sıhhatli yaşama için gerekli organik maddelerdir.Vitaminler aynı zamanda hücrede geçen biyokimyasal olayları katalizleyen çoğu enzimlerin koenzim grubunu teşkil ederler. Bu nedenle avitaminozda reaksiyonlar gerçekleşmez ve canlı bunun eksikliğini duyar. Suda eriyen vitaminler: B ,C Yağda eriyen vitaminler: A,D,E,K HORMONLAR HÜCREDE PROTEİN SENTEZLENMESİ Protein sentezlenmesinde molekül ağırlıkları ve diğer bazı özellikleri farklı üç çeşit RNA görev yapar.Bunlardan biri elçi RNA dır. eRNA nukleusta DNA molekülünden aldığı genetik bilgiyi sitoplazmaya iletir.İkincisi ribozomal RNA dır.Protein sentezi ribozomun büyük bir kısmını oluşturan rRNA üzerinde gerçekleşir. Üçüncüsü taşıyıcı RNA dır. tRNA nın görevi bir polipeptid zinciri oluşurken sitoplazmadaki uygun amino asitleri alarak zincirdeki uygun yerlere yerleştirmektir. Her üç RNA da DNA tarafından sentezlenir. DNA çift dizi olmakla beraber bunlardan sadece biri genetik bilgiyi aktarır ve eRNA yı oluşturur, buna anlamlı dizi denir. Protein sentezi özetlenirse; Önce nukleusta çift diziden oluşan DNA molekülünün dizilerinden biri, sentezlenmesini istediği protein için gerekli nukleotitleri kapsayan kısmının kopyasını çıkararak, özel bir eRNA hazırlar.Hazırlanan bu eRNA nukleus zarının porundan çıkarak sitoplazmaya geçer ve ribozomla birleşir. Böylece ribozomlarda, DNA nın emrettiği proteini sentezlemek üzere özel bir eRNA kalıbı yerleşmiş olur.Daha sonra bu kalıp üzerindeki her kodona uygun antikodonlu tRNA lar sitoplazmadan uygun amino asitleri alarak ribozomdaki eRNA kalıbında yerine koyar. Böylece her ribozomda , DNA dan gelen şifreye uygun amino asitler yan yana peptid bağları ile bağlanarak istenen protein sentezlenmiş olur. Sentezlenen bu protein ribozomlardan ayrılarak gerekli yerlere taşınır, işi biten eRNA lar daha sonra parçalanır. HÜCRENİN FİZİKSEL YAPISI DİFFUSİON: Sıvı veya gaz molekülleri taşıdıkları kinetik enerjiden dolayı, moleküllerinin yoğunluğuyla ilgili olarak çok yoğun bir ortamdan az yoğun ortama hareket ederler ki bu olaya diffüzyon denir. Her yöne doğru olan bu hareket iki ortam arasında yoğunluk farkı kalmayıncaya kadar devam eder. SOLUSYON: İki ayrı yapının birbiri içinde eriyerek oluşturdukları karışımlara denir.Solusyonlar birkaç tipte olur. 1- Hakiki veya gerçek solusyon: Suda dağılan partiküller 1 milimikrondan daha küçüktür ve su molekülleri tarafından taşınır. Saydam olan bu solusyonların suyu uçurulursa geride partiküller kristal halde kalır, o nedenle bunlara kristalloid de denir.Tuz gölünde tuzun oluşması gibi. Canlı sistemde çözücü moleküller sudur.Protoplazmada bulunan çözünmüş tuzlar, şekerler ve diğer maddeler hücreye belli bir yoğunluk ve osmotik basınç kazandırır. Bu sayede hücre bulunduğu ortamın yoğunluğuna göre çevresiyle alışveriş yapabilir.Hücre içinde bulunduğu üç solusyon tipine göre durumunu değiştirir. İzotonik solusyon: Hücre içi yoğunluğu ile hücrenin konulduğu ortamın yoğunluğu aynıdır. Bu yüzden hücrede bir değişiklik olmaz.İki tarafa eşit miktarda su molekülü geçer, vücut veya kan hücrelerinde büzülme veya gerginlik olmaz. Normalde vücuttaki hücrelerin hücre sıvısı ile kan plazması ve diğer vücut sıvıları izotoniktir.% 0.9 NaCl çözeltisi insan hücreleri ile izotoniktir. Buna fizyolojik eriyik denir. Hipotonik solusyon: Ortam sıvısı yoğunluğu, hücre sıvısınınkinden daha az olan solusyonlardır. Bu durumda hücre dışarıdan su alır.Eritrositler % 0.6 lık tuz solusyonuna konursa su alır ve sonunda giren suyun basıncına dayanamayan zar patlar(hemoliz). Hemoliz yolu ile içindeki maddeleri atılabilen yegane zar eritrositlerdir. Hipertonik solusyon: Bunda ortam sıvısı yoğunluğu, hücre sıvısından fazladır.Eritrositler böyle bir ortama konursa su kaybedip büzülürler. Aynı şekilde ellerimizi tuzlu suda bir müddet bekletirsek ellerimizin derisi buruşur. 2- Kolloid çözelti: Bunlarda partiküllerin büyüklükleri gerçek çözelti ile süspansiyon partikülleri arasındadır. (1-100 milimikron çaptadır.)Bunlar tabana çökmek için küçük, gerçek çözelti yapmak için büyüktür. Filtre edilemezler . Hakiki çözeltilerdeki gibi kristal teşkil etmezler. 3- Suspension: Eğer su içinde çözünen partiküller 100 milimikrondan büyük olursa bunlara süspansiyon denir.Süspansiyon birçok molekülün yanyana gelmesinden meydana gelir. CANLI SİSTEMDE VE HÜCREDE SIVILAR Semipermeabl olan hücre membranı bulunduğu ortamla veya komşu hücrelerle madde alışverişi yapar.İki komşu hücrenin membranları arasında 80 Angstrom kadar bir aralık bulunur.Bu aralığa hücreler arası alan (intersellüler alan), buradaki sıvıya da hücreler arası sıvı (intersellüler sıvı) ve doku sıvısı anlamında (interstisiel sıvı) denir. Damar içi sıvısına (plazma) intravasküler sıvı denir. İntravasküler sıvı ve intersellüler sıvının ortak adı da hücre dışı sıvıdır(extrasellüler sıvı). Böylece her ribozomda , DNA dan gelen şifreye uygun amino asitler yan yana peptid bağları ile bağlanarak istenen protein sentezlenmiş olur. Sentezlenen bu protein ribozomlardan ayrılarak gerekli yerlere taşınır, işi biten eRNA lar daha sonra parçalanır. HÜCRE BİLİMİ En ilkel yapılı hücre prokaryotik hücredir.Nukleus zarı bulunmaz. DNA hücre sitoplazmasında bulunur.Organellere sahip değildir. Örnek bakteri hücresi verilebilir. NUCLEUS Bakteri ve viruslar hariç hemen hemen bütün hayvan ve bitki hücrelerinin birer nukleusu vardır. Memeli karaciğer hücreleri, böceklerin orta bağırsak hücreleri, testisdeki Leydig hücreleri ve bazı tek hücreliler iki nukleuslu, çizgili kas hücreleri ise çok nukleusludur. Çok nukleuslu hücrelere POLİKARYOTİK hücre adı verilir. Nukleus hücrenin morfolojik ve biyolojik yönden kontrol merkezidir.Bütün canlılık olaylarını yönettiği gibi canlının kalıtsal karakterlerinin dölden döle geçmesini de sağlar. Nukleus zarı ( Karyotheca ) Nukleus zarı çift katlıdır ve bu zar büyük bir olasılıkla E. R. dan oluşur. Dış zarın üzerinde ribozomlar vardır. İç zar ise düzdür. İç ve dış zarlar yer yer birleşerek bir açıklık meydana getirir. Bunlara por denir.Sentez olayları çok olan hücrelerin nukleus zarlarında por sayısı fazladır. Porlar nukleus ile sitoplazma arasında gerekli maddelerin geçişine olanak sağlar. Hücre bölünmesinde, patolojik hallerde, X ışınlarına maruz kalınca, uzun süren otoliz sonucu nukleus zarı ortadan kalkar. NUKLEOPLAZMA Nukleus zarı tarafından çevrilmiş olup kromatin ağı ve nukleolus dışında kalan sahayı doldurur. Nukleoplazma; RNA, büyük moleküllü proteinler, lipid ve inorganik tuzlar içerir. Nukleusun morfolojik görünümünde olan değişmeler klinikte önemlidir. Nukleolus Hücre nukleusu içinde belirli bir kromozomun belirli bir bölgesine bağlı olarak bulunan nukleolus yuvarlak ve oval bir yapı gösterir. Nukleolus bir zarla çevrilmiş olmadığından kolayca gözden kaybolabilir ve ayrı bir organel olarak kabul edilmez. Sayısı hücreden hücreye değişir, Nukleolus granüllü ve fibrilli bölgelerden oluşur. Her iki bölge de proteince zengin olup ayrıca nukleotid ve koenzim sentezi yapan enzimlerle RNA bulunur. Fakat DNA bulunmaz. Nukleustaki proteinler ya histon, protamin gibi bazik veya kromozamin gibi asit proteinlerdir. Hücre bölünmesinde önemli bir rolü vardır. Kromatin ağı ve kromozom İnterfazda hücrenin, nukleusu boyandığı zaman, nukleoplazma içinde iyi boyanmış uzun ağ veya yumak halinde iplikler görülür. Bunlara kromatin iplikleri veya kromonema denir. Bu iplikler üzerinde, daha kuvvetle boyanmış tanecikler dizilmiştir. Bunlara da kromatin taneleri veya kromomer denir. İnterfazdaki nukleusun içinde görülen bu iplikçikler, helezonları açılmış, uzamış ve dağınık durumda bulunan kromozomlardır. Hücre bölüneceği zaman bu iplikçikler, helezon yaparak kısalır ve kalınlaşırlar, böylece de kromozomları meydana getirirler. Bölünmekte olan bir hücrenin nukleusu boyandıktan sonra mikroskopta incelenirse belirli şekillerde ve koyu boyanmış yapılar görülür, bunlara kromozom adı verilir. Bir kromozomun şekli, kromozomun kollarını birleştiren boğumun yerine göre isimlendirilir. Bu boğuma sentromer (kinetokor ) veya primer boğum denir. Bu boğum küçük bir granül veya sentromeri kapsayan açık renkli bir alandır. Kromozomlar üzerinde sentromerden başka boğumlarda bulunabilir, bunlara sekonder boğum ve ayrılan kısma uydu veya satellit denir. Kromozom tipleri METASENTRİK KROMOZOM SUBMETASENTRİK KROMOZOM AKROSENTRİK KROMOZOM TELOSENTRİK KROMOZOM Bölünme anında kromozomlar kutuplara doğru çekilirken, sentromerlerinden iğ ipliklerine tutunurlar, Bu nedenle sentromeri herhangi bir nedenle tahrip olan veya bulunmayan bir kromozom bölünme olayına katılamadığından parçalanır. Her kromozomun kendine öz bir şekli vardır. Bu şekil canlının bütün hücrelerinde aynıdır. Bir türün kromozomunun şekli gibi sayısı da sabittir. Bir canlının bütün hücreleri aynı, yani biri anadan, diğeri babadan gelen aynı şekil ve büyüklükte ikişer takım kromozoma sahiptir. Buna diploit kromozom sayısı denir. Anadan ve babadan gelen eş kromozomların her birine de homolog kromozom adı verilir. Olgun üreme hücrelerinde ise kromozom sayısı vücut hücrelerinkinin yarısı kadardır.Burada homolog kromozomlardan her biri, başka hücreye geçtiğinden sayı yarıya inmiştir. Buna da haploit kromozom denir. Kromozomun şekli ve sayısı gibi büyüklüğü de değişmez. Aynı kromozom bir türün farklı bireylerinin vücut hücrelerinde daima aynı büyüklüktedir. Bir kromozomda her biri iki kromonema taşıyan iki kromatid bulunur. Kromonemanın üst üste katlanmasıyla veya nukleoproteinin o bölgede yogunlaşmasıyla kromomerler oluşur. Kromonema üzerinde kromomerlerin bulunduğu yerler genlerin yerleştiği bölgeler olarak kabul edilir. Bazik boyalarla boyanan bir kromozomun her yerinin aynı derecede boyanmadığı görülür. Kuvvetli boyanan bölgelere heterokromatik bölgeler denir.Bu bölgeler interfazda sıkı bir şekilde helezonlaşmış olup, içinde fazla miktarda DNA ve RNA bulunur. Daha az boyanan bölgelere ise ökromatik bölgeler denir. Bu bölgenin yapısında da histonlar ve DNA vardır. Hücrenin kimyasal yapısı İNORGANİK MADDELER 1- SU: Hayatsal faaliyetlerin sürdürülmesinde önemli rolü vardır Canlı türüne, hücrenin görevine, yaşlı ve genç olmasına göre hücrelerde değişik oranlarda bulunmaktadır.Genel olarak sitoplazmanın % 85-95 kadarı sudur. Embriyonal hücrelerde, genç ve aktif hücrelerde su oranı fazla, yaşlı hücrelerde azdır. Hücre protoplazmasında su serbest ve bağlı su olarak bulunur.Serbest su kan ve lenf sıvılarındaki sudur.Bağlı su ise ikiye ayrılır.Anyon ve katyonlara bağlı olarak bulunan su (Hidratasyon Suyu ) ve anyon ve katyonlara bağlı bulunan suyun dışındaki sudur (Moleküller Arası Su ). 2-ELEKTROLİTLER: C,H,O,N,K,Ca, Mg, Fe,S,P sitoplazmanın temel elementleridir. İlk dördü protoplazmada bulunan organik maddeler yönünden daha önemlidir.Mg ve Fe ise klorofil ve hemoglobin gibi yapıları oluşturma yönünden de temel element sayılırlar. Bu elementler hücredeki bileşikleri teşkil ederler.Özellikle temel elementlerin eksikliği halinde hücre fonksiyonlarını tam olarak sürdüremez. Bu elementler ayrıca protoplazmik aktiviteyi artırır, osmotik basıncı sağlar, asit-baz dengesini ayarlar, birçok enzimleri aktifleştirir ve bazı vitaminlerin terkibine girer. Canlı hücredeki inorganik maddeler asit baz ve tuzlardır.Fakat bunlar hücre suyu içinde erimiş yani iyonlaşmış olup elektrolitleri teşkil ederler. Bir solusyonda iyonların bulunuşu, solusyonun elektrik akımını geçirmesini sağlar. Böylece iyonlarına ayrılan ve dolayısıyla elektrik akımını ileten maddelere elektrolit (iletken) denir. ORGANİK MADDELER Hücre yapısında çeşitli organik maddeler mevcuttur. Karbonhidratlar: Enerji kaynağıdır. Bu enerji hücre çoğalması, büyümesi ve hareket yeteneği için gereklidir. Karbonhidratlar üç grupta toplanır. Monosakkaritler: Hidroliz sonucu daha küçük moleküllere ayrılamazlar. Triozlar Pentozlar Heksozlar ( Glukoz,Fruktoz, Galaktoz) Oligosakkaritler: 2,3,4,5,6 monosakkaritin aralarından birer mol su çıkmasıyla diğer bir deyişle glikozit bağları ile birbirine bağlanarak meydana getirdikleri bileşiklere oligosakkaritler denir. Disakkaritler( Sakkaroz, Maltoz, Laktoz) Trisakkaritler Polisakkaritler: Canlıda en önemli polisakkaritler heksozlardan yapılmış olanlar olup bitki hücresi çeperinde sellüloz, bitkide depo edilen nişasta ve hayvan hücrelerinde depo edilen glikojendir. Lipidler: Enerji kaynağı olarak ve hücre membranında yapı taşı olarak önemlidir. Lipidleri şöyle gruplandırabiliriz. Basit lipidler Bileşik lipidler( Fosfolipid, glikolipid) Diğer lipidler ( Steroid, kolesterol) Kolesterol Hayvansal hücre zarlarının yapısında, sinir dokusu ve diğer dokularda yapı maddesi olarak iş görür. Bitkisel dokularda bulunmaz. Kolesterol deri hücrelerinin zarlarında yağlarla birlikte birikerek derinin asitlere ve eritici maddelere karşı direncini arttırır, aynı zamanda derinin su kaybını önler. Omurgalılarda, besinlerle alınan veya organizmada sentez edilen kolesterol diğer steroid gruplarına çevrilmektedir. Bunlardan biri de safra tuzlarıdır. Safra tuzları karaciğerde yapılır ve safra kanalları yoluyla bagırsaklara iletilir, orada yağların sindirim ve absorbsiyonunda rol oynar. Bunun yanında kanda kolesterol oranının yükselmesi, arteriosclerozis denen damar sertliği meydana getirir.Bunda damarların iç yüzünde plaklar oluşarak damar çeperi daralır ve esnekliği kaybolur. PROTEİNLER: Basit proteinler:Bunlar sadece amino asitlerden ibarettir. Albuminler Globulinler Gluteninler Histonlar Protaminler Bileşik proteinler: Fosfoproteinler: (vitellin) Metalloproteinler:Bunlar proteine bağlı olarak Fe,Cu vb. ağır metalleri kapsayan bileşik proteinlerdir. (Hemoglobin , Hemosiyanin) Nukleoproteinler: Hücrede RNA ve DNA proteinle birleşmiş halde bulunur ki bunlara nukleoproteinler adı verilir. NUKLEİK ASİTLER: Nukleotid denen birimlerden oluşur. Baz + Şeker + Fosforik asit = Nukleotid Nukleotidler dehidrasyon senteziyle nukleik asitleri meydana getirirler. Böylece DNA ve RNA molekülleri oluşur. ENZİMLER: Hücrede meydana gelen sayısız biyokimyasal reaksiyonu katalizleyen ve canlı hücrede sentezlenen protein yapısındaki organik moleküllere enzim denir.Enzimler kimyasal katalizörler gibi görev yaparak reaksiyonu başlatır ve sonlandırır. Bazı enzimler sadece saf protein moleküllerinden yapılmıştır.Bunlara basit enzimler denir. (Pepsin, tripsin, kimotripsin) Diğer bazı enzimler ise protein yapılarına ilaveten aktivite gösterebilmek için kofaktör denen inorganik metal iyonları ve koenzim denen kompleks organik moleküllerle birlikte çalışırlar.Bu tip enzimlere de bileşik enzim denir. Enzim koenzim veya faktörü ile birlikte katalitik bakımdan tamamen aktif durumda ise bu haline holoenzim adı verilir.Bir holoenzimin koenzim veya kofaktöre ayrılıp inaktif hale gelen protein kısmına Apoenzim denir. VİTAMİNLER: Hücre metabolizması için gerekli olan, çok az miktarları ile büyüme, gelişme ve sıhhatli yaşama için gerekli organik maddelerdir.Vitaminler aynı zamanda hücrede geçen biyokimyasal olayları katalizleyen çoğu enzimlerin koenzim grubunu teşkil ederler. Bu nedenle avitaminozda reaksiyonlar gerçekleşmez ve canlı bunun eksikliğini duyar. Suda eriyen vitaminler: B ,C Yağda eriyen vitaminler: A,D,E,K HORMONLAR HÜCREDE PROTEİN SENTEZLENMESİ Protein sentezlenmesinde molekül ağırlıkları ve diğer bazı özellikleri farklı üç çeşit RNA görev yapar.Bunlardan biri elçi RNA dır. eRNA nukleusta DNA molekülünden aldığı genetik bilgiyi sitoplazmaya iletir.İkincisi ribozomal RNA dır.Protein sentezi ribozomun büyük bir kısmını oluşturan rRNA üzerinde gerçekleşir. Üçüncüsü taşıyıcı RNA dır. tRNA nın görevi bir polipeptid zinciri oluşurken sitoplazmadaki uygun amino asitleri alarak zincirdeki uygun yerlere yerleştirmektir. Her üç RNA da DNA tarafından sentezlenir. DNA çift dizi olmakla beraber bunlardan sadece biri genetik bilgiyi aktarır ve eRNA yı oluşturur, buna anlamlı dizi denir. Protein sentezi özetlenirse; Önce nukleusta çift diziden oluşan DNA molekülünün dizilerinden biri, sentezlenmesini istediği protein için gerekli nukleotitleri kapsayan kısmının kopyasını çıkararak, özel bir eRNA hazırlar.Hazırlanan bu eRNA nukleus zarının porundan çıkarak sitoplazmaya geçer ve ribozomla birleşir. Böylece ribozomlarda, DNA nın emrettiği proteini sentezlemek üzere özel bir eRNA kalıbı yerleşmiş olur.Daha sonra bu kalıp üzerindeki her kodona uygun antikodonlu tRNA lar sitoplazmadan uygun amino asitleri alarak ribozomdaki eRNA kalıbında yerine koyar. Böylece her ribozomda , DNA dan gelen şifreye uygun amino asitler yan yana peptid bağları ile bağlanarak istenen protein sentezlenmiş olur. Sentezlenen bu protein ribozomlardan ayrılarak gerekli yerlere taşınır, işi biten eRNA lar daha sonra parçalanır. HÜCRENİN FİZİKSEL YAPISI DİFFUSİON: Sıvı veya gaz molekülleri taşıdıkları kinetik enerjiden dolayı, moleküllerinin yoğunluğuyla ilgili olarak çok yoğun bir ortamdan az yoğun ortama hareket ederler ki bu olaya diffüzyon denir. Her yöne doğru olan bu hareket iki ortam arasında yoğunluk farkı kalmayıncaya kadar devam eder. SOLUSYON: İki ayrı yapının birbiri içinde eriyerek oluşturdukları karışımlara denir.Solusyonlar birkaç tipte olur. 1- Hakiki veya gerçek solusyon: Suda dağılan partiküller 1 milimikrondan daha küçüktür ve su molekülleri tarafından taşınır. Saydam olan bu solusyonların suyu uçurulursa geride partiküller kristal halde kalır, o nedenle bunlara kristalloid de denir.Tuz gölünde tuzun oluşması gibi. Canlı sistemde çözücü moleküller sudur.Protoplazmada bulunan çözünmüş tuzlar, şekerler ve diğer maddeler hücreye belli bir yoğunluk ve osmotik basınç kazandırır. Bu sayede hücre bulunduğu ortamın yoğunluğuna göre çevresiyle alışveriş yapabilir.Hücre içinde bulunduğu üç solusyon tipine göre durumunu değiştirir. İzotonik solusyon: Hücre içi yoğunluğu ile hücrenin konulduğu ortamın yoğunluğu aynıdır. Bu yüzden hücrede bir değişiklik olmaz.İki tarafa eşit miktarda su molekülü geçer, vücut veya kan hücrelerinde büzülme veya gerginlik olmaz. Normalde vücuttaki hücrelerin hücre sıvısı ile kan plazması ve diğer vücut sıvıları izotoniktir.% 0.9 NaCl çözeltisi insan hücreleri ile izotoniktir. Buna fizyolojik eriyik denir. Hipotonik solusyon: Ortam sıvısı yoğunluğu, hücre sıvısınınkinden daha az olan solusyonlardır. Bu durumda hücre dışarıdan su alır.Eritrositler % 0.6 lık tuz solusyonuna konursa su alır ve sonunda giren suyun basıncına dayanamayan zar patlar(hemoliz). Hemoliz yolu ile içindeki maddeleri atılabilen yegane zar eritrositlerdir. Hipertonik solusyon: Bunda ortam sıvısı yoğunluğu, hücre sıvısından fazladır.Eritrositler böyle bir ortama konursa su kaybedip büzülürler. Aynı şekilde ellerimizi tuzlu suda bir müddet bekletirsek ellerimizin derisi buruşur. 2- Kolloid çözelti: Bunlarda partiküllerin büyüklükleri gerçek çözelti ile süspansiyon partikülleri arasındadır. (1-100 milimikron çaptadır.)Bunlar tabana çökmek için küçük, gerçek çözelti yapmak için büyüktür. Filtre edilemezler . Hakiki çözeltilerdeki gibi kristal teşkil etmezler. 3- Suspension: Eğer su içinde çözünen partiküller 100 milimikrondan büyük olursa bunlara süspansiyon denir.Süspansiyon birçok molekülün yanyana gelmesinden meydana gelir. CANLI SİSTEMDE VE HÜCREDE SIVILAR Semipermeabl olan hücre membranı bulunduğu ortamla veya komşu hücrelerle madde alışverişi yapar.İki komşu hücrenin membranları arasında 80 Angstrom kadar bir aralık bulunur.Bu aralığa hücreler arası alan (intersellüler alan), buradaki sıvıya da hücreler arası sıvı (intersellüler sıvı) ve doku sıvısı anlamında (interstisiel sıvı) denir. Damar içi sıvısına (plazma) intravasküler sıvı denir. İntravasküler sıvı ve intersellüler sıvının ortak adı da hücre dışı sıvıdır(extrasellüler sıvı). Hücre içi ve dışı sıvı bileşimlerinin organizma tarafından sabit tutulmasına HOMEOSTASİS denir.Homeostasisin aşırı değişimi hücreyi ölüme kadar götürebilir.Ör: kolerada barsaklardan çok aşırı su kaybı, suyla birlikte birçok elektrolitin de atılmasına neden olur.Eğer bunlar kısa sürede yerine konamazsa hasta ölür. HÜCRE BÖLÜNMESİ Amitosis Mitosis Meiosis AMİTOSİS BÖLÜNME Bu tip bölünme; açlık esnasında dejenere olan hücrelerde, yaşlı hücrelerde, süratle büyüyen hücrelerde ve memelilerin döl yatağı (uterus) epitel hücrelerinde görülür. Eşey hücrelerinde amitoza hiçbir zaman rastlanmaz. MİTOSİS BÖLÜNME HAZIRLIK EVRESİ (Metabolik faz) Kromozomların kendini eşlemesi Sentriollerin kendini eşlemesi İğ ve aster iplikleri için gerekli proteinlerin sentezlenmesi Enerji sağlanması DAĞILMA EVRESİ Profaz: Dağınık ve kromatit halindeki kromozomlar helezon yaparak kısalır ve kalınlaşır. Tomurcuklu sentrioller kutuplara itilirken iğ ve aster iplikleri oluşur. Nukleolus küçülerek kaybolur. Nukleus zarı erir. Kısalıp kalınlaşan kromozomlar hücrenin merkezinde toplanır. SOLUSYON: İki ayrı yapının birbiri içinde eriyerek oluşturdukları karışımlara denir.Solusyonlar birkaç tipte olur. 1- Hakiki veya gerçek solusyon: Suda dağılan partiküller 1 milimikrondan daha küçüktür ve su molekülleri tarafından taşınır. Saydam olan bu solusyonların suyu uçurulursa geride partiküller kristal halde kalır, o nedenle bunlara kristalloid de denir.Tuz gölünde tuzun oluşması gibi. Canlı sistemde çözücü moleküller sudur.Protoplazmada bulunan çözünmüş tuzlar, şekerler ve diğer maddeler hücreye belli bir yoğunluk ve osmotik basınç kazandırır. Bu sayede hücre bulunduğu ortamın yoğunluğuna göre çevresiyle alışveriş yapabilir.Hücre içinde bulunduğu üç solusyon tipine göre durumunu değiştirir. İzotonik solusyon: Hücre içi yoğunluğu ile hücrenin konulduğu ortamın yoğunluğu aynıdır. Bu yüzden hücrede bir değişiklik olmaz.İki tarafa eşit miktarda su molekülü geçer, vücut veya kan hücrelerinde büzülme veya gerginlik olmaz. Normalde vücuttaki hücrelerin hücre sıvısı ile kan plazması ve diğer vücut sıvıları izotoniktir.% 0.9 NaCl çözeltisi insan hücreleri ile izotoniktir. Buna fizyolojik eriyik denir. Hipotonik solusyon: Ortam sıvısı yoğunluğu, hücre sıvısınınkinden daha az olan solusyonlardır. Bu durumda hücre dışarıdan su alır.Eritrositler % 0.6 lık tuz solusyonuna konursa su alır ve sonunda giren suyun basıncına dayanamayan zar patlar(hemoliz). Hemoliz yolu ile içindeki maddeleri atılabilen yegane zar eritrositlerdir. Hipertonik solusyon: Bunda ortam sıvısı yoğunluğu, hücre sıvısından fazladır.Eritrositler böyle bir ortama konursa su kaybedip büzülürler. Aynı şekilde ellerimizi tuzlu suda bir müddet bekletirsek ellerimizin derisi buruşur. 2- Kolloid çözelti: Bunlarda partiküllerin büyüklükleri gerçek çözelti ile süspansiyon partikülleri arasındadır. (1-100 milimikron çaptadır.)Bunlar tabana çökmek için küçük, gerçek çözelti yapmak için büyüktür. Filtre edilemezler . Hakiki çözeltilerdeki gibi kristal teşkil etmezler. 3- Suspension: Eğer su içinde çözünen partiküller 100 milimikrondan büyük olursa bunlara süspansiyon denir.Süspansiyon birçok molekülün yanyana gelmesinden meydana gelir. CANLI SİSTEMDE VE HÜCREDE SIVILAR Semipermeabl olan hücre membranı bulunduğu ortamla veya komşu hücrelerle madde alışverişi yapar.İki komşu hücrenin membranları arasında 80 Angstrom kadar bir aralık bulunur.Bu aralığa hücreler arası alan (intersellüler alan), buradaki sıvıya da hücreler arası sıvı (intersellüler sıvı) ve doku sıvısı anlamında (interstisiel sıvı) denir. Damar içi sıvısına (plazma) intravasküler sıvı denir. İntravasküler sıvı ve intersellüler sıvının ortak adı da hücre dışı sıvıdır(extrasellüler sıvı). Hücre içi ve dışı sıvı bileşimlerinin organizma tarafından sabit tutulmasına HOMEOSTASİS denir.Homeostasisin aşırı değişimi hücreyi ölüme kadar götürebilir.Ör: kolerada barsaklardan çok aşırı su kaybı, suyla birlikte birçok elektrolitin de atılmasına neden olur.Eğer bunlar kısa sürede yerine konamazsa hasta ölür. MİTOSİS BÖLÜNME HAZIRLIK EVRESİ (Metabolik faz) Kromozomların kendini eşlemesi Sentriollerin kendini eşlemesi İğ ve aster iplikleri için gerekli proteinlerin sentezlenmesi Enerji sağlanması DAĞILMA EVRESİ Profaz: Dağınık ve kromatit halindeki kromozomlar helezon yaparak kısalır ve kalınlaşır. Tomurcuklu sentrioller kutuplara itilirken iğ ve aster iplikleri oluşur. Nukleolus küçülerek kaybolur. Nukleus zarı erir. Kısalıp kalınlaşan kromozomlar hücrenin merkezinde toplanır. Metafaz: Kromozomlar iğ ipliklerine dik olan metafaz düzleminde toplanırlar.Sentromerlerinden bükülürler. İki eş kromatitden oluşan her kromozomun sentromeri birbirinden ayrılır. İğ iplikleri sentromerlere bağlanır.Profazın 30-60 dakika sürmesine karşılık metafaz ancak 2-6 dakikadır. Anafaz: İğ ipliklerinin kasılması sonucu eş kromatitler bir sıçrama hareketiyle birbirlerinden uzaklaşmaya başlar. Ve artık kardeş kromozomlar olarak adlandırılırlar. 3-15 dakika süren anafaz kardeş kromozomlar kutuplara ulaşınca son bulur. Telofaz: Bu fazda profazın tamamen aksi yönde olaylar gelişir. Ayrı kutuplardaki kromatitler, sentriollerin etrafında toplanır. Helezonları çözülür. Sitoplazma tarafından kromozomların etrafında nukleus zarı oluşturulur. Nukleolus oluşur. Ve meydana gelen iki yavru nukleusta metabolik evre başlar. SİTOKİNEZ Sitoplazma hücre zarından içeriye doğru ve iğ ipliklerine dik bir yönde girinti yapmaya başlar.Karşılıklı gelişen bu girintiler, gittikçe derinleşerek sonuçta sitoplazmanın iki ayrı parçaya bölünmesini sağlar. Böylece tamamlanmış olan mitoz bölünme ile bir hücreden, ana hücre ile aynı sayıda kromozoma sahip iki yavru hücre meydana gelir. Bazen nukleus bölündüğü halde sitoplazma bölünmez ve iki nukleuslu bir hücre oluşur. (Sinsisyum) Çizgili kas dokusunda bu durum görülür. MEİOSİS BÖLÜNME Mayoza hazırlık evresi: Dağılma evresi: Birinci meiosis (Redüksiyon bölünme): - Birinci profaz : - Leptoten: Kromonema ipleri kısalıp kalınlaşmaya başlar. Nukleus zarı henüz mevcuttur. Kromozomlar belirir. -Zigoten: Homolog kromozomlar birbirlerini bularak birleşirler bu birleşme noktalarına sinapsis , görüntüye de bivalent denir. - Pakiten: 4 kromatitli görünen homolog kromozom çiftine tetrad adı verilir. - Diploten: Sinapsis yapan homolog kromozomlar birbirlerinden ayrılırken birkaç noktada birbirlerine dokunurlar ve bu değme noktaları yüzünden X haline benzer bir durum alırlar (Kiazma) . Bağlandıkları yerden kopan homolog kromozomların parçalarının yer değiştirmesine Crossing-over denir. - Diakinez: Parça değişen fakat materyali azalmayan kromozomlar birbirinden ayrılır, spiralleşip kalınlaşır,boyları kısalır ve koyu olarak boyanır.Çekirdekçik kaybolur, çekirdek zarı dağılır ve profaz sona erer. Birinci metafaz: Nukleus zarı erimiştir. Sentriol çiftleri kutuplara gider, iğ iplikleri meydana gelir. Tetratlar ekvatorial düzlemde sıralanır. Birinci anafaz: Homolog kromozomlar bölünmeden sentromerlerinden yakalanarak kutuplara çekilmeye başlarlar. Bu kromozom sayısını haploid duruma düşürür. Birinci telofaz:Kromozomlar interfazdaki durumlarına geçmeye başlar, çekirdek zarı belirginleşir fakat çekirdekçik oluşmaz. Hücre ikiye bölünerek erkekte secunder spermatosit, dişide secunder oosit ve primer kutup hücresi meydana gelir.Böylece haploid kromozomlu olarak birinci mayoz sona erer. İkinci meiosis: Arada bir interfaz evresi yoktur. Mitozun bütün safhaları yeniden tekrarlanır. İkinci profaz:Birinci bölünme sonucunda kendini eşlemiş olan sentrioller, kutuplara doğru giderken aralarında iğ ve hücre zarına doğru aster iplikleri

http://www.biyologlar.com/medikal-biyolojiye-giris


<b class=red>Nükleik</b> Asitler Protein Sentezi 3 bölüm

Nükleik Asitler Protein Sentezi 3 bölüm

Protein Sentezinin nasıl gerçekleştiği, translasyon, transkripsiyon, santral dogma olayları anlatılmaktadır. Örnek soru çözümleri ile protein sentezi açıklanmaktadır.

http://www.biyologlar.com/nukleik-asitler-protein-sentezi-3-bolum

Mantarların beslenmesi, fizyolojisi ve metabolizması

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

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

Biyoteknolojinin Tarımda Kullanılması ( Avantajları ve dezavantajları )

Biyoteknoloji özel bir kullanıma yönelik olarak ürün veya işlemleri dönüştürmek veya meydana getirmek için biyolojik sistem ve canlı organizmaları veya türevlerini kullanan teknolojik uygulamalardır. Geleneksel veya modern olmak üzere 2' ye ayrılır. Geleneksel biyoteknoloji; şarap yada peynir yapımındaki maya kullanımı, bazı deterjanlarda enzim kullanımı ve bazı antibiyotiklerin üretimi gibi canlı organizmaların yapılarının değiştirilmeden kullanıldığı teknolojilerdir Modern biyoteknoloji ise rekombinant DNA, nükleik asitlerin hücre veya organellere doğrudan enfeksiyonu, farklı taksonomik gruplar arasında uygulanan hücre füzyonu gibi doğal fizyolojik üreme, çoğalma ve rekombinasyon engellerini ortadan kaldıran ve klasik ıslah ve seleksiyon yöntemlerince kullanılmayan invitro nükleikasit tekniklerinin tamamı olarak adlandırılır. Modern biyoteknoloji 1970' li yıllardan başlayarak klasik ıslah yöntemleriyle, doğal üreme-çoğalma süreçleriyle elde edilemeyen değişikliklerin yapılmasını sağlamıştır. Modern biyoteknoloji teknikleri kullanılarak elde edilen organizmalara genetik yapısı değiştirilmiş organzimalar, gen transferiyle belirli özellikleri değiştirmiş bitki, hayvan yada mikroorganizmalara transgenik denir. Modern biyoteknoloji tıpta gen tedavilerinden, tarımda daha dayanıklı ve verimli ürünlerce, tekstil ve kozmetik sanayine kadar çok geniş bir yelpazede kullanılmaktadır. Modern biyoteknoloji özellikle bitkisel çalışmalarda rutin olarak kullanılabilir hale gelmiş hatta modern biyoteknolojinin son aşaması olan doğrudan gen transferi tekniğide kullanılmaya başlanmıştır. Gen transferi çalışmalarının basamakları sırasıyla, istenen genlerin bulunması, karakterize edilmesi, izolasyonu ve hedef organizmaya aktarılmasıdır. Yakın zamana kadar gen aktarımında kullanılan en önemli vektörler konakçı hücreye girme yolunu kendisi bulan genetik yapısı değiştirilmiş bakteri ve virüslerdi. Bunların herbiri bazı avantaj ve dezavantajlara sahip. Çünkü virüsler her zaman eklenmiş genin yanında kendi genlerinde bir kısmını etkili hale getirler ve bu durum konak hücrede istenmeyen sonuçlara neden olabilir. Bu yüzden bazı metotlar geliştirilmiştir. Bu metotlardan bazıları ağır metal tuzları kullanarak mikro enjeksiyon, organizmada belli bir hücre tipi tarafından alınacak şekilde yapılmış ince yağ kapsüllerinde taşınma, gun bombardment; bu teknikte ilgili genlerin üzerleri altın partikülleriyle kaplanır. Sonra bu yüklenmiş genler "gene-gun" denilen bir aletle bitki hücresine gönderilir. Burda önemli olan kriter, seçilen hücrenin veya dokunun transformasyona veya sonra tüm bitkide rejenerasyona neden olmalıdır. Diğer bir gen transfer tekniğinde gelişmiş bir bakteri olan Agrobacterium tumafaciens kullanılır. Bu bakterinin doğal bir özelliği tümörlü bazı bitkilere plosmid nakletmesidir (T-DNA). Virulant bakterinin bitki genomuyla birleşmesiyle transformasyon sonuçlanır. Bitki genomunda tümöre neden olan genlerle plosmidler yer değiştirir. Modern biyoteknoloji en geniş kullanım alanını tarımda bulmuştur. Bitkilerde bu metodlardan en çok bakteriler, virüsler ve gunbombardment kullanılır. Tarımsal biyoteknolojide başşlıca 2 amaçtan birincisi daha yüksek kalitede, daha sağlıklı ve besleyici değeri yüksek gıdalar üreterek özellikle tedavide kullanılacak gıdaların üretimiyle ilaç masraflarını minimuma indirmektir. Diğer amaç ise ülkelerin artan nüfusu için satın alabilecekleri temel gıdaların üretimi artırmaktır. (8) TARIMSAL BİYOTEKNOLOJİ UYGULAMALARI ve AMAÇLARI Ticari olarak en çok üretimi yapılan Bacillus thuringiensisden gen aktarılan transgenik, zararlılara dayanıkılı bitkiler; sap ve koçan kurduna dayanıklı mısır, yeşil ve pembe kurda dayanıklı pamuk, patates böceğine dayanıklı patates olup ayçiçeği, buğday ve domateste de bu tarz çalışmalar sürmektedir. Herbisitlere dayanıklılık kazandırılan ve ticari üretime sokulan soya, pamuk, mısır ve çeltiği yanı sıra buğday ve şeker pancarında da yakın gelecekte benzer özellikle kazandırılacaktır. Hastalık ve zararlılara dayanıklılığın aktarılmasıyla hem ilaçlama maliyetleri azaltılır hemde bitki strese girmeyeceği için verimde bir artış sağlanır. Herbisitlere dayanıklılığın kazandırılmasıyla tüm yabancı otlar ölürken bitki canlı kalır. Böylece masraflar düşerken verimde de bir artış sağlanır. Tarımsal biyoteknolojinin uygulamalarıyla yüksek oleik asit düşük linolenik asit içerikli soya, ayçiçeği, yer fıstığı çeşitleriyle, sabun ve detrjan yapımı için daha ucuz ham madde sağlayan kolza çeşidi üretime kazandırılmıştır. Sebze ve meyvelerde etilen sentezinin bloke edilmesiyle olgunlaşmanın geciktirilmesi dolayısıyla raf ömrünün uzatılması domateste başarılmıştır. Çilek, kiraz, muz ve ananasta bu tarz çalışmalar sürmektedir. Kaliteye yönelik bir diğer uygulamada ise aromanın arttırılması için kuru madde içeriği yüksek domates elde edilmiştir. Besin değeri yüksek gıda üretimi amacıyla yapılan biyoteknolojik çalışmalarda ise A vitamini ve demir içeriği yüksek çeltik çeşidi, protein içeriği yüksek tatlı patates, antioksidont içeriği yüksek sebze ve meyveler elde edilecektir. Ayrıca yakın gelecekte bitkilerde immunoglobulinlerin üretimi gerçekleşebilecektir. Biyolojik olarak parçalanabilir sentetik plastik üretimi mısır ve kolzoda çalışılmaktadır. Bioreaktör bitkilerin üretimide bu alandaki son gelişmelerden birisini oluşturmaktadır. Diğer taraftan transgenik ürünler kendi türlerine ait olmayan genleri de taşıdıkları için bazı risklerde söz konusudur. Transgenik ürünlerin üzerinde risk oluşturma ihtimali bulunan başlıca alanlar insan ve hayvan sağlığı, biyolojik çeşitlilik, çevre ve sosyo-ekonomik yapıdır. Uygulanan biyoteknolojik yöntemlerle bitkisel ürünlere aktarılan genler bitki, bakteri ve virüs kaynaklıdır. Gen aktarımı veya değişikliğe uğratılması sırasında işaretliyici olarak antibiyotik, herbisit, dayanıklılık genleri kullanılır. Gen aktarımı ile birlikte diğer organizmalardan hastalık ve alerji yapacak özelliklerin taşınması ihtimali transgenik ürünlerin birincil ve ikincil metabolik ürünleri içinde istenmeyen biyokimyasal ürünler bulunması ihtimalini ortaya çıkarır. Ayrıca antibiyotik dayanıklılık genlerinin insan yada hayvan bünyesine geçmesi nedeniyle dayanıklılık oluşması, transfer edilen genlerin insan bünyesindeki bakterilerle birleşme ihtimali, virüs kaynaklı genlerin dayanıklılık genini diğer virüslere transfer etme ihtimali insan ve hayvan sağlığı açısından önemli risklerdendir. Bitkilere aktarılan yeni özellikler, salıverildikleri çevrede bitki sosyolojisinin bozulmasına, doğal türlerde genetik çeşitliliğin kaybına, ekosistemdeki tür dağılımının ve dengenin bozularak genetik kaynakları oluşturan yabani türlerin doğal evoluasyonlarında sapmalara sebep olabilir. Eğer yabani otlara dayanıklılık geni, transgenik bitkinin yabani türlerine geçerse, bu türlerle yapılacak mücadelenin zorluğu açıktır. Ayrıca herbisitlere dayanıklı hale getirilmiş transgenik çeşitlerin üretildiği bir alanda bir yıl sonra kendi gelen bitkiler, o yıl ki diğer bir ürün için yabancı olacak ve herbisitlerle mücadeleleride güç olacaktır. Aktarılan yeni özelliklerden veya kullanılan teknolojide taşıyıcı olan veya değiştirilerek çevreye bırakılan mikroorganizmaların toprak mikroorganizma yapısına etkiside tereddüt yaratır. Eğer geliştirilen mikroorganizmalar çevreye hakim olursa doğal ortam bozulur. Çevreye ve biyo çeşitliliğe olabilecek bir diğer etkide tek yönlü kimyasal kullanılmasından dolayı tek yönlü evoluasyonun teşvik edilmesidir. Böylece ortamda tek yönlü bir flora meydana gelecek ve yine çevrede bir dengesizlik meydana gelecektir. Ekonomik olarakta transgenik tohumlar normal tohumlardan daha pahallıdır ve bu ürünler çoğunlukla tozlaşan hibrit türlerdir. Yani her yıl tohum yenilemesi gerekir. Yüksek fiyat nedeniyle tohumluk alımını uzun süre devam ettiremeyen küçük çiftler bu durumdan zarar görecektir. Diğer bir husuta transgenik ürünlerin tüketiciler tarafından tercihi ve kabul edilmesidir. Yani tüketicinin ne yediğini bilmesi ve ona göre tercihi yapabilmesi için bu ürünlerin etiketlendirilmeleri gerekir.(8) Sonuç olarak transgenik ürünlerin avantaj ve dezavantajları arasında bir oran kurmalı ve gerçekten tarımsal bir soruna çözüm olup olmadığı araştırılmalı ve ülkenin sosyo-ekonomik yapısı göz önüne alınarak, 21. yüzyılda 6 milyarın üzerine çıkacak dünya nüfusunun beslenmesi için tarımsal biyoteknoloji yegane çözüm olarak görülmektedir. Ancak bu alanda, çevremize ve gelecek nesillere etkileri, olabilecek risklerin minimuma indirilmesi ve bunun için gerekli önlemler alınması gerekir. REFERANSLAR: 1. Prof. Dr. F.V. Sukon Biyomühendisliğe Giriş Ders Notları 2. Doç. V. Eser, S. İbiş, N.Sönmez 4. Tüketici Konseyi Toplantısı Tarım Bakanlığı Araştırması 3. T.M. Klein, R. Arentzen, P. A. Lewis and S. Fitzpatrick-McElligott, Transformation of microbes, plants and animals by particle bombardment.Bio/Technoloy 10 ( 1992 ), pp. 286–291. Abstract-EMBASE Abstract-MEDLİNE Abstract-BIOTECHNOBASE 4. M. D. Chilton, M. H. Drummond, D. J. Merlo, D. Sciaky, A. L. Montoya, M. P. Gordon and E. W. Nester, Stable incorporation of plasmid DNA into higher plant cells: the molecular basis of crown gall tumorigenesis. Cell 11 ( 1977 ), pp. 263–271. Abstract-MEDLİNE Abstract-EMBASE 5. P.Zambryski, H. Joss, C. Gentello, J. Leemans, M. Van Montagu and J. Schell, Ti plasmid vector for the introduction of DNA into plant cells without alterationof their normal regeneration capacity. EMBO J. 2 (1983 ), pp. 2146–2150 6. Bevan, Agrobacterium vectors for plant transformation. Nucl.Acids Res. 12 ( 1984 ), pp. 8711–8721. 7. J. Schell, Transgenic plants as tooks to study the molecular organization of plant genes. Science 237 ( 1987 ), pp. 1176–1183 8. Dr. S. Kefi Tarımsal Araştırmalar Hazırlayan: Berna OLTULU   Danışman: Sacide PEHLİVAN

http://www.biyologlar.com/biyoteknolojinin-tarimda-kullanilmasi-avantajlari-ve-dezavantajlari-

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

Nitrat Redüksiyon Testi

Bu test, mikroorganizmaların nitratları redükte edebilme yeteneğini belirlemede kullanılır. Bazı bakteriler nitratları (NO3) redükte ederek nitritlere (NO2) ve hatta daha ileri basamaklara (amonyak (NH3) ve gaz nitrojen (N2) kadar ayrıştırabilmektedir (denitrifikasyon). Olay genellikle anaerobik koşullarda ve redüktase enzimlerinin katalitik etkisiyle sürdürülür.Test, mikropların türlerini ayırt etmede büyük yardımcı olur. Enterobacteriaceae familyası genellikle pozitif reaksiyon verir. Nitratların ayrışması sonu oluşan ürünler mikropların karakterine göre değişebilir. Her ne kadar gaz nitrojen meydana gelirse de bunun yanı sıra nitrik oksidi (NO) ve nitrös oksid (N2O) veya hidroksilamin (R.NH.OH) de teşekkül edebilir. Bu maddeler hücre içinde metabolize edilerek protein ve nukleik asit yapımında yapıtaşı olarak kullanılırlar. Materyal 1) İçinde Durham tüpleri bulunan nitratlı (KNO3, % 0.1) sıvı besi yerleri (pH 7.0, 5 ml) gerektiğinde yarı katı besi yeri.2) Mikroorganizmaların saf ve taze kültürleri3) Kontrol pozitif (S. gallinarum) ve negatif (H. vaginalis, veya Acinetobacter anitratus) kültürleri.4) Griess-Ilosvay ayıracı (taze hazırlanmış) (alfa naftilamin % 0.5 (A) + sulfanilik asit %0.8 5) Ekilmemiş sıvı besi yerleri.MetotÜremiş mikroorganizmalarından nitratlı sıvı besi yerlerine ekim yapıldıktan sonra tüpleri 37°C de 1-5 gün inkubasyona bırakılır. Durham tüpleri içinde gazın oluşumuna dikkat edilir. Tüplere Griess-IIlosvay ayıraçlarından (A+:)5'er damla konur.Değerlendirme1) Tüplerde gaz oluşumu (N2) denitrifikasyonu gösterir ve pozitif olarak kabul edilebilir (eğer bakteriler fermenter değilse). Ancak, böyle tüplere Griess-Illosvay ayıracından A ve B solusyonlarından 5'er damla damlatıldıktan sonra hafifçe çalkalanır. Bir iki dakika içinde kırmızı rengin meydana gelmesi de nitratların nitritlere kadar redükte olduğunu ifade eder (pozitif reaksiyon).2) Tüplerde gaz yoksa, yine ayıraç damlatılır. Bir iki dakika içinde kırmızı rengin meydana gelmesi pozitif olarak kabul edilir.3) Eğer, sonuç negatif (hiç reaksiyon oluşmazsa) olarak görülürse, ya nitratlar hiç ayrışmamıştır veya nitratların ayrışması nitrit safhasından da öteye (amonyak veya gaz nitrojene ulaşmış olabilir. Bu durumda, ayıraçlar konmuş olan tüplere çok az miktarda toz çinko (15-20 mg) katılır. Eğer, çinko ilavesi sonu kırmızı renk meydana gelirse (nitrat nitrite redükte olmuştur). Sonuç negatif olarak değerlendirilir. Eğer kırmızı renk oluşmazsa, bu durum, nitratların nitritden de daha öteki safhalara redükte olduğunu ifade eder (pozitif reaksiyon). Amonyak oluşumu de Nessler ayıracı ile ortaya konabilir. Dikkat edilecek noktalar1) Bazı mikroorganizmalar fermentasyon sonu tüpler içinde gaz (hidrojen) meydana getirebilir. Bu durum karşısında bakterinin karakterini iyi bilmek gerekir. Eğer tüpte gaz oluşmuşsa ve mikroorganizma fermentasyon oluşturan türden değilse, gazın nitrojen (N2) olma olasılığı büyüktür ve ayıracı koymaya gerek olmayabilir. Ancak, bakteri fermenter türden ise ayıraçları kullanmak zorunludur.2) Bazı araştırıcılar ayrı katı ortamların daha iyi sonuç verdiğini bildirmektedirler. Gerekirse içinde % 0.02 - 0.04 agar ve % 0.1 KNO3 bulunan yarı katı besiyeri de denenebilir.3) Ayıraçlar taze hazırlanmaları ve iyi çalıştıkları kontrol edilmelidir. A-reagenti buzdolabında ve buna karşın b-reagenti ise oda sıcaklığında muhafaza edilmelidir.4) Alfa naftil amin karsinojenik etkiye sahip olduğundan dikkatlice kullanılmalıdır (pamuklu pipetle ve ağızdan çekilerek kullanılmaz).

http://www.biyologlar.com/nitrat-reduksiyon-testi-1

 
3WTURK CMS v6.03WTURK CMS v6.0