Biyolojiye gercekci yaklasimin tek adresi.

Arama Sonuçları..

Toplam 205 kayıt bulundu.

BİYOLOJİK DOZİMETRİ VE İLGİLİ GELİŞMELER

Radyasyonun Biyolojik Etkileri Radyasyonun organizmaya olan etkileri akut ve kronik şekilde olmaktadır. Akut etkiler insanda radyasyona maruz kalındıktan kısa bir süre sonra klinik bulgular ile ortaya çıkmaktadırlar. Bunlar merkezi sinir sistemi (100 Sv ve üzeri), gastrointestinal (10-100 Sv) ve hemato­poietik (2-10 Sv) sendromlardır. Sendromların ortaya çıkışı absorbe edilen dozla ilişkilidir.4 Bu sendromlar bir süre sonra bireyi ölüme götürür. Radyasyonun kronik etkileri ise hücrenin ölümüne yol açmayan ancak genetik materyallerinde onarılamayan bozukluklara neden olan olaylar sonucunda ortaya çıkarlar. Kanser yapı­cı etkisi, genetik etkisi ve ömür kısaltıcı etkisi bunlara örnektir. Canlıların somatik ve genetik özellikleri kromozomlarda taşındığı için radyasyonun kromozomlarda meydana getirdiği zararlı etkiler günümüzde ve gelecekte toplum sağlığı açısından oldukça önemlidir. Dozimetri Çeşitleri ve Biyolojik Dozimetri Toplu halde veya bireysel olarak radyasyona maruz kalan bireylerin absorbe ettikleri radyasyon dozu; fiziksel veya biyolojik yöntemlerden biri ile yada her ikisiyle birlikte belirlenebilir. Bu işlem dozimetri olarak adlandırılır. Meslekleri gereği radyasyonla çalışanların fiziksel dozimetri çeşidi olan Film, Cep ve Termolüminesan dozimetrilerden birini taşımaları gerekir. Ancak fiziksel dozimetrenin vücut üzerindeki konumu nedeni ile yetersiz kalması, büyük kitlelerin zarar gördüğü toplumsal radyasyon kazalarında ise bireylerde fiziksel dozimetrenin bulunamaması ve biyolojik çeşitlilik nedeniyle kişilerin radyo duyarlılığının farklı olması biyolojik dozimetriye üstünlük sağlamakta bu nedenle de fiziksel ölçümlerin biyolojik metotlarla desteklenmesi gerekmektedir. Uluslararası Atom Enerjisi Ajansı(IAEA) radyasyon kazası durumlarında, fiziksel dozimetri ile birlikte biyolojik dozimetrinin de absorbe edilmiş dozun belirlenmesinde bağımsız olarak kullanılmasını önermiştir. Şekil 1’de dozimetri çeşitleri özetlenmiştir. Biyolojik dozimetri, genel anlamı ile kişilerin absorbe ettikleri radyasyon dozunun biyolojik indikatörler (belirleyiciler) kullanılarak ortaya çıkarılmasına denir. Biyolojik Dozimetri için ideal koşullar; 1-Dozları tahmin etmek için seçilen etkiler iyonizan radyasyonlara özgü olmalı (dientrik aberasyonları gibi), 2-Radyasyona maruz kalma sonucu oluşan etki kalıcı olmalı, eğer kalıcı değilse zamana bağlı olarak oluşan değişiklikler bilinmeli, 3-Oluşturulan kontrol doz-cevap eğrilerinde dozların aralığı mesleki ışınlamalarda olduğu gibi çok küçük dozları ve kaza durumlarında olduğu gibi birkaç Gy’e varan dozları da içermeli, 4-Farklı radyasyon kalitelerinde uygulanabilmeli (Co, X-ışını, nötron v.b), 5-Biyolojik materyal kolay elde edilebilmeli (kan gibi), 6-Ölçümler kolay ve hızlı olmalı kısa sürede sonuç elde edilmeli, 7-Kronik ve homojen olmayan ışınlamalara da uygun olmalı. Yukarıdaki özellikleri taşıyan ideal bir biyolojik dozimetri yöntemi bilinmemektedir. Fakat, insan periferal kanından lenfosit kültüründen kromozom analizinin yapılması bugün için bilinen en iyi biyolojik dozimetri yöntemidir. Biyolojik dozimetri çeşitlerinden olan kromozom dozimetrisi (sitogenetik dozimetri), kişilerin absorbe ettikleri radyasyon dozu ile insan lenfositlerinde oluşan kromozom aberasyonları arasındaki kantitatif ilişki esasına dayanır. İyonizan radyasyonların kromozomlarda oluşturdukları hasar 20.yy başlarından beri bilinmektedir. İlk olarak X-ışınlarının Drosophila'da kromozom aberasyonu oluşturduğunun bulunması ve takip eden yıllarda araştırıcıların yaptıkları çalışmalar sonucunda ilk olarak 1962 yılında kromozom aberasyonları, radyasyona maruz kalan bireylerde absorbe edilen radyasyon miktarını tespit etmek için kullanılmıştır. Kromozom aberasyonlarının absorbe radyasyon dozunun belirlenmesinde kantitatif biyolojik indikatör olarak kullanılmasından bu yana radyasyon kazaları sonunda absorbe edilmiş olan doz tayininde standartlaşmış bir yöntem olarak kullanılmaktadır. Radyasyonun canlılarda oluşturduğu etkileri değerlendirmek için başka biyolojik indikatör sistemler de geliştirilmiştir. Elekton spin rezonans, Biyokimyasal indikatörler (kıl, tükürük, saç, sperm vs), Retikülosit sayımı, Mutasyon noktalarının analizi, Monoklonal antibodyler vs. Bu tür sistemlerin çoğu örnek almadaki güçlükler, hücrelerin asenkron popülasyon (hücre siklusunun farklı evrelerinde) şeklinde bulunması ve hücrelerin yaşam sürelerinin kısa olması, yöntemin belli dozlarda etkili olması ve bazen de ışınlanma süresinin önemi nedeniyle dozimetri amacıyla rutin olarak kullanılamazlar. Biyolojik Dozimetri Amacıyla Kullanılan Kromozom Aberasyonları Unstabil (kalıcı olmayan) asimetrik kromozom aberasyonlarından olan disentrik aberasyonlar ve eşdeğerleri (trisentrik ve sentrik halka) absorbe radyasyon dozunun indikatörü olarak diğer aberasyonlara göre daha çok güvenilirdirler. Çünkü disentrik kromozom aberasyonları radyasyona özgüdürler yalnızca özel birkaç radiomimetik kimyasal (bleomisin, endoksan vs) tarafından oluşturulabilir. Doğal görülme sıklıkları (back-ground) düşüktür (1/2000) ve kolay belirlenirler. Bazı araştırıcılar doz tahminlerinde disentrik eşdeğeri kabul edilen sentrik halka (ring) kromozomları da disentriklerle birlikte kullanmaktadırlar. Sentrik halka oluşumu unstabil kromozomlarının oluşum yüzdesi içinde %5-10 civarında olduğundan doz hesaplamalarında kullanılmamaları önemli bir kayıp değildir. Serbest asentrikler, disentrik, trisentrik ve sentrik halka gibi kromozom aberasyonlarına eşlik etmez ve onlardan bağımsız olarak bulunurlar. Bu aberasyonlar radyasyon dışıetkenlerle de oluşturulabildikleri için tek başına doz tahmininde kullanılmamaktadırlar. Disentrik, trisentrik ve sentrik halka kromozom aberasyonlarının oluşumu Şekil 2’de şematize edilmiştir. Translokasyon olarak adlandırılan iki kro­mozom arasındaki simetrik değişimler de son yıllarda geliştirilen floresan boyama teknikleri (fluorescens in situ hybridisation; FISH) sayesinde biyolojik dozimetri amacıyla kullanılmaktadır. Kromatid tipi kırıklar büyük oranda kimyasal ajanlar tarafından oluşturulduğundan biyolojik dozimetri amacıyla kullanılmamaktadır. Son yıllarda yine insan periferal lenfositleri kullanılarak absorbe edilen radyasyon dozunun belirlenmesi amacıyla Mikronukleus testi çalışmaları yapılmaktadır. Mikronukleuslar sitoplazma içinde ana nukleusun dışında fakat nukleus ile şekil, yapı ve boyanma özellikleri bakımından aynı olan küçük küresel yapılardır. Radyasyona maruz kalmış lenfositlerde hasar gören kromozomlar ve onların asentrik parçaları veya mitotik iğdeki hatalar sonucu kromozomun tamamının kutuplara çekilememesi sonucu oluşurlar. Şekil 3 A’da bölünmekte olan binukleat bir hücrede kutuplara çekilemeyen bütün bir kromozom ve asentrik fragmentten mikronukleus, B’de ise yine binukleat bir hücrede disentrik köprüden nukleoplazmik köprü ve mikronukleus oluşumu şematize edilmiştir. Binukleat hücrelerdeki hücre başına düşen mikronukleus sıklığının mononukleat hücrelerdekinin iki kat olması nemlidir. Kromozom aberasyonlarının doğal oluşum sıklığı konusunda, farklı populasyonlar ile yapılan araştırmalarda özellikle disentrik sıklığında farklılıklar gözlenmiştir. Doğal disentrik oluşum sıklığının farklı bulunması, laboratuva koşulları, sayıcı ve değerlendiriciler arasındaki farklılıklar nedeniyle her biyolojik dozimetri laboratuarının kendi koşullarında, çeşitli radyasyon kalitelerinde ve farklı radyasyon dozlarında oluşturacakları kontrol doz-cevap eğrilerine sahip olmasını gerekli kılmıştır. Olası bir radyasyon kazasında alınacak radyas­yonun tipine göre, absorbe radyasyon dozunun miktarı o tipteki kontrol doz-cevap eğrilerin­den faydalanılarak bulunmaktadır. Kontrol doz-cevap eğrileri daha önce radyasyonla çalışmamış yada herhangi bir şekilde radyasyona maruz kalmamış sağlıklı bireyler­den alınan kanların akut ve homojen ışınlanmaları sonucunda oluşturulur. Biyolojik dozi­ metri amacıyla yapılan kontrol doz-cevap eğri­leri genellikle 50 mGy ile 4 Gy arasında yapılır. Eğriler oluşturulurken 0 ve 1 Gy arasında en az 5 doz noktasının olmasına özen gösterilir. Çünkü radyasyon kazaları genelde bu dozlar arasında meydana gelir.10 Standart eğri oluşturulurken çok küçük doz (<0.5 Gy) nokta­larında doz-cevap ilişkisini ortaya koymak için çok fazla hücre saymak gereklidir. Kalibras­yon eğrisini oluşturmak için toplam 10.000­15.000 hücre, bireysel doz tahmini yapmak için ise 500-1000 hücre saymak yeterli­dir. Elde edilen aberasyon verimi dikka­te alınarak %95 güvenilirlik sınırları içinde kontrol doz-cevap eğrisi çizilir. Aynı laboratuvar koşullarında 200 kV X-ışını ve Co­60 gamma radyasyonu ile ışınlanma sonucu oluşturulan kontrol doz-cevap eğrileri birlikte Şekil 4’de görülmektedir. GEREÇ VE YÖNTEMLER Materyalin Elde Edilmesi, Işınlanması Kontrol doz-cevap eğrilerini oluşturmak amacıyla elde edilen kan örnekleri genç, sağlıklı, sigara içmeyen, radyasyonla çalışmamış yada herhangi bir şekilde radyasyona maruz kalmamış bireylerden alınır. Kontrol grubu ve birinci mitozun (M1) ikinci mitoza (M2) oranını belirlemek için alınan kanlar ayrılır. Kan örnekleri steril, içleri heparin kaplı tüpler içine alınır. Eğriyi oluştururken, kullanılan doz noktalarına ait kan örnekleri radyasyon kalitesine uygun şekilde, doz hızı, dozun homojenitesi gibi kriterlere özen gösterilerek 370C’da ışınlanır. Kültür ve Tespit İşlemleri Kontrol doz-cevap eğrileri oluşturmak için ışınlanmış kan örnekleri ve radyasyona maruz kalmış bireylerde absorbe dozun tayini için alınan (~5 ml) kan örnekleri steril şartlarda, Moorhead ve arkadaşlarının mikrokültür tekniğine uygun olarak kültüre alınır. Bu yöntemde genellikle kültür stok medyumu olarak RPMI-1640+L-Glutamin, Penicilin ve Streptomicin kullanılır. Kültür ortamına mitojen olarak PHA (phytohemaglutinin) ve hücrelerin metafazda durmaları için Kolsemid kullanılır. Kültür süresi sonunda (toplam 48 saat) 0,075M KCL ile hipotonik şok uygulanır. Bu işlem sonunda 1:3 oranında asetik asit/metanol karışımı ile tespit işlemleri tamamlanır ve metafaz kromozomlarının lamlar üzerinde iyi bir şekilde dağılmaları sağlanır. % 5 Giemsa boyası ile boyanarak incelenecek duruma getirilir. Uygulanan kültür metodu Şekil 5’­de kısaca özetlenmiştir. M2/M1 Oranı ve Biyolojik Dozimetride Önemi İnsan vücudunda yaklaşık 5.2x1012 lenfosit dolaşır. Lenfositlerin % 70’i T- lenfositlerdir ve bunların yaklaşık %98’i ufak, hücre siklusunun bölünmeyen bir fazında (G0) bulunur. G0 fazında olmaları dolayısı ile biyolojik ömürleri uzundur. Metabolik olarak inaktiftirler. T-lenfositlerin kolay elde edilebilmeleri, radyasyona duyarlı olmaları, biyolojik ömürlerinin uzun olması (%90’nın yaşam süresi ortalama 3 yıl) (38) ve akut vücut ışınlamalarından 3 yıl sonra dahi lenfositlerdeki kromozom aberasyonlarının %50 sinin hala korunuyor olması, kaza üzerinden uzun yıllar geçse bile absorblanan dozun belirlenmesine olanak tanır. İnsan periferal kanında bulunan lenfositler stimüle edilerek G0 fazından çıkıp hücre siklusunda ilerlemeye başlarlar. Siklusta ilerleme hızı hücreler arasında farklılık gösterdiğinden periferal kanda senkronize olan lenfositler bölünmeye teşvik edildikleri invitro ortamda asenkron hücre popülasyonu haline gelirler. Bu yüzden bazı lenfositler M1 bölünmede iken siklusta hızlı ilerleyen bazı lenfo­sitler M2 da olurlar. Radyasyona maruz kalındıktan sonraki ilk bölünme (M1) de lenfositlerde oluşan disentrik kromozom aberasyonlarının %50’si kaybolur. Bu yüzden doz tahmini yapılırken, M1 lenfositlerde bulunan disentrik kromozom aberasyonlarının sayımı esas alınır. M2/M1 belirlenmesi için kültür ortamına BrdU (bromodeoksiüridin) ila­ve edilir. Timidin analogu olan BrdU, DNA replikasyonu esnasında timidinin yerini alır. DNA’nın yapısına girer. Floresan Plus Giemsa (FPG) boyama tekniği32 ile boyanan metafaz kromozomları Floresan mikroskopta incelenerek M2 ve M1’de olan hücreler ayırt edilir. Metodun iyi çalıştığının göstergesi olarak, M2 de olan hücreler M1den %10 daha az olmalıdır. Bu değerlerin üzerinde bulunduğunda absorbe radyasyon dozunun hesaplanmasında bazı düzeltme faktörleri kulanılır. Kültür ortamına BrdU ilave edildikten sonra DNA replikasyonu sırasında BrdU’nun DNA’nın yapısına girişi, M1 ve M2’deki hücrelerde BrdU almış kromozomların görünüşü Şekil 6’da gösterilmiştir. Kromozomların değerlendirilmesi Hazırlanan preparatlar değerlendirilirken kromozomları birbirinden belirgin olarak ayrılmış, görünüşleri düzgün ve iyi boyanmış diploid metafazlar dikkate alınır. Kromozomlar sayılırken sayıları 2n=46 ve üzeri olanlar değerlendirmeye alınır. Hücrede kararsız aberasyonlar (disentrik, sentrik halka ve serbest asentrik) bulunduğunda kromozom sayıları ile belirlenen aberasyonların birbirini dengelemesine özen gösterilir. Örneğin, hücrede bir disentrik aberasyonun varlığında ona eşlik eden bir asentrik ile sayının 46 da tutulması; bir sentrik halka bulunduğunda yine eşlik eden bir asentrik ile sayının 47 olması, bir trisentrik bulunduğunda ona eşlik eden 2 adet asentrik ile sayının 46 olması gibi durumlara dikkat edilir. Değerlendirmelerde bir trisentrik 2 disentriğe, bir sentrik halka bir disentriğe eşdeğer olarak kabul edilmektedir. 4 Gy 200 kv X-ışını uygulanan ve yukarıda anlatılan metoda uygun olarak hazırlanan ve değerlendirilen bir me­tafaz plağında disentrik ve asentrik kromozom aberasyonları Şekil 7’de görülmektedir. İstatistiksel ve Matematiksel Yöntemler Farklı iyonlaştırıcı radyasyonların eşit dozlarının birim uzaklıkta bıraktıkları enerjilerinin ve dolayısıyla oluşturdukları iyonlaşma yoğunluklarının farklı olması nedeniyle oluşturdukları kromozom aberasyonları verimleri de farklıdır. Düşük Lineer Enerji Transfer (LET)’li radyasyonların herhangi bir dozunda iyonizasyon rastgele dağılır. Kromozom hasarının da aynı olasılıkla ger­çekleştiği düşünülürse aberasyon dağılımı da rast gele olacaktır. Bu rast gele dağılımın düşük fre kanslarda meydana gelmesi Poisson dağılımı ile uygunluk gösterir. Bu bilgilere dayanarak X-ışınları ve γ gibi düşük LET’li radyasyon ile akut ve homojen ışınlanma sonucunda oluşan kromozom aberas­yonlarının Poisson dağılımına uygunluk gösterdiği belirlenmiştir. Yüksek LET’li radyasyonlarda ise iyonizasyon yoğunluğu fazla olduğundan iyonizasyon hücreler arasında rast gele dağılmaya­caktır. Yüksek LET’li radyasyonların absorblanması sonucu birbirine yakın hücrelerde birden fazla aberasyonlu hücre oluşacak ve bu oluşum Poisson dağılımından uzaklaşacaktır. Homojen olmayan ışınlamalarda ve kronik ışınlamalarda disentriklerin hücrelere dağılımlarının Poisson dağılımından sapmaları büyük olacağından Poisson’a uygunluk göstermez. Bu yüzden kontrol doz-cevap eğrileri oluşturulurken ışınlama homojenitesini kontrol etmek için disentriklerin Poisson dağılımına uygunluklarının belirlenmesi gerekir. Elde edilen aberasyon dağılımının (disentrik) Poisson'a uygunluğunu araştırmak için ilk önce her doz noktasına ait varyanslar (σ²) hesaplanır. Daha sonra varyansların aberasyon (disentrik) frekanslarına (Y) oranından elde edilen dağılım oranı (σ²/Y) bulunur. Bu dağılım oranları U testi formülünde yerine konularak her doz noktasına ait U değerleri hesaplanır. U testi sonuçlarının –1,96 ve +1,96 arasında olması dağılımların Poisson’a uygunluğunu ispatlar. Çoşkun M, Coşkun M. Biological dosimeter and related developments. Cerrahpaşa J Med 2003  

http://www.biyologlar.com/biyolojik-dozimetri-ve-ilgili-gelismeler

Zika Enfeksiyonunun İnsan Hücresini Nasıl Değiştirdiğini Görün...

Zika Enfeksiyonunun İnsan Hücresini Nasıl Değiştirdiğini Görün...

Bu görsel özet, hem insan hepatomu hem de nöronal progenitör hücrelerde Zika virüsü enfeksiyonunun hücresel mimarinin önemli yapısal değişikliğe neden olduğunu gösteren Cortese ve arkadaşlarının bulgularını göstermektedir.

http://www.biyologlar.com/zika-enfeksiyonunun-insan-hucresini-nasil-degistirdigini-gorun-

GENETİK KOPYALAMA

İşçilerin tulumları beyazdı; ellerinde soğuk, kadavra rengi kauçuk eldivenler vardı. Işık donuktu, ölüydü: Bir hayalet sanki!.. Yalnız mikroskopların sarı borularından zengin ve canlı bir öz akıyor, bir baştan bir başa uzanan çalışma masalarının üzerinde tatlı çizgiler yaratarak, parlatılmış tüpler boyunca tereyağ gibi yayılıyordu. "Bu da" dedi Müdür kapıyı açarak, "döllenme odası işte..." Doğal olarak, ilkin döllenmenin cerrahlığa dayanan başlangıcından söz etti, derken "Toplum uğruna seve seve katlanılan bir ameliyattır bu" dedi, "altı maaşlık ikramiyesi de caba... Bir yumurta bir oğulcuk, bir ergin; bu normal... Oysa, Bokanovskilenmiş bir yumurta tomurcuk açar, ürer bölünür. Eş ikizler yalnız insanların doğurduğu o eski zamanlardaki gibi yumurtanın bazen rastlantıyla bölünmesinden oluşan ikiz, üçüz parçaları değil, düzinelerle yirmişer, yirmişer." Müdür "yirmişer" diyerek sanki büyük bir bağışta bulunuyormuş gibi kollarını iki yana açtı; "yirmisi birden!.." Ama öğrencilerden biri bunun yararının ne olduğunu sormak gibi bir sersemlikte bulundu. "İlahi yavrucuğum!" Müdür olduğu yerde ona dönüvermişti. "Görmüyor musun? Görmüyor musun, kuzum?" Bir elini kaldırdı; heybetli bir duruşa geçmişti. "Bokanovski süreci toplumsal dengenin en başta gelen araçlarından biridir! Milyonlarca eş ikiz; toptan üretim ilkesinin sonunda biyolojiye uygulanmış olması..." YUKARIDAKİ PARÇA, Aldous Huxley’in 1930’larda yazdığı, geçtiğimiz ay bilim gündemini birdenbire fetheden "koyun kopyalama" deneyine değinen haberlerde sıkça gönderme yapılan, Brave New World (Cesur Yeni Dünya) romanının girişinden kısaltılarak alınmış bir bölüm. Huxley, olumsuz bir ütopya (distopya) niteliği taşıyan romanında, Alfa, Beta, Gama, Delta ve Epsilon adlarıyla, kendi içinde genetik özdeşlerden oluşan beş farklı sınıfa bölünmüş bir toplum tablosu çiziyor. Özdeş vatandaşların üretildiği bu hayali "Bokanovski Süreci", çağdaş anlamıyla klonlama (veya genetik kopyalama) olmasa da, sürecin yolaçtığı etik (ahlaki) ve toplumbilimsel kaygılar, sekiz ay önce İskoçya’da gerçekleştirilen ve geçtiğimiz ay kamuoyuna duyurulan gelişmelerin doğurduklarına denk düşüyor. Şimdi herkesin tartıştığı, son gelişmelerin insanlık için daha insanca bir dönemin mi yoksa, hızla gerçeğe dönüşen korkunç bir distopyanın mı kapısını araladığı. Şubat ayının 22’sinden itibaren, İskoçya’nın Edinburg kentinde, biyoteknoloji alanında tuhaf bir gelişme kaydedildiği, "Dünyanın sonu", "Frankenstein" gibi ifadeleri de içeren dedikodularla birlikte etrafta konu olmaya başladı. Bilim çevreleri de basın da şaşkındı, çünkü, seçkin yazarların ve bazı bilim adamlarının birkaç gündür zaten haberdar oldukları ve konuyu "patlatmayı" bekledikleri bu gelişme, bir biçimde basına sızmış, dilden dile dolaşmaya başlamıştı bile. Normalde pek de ciddiye alınmayacak böyle bir "dedikodunun" bu denli yayılabilmesi, işin içine çeşitli dallarda makalelere yer veren saygın bilimsel dergi Nature’ın adının karışmasıyla olmuştu. Gerçekten de Nature, dedikodu niteliğini fersah fersah aşan bir bilimsel gelişmeyle ilgili bir makaleyi 27 Şubat’ta yayınlayacağını bilim yazarlarına duyurmuş ve bu tarihe kadar "ambargolu" olan bir basın bülteni dağıtmıştı. Batı ülkelerinde yazarlar normal olarak bu ambargolara uyar, hazırladıkları yazıları, ambargonun bittiği tarihte, aynı anda yayına verirler. Ancak, aralarında ünlü The Observer’ın da bulunduğu bazı dergi ve gazeteler ambargoyu çoktan delmiş, konuyu kamuoyuna duyurmuştu bile. Haberin, kaynağı olan Nature ve ambargoya saygı gösteren çoğu nitelikli dergi ve gazetede yer almaması da, dedikodu trafiğini artırmış, ortaya atılan spekülasyonlarla beklenenden fazla ilgi toplanabilmişti. Hatta, Mart ayının başlarında, koyun klonlama haberinin yarattığı ilgi ortamını değerlendirmek isteyen bazı haberciler, aynı yöntemle Oregon Primat Araştırmaları Merkezi’nde maymunların klonlandığını öne sürdüler. Oysa, Oregon’da gerçekleştirilen, embriyo hücrelerinin oldukça sıradan bir yöntemle çoğaltılmasıyla yapılmış bir deneydi. Klonlama, yetişkin bir canlıdan alınan herhangi bir somatik (bedene ait) hücrenin kullanılmasıyla canlının genetik ikizinin yaratılmasını açıklamakta. Kavramsal temelleri çoktandır hazır olan bu işlemin uygulamada gerçekleştirilemeyeceği düşünülüyordu. Edinburg’daki Roslin Enstitüsünden Dr. Wilmut ve ekibi bunu başarmış gibi görünüyor. "Ben bu filmi daha önce seyretmiştim!" diyenleri rahatlatmak için hemen belirtelim ki, aynı ekip 1995 yılında embriyo hücrelerini kullanarak yine ikiz koyunlar üretmiş ve bunu duyuran makaleyi yine Nature dergisinde yayımlatmıştı. Bu deney de basına yansımış, ancak, son gelişmeler kadar yankı uyandırmamıştı. Ne de olsa bu yöntem, döllenmiş yumurtanın kazayla bölünüp tek yumurta ikizlerine yol açtığı bildik süreçlerden farksızdı. Sıklıkla unutulduğu için tekrarlamakta yarar var ki, Wilmut’un son başarısının önemi, işe somatik bir hücrenin çekirdeğiyle başlamasında yatıyor. Bu başarının ortaklarını anarken PPL Tıbbi Araştırmalar şirketini de atlamamak gerek. Borsalarda tırmanışa geçen hisseleriyle gelişmenin meyvelerini şimdiden yemeye başlayan PPL, projenin hem amaçlarını belirleyerek hem de maddi olanakları yaratarak kuzu Dolly’nin varlığının temel sebebi olmuş. Dr. Wilmut’un gerçekleştirdiği başarı şöyle özetlenebilir: Yetişkin bir koyundan alınan somatik bir hücrenin çekirdeğini dahice bir yöntemle, başka bir koyuna ait, çekirdeği alınmış bir yumurtaya yerleştirmek ve bilinen "tüp bebek" yöntemiyle yeni bir koyuna yaşam vermek. Adını, ünlü şarkıcı Dolly Parton’dan alan kuzu Dolly, isim annesinin değilse de, DNA annesinin genetik ikizi. Dolly, sevimli görünüşüyle kamuoyunun sempatisini kazanmış ve tüm bu süreç ilginç bir bilimsel oyun olarak sunulmuşsa da gerçekte deney oldukça iyi belirlenmiş bilimsel ve maddi hedefleri olan, soğukkanlı bir süreç. Zaten Dolly’nin araştırmacılar arasındaki adı da en az varlığı kadar "soğukkanlıca" seçilmiş: 6LL3... PPL’in idari sorumlusu Dr. Ron James, şirket sırlarını kaybetme kaygısıyla maddi hedeflerini pek açığa vurmamakla birlikte, hemofili hastaları için koyunlara insan kanı pıhtılaşma faktörü ürettirmeyi de içeren pek çok önemli ticari hedefin ipuçlarını veriyor. PPL ve Roslin Enstitüsü’nün çalışmaları, geçmişi çok eskilere dayanan ve önemli gelişmelerin kaydedildiği bir alan olan transjenik (gen aktarılmasıyla ilgili) araştırmaların bir üst aşamaya, nükleer transfer (çekirdek aktarılması) evresine doğru ilerletilmesinden başka birşey değil. Yıllardır başarıyla sürdürülen transjenik çalışmalarda tek boynuzlu keçi, üç bacaklı tavuk gibi görünüşte çarpıcı, yararı kısıtlı çalışmaların yanı sıra, insan proteinlerinin hayvanlara ürettirilmesi gibi, modern tıp için çığır açıcı sayılabilecek başarılar kaydedildi. Son gelişmelere imzasını atan ekip, daha önce insan bünyesince üretilen molekülleri gen transferi yöntemiyle bir koyuna ürettirmeyi başarmıştı. Söz konusu deneyde gerek duyulan moleküllerin koyunun tüm hücrelerinde değil, sadece süt bezlerinde sentezlenmesinin sağlanması, koyunun "ilaç fabrikası" olarak değerlendirilmesini beraberinde getiriyordu. Dolly başarısının en önemli potansiyel yararı da bununla ilgili zaten. Gen transferi yöntemiyle, istediğiniz maddeyi sentezleyebilen bir canlıya sahip olduğunuzda, madde verimini artırmak üzere aynı süreci zaman ve para harcayarak yinelemeye çabalamak yerine elinizdeki canlının genetik ikizlerini yaratabilirseniz, ticari değer arz edebilecek miktarda ilaç hammaddesi üretimine geçebilirsiniz. Elinizde birkaç on tane genetik özdeş canlı biriktikten sonra, bu küçük sürüyü doğal yollardan üremeye bırakacak olursanız, hem "yatırımınız" kendi kendine büyüyecek, hem de genetik çeşitlilik yeniden oluşmaya başlayacağından, tek bir virüs tipinin tüm "fabrikayı" yok etmesinin önünü alacaksınız demektir. Biraz Ayrıntı İskoç ekibin gerçekleştirdiği klonlama deneyinin, dünyanın pek çok bölgesine dağılmış sayısız standart biyoteknoloji laboratuvarında "kolayca" gerçekleştirilebileceği söyleniyor. Yine de uygulanan yöntem, günlük gazetelerdeki basit şemalarda anlatıldığı kadar kolay ve hemen tekrarlanabilir türden değil. İskoç ekibin başarısı ve önceki sayısız benzeri çalışmanın başarısızlığı, Wilmut’un, verici koyundan alınan hücre çekirdeğiyle, kullanılan embriyonik hücrenin "frekanslarını" çok hassas biçimde çakıştırabilmesine dayanıyor. Bu yöntemle araştırmacılar, yetişkin çekirdeğin genetik saatini sıfırlamayı, tüm gelişim sürecini başa almayı becerebilmişler. Yöntemin ayrıntılarına girmeden önce bazı temel kavramlara açıklık getirmekte yarar var. Çoğu memeli canlı gibi insan bedeni de milyarlarca hücreden oluşuyor. Bu hücrelerin milyonlarcası her saniye bölünmeyi sürdürerek beden gelişimini devam ettiriyor ve yıpranmış hücreleri yeniliyor. Bu hücrelerin önemli kısmı bedenimizin belli başlı bölümlerini oluşturan "somatik hücreler." Tek istisna, üreme hücreleri. Eşeyli üreme, gametlerin (sperm ve yumurta) ortaya çıktığı "mayoz bölünme"yle başlıyor. Cinsel birleşme sonucunda, spermin yumurtayı döllemesiyle de yeni bir canlının ilk hücresi "zigot" oluşuyor. Bu noktadan sonra gelişmeye dönük hücre bölünmeleri, "mayoz" değil, "mitoz" yoluyla ilerliyor. Koyun ve insan hücrelerinin de dahil olduğu ökaryotik yani, çekirdeği olan hücreler, farklı gelişim evreleri içeren bir yaşam döngüsü geçiriyorlar. Bu döngüyü, hücrenin görece durağan olduğu "interfaz" ve belirgin biçimde bölünmenin gerçekleştiği mitoz evrelerine ayırmak mümkün. Hücre, yaşam döngüsünün yüzde doksan kadarını interfaz evresinde geçiriyor. Aslında, bu duraklama evresi göründüğü kadar sakin değil; hücre, tüm bileşenlerini DNA’yı sona bırakacak biçimde çoğaltarak, bölünmeye hazırlanıyor. Alt evreleri son derece iç içe girmiş olan interfaz evresini işlevsellik açısından G1, S ve G2 alt evrelerine ayırmak yerleşmiş bir gelenek. Yani, hücrenin yaşam döngüsü bu üç evre ve M (mitoz)’dan oluşuyor. G1 evresi, DNA dışındaki bileşenlerin çoğaldığı bir dinlenme dönemi. S, DNA’nın bölünmesiyle sonuçlanan bir geçiş evresi. G2 ise, iç gelişmenin tamamlanıp, hücrenin mitoz yoluyla bölünmeye hazırlandığı süreci içeriyor. Hücrelerin hangi evreyi ne kadar sürede tamamlayacakları bir biçimde programlanmış durumda. Belli bir organizmanın tüm hücreleri bu evreleri aynı sürede tamamlıyorlar. Yine de, ani çevresel koşul değişiklikleri hücreleri G1 evresinde kıstırabiliyor; sözgelimi, besleyici maddelerin miktarı birdenbire minimum düzeye düştüğünde. G1 evresinin belli bir aşamasında, öncesinde bu duraklamaya izin verilen sabit bir kritik noktası var. Bu kritik nokta aşılırsa, çevresel koşullar ne yönde olursa olsun, DNA replikasyonunun önü alınamıyor. İleride göreceğimiz gibi, bu noktanın denetim altında tutulabilmesi, Wilmut ve ekibinin başarılı bir klonlama gerçekleştirebilmelerinin altın anahtarı olmuştur. Bu noktada bir parantez açarak G1, S, G2 ve M evrelerinin denetim altına alınmasının, hücrenin yaşam döngüsünü olduğu kadar, hücrenin özelleşmesini, sözgelimi beyinden veya kas hücrelerinden hangisine dönüşeceğini de kontrol altına alabilmeyi, bir başka deyişle, hücrenin genetik saatini sıfırlamayı sağladığını ekleyelim. Wilmut ve ekibi Dolly’i klonlayıncaya kadar bu sürecin tersinmez olduğu, söz gelimi, bir defa kas hücresi olmaya karar vermiş bir hücrenin yeniden programlanamayacağı zannediliyordu. Peki Wilmut bunu nasıl başardı? Soruyu tersinden cevaplayacak olursak, diğerlerinin bunu başaramamalarının nedeninin, kullandıkları somatik hücrelerin çekirdeklerini S veya G2 evrelerindeki konakçı hücrelere yerleştirmeleri olduğunu söyleyebiliriz. Eski kuramsal bilgilere göre bu yöntemin işe yaraması gerekiyordu, çünkü çekirdeğin mitoza yaklaşmış olması avantaj olarak görülüyordu. Ancak bu denemelerde, işler bir türlü yolunda gitmedi. Kaynaştırmadan sonra, hücre fazladan bir parça daha mitoz geçiriyor ve yararsız, kopuk kromozom parçaları meydana geliyordu. Bu "korsan" genler, gelişimin normal seyrini sürdürmesi için ciddi bir engel oluşturuyordu. Dersini çok iyi çalışmış olan Wilmut, bu olumsuz deneyleri değerlendirerek hücreyi G1 evresinin kritik noktadan önceki duraksama döneminde, "G0 evresinde" kıstırmaya karar verdi. Verici koyundan alınan meme dokusu hücrelerini kültür ortamında gelişmeye bırakan Wilmut, hücrelerin geçirdiği evreleri sıkı gözetim altında tutarak bir hücreyi G0 evresinde kıstırıp bu haliyle durağanlığa bırakmayı başarmıştı. Bunun için, hücrenin besin ortamını neredeyse öldürme sınırına kadar geriletmiş, tüm süreci dondurarak bir anlamda genetik saati de sıfırlayabilmişti. Üstelik bu evre, kaynaştırılacağı yumurta hücresinin mayoz gelişim sırasında girdiği, bu işlem için en uygun olan metafaz-II evresiyle de mükemmel bir uyum içindeydi. İşlemin diğer kısımları yemek tariflerinde olduğu kadar sıradan ve kolay uygulanabilir nitelikte. G0 evresindeki çekirdek metafaz-II evresindeki yumurtayla kaynaştırılıp, normal besin koşulları ve hafif bir elektrik şoku etkisiyle olağan çoğalma sürecine yeniden sokulduğunda, her şey tüp bebek olarak bilinen, in vitro fertilizasyon sürecindeki işleyişe uygun hale geliyor. Zigot, anne koyunun rahmine yerleştiriliyor ve gerekli hormonlarla normal hamilelik süreci başlatılıyor. Wilmut ve ekibinin gerçekleştirdikleri hakkında bilinenler, yukarıda kaba hatlarıyla anlatılanlarla sınırlı. Sürecin duyurulmayan kritik bir evresi varsa, bu ticari bir sır olarak kalacağa benziyor. Ancak, herkesin olup bitenler hakkında aynı bilgilere sahip olması, deneyin başarısı konusunda kimsenin şüphe duymamasını gerektirmiyor. 277 denemeden sadece birinin başarılı olması başta olmak üzere, çoğu uzmanın takıldığı pek çok soru işareti var. Herşeyin ötesinde, herhangi bir olgunun bilimsel gelişme olarak kabul edilmesi için, sürecin yinelenebilirliğinin gösterilmesi gerekiyor. Bir embriyolog, Jonathan Slack, çok daha temel şüpheleri öne sürüyor: "Araştırmacılar, yumurta hücresindeki DNA’ları tümüyle temizleyememiş olabilirler. Dolayısıyla Dolly, sıradan bir koyun olabilir." Slack, alınan meme hücresinin henüz tamamen özelleşmemiş olabileceğini, böyle vakalara meme hücrelerinde, bedenin diğer kısımlarına göre daha sık rastlanılabildiğini de ekliyor. Zaten Wilmut da, bedenin diğer kısımlarından alınan hücrelerin aynı sonucu verebileceğinden bizzat şüpheli. Örneğin, büyük olasılıkla kas veya beyin hücrelerinin asla bu amaçla kullanılamayacaklarını belirtiyor. Üstüne üstlük, koyun bu deneylerde kullanılabilecek canlılar arasında biraz "ayrıcalıklı" bir örnek. Koyun embriyolarında hücresel özelleşme süreci zigot ancak 8-16 hücreye bölündükten sonra başlıyor. Geleneksel laboratuvar canlısı farelerde ise aynı süreç ilk bölünmeden itibaren gözlenebiliyor. İnsanlarda ise ikinci bölünmeden itibaren... Bu durum, aynı deneyin fare ve insanlarda asla başarılı olamaması olasılığını beraberinde getiriyor. Dile getirilen açık noktalardan biri de, hücrelerde DNA barındıran tek organelin çekirdek olmayışı. Kendi DNA’sına sahip organellerden mitokondrinin özellikle önem taşıdığı savlanıyor. Memeli hayvanlarda mitokondriyal DNA, embriyo gelişimi sırasında sadece anneden alınıyor. Her yumurta hücresi, farklı tipte DNA’lara sahip yüzlerce mitokondriyle donatılmış. Bu mitokondriler zigotun bölünmesinin ileri evrelerinde, embriyo hücrelerine dengeli bir biçimde dağılıyor; ancak, canlının daha ileri gelişim evrelerinde, bu denge belli tipteki DNA’lara doğru kayabiliyor. Parkinson, Alzheimer gibi hastalıkların temelinde bu mitokondriyal DNA kayması sürecinin etkileri var. Bu yüzden kimileri, sağlıklı bir kuzu olarak doğan Dolly’nin, zigot gelişimine müdahele edilmiş olması yüzünden sağlıksız bir koyun olarak yaşlanabileceğini öne sürüyorlar. Şimdilik Dolly’nin tek sağlıksız yönü, basına teşhir edilirken sabit tutulması amacıyla fazla beslenmesi yüzünden ortaya çıkan tombulluğu. Klonlamalı mı? Klonlamanın özellikle de insan klonlama konusunun etik boyutu kamuoyunca, günlük yaşamda kültürün, temel bilimsel birikimin, tarih, siyaset ve toplumbilimin en yaygın ve temel kavramlarıyla tartışılabilir nitelik kazanmıştır. Nükleer enerji kullanımı, hormon destekli tarım, ozon tabakasına zarar veren gazların üretimi gibi, farklı toplum kesimlerince kolayca anlaşılabilir ve tartışılabilir kabul edilen klonlama, şimdiden kamuoyunun gündeminde yerini aldı. Kamuoyunun, bilimsel ve teknolojik gelişmelerin uygulanıp uygulanmaması konusunda birtakım ahlaki gerekçelerle ne şekilde ve ne ölçüde yaptırım uygulayabileceği tartışmalı olsa da, şu anda kamuoyunun isteksizliği klonlama çalışmalarının daha ileri aşamalara taşınmasına en güçlü engel olarak gösteriliyor. Oysa, "tüp bebek" diye bilinen in vitro fertilizasyonun, başlangıçtaki şiddetli tepkilerden sonra kolayca kabullenilmesi, işin içine "çocuk sahibi olma isteği ve hakkı" karıştığı durumlarda (aynı argüman klonlama konusunda da sıkça kullanılıyor) toplumun ne kadar kolay ikna olabileceğinin bir göstergesi. Bilimkurgu romanları ve filmlerinde kaba hatlarıyla çokça tartışılmış olan klonlama konusunda halihazırda belli belirsiz bir kamuoyu "oluşturulmuş" durumda. Şu anda sürmekte olan tartışmaların bilinen yanlışlara yeniden düşmemesi için birkaç temel olguya açıklık getirmek gerekiyor. Olası yanılgıların en sık rastlananı, klonlanmış bir canlının, (tartışmalara sıkça insan da dahil ediliyor) genin alındığı canlının fizyolojik özellikleri bir yana, kişilik özellikleri bakımından özdeşi olacağı kanısı. Kazanılmış özelliklerin kalıtsal yolla taşınabileceği yanılgısı, Philosophie Zooloique (Zoolojinin Felsefesi) adlı ünlü yapıtı 1809 yılında yayınlanmış olan, Fransız zoolog Jean Baptiste Lamarck’a dayanıyor. Lamarck’ın görüşlerinin takipçileri, insanların gözlemlenebilir kişilik özelliklerinin önemli ölçüde kalıtsal nitelik taşıdığını savlayarak, çevresel koşulların gelişim üzerindeki etkilerini neredeyse tamamen yadsıyorlardı. Oysa, genetik, evrim, psikoloji gibi alanların ortaya koyduğu çağdaş ölçütler, kazanılmış karakterlerin kalıtsal nitelik gösteremeyeceğini ortaya koyarak, kişilik oluşumunda çevresel etmenlerin güçlü bir paya sahip olduğunu kanıtlamıştır. Bu bağlamda, basında da yankı bulan "koyunlar zaten birbirlerine benzerler" esprisinin aslında ciddi bilimsel doğrulara işaret ettiğinin altını çizmek gerekiyor. Klonlanmış bir koyunun, genetik annesinin genetik ikizi olduğu ölçülerek gösterilebilir bir gerçektir. Oysa, gözlemlenebilir kişilik özellikleri oldukça kısıtlı olan koyunların birbirlerine benzemeleri kaçınılmazdır. Çok daha karmaşık bir organizma olan insanoğlu, sayısız gözlemlenebilir kişilik özelliği sayesinde, genetik ikizinden kolayca ayırt edilebilir. Tüm bunların ötesinde, klonlanmış bir insanın sadece kişilik bakımından değil, fizyolojik ve bedensel özellikleri bakımından da, genetik ikizinden farklı olacağını peşinen kabullenmek gerekiyor. Bir bebeğin biçimsel özelliklerinin ana rahminde geçirdiği gelişim süreci içerisinde tümüyle DNA’sı tarafından belirlendiği görüşü yaygın bir yanılgı. DNA molekülü, insan geometrisine dair tüm bilgileri en sadeleşmiş biçimiyle bile bütünüyle kapsayamayacak kadar küçük. Çoğu biçimsel özellik, akışkan dinamiği, organik kimya gibi alanlardaki temel evrensel yasaların kontrolünde meydana geliyor. Bu süreçte de, her zaman için rastlantı ve farklılaşmalara yeterince yer var. Bir genetik ikiz, kuramsal açıdan, eşine en fazla eş yumurta ikizlerinin birbirlerine benzedikleri kadar benzeyebilir. Uygulamada ise, benzerlik derecesi çok daha düşük olacaktır; aynı rahimde aynı anda gelişmediği, aynı fiziksel ve kültürel ortamda doğup büyüyemediği için... İşin bu boyutunu da göz önünde bulunduran Aldoux Huxley, romanında, Bokanovski Süreci’yle çoğaltılmış bebekleri, yetiştirme çiftliklerinde psikolojik koşullandırmaya tutma gereği duymuştu. Benzer biçimde, 1976’da yazdığı The Boys from Brazil romanında Adolf Hitler’den klonlanan genç Hitler’lerin öyküsünü kurgulayan Ira Levin, klonları, Adolf Hitler’in kişiliğinin geliştiği tüm olaylar zincirinin benzerine tabi tutma gereğini hissetmişti. Tüm bu "hal çarelerine" rağmen, kopya insanın genetik annesinden çoğu yönden farklı olması kaçınılmaz görünüyor. Diğer tüm koşullar denk olsa bile, kopya birey, aynı zamanda ikizi olan bir anneye sahip olmasından psikolojik bakımdan etkilenecektir. Sağduyumuz bize Hitler’i genlerinin değil, Weimar Cumhuriyeti sonrası sosyo-ekonomik koşulların ve genç Adolf’un kıstırıldığı maddi ve manevi bunalımların yarattığını öğretiyor. Tüm bunların ışığında, klonlama konusundaki popüler tartışmaları, tıkanıp kaldıkları, "beklenmedik bir ikize sahip olma" fobisinden kurtarılıp, daha gerçekçi zeminlere çekilmesi gerekiyor. Gen havuzunun (belli bir topluluktaki genetik çeşitlilik) daralması, hayvancılığın geleneksel yapısından koparılıp biyoteknoloji şirketlerinin güdümüne girmesi, yol açılabilecek genetik bozuklukların kontrolden çıkması, bu alanda çalışan bazı şirketlerin (söz gelimi PPL’in) tüm tekel karşıtı yasal önlemleri delerek ciddi ekonomik dengesizliklere yol açması gibi akla gelebilecek sayısız somut etik sorununun tartışılması gerekiyor. Yoksa, akademik organlardan dini cemaatlere kadar sayısız grup gelişmeleri "kitaba uydurma" çabasıyla, kısır tartışmalara girebilir. Örneğin, Budist bir araştırmacı, Dolly’nin eski yaşamında ne gibi bir kabahat işleyip de bu yaşama klonlanmış olarak gelmeyi hak ettiği üzerine kafa yoruyormuş. Aslında biyoteknolojik tekelcilik tehdidine, Cesur Yeni Dünya’da Aldous Huxley de işaret etmişti: "İç ve Dış Salgı Tröstü alanından hormon ve sütleriyle Fernham Royal’daki büyük fabrikaya hammadde sağlayan şu binlerce davarın böğürtüsü duyuluyordu..." İnsanoğlunun temel kaygıları, şimdilik bazı temel koşullarda klonlamayla çelişiyor gibi görülüyor: Bir çiftçi düşünün ki, kendisi için tüm evreni ifade eden kasabasında herkese hayranlıktan parmaklarını ısırtan bir danaya sahip olsun. Bu danayı klonlayıp tüm sürüsünü özdeş yapmayı ister miydi? Büyük olasılıkla biraz düşündükten sonra bundan vazgeçerdi. Danasının biricik oluşu ve genetik çeşitliliği sayesinde bu danaya yaşam veren sürüsünün daha da güzel bir dana doğurması olasılığı çok daha değerli. Ömrü boyunca aynı dananın ikizlerine sahip olmayı kabullenmiş bir çiftçinin komşusu her an elinde daha güzel bir danayı ipinden tutarak getirebilir. Özgür Kurtuluş Kaynaklar: Biospace Huxley A., Cesur Yeni Dünya, Çev: Gürol E., Güneş Yayınları, 1989 Nash M. J., "The Age of Cloning", Time, 10 Mart 1997 Roslin Enstitüsü Basın Bültenleri Star C., Taggart R., Biology: The Unitiy and Diversity of Life, 1989 Underwood A., "Little Lamb Who Made Thee", Newsweek, 10 Mart 1997 Wilmut I., Schnieke A. E., McWhir J., Kind A. J., Campbell K. H. S., "Viable Offspring Derived From Fetal and Adult Mammalian Cells", Nature, 27 Şubat 1997

http://www.biyologlar.com/genetik-kopyalama

Canlıların Ortak Özellikleri

Canlı ve cansızların aynı kimyasal ve fiziksel yasalara bağlı olduğuna inanan felsefeye Materyalizm ya da mekanik görüş, buna karşılık canlıların farklı yasalar altında hareket ettiğini ve canlılığın mistik bir güç ile meydana geldiğini benimseyen görüşe de Vitalizm ya da kadercilik denir. Her iki görüşün de temelinde belirli kimyasal ve fiziksel ilkelerin yattığı bir gerçektir. Canlılk ile cansızlığı virüslerde birbirinden ayırmak oldukça zordur (uygun koşullarda canlı özelliği, uygun olmayan koşullarda ise kristal hale geçerek cansız özelliği gösterir). Daha ileriki kademelerde canlılık özelliği belirgin hale geçerken, o zaman da canlının bitki mi yoksa hayvan mı olduğu konusunda bazı sorunlar ortaya çıkar. Nitekim birhücreli bazı hayvan grupları bugün hem botanikçiler hem de zoologlar tarafından incelenmektedir. (Örneğin; kamçılılardan öglenanın karanlıkta hayvansal, ışıkta bitkisel davranması, evrimsel gelişimde her iki grubun bu kademede ortak bir organizasyona ve ataya sahip olduğu fikrini güçlendirmektedir.) Bu aşamadaki ortaklık, daha sonraki kademelerde "bu bir canlıdır"yargısını açıkça verdirecek ortak özellikleri beraberinde vermiş; uyuma göre bu özellikler sonradan geliştirilmiştir. A. ÖZEL BİR KİMYASAL DİZİLİME SAHİP OLMALARI Cansızlar, kimyasal bağların izin verdiği ölçüler içerisinde bir bileşime sahiptirler. Canlılar ise bu kimyasal bağların dizilimini özel bir şekilde saptarlar. Tüm canlılar genleri oluşturan çekirdek asitlerini -genellikle DNA (bazı virüslerde RNA)- içerirler. Gensiz bir canlılık düşünemeyiz. Çünkü genler değişik yaşam formlarının sentez ve replikasyonundan (eşlenmesinden) sorumludur. Tüm genler aynı birimlerden; fakat değişik dizilimlerden oluşmuştur. Dolayısıyla tüm canlıların yapısına giren protein, bu genlerin yapısal değişikliğine uygun olarak, her hücrede farklı amino asit dizilimine sahip olurlar. İlave olarak karbonhidrat, yağ, ve su içerirler. Tüm bu maddelerin özel karışımı protoplazmayı meydana getirir. B. HÜCRESEL DİZİLİM Canlıların büyük bir kısmı (kural olarak çokhücreliler) hücre olarak bilinen birimlerden yapılmıştır. Her hücre çok ince zarla (plazma zarı) çevrilmiştir. Bu zar erimiş maddelerin ve suyun hücre içerisine girip çıkmasına izin verir. Her iki yönde de geçirim bakımından çok özelleşmiş seçici bir yeteneği vardır. Hücre bir çok kimyasal değişimin yapılabilmesi için değişik enzimleri ve en önemlisi yalnız başına kendinin aynını üretebilecek yeteneğe sahiptir. C. ORGANİZASYON Canlıların vücut kısımlarının görev bölümüne ve belirli kurallar içerisinde canlılık etkinliğini devam ettirmelerine organizasyon denir. Bütün hayvan ve bitkilerin vücudu, yapısal ve işlevsel olarak birim kabul edilen hücrelerden yapılmış olmasına karşın homojen değildir. Farklılaşmış vücut kısımları değişik görevleri üzerine almıştır. Hatta birhücreli canlılarda, ergin evrede, boy ve şekil sabit olmakla beraber, hücrenin farklı kısımları farklı görevleri üzerine almıştır. D. UYARILMA Bütün canlıların çevrelerindeki fiziksel ve kimyasal koşulların değişmesine karşı tepkileri kalıtsaldır. Basit organizmalarda uyarı, genel olarak bütün vücutla algılandığı halde, yüksek organizmalarda duyu organlarının yeri merkezileşmiştir. Örneğin; ışık gözle, koku burunla, tat dille, basınç ve sıcaklık deriyle vs. Uyarının alınması ve gerekli tepkinin gösterilmesi, canlının evren içerisinde en uygun yerde ve koşullarda yaşamasını sağlamayı yaratmaktadır. E. HAREKET Beslenme, korunma, üreme, yayılma, en rahat edebileceği bölgeyi bulma vs. gibi yaşamın temel işlevlerini yürütebilmek için, ilkel organizmalarda ya vücudun tamamıyla protoplazmik hareket ya bir kısmıyla sil ve kamçı hareketi ya da yüksek organizmalarda görülen, yürüme, yüzme, ve uçmanın sağlanması için belirli organ oluşumları görülür. Birçok canlı tüm yaşamı süresince belirli bir yere bağlı kalmasına karşın, vücudun değişik kısımlarının çevre koşullarına göre değişimi de hareket olarak kabul edilir. Örneğin; bitkilerde ışığa (fototropizm), yerçekimine (geotropizm), neme (higrotropizm), vs. ye yönelim bir hareket kavramı içerisinde değerlendirilir. F. ENERJİ KULLANIMI Canlılığın en önemli öğelerinden biri büyüme, üreme, yenilenme vs. için enerjiye olan gereksinimleridir. Hücre kendi başına enerji üretemez; dışarıdan kaynak sağlamak zorundadır. Hayvanlar enerji bağları içeren molekülleri yıkmak (katabolik tepkimeler) suretiyle gerekli enerjiyi sağlarlar. (karbonhidrat, yağ ve proteinden). Küçük molekülleri büyük moleküller halinde bağlayarak (anabolik tepkimeler) yapı taşlarını ve enerji depolanmasını da yapabilirler. Bu tepkimelerin tümüne birden biyoenerjitik denir. Bir moleküldeki enerjinin büyük bir kısmını kullanma oksijen kullanmakla olur; yani tamamıyla oksitlenmelidir (aerobik solunum=oksijenli solunum). İlkel canlıların bir kısmı (bazı mikroorganizmalar, özellikle mayalar) ve bazı endoparazitler (bağırsak solucanları gibi) bu kaynak maddeleri oksijensiz yıktığı için enerjinin pek az bir kısmından yararlanabilir (anaerobik solunum=oksijensiz solunum). Pek az bir organizma grubu da bazı inorganik maddeleri yıkmak suretiyle enerji elde eder; azot, demir ve kükürt bakterileri bunlara tipik örneklerdir. Dünyada serbest oksijenin olmadığı devirlerde, canlılar enerjilerini bu yollarla sağlıyorlardı. Bitkiler ise (saprofit ve parazit olanların bir kısmı hariç) enerji kaynağı olarak güneş ışınlarını kullanır. Güneş ışınlarının kuantlarındaki enerjiyi kimyasal bağlar halinde (nişasta) tutarlar ve bu kimyasal bağlar tüm adrıbeslek (heterotrof) canlıların enerji kaynağını ve yapı maddelerini oluşturur. İlk evrelerde (bitkiler oluşmadan önce) enerji kaynağı olarak UV ışınlarının katalizlediği bazı ilkin organik moleküller kullanılmıştır. Ozon perdesi oluştuktan sonra bu kaynak büyük ölçüde kurumuştur. G. ÇEVREYE UYUM Canlılar kural olarak yaşadığı ortamın koşullarına uyum yapabilecek yeteneğe sahiptir. Bu durum homeostatik tepki olarak bilinir. Değişik koşulların bulunduğu ortamda en uygun yeri seçmeye çalışır; şayet tam anlamıyla uygun ortam bulamazsa, yapısal değişikliklerle (mutasyonların yardımıyla) bu uyum sağlanmaya çalışılır. Günlük uyumlardan binlercesini farkında olmadan yaparız. Örneğin gözün karanlığa ve aydınlığa uyum yapması gibi. Çevre koşullarının değişmesi canlı bünyesine en az etki bırakacak şekilde iletilmeye çalışılır (özellikle sıcakkanlılarda); örneğin çölde ve kutuplarda insan kanı her zaman aynı sıcaklıktadır. Canlı, uyum yapabildiği oranda hayatta kalma şansına sahiptir. Bu oran ise kalıtsal yapı ile saptanmıştır. Bu sınırların dışındaki uyumlar ancak mutasyonlarla sağlanabilir. H. ÜREME Hiçbir canlı sonsuz olarak yaşamını devam ettiremez. Herhangi bir şekilde, üremeyle, kalıtsal materyal gelecek kuşaklara aktarılır. Birhücrelilerde bölünme aynı zamanda çoğalmayı sağlamasına karşın, çokhücrelilerde üreme belirli vücut kısımlarına özgü bir yetenek olarak ortaya çıkmıştır. Bazı canlı gruplarında gen değişimi olmaksızın (eşeysiz) üreme görülmesine karşın (birhücrelilerde mitoz bölünme; çokhücrelilerde tomurcuklanma, dallanma, partenogenez çoğalma, bitkilerde çeliklenme vs.) kural olarak eşeyli üreme çok daha sıktır. Bu şekilde değişik gen kombinasyonları ortaya çıkarak daha başarılı döllerin meydana gelmesini sağlar. Bu, evrim mekanizmasının en önemli ögelerinden biridir. İ. EVRİMSEL UYUM VE VARYASYONLARIN KALITIMI Tüm canlılar genlere sahiptir ve genlerin tümü de mutasyonla değişebilir. Bu, aynı türün farklı bireylerinin kalıtsal olarak değişmesini sağlar. Dolayısıyla o anda faydalı olan mutasyonları taşıyan bireyler seçilir, zararlı olanlar uyum yapamadığı için ortadan kaldırılır ve evrimsel bir yönlendirme ortaya çıkar. Bu, zamanla türün değişmesine neden olur; özellikle çevre koşulları değiştiği zaman. Kalıtsal uyumlar meydana gelmeseydi, hiçbir tür yaşamını sürdüremeyecekti; çünkü çevre koşulları devamlı olarak değişmektedir. I. BÜYÜME Çevresindeki anorganik (ham) maddeleri kendi protoplazma yapısına çevirme, büyüme olarak bilinir. Bitkilerde (çok yıllık) kural olarak sınırsız bir büyüme görülmekle beraber, hayvanlarda her türün kendine özgü şekil ve büyüklüğe ulaşmasına kadar devam eder. Çok hücreli hayvanlarda genellikle bir büyüme evresi vardır. Bu evrede büyüme hızlıdır. Daha sonraki evre olgunluk evresidir, büyüme yoktur; fakat protoplazmanın yenilenmesi için devamlı besin yadımlaması (asimilasyonu) vardır. Protoplazma, metabolik tepkimeler sonucu sürekli olarak yıkılır, eğer yaşam devam edecekse bu protoplazmanın yenilenmesi gerekir. Birhücrelilerde büyüme, çoğalma ile sonuçlanmasına karşın; çokhücrelilerde vücudun gelişmesini ve irileşmesini sağlar. Yaşlılık evresinde protoplazmanın yenilenmesi gittikçe azalır; hücre yavaş yavaş işlevini; ilerlemiş ve yaygınlaşmış durumlarda da yaşamını yitirir. Bu bozulma herhangi bir yaşta, yeterince besin alınmadığında veya nitelik bakımından doyurucu olmadığında da ortaya çıkabilir. Yenilenmenin kusursuz olması protoplazmanın içerdiği maddelerin eksiksiz olmasıyla sağlanabilir. Büyüme her türde kalıtsal yapıyla sınırlandırılmıştır. Bunun alt ve üst sınırları çevre koşullarıyla belirlenmistir.

http://www.biyologlar.com/canlilarin-ortak-ozellikleri-2

Köpek Hastalıkları

Tüm hayvanlar yaşamları boyunca çeşitli enfeksiyonlara maruz kalırlar.Anneden alınan antikorların etkisi sona erdiğinde enfeksiyonlara karşı zayıf hale gelirler.Enfeksiyona yakalanmadan önce,kendi bağışıklıklarını geliştirmeleri için gerekli olan yeterli miktarda antikoru üretecek B hücrelerine sahip olmaları gerekir.Özellikle köpek üretim merkezleri,barınaklar,pansiyonlar,pet shop ve dog showlar gibi kalabalık çevrelerde bulunan yavrular yüksek risk altındadır.Bu nedenle,viral ve bakteriyel aşıları tamamlanmış olan yavru köpeklerin,dog show gibi etkinliklere katılması doğru değildir. VİRAL HASTALIKLAR Gençlik Hastalığı : (Canine Distemper) Köpeklerin gençlik hastalığı bulaşıcı viral bir hastalıktır.Kolostrum (anneden ilk emzirme sırasındaalınan süt,ağız sütü,yüksek miktarda antikor içerir.)almış yavrularda.maternal(anneden alınan) antikorlar yavruyu % 12 hafta korur.Kolostrum almamış olanlarda ise bu süre 1-4 haftadır.Bu nedenle hastalık genelikle 3-12 aylık köpeklerde yaygındır.Fakat daha yaşlı köpeklerde de rastlanabilmektedir.Yüksek ateş (40-41C) ile başlayan hastalık,iştahsızlık,depresyon,burun ve göz akıntıları,kusma ve ishal ile devam eder.Hastalığa yakalanan köpeklerin büyük kısmı (%60-80) ölür.Hastalığın en çok görülen tipi solunum tipi olmak üzere sindirim sistemi ile ilgili ve sinirsel belirtilerin gözlendiği hastalık formları daha sık görülür.Hastalığın sinirsel formunda sara tipi nöbetler,tikler ve felçler gözlenir.Distemper virüsü T ve B hücreleri ile makrofajları etkiler.Köpek iyileşse bile virüsün bağışıklık sisteminde yaptığı bozukluk kalıcı olur.Distemper virusünün hastalık yapma yeteneği köpek makrofajları üzerindeki bu replikasyon yeteneğinden ileri gelmektedir. Kanlı İshal :(Canine Coronavirüs) Kanlı ishale neden olan parvovirüsler nisbeten yeni virüslerdendir ve kedilerin gençlik hastalığı virüsleri ile yakkınlıkları vardır.İlk olarak 1978 yılında ortaya çıkan ve yüzbinlerce köpeğin ölümüne neden olan bu hastalık köpeklerin afeti olarak tanımlanmaktadır.İlk olarak Kuzey Amerika'da tanımlanan hastalık bundan sonra Avustralya,Yeni Zelanda,Asya,Merkez Amerika ve Güney Afrika'da görülmüştür.1983'lü yıllarda itibaren 50'yi aşkın ülkede gözlendiği bildirilmiştir.Hastalık her yaştaki köpekte gastrointestinal belirtilere,yavru köpeklerde kalp kasının iltihabına(miyokarditis) neden olur.Özellikle yavru köpekler için tehlikeli olan parvoviral enteritise,3 yaşın altındaki köpeklerde rastlanmaktadır.Yeni zelanda'da yapılan bir araştırmaya göre 0-7 haftalık köpeklerde hastalığın insidansı %63, 8-12 haftalık köpeklerde %29, 3-6 aylık köpeklerde %23, 6-12 aylık köpeklerde %14, 1-2 yaşındakilerde ise %9, bir yaşından sonra da %11 olarak tespit edilmiştir.Bu virüs özellikle hızlı olarak bölünen hücreleri hedef alır.Bu hücrelerde organizmada barsakta bulunan ve alınan besinlerin değerlendirilmesi ile ilgili olan hücrelerdir. Parvoviral hastalığın ilk belirtisi şiddetli kusmadır.Kusmuk gri-beyaz renkte ve suludur.Kusmayı sulu,kötü kokulu,sarıdan kahverengiye kadar değişen renkte ishal izler.İshal halinde çıkarılan dışkıda taze ya da pıhtılaşmış halde kan bulunur.Ateş 41.C kadar yükselir.Kusma ve ishal nedeni ile oluşan sıvı kayıpları sonucu çoğu yavru köpekler ilk 24 saat içerisinde ölür.Kalbin etkilendiği durumlarda ise çoğu zaman yavru köpekler ölü bulunurlar.Bu hastalıkta ölüm oranı %50'nin üzerindedir. Parvovirüslerin bağışıklık sistemini baskıladıkları bilinmektedir.Ancak bunun mekanizması ve lenfosit fonksiyonlarını nasıl etkiledikleri henüz açıklığa kavuşmamıştır.Virüslerin bağışııklık sistemini nasıl baskıladıklarına ilgli 4 ana mekanizma vardır.Bu mekanizma lar sayesinde virüsler,vücudun bağışıklık sisteminin zayıf taraflarını araştırarak kendi varlıklarını garentiye alırlar.Virüsler: 1)T ve B hücrelerinin fonksiyonlarını bozar veya onları yok ederler. 2)Bağışıklık sisteminin düzeninde dengesizliğe yol açarak,baskılayıcı T hücrelerinin aşırı aktif hale gelmesine neden olurlar. 3)Makrofajlar bu virüsleri yutarken,makrofajlara zarar verebilir vemakrofajları enfekte edebilirler. 4)Hedef hücrelerin genetik kodlarını çalabilirler. Virüsler özellikle belirli bir hücreyi etkileyen kimyasal habercilerin reseptörlerine kendi genetom proteinlerini yerleştirirler.Bu şekilde virüs, habercinin gönderdiği kamutları bozar veya ortadan kaldırır.Modifiye canlı parvovirüs aşıları,köpeklerde 2-5 haftalık bir süre için bağışıklık sistemini baskılayıcı etki gösterir. Bulaçıcı Karaciğer Hastalığı : (Infectıous Canine Hepatitis, CAV-1) Bu hastalığın etkeni adenovirüslerdir (CAV-1) ve bulaşma hasta köpeklerin idrarı ile olur.Hastalığın en şiddetli formları yavru köprklerde görülmektedir.Aşılı anneden doğan yavru köpekleri kolostrum 5-7 haftaya kadar koruyabilir.Bulaşıcı karaciğer hastalığının 13 yaşındaki köpeklerde bile ölüme yol açtığı bilinmektedir.Adenovirüsler tüm dokuları enfekte edebilme yeteneğindedir.Fakat daha çok karaciğer hücreleri ile ilgilidirler ve bu organda şiddetli yangıya neden olur.Hastalığın ilerleyen dönemlerinde gözlerde kornoval opasite (kornoal bulanıklık) şekillenir.Mavi göz olarak daadlandırılan bu bozukluğun nedeni gözlerin pigmentli tabakasının yangısıdır ve aşılamayı takibende gözlemlenir. Adenovirüs Tip-2 Enfeksiyonu : (Canine Adenovirüs Type-2 CAV-2) Bu virüs daha çok solunum sisteminde hastalık yapmaktadır."Trache obronşitis veya Kennel Cough" olarak adlandırılan köpek öksürüğü hastalığının etkenlerinden biridir.Özellikle kalabalık ortamlarda barınan köpekler arasında yaygındır.CAV-2 aşısı aynı zamanda CAV-1 aşı virüsü nedeniyle oluşabilecek korneal reaksiyonlarıda önler. Köpek Nezlesi : (Canine Parainfluenza) Bu viral enfeksiyon solunum sisteminde orta dereceli bir yangıya neden olur.Ancak CAV-2 virüsü ve Bordetalla bronchiseptica bakterisi ile kombine halde çok şiddetli ve ölümcül enfeksiyonlara neden olurlar. Koronavirüs İshali : (Canine Coronavirüs) Koronaviaral enfeksiyon genellikle subklinik olarak seyreder.Klinik belirtileri ateşle ve hafif bir inestial akıntı ile başlar,sonraları kusma ve ishal gözlenir.Koronaviral hastalık tek başına şiddetli enfeksiyonlara neden olmamakla birlikte,özellikle parvoviral enfeksiyonlarla birleştiği zaman,hem klinik belirtilerin şiddeti hem de ölüm oranında artış görülür. Kuduz :(Rabies) Kuduz sıcak kanlı hayvanların merkezi sinir sistemini etkileyen viral bir hastalıktır.Bu eski ve korkunç hastalığın etkeni olan Rhabdovirüsler beyinde yangı(iltihap) meydana getirirler.Bu virüs enfekte hayvanların salyası ile taşınır.İnkubasyon periyodu(Etkeni aldıktan hsatalığın başlamasına kadar geçen zaman periyodu.) 10 gün ile birkaç ay arasında değişir.Kuduz ölümcül bir hastalıktır.Klinik belirtiler ortaya çıktıktan sonra tedavinin faydası yoktur.Birçok vahşi hayvan(ratlar,racoonlar,yarasalar,tilkiler) kuduzun rezarvuarı durumundadır.Aristotlr "Hayvanın Tarihçesi" adlı kitabında kuduzu éköpek Deliliği" şeklinde tanımlamıştır.Kuduzdan korunma için modifiye canlı ve ölü aşılar bulunmaktadır.Son yıllarda ölü aşıların daha etkili bulunması,modifiye canlı aşıların vazgeçilmelerine neden olmuştur. BAKTERİYEL HASTALIKLAR Bordetelloz: Bu hastalığın etkeni olan Bordetella bronchiseptica bakterisi Adenovirüs Tip-2 ve Parainfluenza ile birleşerek Köpek Öksürüğü diye adlandırılan hastalığı meydana getirir.Köpek bordetellozisi şiddetli öksürüğe neden olur.Aşı özellikle intranazal (burun içi) olarak uygulandığı zaman çok etkili koruma sağlar.Toplam 13 antijenlik tip bu hastalığa neden olabilmektedir.Fakat sadece 3 tanesine karşı aşı geliştirilmiştir.Ancak bu üçü %90 nın üzeindeki vakadan sorumlu olan antijenlerdir. Leptospiroz: Klinik tablosu oldukça değişik olan bu enfeksşyonda ateş ile başlayan hastalık tablosu böbrek yetmezliği ile sonuçlanır.Böbrek fonksiyonlarının bozulması üremiye neden olur.Başlıca belirtileri halsizlik,uyuşukluk,deprosyon,iştahsızlık,ishal,kusma,ağız ve göz mukozalarının yangısı,anormal sinirsel belirtiler ve ölüme neden olan kan pıhtılaşması bozukluklarıdır.Bulaşma enfekte köpek ve ratların idrarları ile olur.Bu hstalığın en önemli özelliği insanlarada bulaşabilmesidir. AŞISI BULUNMAYAN ÖNEMLİ KÖPEK HASTALIKLARI Herpesvirüs : Bu viral enfeksiyon özellikle yavru köpekler için öldürücü bir hastalıktır.Süt emme çağındaki yavru köpeklerde hafif derecede solunum yolu enfeksiyonuna neden olur.Kalıcı enfeksiyonlar olgun dişilerde meydana gelebilir.Herpesvirüsler sinir hücrelerine yerleşerek bağışıklık sisteminden korunabilme yeteneğindedirler.Brusellosizin aksine,herpesvirüsle enfekte olan gebeler doğum yaparlar.Ancak matarnal antikor geçişini sağlayamazlar.Bu annelerden doğan yavrular herpesvirüslere karşı duyarlıdırlar. Bruselloz: Bu bakteriye hastalığın ne aşısı nede tedavisi vardır.Hasta köpekler devamlı taşıyıcı durumundadırlar.spontan yavru atmalar brusellosizin ilk göstergesidir.Bulaşma oral ve mukoz membranlar yoluyla olmaktadır.erkek köpekler enfeksiyonu çiftleşme yoluyla enfekte dişi köpeklerden alırlar.Ayrıca hasta dişilerin vulvalarının yalanması ve idrarlarnın alınması yolu ilede bulaşmalar olmaktadır.Dişiler de yine çiftleşme ve hastalığın etkeni olan bakterilerin ağız yolu ile alınması neticesinde hastalığa yakalanırlar.Bu nedenle dişi köpekler üreme öncesinde brusellosiz yönünden kontrol edilmelidir.

http://www.biyologlar.com/kopek-hastaliklari

PCR Nedir? (Polimeraze Chain Reaction )

Yukarıdaki izleyeceğiniz animasyon PCR Polimeraz Chain Reaction ) ,türkçe adlansırılması ile Dna kopyalanması ve çoğaltılması olayıdır.Bu mekanizma 1985 yılında Celera genomics calışanı Carry Mullis tarafından tanımlanmış ve günümüze kadar birçok defa geliştirilerek kullanılmaya devam edilmiştir. Temel olarak mekanizma yüksek sıcaklıkta yapısı bozulmayan bir DNA polimeraz kullanılarak ,bir Thermo Cycler (Isı Düzenleyici) yardımıyla Dna replikasyonunu in vitro ortamda tekrarlanması sonucu dna nın çoğaltılmasını sağlamaktır.Bu mekanizma günümüzde moleküler biyoloji ve genetik labratuarlarının sıkça kullandığı bir yöntemdir. Genetik tanı, gen klonlaması , Babalık tayini ,Nokta mutasyonları analizi ,prenatal tanı da ve birçok diğer uygulama alanı olması nedeniyle çok önemli bir keşif olarak biyoloji biliminde yeni ufuklar açmıştır. Pcr reaksiyonu ile ilgili geniş bir akademik bilgiyi www.genetiklab.com/yontemler.htm adresinden alabilirsiniz. PCR (POLİMERAZ ZİNCİR REAKSİYONU) Laboratuvar ortamında spesifik DNA dizilerinin ;primer denilen sentetik oligonükleotid diziler yardımıyla çoğaltılması işlemidir Standart bir PCR Protokolü yoktur. Bileşenler çoğaltılacak DNA bölgesinin özelliklerine göre değişir. KLASİK PCR: Hedef DNA dizisinin her iki ucuna özgü spesifik primerler kullanılarak termostabil DNA polimeraz yardımıyla uygulanan PCR çeşididir.Daha sonraki analizler için döngü sayısına göre üstel oranda artan düzeyde ürün elde edilir.Tipik bir PCR üç temel basamakta gerçekleşir: *Denatürasyon:İlk aşamada DNA molekülünün çift zincirli yapısı yüksek ısı yardımıyla birbirinden ayrılır(denatürasyon) .Çoğunlukla 94°C- 97°C arasında 15-60 sn süresince uygulanır.(İlk denatürasyon tek saykıl olarak 15 dakikaya kadar uygulanır) *Annealing(Bağlanma):Denatürasyonu takiben daha düşük ısılarda oligonükleotid primerler, ayrılmış olan tek zincirli DNA üzerinde kendi eşlenikleri olan bölgelere bağlanırlar.Bu olay çoğunlukla 47°C- 60°C arasında 30-60 sn ‘de gerçekleşir.(G/C oranı yüksek olan bölgelerde bağlanma ısısı 68°C’ye kadar arttırılabilir) *Elongasyon(uzama):Son aşamada ısı 72°C’ye kadar arttırılarak DNA polimeraz enziminin tamamlayıcı DNA zincirini uzatması sağlanır.Elongasyon basamağının süresi kullanılan polimerazın cinsine ve amplifiye edilecek DNA‘nın uzunluğuna göre 30sn ile 3 dakika arasında değişir. Termal sayklırın bu üç basamağı her tekrarında DNA miktarı teorik olarak iki katına çıkar.Oluşan ürün; ilk koyulan DNA miktarı ve saykıl sayısına bağlıdır. 25-40 saykıl uygulanır. Klasik PCR normalde sayısal (quantitatif) bir değerlendirme ölçüsü değildir fakat quantitatife dönüştürülür.Jel elektroforez de ürünler karşılaştırılarak veya most probable number (MPN) yardımıyla sonuca ulaşılır.MNP yönteminde ardarda seyreltmeler ve MNP hesaplayıcısı kullanılır. Tercih edilmeyen bir yöntemdir.Bir diğer yöntem de competitive (karşılaştırmalı) PCR’dir. Karşılaştırmada delesyon veya insersiyon taşıyan örneklerle (farklı uzunlukta bant oluştururlar) elde edilen ürün jel elektroforezde karşılaştırılır. MULTİPLEX PCR: Klasik veya Real-time PCR’nin modifikasyonuyla iki veya daha fazla farklı PCR amplifikasyonunun aynı reaksiyonda gercekleştirilmesine dayanır.Klasik PCR ile aynı basamaklarda gerçekleşir fakat her bir reaksiyonda çoklu primer setleri kullanılır.Multiplex PCR ile daha az zamanda daha çok hedef bölge amplifikasyonu gerçekleştirildiğinden kullanışlı bir inceleme yöntemidir.Fakat önemli derecede optimizasyon gerektirir.Değişik hedeflerin aynı reaksiyon şartlarında amplifikasyonunu sağlamak için kullanılacak primerlerin dikkatli seçilmesi ,annealing ısılarının birbirine uygun olması, birbirleriyle dimerizasyona girmemeleri gibi bazı önemli şartları gerçekleştirilmesi gereklidir.Farklı primer çiftlerinin en iyi konsantrasyonlarının seçimi ve non spesifik amplifikasyonların önlenmesi birçok deneme gerektirir. Reverse Transcription (RT)-PCR: mRNA ve viral RNA gibi RNA hedef dizilerinin amplifikasyonu amacıyla kullanılır.Bu PCR çeşidinde bir reverse transkriptaz enzimi ve DNA primeri kullanılır.DNA primeri genellikle dT oligonükleotidi içerir ( sadece hexamer yapıda thymidine nükleotidi) veya bir spesifik primerdir.dT messenger RNA’ nın poli A kuyruğuna bağlanır ( 5’ ucunda). dT hexameri tüm RNA çeşitlerinde bulunmakla birlikte dezavantajı 25°C de hibridize olması ve ortamda RNase inhibitörü bulunmaz ise çabuk bozunmasıdır. Reverse transcription ve PCR amplifikasyonu bir veya iki aşamada uygulanabilir.Ayrı ayrı iki aşama halinde uygulanan RT-PCR daha hassas ; tek aşamalı ise daha az kontaminasyon riski taşır ( çünkü tüp transkripsiyondan sonra açılmamaktadır).Hangi yöntemin kullanılacağının belirlenmesi bizim hassasiyetmi yoksa kontaminasyondan kaçınmakmı istediğimize bağlıdır.RT-PCR için birkaç çeşit reverse transcriptase enzimi vardır.Bir veya iki aşamalı reaksiyon seçimi ve daha sonraki aplikasyonlara göre enzim karekteristiği seçilir.Bu seçimde RNase aktivitesinin olup olmaması , iyon gerekliliği,dUTP ekleyebilme yeteneği ve optimum çalışma ısısı gibi etmenlerde önemlidir. NESTED PCR: Komplex mikrobiyal popülasyonlara ait hedef dizilerin spesifik bir şekilde amplifikasyonu klasik PCR yöntemleriyle bazen mümkün olmayabilir.Eğer amplifikasyonunu yapmaya çalıştığımız fragment uzunluğunda non-spesifik fragment(ler) amplifiye olmuş ise bu bizi yanlış sonuca götürebilir.Bundan kaçınmak için Nested PCR yöntemleri uygulanır.Bu metod ; klasik PCR’ye farklı primer takımlarıyla ikinci bir amplifikasyon uygulamaktan ibarettir.İlk amplifikasyonda elde edilen ürün ikinci PCR için kalıp olarak kullanılır.Kullanılan ikinci primer takımı diziye özgüdür. KULLANILAN ENZİMLER: Termofilik bir bakteri olan Thermus aquaticus’ dan elde edilen Taq DNA polymeraz ve modifikasyonları neredeyse tüm DNA amplifikasyonlarında kullanılır.Diğer DNA polimerazlar da birbirlerinden nükleotid ekleme hızları, yarılanma ömürleri, ısı tolerans farklılıkları, eksonükleaz özelliklerinin olup olmaması gibi yönleriyle ayrılırlar.Hot-start DNA polimeraz enzimleri non-spesifik ürün oluşumunu engellemesi, yüksek ısılara dayanabilmesi, düşük annealing ısılarında da çalışabilmesi gibi nedenlerle tercih edilmektedir. Enzim tipinin seçimini yapılacak amplifikasyonun koşulları belirler.Bir tek enzim kullanıldığı gibi kombinasyon da oluşturulabilir. Bio A. İsmet ÇAPHAN

http://www.biyologlar.com/pcr-nedir-polimeraze-chain-reaction-

Dna Mustasyonu Nasıl gerçekleşir ?

Mutasyon Dna yı oluşturan bazlarda meydana gelen değişimler sonucu oluşur .Bu değişim çeşitli nedenlerle olur örneğin kimyasal ajanlar ile etkileşim,radyasyon ,ve bazı genetik işlevsel bozukluklar bunlardan bazılarıdır.Dna daki mutasyonlar hemen her organizmada her an gerçekleşir ve çok büyük bir titizlikle tekrar düzeltilirler.Yapılan araştırmalar onarım mekanizmalarını aydınlatmıştır.Dna da meydana gelen mutasyonların hangi nedenlerle olabileceğini yukarda bahsetmiştik.İzleyeceğiniz Animasyonda Dna daki baz değişim mutasyonunu göreceksiniz ilk başta. Bu olay Dna replikasyonun da meydana gelebileceği gibi çeşitli nedenlerle de olabilir.Dna nın herhangi bir zincirinde bir nükleotidin değimesi gözlenir.Örneğin at C gttaaaa olan dizilim aat T gttaaaa olabiliyor.Buda tabiki sentezlenecek proteinin yapısnın değişmesine neden oluyor… İkinci tpi mutasyonu da izleyeceğiniz bu animasyonda Dna mutasyonu nun nasıl gerçekleştiği konusunda bir çok şey net olarak anlaşılabiliyor… Bio.A.İsmet ÇAPHAN

http://www.biyologlar.com/dna-mustasyonu-nasil-gerceklesir-

PAPOVAVİRÜSLER

İkozahetral nükleokapsidli, çıplak, çit zincirli çembersel DNA virüsleridir Çekirdekte replike olur Latent ve kronik enfeksiyona yol açar İnsan papilloma virüsü (HPV) Derinin epitel hücrelerinde çoğalır Replikasyon sırasında koilositotik hücreler oluşturur (Balon hücreleri) İnsandan insana temasla bulaşır Condiloma accuminata’ya sebep olur Siğil ve laringeal papillomlara yol açar servikal tümörler, vulvar ve penil kanserlerle ilişkili bulunmuştur İnsan poliomavirüsler Progresif multifokal lökoensefalopati hastalarından izole edilen JC-BK virüsünü içerir Oligodendrositleri enfekte edip öldürerek demyelinizasyona yol açar Antiviral tedavisi yoktur.

http://www.biyologlar.com/papovavirusler

Deniz Biyolojisi

Su an yeryüzünde görebildiginiz tüm canlilar, dogadaki canlilarin çok küçük bir bölümünü teskil etmektedir.Yeryüzünün üçte ikisinin sularla kapli oldugunu düsündügümüz zaman, okyanus ve denizlerde yasayan canlilar aleminin ne kadar devasal oldugunu anlayabiliriz. Yapilan arastirmalara göre dünya üzerindeki su kütlesinin hemen hemen tamami volkanik patlamalardan atmosfere salinan su buharindan husule gelmistir. Atmosfere salinan yüksek miktardaki su buhari yogunlasarak yillar boyunca yagan yagmurlari ve nihayetinde deniz ve okyanuslari meydana getirmistir. Yagmur sulari tatli yani saf su olmasina ragmen okyanus ve denizlerde yüksek miktarda tuzluluk vardir.Bunun nedeni jeolojik tabakalarin yüksek miktarda karbonat, sodyum klorür (tuz) ve zengin mineraller içermesidir.Sodyum miktari oldukça fazla oldugu için deniz ve okyanuslari olusturan tatli sularin tuzlu hale gelmesine neden olur. Tuz orani yüksek bu sularda herhangi bir kara canlisinin veya bir insanin uzun süreler yasamasi mümkün olmamasina karsin birçok deniz canlisi rahatlikla yasayabilmektedir.Tabii yasamlarini vücutlarindaki mükemmel organ sistemleri sayesinde sürdürürler. Okyanus ve denizlerde tipki karada yasayan canlilar gibi mikroorganizmalardan tutun devasal memeli canlilalar kadar binbir çesit canli türü yasamaktadirlar.Biz yanlizca bu devasal canlilar aleminden bilinen ve bilinmeyen birkaç örnek verecegiz. Deniz ve tatlisu mikroorganizmalari Bu canlilara " Plankton " adi verilmektedir.Planktonlar tatli sularda yasayabildigi gibi deniz ve okyanusta yasayanlarida vardir. Bu canlilar tipki bakteriler gibi ikiye bölünerek çogalmaktadirlar.Önce canlinin içerisindeki DNA replikasyonla kopyalanarak iki Katina çikarilir ve ardindan canlinin vücudu ikiye bölünür. Miktari iki katina çikan DNA nin yarisi birinci yavru hücreye diger yarisi ise ikinci yavru hücreye aktarilir. Planktonlarin en önemli özellikleri, suda yüzmek için aktif olarak belli bir hareketleri olmamasidir.Bu canlilar bulunduklari su ortaminin akimina bagimli olarak basibos dolanirlar. Planktonlar ancak mikroskopla görülebilirler fakat çiplak gözle dikkatlice bakildiginda görülebilecek kadar büyük olanlarida vardir. Bu mikroskobik canlilardan en çok bilineni ise " alg " adi verilen tek hücreli bir canli türüdür ki algler hemen hemen heryerde yasamaktadirlar. Denizlerde, tatli sularda, okyanuslarda, havuz sularinda, su birikintilerinde çamurlarin içinde ve nehirlerde bile yasamaktadirlar.Bu kadar fazla bir yasam alanina sahip canlilar biz ziyaretçilerin bile gözünden kaçmis olamaz. Örnegin bir havuz veya insaat sahasindaki seffaf su birikintilerinin renginin, birkaç gün sonra yesile veya kirmiziya dönüstügünü görmüssünüzdür.Bu sularda ilk zamanlarda yasayan binlerce tek hücreli canli türü, uygun bir sicakliga geldiginde süratle çogalmaya baslarlar. Yanlizca birkaç gün içerisinde sudaki canli sayisi milyari bulabilir.Bu kadar fazla sayidaki tek hücreli canlilar suyun rengini bulandirmaya baslar. Suyun rengi niçin yesile dönüsüyor ? Bunun nedeni ise bazi planktonlarin, tipki yesil bitkiler gibi klorofil molekülünü içermesinden dolayidir.Hatirlarsaniz bitkilerin yapraklarinin renginin yesil olarak görünmesinin klorofil molekülünden dolayi oldugunu söylemistik. Iste bu tip planktonlarinda vücutlarinda klorofil molekülü vardir ve tipki bitkiler gibi fotosentez yaparlar.Bu yüzdendir ki taksonomik olarak siniflandirilirken bitkiler kategorisinemi yoksa hayvanlar kategorisinemi konacagi konusunda sistematikçilerin ortak bir karari yoktur. Yumusakçalar (Mollusk) Okyanus ve denizlerde yasayan diger bir canli grubu ise, genel latince isimleri " Mollusk " olan yumusakçalardir. Bu canlilarin vücutlari adindanda anlasilacagi gibi oldukça yumusak bir yapiya sahip olup, bazi türlerinin vücutlari oldukça sert kabuklarlada kapli olabilir. Yumusakçalarin en iyi bilinen iki örnegi " Mürekkep baligi " ve kabuklu bir yapiya sahip olan " Deniz minareleri " dir. Mürekkep baliklari, gerek anatomik yapilari gerekse savunma mekanizmalari bakimindan oldukça ilginç canlilardir. Belgesellerde sik olarak gördügümüz bu canlilarin hareket mekanizmalari, bir jet motorunun çalisma prensibiyle aynidir.Bu prensip " etki - tepki " prensibidir.Yani bir yandan madde alinirken diger yandan madde verilmekte ve bu sekilde süratle hareket etmektedir. Balik, öncelikle vücudunu, arka tarafindan aldigi bir miktar su ile doldurur.Ardindan karin kaslarini büyük bir siddetle kasarki bu kasilma neticesinde sikisan su büyük bir süratle yine vücudun arka tarafindan disari püskürtülür.Disari püskürtülen su, baligin büyük bir hizla ileri dogru ivmelenmesini saglar. Bunun yaninda hayvan düsmanlarindan korunmak için bir tür sivi salgilarki bu sivi mürekkebe benzer olup salgilandiginda, kendisi kovalayan avcinin görmesini engelleyecek kadar suyu bulandirabilir. Yine bir mollusk olan deniz minareleri ise, yumusak bir vücuda sahip olmasina karsin çok sert bir kabuga sahiptir. Bu kabugun en önemli fonksiyonu canliyi düsmanlarindan korumasidir. Nasil oluyorda bu canlilar etraflarini kabukla örtebiliyorlar ? Bir sperm ile bir yumurtanin birlesmesinden sonra zigotu meydana getirdigini ve bu zigotun ardi ardina milyonlarca kez bölünerek bir yavru canliyi meydana getirdigine deginmistik.Mesela insan yavrusunda, en distaki hücreler diger hücrelerden farklilasarak keratin adi verilen bir madde üretir ve " Derinin " sekillenmesini saglarlar. Deniz minarelerinde ise, zigot milyonlarca kez bölünerek yavruyu meydana getirdiginde, yavrunun en distaki hücreleri " Kalsiyum " salgilayan özel bir hücre tipine farklilasirlar.Bu hücreler, canlinin içinde yasadigi deniz yada okyanuslardan absorbe edilen kalsiyumu düzenli bir sekilde salgilayarak canlinin etrafinda kalin bir tabaka olusmasini saglarlar. Okyanus bitkileri Su an soludugunuz havadaki oksijenin büyük bir kismi, deniz ve okyanuslarda yasayan ve klorofil içeren bitkiler tarafinda fotosentez yoluyla üretilir. Nasil ki atmosfer sartlarinda klorofil içeren bir bitki havadan CO2 yi, topraktan suyu ve günesten isigi alarak fotosentez yapip canlilar için oksijen üretiyorsa ayni sekilde deniz ve okyanuslarda da günes isiginin varabildigi bölgelerde bulunan klorofilli bitkilerde oksijen üretmektedirler. Bu canlilarin büyük bölümünü ise yosunlar teskil eder.Bunun yaninda daha adini sayamadigimiz onbinlerce tür deniz bitkisi vardir. Deniz bitkilerinin ihtiyaci olan su zaten yasam ortami olan denizden, CO2 ihtiyaci ise diger tüm deniz canlilari tarafindan karsilanir.Eger bu tabiat harikalari denizlerde var olmasaydi hemen hemen tüm deniz canlilari oksijensizlikten hayatini kaybedecekti. Basit bir canli gibi görünen bu yaratiklari aslinda ekosistemin vazgeçilmez birer parçasidirlar. Bu canlilarin milimetrelerle ölçülebilecek kadar küçük olanlari oldugu gibi yüzlerce metre uzunlugunda devasal boyutlara sahip olanlarida vardir. Atlas okyanusu kiyilarinda yasayan birtür deniz bitkisi, fotosentez yapmak için oldukça mükemmel bir yöntem gelistirmistir. Bu bitki tipki bir " Palmiye " agacina benzer ve onlarca metre uzunlugundaki dallarinin uçlarinda bir veya birkaç adet hava kesesi bulunur.Bu hava keseleri, bitki gelistikçe gitgide büyüyerek bitkinin dallarini suyun kaldirma kuvvetinin etkisiyle yukari dogru kaldirir. Deniz yüzeyine yaklasan dallar günes isigindan olabildigince faydalanarak fotosentez yapma imkani bulur. Deniz bitkilerinin üremeleri hem eseyli hemde eseysiz olabilmektedir. Erkek bitkiden gelen bir sperm ile disi bitkiden gelen bir yumurta hücresinin birlesmesiyle (eseyli üreme) yavru bir bitki meydana gelebildigi gibi bazi bitkiler ikiye bölünme ve " Tomurcuklanma " ile de çogalabilir (eseysiz üreme). Tomurcuklanma, bir bitkinin belirli bir bölgesinde büyüyen hücre veya hücre gruplarinin daha sonra bitkiden ayrilarak bagimsiz bir sekilde kendi basina büyüyüp gelismesi olayidir. Derisi dikenliler (Ekinodermata) Derisi dikenli deniz yaratiklarinin basinda " Deniz yildizlari ", " Deniz hiyarlari " ve degisik sekillerdeki dikenli canlilar gelmektedir. Bu hayvanlarin yasayis tarzlari pek aktif olmasada görünüs itibariyle deniz diplerinde bir renk cümbüsü meydana getirmektedirler.Görünümleri göze çok hos gelen bu yaratiklar alimli renkleriyle deniz diplerindeki vahsi yasamin vazgeçilmez birer parçasidirlar. Deniz yildizlari bilindigi gibi ikiye, üçe, dörde veya daha fazla sayida parçalara ayrilmasina ragmen her ayirdiginiz parça kendini tamir ederek yeni bir deniz yildizi verebilir.Canlilarin bu yeteneklerine "rejenerasyon" yani tamir edebilme özelligi denir. Deniz yildizlarinin bazi türlerinde dikenler oldukça uzun olup, yildizi vahsi deniz canlilari tarafindan parçalanma tehlikesine karsi korur Deniz hiyarlari, protein bakimindan zengin olup uzakdogu ülkelerinde besin kaynagi olarak tüketilmektedir.Bu canlilar genellikle fazla derin olmayan okyanus sularinda yasarlar. Deniz kestaneleri ise disaridan basit bir yapiya sahip oldugu izlenimini verir fakat iç organlari oldukça kompleks bir yapiya sahiptir.Öyleki kestanenin içerisinde, hayvanin sudaki oksijeni rahatça soluyabilmesi için suyu vücudunun içerisinden geçiren karmasik devri-daim organlari bile vardir. Bu mükemmel deniz yaratiklari, gözalici renkleriyle deniz diplerini adeta birer cennete çevirirler. Yüksek Organizasyonlu Deniz Canlilari : Yüksek organizasyonlu canlilar çok sayida türleri kapsamakla birlikte biz en çok bilinen " Köpek baliklari " ve " Balina " türlerine örnekler verdik. Köpek baliklari belgesellerde ve filmlerde gördügünüzden çok daha mükemmel ve gizemli yaratiklardir.Köpek baliklarinin kendi içerisinde birçok alt türleri vardir. Örnegin mamuzlu köpek baligi, boga köpek baligi ve çekiç basli köpek baligi gibi.Fakat köpek baliklarinin bazilari çok uysal olmakla birlikte diger bazi türleri oldukça saldirgan olup önüne gelen hemen her tür canliya saldirabilirler. Saldirgan bir köpek baligi grubu kendilerinden onlarca kat daha büyük olan balinalara bile saldirabilirler. Bu baliklardan en ünlüsü ise " Beyaz köpek baliklari " dir. Bu baliklar köpek baligi türleri arasinda en saldirgani olup yunuslara, foklara, deniz aslanlarina ve hatta balinalara bile saldirabilirler. Bir köpek baligini tehlikeli yapan en önemli organlari disleridir.Eger disleri normal bir baliginki gibi pek keskin olmasaydi, köpek baliklari tanindigi kadar tehlikeli olmayackti. Birçok insan köpek baliginin avini özellikle kuvvetli çene darbeleriyle parçaladigini zanneder fakat asil fonksiyon çenede degildir. Köpek baliklarinin disleri öyle mükemmel bir anatomiye sahiptirki hem bir jilet kadar keskin hemde ince elenmis bir testere kadar yivlidir. Bir köpek baligi avini isirdiktan sonra basini derhal saga sola dogru sallamaya baslar.Bu sekilde davranarak disleri arasina sikisan bir objeyi ivmelendirip yanal olarak disleri üzerinde hareket etmesini saglar. Obje veya av, disleri üzerinde hareket ettigi zaman jilet kadar keskin olan disler tarafindan rahatlikla kesilir.Böylelikle balik avini kisa süre içerisinde parçalayarak etkisiz hale getirir. Köpek baligi avini parçalarken gözlerini asla açmaz. Bunu yapmasinin nedeni ise avini parçalamasi esnasinda etrafa saçilacak kemik parçalarindan gözlerini korumak içindir. Çünki bir canlinin kemigi kirildigi (insan olsun hayvan olsun) zaman küçük partiküller haline gelen kemik parçalari oldukça keskin bir hale dönüsür. Bazi köpek baligi türlerinin boylari oldukça büyük olmasina karsin çok uysal olabilirler.Hatta bazi türleri iri memelilere saldirmak yerine deniz planktonlari ve küçük deniz canlilari ile beslenmektedir. Buna karsin dogada, resimdekinden çok daha iri köpek baliklarininda yasamasina karsin bazilari insanlarin zannettikleri gibi bir saldirganlik göstermezler. Köpek baliklarinin vücut sekilleri çok mükemmel bir sekilde dizayn edilmistir.Tipki bir füzeye benzeyen vücutlari ve güçlü yüzgeçleri sayesinde saatte 60 - 80 km ye kadar hiza erisebilmektedirler. Diger bir mükemmel özellikleri ise solungaçlarinin bu kadar süratle giderken sudaki oksijenden maksimum istifade edebilmesi için yan yaraflarda özel olarak konumlanmis olmasidir. Dikkat ettiyseniz yaris arabalarinin her iki yaninda hava bosluklari oldugunu görürsünüz.Bu bosluklar, araba süratle giderken motorun havayi daha rahat bir sekilde emmesine yardimci olmak içindir.Köpek baliklarinin yanlarindaki solungaçlarda, hayvan büyük bir süratle yüzerken sudaki oksijeni maksimum absorbe etmesi için yan taraflarda birer bosluk birakacak sekilde konumlanir. Insanlarin köpek baliklarindan esinlenerek taklit etmeye çalistigi bu mükemmel sistemi köpek baliklari haberleri bile olmadan milyonlarca yildir kullanmaktadir. Bugün halen sadece zevk amaciyla köpek baligi öldüren insanlar vardir.Bazi balikçilar ise besin degeri ve parasal degeri çok yüksek oldugundan dolayi hiç durmaksizin köpek baliklarini avlamaktadirlar. Bazi uzakdogu ülkelerinde balikçilar, lüks restoranlarin ihtiyaçlarini karsilamak amaciyla yanlizca yüzgeçlerini kesip baliklari tekrar çaresiz bir sekilde denize atmaktadirlar. Eger bu mükemmel yaratiklarin korunmasi amaciyla bir önlem alinmaz ise yakin bir zaman içerisinde soylari tükenme noktasina gelecektir. Ve eger köpek baliklarinin soylari tükenirse, denizde avlanilmasi ve sayilarinin azaltilmasi gereken birçok av hayvaninin nüfuslari gitgide artacak ve deniz ekosistemini altüst etmeye baslayacatir. Balinalar Dogadaki en büyük memeli hayvanlari temsil eden balinalarin bazi türleri küçük boyutlara sahip olmasina karsin bazi türlerinin boylari ise 35 - 40 metreye kadar varabilir. Balinalarda kendi aralarinda uysal ve saldirgan olarak ayrilirlar.En taninan uysal balina, boyutlari 35 metreye varmasina ragmen planktonlarla beslenerek yasamlarini sürdürürler. Balinalarin cüssesinin büyük olmasina karsin oldukça uysaldir.Bu balinalarin bazi türleri plnaktonlar ve küçük baliklar ile beslenmektedirler. Planktonlarin çok küçük canlilar oldugunu biliyoruz.Fakat bu kadar büyük cüsseli bir balina plnaktonlarla nasil beslenebilmektedir ? Balina bunu, çenelerinin arkasinda bulunan kusursuz bir yüzgeç sistemi sayesinde basarir.Boyu yaklasik 40 metreye varan ve planktonlarla beslenen bir balina, tek hamlede vücuduna 3 oda dolusu suyu doldurabilir.Vücuduna doldurdugu bu muazzam su kütlesini, mükemmel bir yüzgeç sistemine sahip çenelerinden tekrar disari verir. Su büyük bir hizla disari çikarken plankton ve diger küçük canlilar (ufak baliklar gibi) çenedeki yüzgeçte kalirlar.Bir cm3 suyun içinde onlarca plankton bulunduguna göre metrelerce küp su içerisinde içerisinde milyarlarca plankton bulunabilir.Balina bunu defalarca yaparak, midesini protein degeri yüksek bu ufak canlilar ile doldurur. Katil balinalar saldirgan olmalarina karsin egitildikleri zaman dost olmaktadirlar.Fakat vahsi yasam ortamlarinda birer köpek baligi gibidirler. Denizlerin en vahsi hayvanlari sayilan beyaz köpek baliklari bile bir katil balinayi gördügü zaman mümkün oldugu kadar ondan kaçinmaya çalisir. Bu canlilar, karsilastikari bir köpek baligini tek bir çene darbesiyle ikiye bölebilirler. Bazi katil balinalar fok ve deniz aslanlarini avlamak için sahile kadar kovalayabilirler.Ve bu kovalamaca neticesinde basarilida olurlar. Katil balinanin yaksaltigini gören fok veya deniz aslani sürüsü çareyi kumsala çikmakta bulurlar. Fakat katil balinanin sahile kadar çikacagini ummazlar. Balina foklari avlamak için kendini sahile kadar vurabilmektedir.Nitekim bazi foklar hayvanin koca agizindan kurtulamaz. Televizyonlarda gördügümüz gösteri balinalari bu katil balinalardir.Vahsi yasamlarindakinin aksine egitilidikleri zaman oldukça uysal olan bu yaratiklar insanlarin çok yakin dostu olabilmektdir. Senede bir kez belirli dönemlerde dogum yapan balinalar, yavrularini dogurmak için sig sulara göç ederler. Göç sirasinda binlerce mil yol katedebilirler.Deniz arastirmacilari halen balinalarin nasil yönlerini sasirmadan devasal okyanuslarda istedikleri yerlere gidebildiklerini tam olarak çözememislerdir. Bir balina sürüsünün içindeki bireyler, çok tiz bir ses çikararak birbirleriyle anlasmaktadirlar.Bu seslerin ne anlama geldigi konusunda uzun arastirmalar yapilmaktadir. Çikarilan bu sesler kilometrelerce ötedeki baska balinalar tarafindan ve hatta insanlar tarafindan bile duyulabilr. Balinalarin bu seslere nasil yanit verdikleri ise bir sirdir. Balina ve köpek baliklari deniz ekosistemi için mutlaka gerekli olan canlilardir.Fakat insanlarin bilinçsiz avlanmalari sonucunda denizlerdeki av - avci orani süratle bozulmakta, ve denizel ekosistemin dengeleri altüst olmak üzeredir. Örnek verecek olursak okyanuslarda istakozlarla beslenen ve ayni zamanda besin olarak tüketilen bir balik türü, istakozlarin bilinçsiz avlanilmasi sonucunda açlik ve nihayetinde ölüm tehlikesiyle karsi karsiya gelir.Yani insanlar, besin olarak tükettigi bu baliklari kendi elleriyle yok etmektedirler. Ayni sekilde köpek baligi ve balinalarin sayilarindaki süratli düsüs, av sayisinin yükselmesine (örnegin foklar ve küçük baliklar) ve dolayisiyla denizel ekosistemde bir nüfus patlamasina yol açar.Av canlilarinin sayisi yükseldikçe denizdeki diger canlilarin yasamlari olumsuz yönde etkilenmektedir. Umuyoruzki su an bu mükemmel deniz yaratiklarinin soylarinin devam etmesi için yürütülen çalismalar olumlu sonuç versin ve hergeçen gün yikilma noktasina biraz daha yaklasan deniz ekosistemi eski durumuna kavussun.

http://www.biyologlar.com/deniz-biyolojisi

PARVOVİRÜSLER

En küçük DNA virüsüdür. Zarfsız, ikozahedral kapsülüdür ve tek ipliçikli DNA içerirler. İnsanlarda hastalık yapan tek üyesi parvovirüs B19’dur. Sebep olduğu tablolar: Aplastik kriz Eritema infeksiyozum (5. hastalık): “Tokatlanmış yanak” tarzı döküntü karakteristiktir. (Virüsün neden olduğu en sık tablodur.) Erişkinlerde poliartralji sendromu Maternal enfeksiyon: İntrauterin hidrops fetalis’in etkenidir. Virüs replikasyonu için kemik iliği eritroid seri prekürsör hücrelerini hedef alır. Eritrositlerdeki P antijeni virüs için reseptör görevi yapar. Virüsün en önemli komplikasyonu anemi’dir. Eritema infeksiyonunda (5. hastalık) önce grip benzeri tablo sonra makülopapüler döküntüler ve artrit çıkar. Yanaklarda tokat yemiş gibi eritematöz döküntüsü görülür. Virüs, fetusta konjenital anomaliye neden olmaz.

http://www.biyologlar.com/parvovirusler

Mayoz Bölünme Nedir? Evreleri Nelerdir?

Mayoz Bölünme Nedir? Evreleri Nelerdir?

Tüm bölünmeler canlının yaşamını devam ettirebilmesi için gereken biyolojik olaylardır. Bölünmelerin temel amacı hücre sayısını arttırarak canlının hücre yenilenmesini veya büyümesini sağlamaktır. Bir hücrenin bölünebilmesi için bazı evrelerini tamamlamış olması gerekir. Öncelikle canlının belli bir gelişmişlik düzeyine erişmesi gerekir yani hücre büyümelidir. Anormal durumlar söz konusu olmadığı taktirde genç hücreler bölünmez. Büyüyen hücrenin sitoplazma miktarı giderek artar ve çekirdek tüm hücreyi yönetemeyecek duruma gelir bu durumda çekirdeğin verdiği bölünme emriyle hücre bölünür. Hacim oranındaki artışın alan artışından fazla olması yine hücre bölünmesine yol açar.Mayoz bölünme ”2n” kromozomlu yapılarda görülen bölünme şeklidir.Bölünme sonucunda kromozom sayısı yarıya iner ve ”n” kromozomlu 4 yeni hücre oluşur.Mayoz bölünme temelde eşeyli üremenin sağlanması için yapılır.Üreme hücreleri olan sperm ve yumurta ”2n” kromozomlu ana hücrelerinin mayoz bölünme geçirmesi sonucu oluşur.Tür devamlılığının sağlanması için mayoz bölünme ilk şarttır.Mayoz bölünme sırasında krossing over (parça değişimi) yapılması ve DNA eşlenmesinin sadece ilk safhada görülmesi oluşan yeni hücrelerin kalıtsal olarak birbirinden farklı olmasına yol açar.Bu durum mayoz bölünmenin evrim açısından oldukça önemli olduğunun bir göstergesidir.Bir hücre mitoz bölünmenin aksine yalnızca bir kez mayoz bölünme geçirebilir. Mayoz bölünme mayoz-1 ve mayoz-2 olmak üzere iki evreden oluşur.Mayoz-1 , İnterfaz-1 evresiyle başlar.Bu evrede hücre bölünme için hazırlıklarını tamamlar ve DNA replikasyonunu(eşlenmesini) gerçekleştirir.Bölünme için gereken hazırlıklar tammalandıktan sonra Profaz-1 evresine geçilir.Bu evrede çekirdek zarı ve çekirdekçik erir,kromatin iplik halindeki yapılar kromozomlara dönüşmeye başlar,homolog kromozomlar ( kromozom çiftleri) bir araya gelerek tetrat ( bir tetrat = 2 kromozom = 4 kromatit ) oluştururlar.Homolog kromozomların bağlantı bölgeleri sinapsis olarak adlandırlır.Krossing over (parça değişimi) homolog kromozomların sinapsis bölgelerinde kardeş olmayan kromatitler üzerinde gerçekleşir.Krossing over olayı her mayoz bölünmede gerçekleşmek zorunda değildir ancak normal şartlar altında gerçekleşen birçok bölünmede gözlenir.Hücre profaz evresinden sonra Metafaz-1 evresiyle bölünmeye devam eder.Bu evrede homolog kromozomlar hücrenin merkezine dizilir ve iğ iplikler kromozomların bağlantı gölgelerine (sentromer) tutunur.Anafaz-1 evresinde iğ ipliklerin kısalıp kutuplara çekilmesi sırasında kromozomlar da kutuplara doğru çekilir.Bu evreden sonra gerçekleşen Telofaz-1 evresinde ”n” kromozomlu iki hücre ana hücrenin içerisinde oluşmuş olur.Son aşama olan Sitokinez-1 evresiyle de sitoplazma bölünmesi tamamlanarak ”n” kromozomlu iki hücre elde edilir.Tüm bu aşamalar tamamlandıktan sonra hücre Mayoz-2 bölünmesine geçer.Bu bölünme aynı mitoz bölünme gibi gerçekleşir ancak DNA eşlenmesi gözlenmez.Son durumda oluşan ”n” kromozomlu hücrelerden mitoz bölünmeyle aynı kromozom sayısına sahip (n) toplam dört hücre meydana gelir. Mayoz bölünme bitki ve hayvan hücrelerinde gerçekleşme şekli yönünden bazı durumlarda ayrılır.Kromozomları kutuplara çeken iğ iplik oluşumu hayvan hücrelerinde sentrozom adı verilen organel tarafından gerçekleşirken , bitkide sitoplazmada bulunan özel proteinler iğ iplik oluşumunda etkilidir.Sitokinez(sitoplazma bölünmesi) ise hayvan hücrelerinde boğumlanma ile bitki hücrelerinde ara lamel(orta plak) oluşumuyla gerçekleşir.Bu durumun sebebi bitki hücrelerinde bulunan hücre duvarının boğumlanmaya izin vermeyecek kadar sert bir yapıda olmasıdır.Yazar: Hepşen SOYLUhttp://www.bilgiustam.com

http://www.biyologlar.com/mayoz-bolunme-nedir-evreleri-nelerdir

KIZAMIK VİRÜSÜ

Zarflı RNA virüsüdür. Hemaglutinin antijeni vardır ancak nöraminidaz aktivitesi yoktur. Damlacık enfeksiyonu ile bulaşır. Makülopapüler döküntü oluşturur. Kızamık virüsü, çocuklarda en sık görülen döküntülü hastalık etkenidir. İnsanlar doğal konaktır. Virüs üst solunum yolu epitelini enfekte eder, kana geçtikten sonra replikasyona uğrayacağı RES'e girer. Deride kızamık virüsü ile enfekte vasküler endotel hücrelerine sitotoksik T hücrelerinin gösterdiği reaksiyon ile döküntü gelişir. Çok çekirdekli dev hücreler kızamıktaki lezyonlar için karakteristiktir. (Whartin-Finkeldey hücresi) Hastalık yaşam boyu bağışıklık oluşturur. Maternal antikorlar plesantayı aşar ve ilk 6 ay bebekler korunmuş olur. Klinik Ateş Konjonktivit (fotofobi nedeni) Burun akıntısı Öksürük ile karekterizedir Ağızda koplik lekeleri (patognomoniktir) Döküntü yüzde başlar. Döküntülerin başlamasıyla ateşte yükselme görülür. Döküntünün en belirgin olduğu dönemde ateş en yüksektir. Kızamık komplikasyonları Ensefalit Pnömoni vardır (Kızamığın en sık ölüme neden olan ve en önemli komplikasyonu pnömoni’dir. Otitis media; en sık komplikasyon SSPE (Subakut sklerozan panensefalit) Proflaksi Canlı, zayıflatılmış aşı ile sağlanır. Canlı aşı olduğundan immünsüpresiflerde ve gebelerde kullanılmamalıdır.

http://www.biyologlar.com/kizamik-virusu

POLİOVÜRİSLER

Çocuk felcine neden olur. Sitoplazmada konak DNA'sından bağımsız olarak replike olur. Poliovirüsün 3 antijenik tipi vardır. (Tip 1, 2 ve 3) Tipleri arasında çapraz reaksiyon yoktur. Hastalıktan korunmak için her 3 tipe karşı antikor varlığı gerekir. Poliovirüs fekal - oral yolla bulaşır. Poliovirüs, 1-2 hafta boyunca boğazda, 3-6 hafta veya daha uzun süre gaytadan izole edilebilir. Orafarinks ve barsak kanalında replikasyona uğrar. (Lenfoid dokuda) Lenfoid dokuda replikasyondan sonra virüs kan (Viremi) yoluyla MSS'e ulaşır. (tonsil, nazofarinks, peyer plakları) MSS'de spinal kordun ön boynuzuna yerleşmiş motor nöronlar içinde replikasyona uğrar. Nöronu öldürür. Paralizi gelişir. Virüs MSS'de daha çok pons, bulbus, servikal ve lomber bölgelerde yerleşir. Polio’da ilk patolojik bulgu Nissl cisimciklerinin kaybolmasıdır. Serebral kortex nadir olarak tutulur. Enfekte kişilerde bağışıklık yanıtı hem barsak IgA'sı hem de özgün serotipe karşı humoral IgG ile oluşur. Enfeksiyon yaşam boyu süren tipe özgün bağışıklık sağlar. Tip I en çok paralitik poliomyelit oluşturan etkendir. Klinik 1. Asemptomatik tip (%90) 2. Abortif poliomyelit (%5) 3. Non-paralitik poliomyelit (aseptik menenjit) (%2-3) 4. Paralitik poliomyelit (%1-2) Paralitik poliomyelitte: Boğaz ağrısı Bulantı-kusma DTR azalma Kaslarda atrofi Lenfositoz BOS'ta protein artışı Flask paralizi (unilateral genellikle) Spastik paralizi (dorsal ganglionlar tutulursa) Bulber polio'da kafa çiftleri ve vazomotor merkezler etkilenir. Solunum kaslarının tutulması ölüm sebebidir. Bulber polio prognozu en kötü olan polio formudur. Polio ansefaliti beyin tutulumunu gösterir. Paralitik polio’da en sık gözlenen form spinal form’dur. Korunmada 3 tip aşı kullanılır: 1. Salk: Formalin ile inaktive edilmiş ölü virüs aşısıdır. 2. Von Wezel: Güçlendirilmiş ölü virüs aşısıdır. 3. Sabin: İnsan hücre kültürlerinden üretilen canlı aşıdır. Aşılamada her üç tipi birden içeren trivalan formu oral olarak kullanılır. Canlı aşının tercih edilmesinin nedeni sindirim kanalında IgA'yı uyararak fekal-oral bulaşma zincirini kırması ve oral olarak kullanılabilmesidir. Aşılandıktan sonra virüs nazofarinks ve barsakta çoğalır ancak viremi yapamaz. (IgA ve IgG üretilmesine sebep olur) 2. aydan itibaren 2 ay arayla 3 kez verilir. 18. ayda rapel uygulanır. %90 koruyuculuğu vardır. Polivalan canlı polio aşılarının en önemli komplikasyonu aşıya bağlı olarak gelişen paralitik hastalıktır. Enfeksiyondan sonra ömür boyu süren tipe özel bir bağışıklık oluşur. Antiviral tedavisi yoktur, tedavi semptomatiktir. Yatak istirahati ve ağrı kesici önerilir. Paraliziler 6 ayda geri dönebilir. Fizik tedavi egzersizleriyle bu atrofi önlenebilir.

http://www.biyologlar.com/poliovurisler

COKSAKİ VİRÜSLER

Zarfsız RNA virüsleridir. Koksaki A ve B olmak üzere iki gruba ayrılır. Primer olarak oral-fekal bulaşırsada esas olarak damlacık yoluylada bulaşır. Orofarinks ve barsak kanalında replikasyona uğrarlar. Virüs hücrede sitopatolojik olarak piknoz oluşturur. Virüs hastalığın 1. haftasında kanda, 5-6 haftalarda ise dışkıda bulunur. (Dışkıda uzun süre (+) kalır) 0 grubu insan eritrositlerini aglutine ederler. Echo ve koksaki virüsler arasında çapraz reaksiyonlar sıktır. Coxachie virüsler enteropatik, dermatropik ve nörotropik virüslerdir. Koksaki A virüslerinin deri ve mukozalara afinitesi varken, Koksaki B virüsleri kalp, plevra, pankreas ve karaciğer gibi çeşitli organlarda hastalık yapar. En sık plevral efüzyon yapan virüs Coksackie B’dir. Her iki tipte, özgün olmayan ÜSYE, ateşli döküntü ve aseptik menenjite neden olur. Koksaki A virüsünün neden olduğu hastalıklar: Herpangina (Ateş, karın ağrısı, yutma güçlüğü ve ağızda gri-beyaz veziküller) El ayak - ağız hastalığı Akut hemorajik konjonktivit Koksaki B virüsünün neden olduğu hastalıklar: Pleurodina (Ateş ve ploritik yan ağrısı) Akut benign perikardit Miyokardial - perikardiyal enfeksiyon (Kalp yetmezliği, hepatomegali) Epidemik miyalji (Karın ve göğüs kaslarında batma tarzında ağrı) Pankreatit (İnsüline bağımlı diyabete neden olur) Her iki grubun neden olduğu hastalıklar: Aseptik menenjit Geçici paralitik hastalık Hepatit Neonatal hastalık (Bronşit, myokardit) Antiviral ilaç ve aşısı yoktur.

http://www.biyologlar.com/coksaki-virusler

Mitokondrilerdeki DNA replikasyonu

Mitokondrilerdeki DNA replikasyonu documents/mitokondrile-deki-dna-replikasyonu.pdf

http://www.biyologlar.com/mitokondrilerdeki-dna-replikasyonu

Deniz Biyolojisi Hakkında Bilgi

Su an yeryüzünde görebildiginiz tüm canlilar, dogadaki canlilarin çok küçük bir bölümünü teskil etmektedir.Yeryüzünün üçte ikisinin sularla kapli oldugunu düsündügümüz zaman, okyanus ve denizlerde yasayan canlilar aleminin ne kadar devasal oldugunu anlayabiliriz. Yapilan arastirmalara göre dünya üzerindeki su kütlesinin hemen hemen tamami volkanik patlamalardan atmosfere salinan su buharindan husule gelmistir. Atmosfere salinan yüksek miktardaki su buhari yogunlasarak yillar boyunca yagan yagmurlari ve nihayetinde deniz ve okyanuslari meydana getirmistir. Yagmur sulari tatli yani saf su olmasina ragmen okyanus ve denizlerde yüksek miktarda tuzluluk vardir.Bunun nedeni jeolojik tabakalarin yüksek miktarda karbonat, sodyum klorür (tuz) ve zengin mineraller içermesidir.Sodyum miktari oldukça fazla oldugu için deniz ve okyanuslari olusturan tatli sularin tuzlu hale gelmesine neden olur. Tuz orani yüksek bu sularda herhangi bir kara canlisinin veya bir insanin uzun süreler yasamasi mümkün olmamasina karsin birçok deniz canlisi rahatlikla yasayabilmektedir.Tabii yasamlarini vücutlarindaki mükemmel organ sistemleri sayesinde sürdürürler. Okyanus ve denizlerde tipki karada yasayan canlilar gibi mikroorganizmalardan tutun devasal memeli canlilalar kadar binbir çesit canli türü yasamaktadirlar.Biz yanlizca bu devasal canlilar aleminden bilinen ve bilinmeyen birkaç örnek verecegiz. Deniz ve tatlisu mikroorganizmalari Bu canlilara " Plankton " adi verilmektedir.Planktonlar tatli sularda yasayabildigi gibi deniz ve okyanusta yasayanlarida vardir. Bu canlilar tipki bakteriler gibi ikiye bölünerek çogalmaktadirlar.Önce canlinin içerisindeki DNA replikasyonla kopyalanarak iki Katina çikarilir ve ardindan canlinin vücudu ikiye bölünür. Miktari iki katina çikan DNA nin yarisi birinci yavru hücreye diger yarisi ise ikinci yavru hücreye aktarilir. Planktonlarin en önemli özellikleri, suda yüzmek için aktif olarak belli bir hareketleri olmamasidir.Bu canlilar bulunduklari su ortaminin akimina bagimli olarak basibos dolanirlar. Planktonlar ancak mikroskopla görülebilirler fakat çiplak gözle dikkatlice bakildiginda görülebilecek kadar büyük olanlarida vardir. Bu mikroskobik canlilardan en çok bilineni ise " alg " adi verilen tek hücreli bir canli türüdür ki algler hemen hemen heryerde yasamaktadirlar. Denizlerde, tatli sularda, okyanuslarda, havuz sularinda, su birikintilerinde çamurlarin içinde ve nehirlerde bile yasamaktadirlar.Bu kadar fazla bir yasam alanina sahip canlilar biz ziyaretçilerin bile gözünden kaçmis olamaz. Örnegin bir havuz veya insaat sahasindaki seffaf su birikintilerinin renginin, birkaç gün sonra yesile veya kirmiziya dönüstügünü görmüssünüzdür.Bu sularda ilk zamanlarda yasayan binlerce tek hücreli canli türü, uygun bir sicakliga geldiginde süratle çogalmaya baslarlar. Yanlizca birkaç gün içerisinde sudaki canli sayisi milyari bulabilir.Bu kadar fazla sayidaki tek hücreli canlilar suyun rengini bulandirmaya baslar. Suyun rengi niçin yesile dönüsüyor ? Bunun nedeni ise bazi planktonlarin, tipki yesil bitkiler gibi klorofil molekülünü içermesinden dolayidir.Hatirlarsaniz bitkilerin yapraklarinin renginin yesil olarak görünmesinin klorofil molekülünden dolayi oldugunu söylemistik. Iste bu tip planktonlarinda vücutlarinda klorofil molekülü vardir ve tipki bitkiler gibi fotosentez yaparlar.Bu yüzdendir ki taksonomik olarak siniflandirilirken bitkiler kategorisinemi yoksa hayvanlar kategorisinemi konacagi konusunda sistematikçilerin ortak bir karari yoktur. Yumusakçalar (Mollusk) Okyanus ve denizlerde yasayan diger bir canli grubu ise, genel latince isimleri " Mollusk " olan yumusakçalardir. Bu canlilarin vücutlari adindanda anlasilacagi gibi oldukça yumusak bir yapiya sahip olup, bazi türlerinin vücutlari oldukça sert kabuklarlada kapli olabilir. Yumusakçalarin en iyi bilinen iki örnegi " Mürekkep baligi " ve kabuklu bir yapiya sahip olan " Deniz minareleri " dir. Mürekkep baliklari, gerek anatomik yapilari gerekse savunma mekanizmalari bakimindan oldukça ilginç canlilardir. Belgesellerde sik olarak gördügümüz bu canlilarin hareket mekanizmalari, bir jet motorunun çalisma prensibiyle aynidir.Bu prensip " etki - tepki " prensibidir.Yani bir yandan madde alinirken diger yandan madde verilmekte ve bu sekilde süratle hareket etmektedir. Balik, öncelikle vücudunu, arka tarafindan aldigi bir miktar su ile doldurur.Ardindan karin kaslarini büyük bir siddetle kasarki bu kasilma neticesinde sikisan su büyük bir süratle yine vücudun arka tarafindan disari püskürtülür.Disari püskürtülen su, baligin büyük bir hizla ileri dogru ivmelenmesini saglar. Bunun yaninda hayvan düsmanlarindan korunmak için bir tür sivi salgilarki bu sivi mürekkebe benzer olup salgilandiginda, kendisi kovalayan avcinin görmesini engelleyecek kadar suyu bulandirabilir. Yine bir mollusk olan deniz minareleri ise, yumusak bir vücuda sahip olmasina karsin çok sert bir kabuga sahiptir. Bu kabugun en önemli fonksiyonu canliyi düsmanlarindan korumasidir. Nasil oluyorda bu canlilar etraflarini kabukla örtebiliyorlar ? Bir sperm ile bir yumurtanin birlesmesinden sonra zigotu meydana getirdigini ve bu zigotun ardi ardina milyonlarca kez bölünerek bir yavru canliyi meydana getirdigine deginmistik.Mesela insan yavrusunda, en distaki hücreler diger hücrelerden farklilasarak keratin adi verilen bir madde üretir ve " Derinin " sekillenmesini saglarlar. Deniz minarelerinde ise, zigot milyonlarca kez bölünerek yavruyu meydana getirdiginde, yavrunun en distaki hücreleri " Kalsiyum " salgilayan özel bir hücre tipine farklilasirlar.Bu hücreler, canlinin içinde yasadigi deniz yada okyanuslardan absorbe edilen kalsiyumu düzenli bir sekilde salgilayarak canlinin etrafinda kalin bir tabaka olusmasini saglarlar. Okyanus bitkileri Su an soludugunuz havadaki oksijenin büyük bir kismi, deniz ve okyanuslarda yasayan ve klorofil içeren bitkiler tarafinda fotosentez yoluyla üretilir. Nasil ki atmosfer sartlarinda klorofil içeren bir bitki havadan CO2 yi, topraktan suyu ve günesten isigi alarak fotosentez yapip canlilar için oksijen üretiyorsa ayni sekilde deniz ve okyanuslarda da günes isiginin varabildigi bölgelerde bulunan klorofilli bitkilerde oksijen üretmektedirler. Bu canlilarin büyük bölümünü ise yosunlar teskil eder.Bunun yaninda daha adini sayamadigimiz onbinlerce tür deniz bitkisi vardir. Deniz bitkilerinin ihtiyaci olan su zaten yasam ortami olan denizden, CO2 ihtiyaci ise diger tüm deniz canlilari tarafindan karsilanir.Eger bu tabiat harikalari denizlerde var olmasaydi hemen hemen tüm deniz canlilari oksijensizlikten hayatini kaybedecekti. Basit bir canli gibi görünen bu yaratiklari aslinda ekosistemin vazgeçilmez birer parçasidirlar. Bu canlilarin milimetrelerle ölçülebilecek kadar küçük olanlari oldugu gibi yüzlerce metre uzunlugunda devasal boyutlara sahip olanlarida vardir. Atlas okyanusu kiyilarinda yasayan birtür deniz bitkisi, fotosentez yapmak için oldukça mükemmel bir yöntem gelistirmistir. Bu bitki tipki bir " Palmiye " agacina benzer ve onlarca metre uzunlugundaki dallarinin uçlarinda bir veya birkaç adet hava kesesi bulunur.Bu hava keseleri, bitki gelistikçe gitgide büyüyerek bitkinin dallarini suyun kaldirma kuvvetinin etkisiyle yukari dogru kaldirir. Deniz yüzeyine yaklasan dallar günes isigindan olabildigince faydalanarak fotosentez yapma imkani bulur. Deniz bitkilerinin üremeleri hem eseyli hemde eseysiz olabilmektedir. Erkek bitkiden gelen bir sperm ile disi bitkiden gelen bir yumurta hücresinin birlesmesiyle (eseyli üreme) yavru bir bitki meydana gelebildigi gibi bazi bitkiler ikiye bölünme ve " Tomurcuklanma " ile de çogalabilir (eseysiz üreme). Tomurcuklanma, bir bitkinin belirli bir bölgesinde büyüyen hücre veya hücre gruplarinin daha sonra bitkiden ayrilarak bagimsiz bir sekilde kendi basina büyüyüp gelismesi olayidir. Derisi dikenliler (Ekinodermata) Derisi dikenli deniz yaratiklarinin basinda " Deniz yildizlari ", " Deniz hiyarlari " ve degisik sekillerdeki dikenli canlilar gelmektedir. Bu hayvanlarin yasayis tarzlari pek aktif olmasada görünüs itibariyle deniz diplerinde bir renk cümbüsü meydana getirmektedirler.Görünümleri göze çok hos gelen bu yaratiklar alimli renkleriyle deniz diplerindeki vahsi yasamin vazgeçilmez birer parçasidirlar. Deniz yildizlari bilindigi gibi ikiye, üçe, dörde veya daha fazla sayida parçalara ayrilmasina ragmen her ayirdiginiz parça kendini tamir ederek yeni bir deniz yildizi verebilir.Canlilarin bu yeteneklerine "rejenerasyon" yani tamir edebilme özelligi denir. Deniz yildizlarinin bazi türlerinde dikenler oldukça uzun olup, yildizi vahsi deniz canlilari tarafindan parçalanma tehlikesine karsi korur Deniz hiyarlari, protein bakimindan zengin olup uzakdogu ülkelerinde besin kaynagi olarak tüketilmektedir.Bu canlilar genellikle fazla derin olmayan okyanus sularinda yasarlar. Deniz kestaneleri ise disaridan basit bir yapiya sahip oldugu izlenimini verir fakat iç organlari oldukça kompleks bir yapiya sahiptir.Öyleki kestanenin içerisinde, hayvanin sudaki oksijeni rahatça soluyabilmesi için suyu vücudunun içerisinden geçiren karmasik devri-daim organlari bile vardir. Bu mükemmel deniz yaratiklari, gözalici renkleriyle deniz diplerini adeta birer cennete çevirirler. Yüksek Organizasyonlu Deniz Canlilari : Yüksek organizasyonlu canlilar çok sayida türleri kapsamakla birlikte biz en çok bilinen " Köpek baliklari " ve " Balina " türlerine örnekler verdik. Köpek baliklari belgesellerde ve filmlerde gördügünüzden çok daha mükemmel ve gizemli yaratiklardir.Köpek baliklarinin kendi içerisinde birçok alt türleri vardir. Örnegin mamuzlu köpek baligi, boga köpek baligi ve çekiç basli köpek baligi gibi.Fakat köpek baliklarinin bazilari çok uysal olmakla birlikte diger bazi türleri oldukça saldirgan olup önüne gelen hemen her tür canliya saldirabilirler. Saldirgan bir köpek baligi grubu kendilerinden onlarca kat daha büyük olan balinalara bile saldirabilirler. Bu baliklardan en ünlüsü ise " Beyaz köpek baliklari " dir. Bu baliklar köpek baligi türleri arasinda en saldirgani olup yunuslara, foklara, deniz aslanlarina ve hatta balinalara bile saldirabilirler. Bir köpek baligini tehlikeli yapan en önemli organlari disleridir.Eger disleri normal bir baliginki gibi pek keskin olmasaydi, köpek baliklari tanindigi kadar tehlikeli olmayackti. Birçok insan köpek baliginin avini özellikle kuvvetli çene darbeleriyle parçaladigini zanneder fakat asil fonksiyon çenede degildir. Köpek baliklarinin disleri öyle mükemmel bir anatomiye sahiptirki hem bir jilet kadar keskin hemde ince elenmis bir testere kadar yivlidir. Bir köpek baligi avini isirdiktan sonra basini derhal saga sola dogru sallamaya baslar.Bu sekilde davranarak disleri arasina sikisan bir objeyi ivmelendirip yanal olarak disleri üzerinde hareket etmesini saglar. Obje veya av, disleri üzerinde hareket ettigi zaman jilet kadar keskin olan disler tarafindan rahatlikla kesilir.Böylelikle balik avini kisa süre içerisinde parçalayarak etkisiz hale getirir. Köpek baligi avini parçalarken gözlerini asla açmaz. Bunu yapmasinin nedeni ise avini parçalamasi esnasinda etrafa saçilacak kemik parçalarindan gözlerini korumak içindir. Çünki bir canlinin kemigi kirildigi (insan olsun hayvan olsun) zaman küçük partiküller haline gelen kemik parçalari oldukça keskin bir hale dönüsür. Bazi köpek baligi türlerinin boylari oldukça büyük olmasina karsin çok uysal olabilirler.Hatta bazi türleri iri memelilere saldirmak yerine deniz planktonlari ve küçük deniz canlilari ile beslenmektedir. Buna karsin dogada, resimdekinden çok daha iri köpek baliklarininda yasamasina karsin bazilari insanlarin zannettikleri gibi bir saldirganlik göstermezler. Köpek baliklarinin vücut sekilleri çok mükemmel bir sekilde dizayn edilmistir.Tipki bir füzeye benzeyen vücutlari ve güçlü yüzgeçleri sayesinde saatte 60 - 80 km ye kadar hiza erisebilmektedirler. Diger bir mükemmel özellikleri ise solungaçlarinin bu kadar süratle giderken sudaki oksijenden maksimum istifade edebilmesi için yan yaraflarda özel olarak konumlanmis olmasidir. Dikkat ettiyseniz yaris arabalarinin her iki yaninda hava bosluklari oldugunu görürsünüz.Bu bosluklar, araba süratle giderken motorun havayi daha rahat bir sekilde emmesine yardimci olmak içindir.Köpek baliklarinin yanlarindaki solungaçlarda, hayvan büyük bir süratle yüzerken sudaki oksijeni maksimum absorbe etmesi için yan taraflarda birer bosluk birakacak sekilde konumlanir. Insanlarin köpek baliklarindan esinlenerek taklit etmeye çalistigi bu mükemmel sistemi köpek baliklari haberleri bile olmadan milyonlarca yildir kullanmaktadir. Bugün halen sadece zevk amaciyla köpek baligi öldüren insanlar vardir.Bazi balikçilar ise besin degeri ve parasal degeri çok yüksek oldugundan dolayi hiç durmaksizin köpek baliklarini avlamaktadirlar. Bazi uzakdogu ülkelerinde balikçilar, lüks restoranlarin ihtiyaçlarini karsilamak amaciyla yanlizca yüzgeçlerini kesip baliklari tekrar çaresiz bir sekilde denize atmaktadirlar. Eger bu mükemmel yaratiklarin korunmasi amaciyla bir önlem alinmaz ise yakin bir zaman içerisinde soylari tükenme noktasina gelecektir. Ve eger köpek baliklarinin soylari tükenirse, denizde avlanilmasi ve sayilarinin azaltilmasi gereken birçok av hayvaninin nüfuslari gitgide artacak ve deniz ekosistemini altüst etmeye baslayacatir. Balinalar Dogadaki en büyük memeli hayvanlari temsil eden balinalarin bazi türleri küçük boyutlara sahip olmasina karsin bazi türlerinin boylari ise 35 - 40 metreye kadar varabilir. Balinalarda kendi aralarinda uysal ve saldirgan olarak ayrilirlar.En taninan uysal balina, boyutlari 35 metreye varmasina ragmen planktonlarla beslenerek yasamlarini sürdürürler. Balinalarin cüssesinin büyük olmasina karsin oldukça uysaldir.Bu balinalarin bazi türleri plnaktonlar ve küçük baliklar ile beslenmektedirler. Planktonlarin çok küçük canlilar oldugunu biliyoruz.Fakat bu kadar büyük cüsseli bir balina plnaktonlarla nasil beslenebilmektedir ? Balina bunu, çenelerinin arkasinda bulunan kusursuz bir yüzgeç sistemi sayesinde basarir.Boyu yaklasik 40 metreye varan ve planktonlarla beslenen bir balina, tek hamlede vücuduna 3 oda dolusu suyu doldurabilir.Vücuduna doldurdugu bu muazzam su kütlesini, mükemmel bir yüzgeç sistemine sahip çenelerinden tekrar disari verir. Su büyük bir hizla disari çikarken plankton ve diger küçük canlilar (ufak baliklar gibi) çenedeki yüzgeçte kalirlar.Bir cm3 suyun içinde onlarca plankton bulunduguna göre metrelerce küp su içerisinde içerisinde milyarlarca plankton bulunabilir.Balina bunu defalarca yaparak, midesini protein degeri yüksek bu ufak canlilar ile doldurur. Katil balinalar saldirgan olmalarina karsin egitildikleri zaman dost olmaktadirlar.Fakat vahsi yasam ortamlarinda birer köpek baligi gibidirler. Denizlerin en vahsi hayvanlari sayilan beyaz köpek baliklari bile bir katil balinayi gördügü zaman mümkün oldugu kadar ondan kaçinmaya çalisir. Bu canlilar, karsilastikari bir köpek baligini tek bir çene darbesiyle ikiye bölebilirler. Bazi katil balinalar fok ve deniz aslanlarini avlamak için sahile kadar kovalayabilirler.Ve bu kovalamaca neticesinde basarilida olurlar. Katil balinanin yaksaltigini gören fok veya deniz aslani sürüsü çareyi kumsala çikmakta bulurlar. Fakat katil balinanin sahile kadar çikacagini ummazlar. Balina foklari avlamak için kendini sahile kadar vurabilmektedir.Nitekim bazi foklar hayvanin koca agizindan kurtulamaz. Televizyonlarda gördügümüz gösteri balinalari bu katil balinalardir.Vahsi yasamlarindakinin aksine egitilidikleri zaman oldukça uysal olan bu yaratiklar insanlarin çok yakin dostu olabilmektdir. Senede bir kez belirli dönemlerde dogum yapan balinalar, yavrularini dogurmak için sig sulara göç ederler. Göç sirasinda binlerce mil yol katedebilirler.Deniz arastirmacilari halen balinalarin nasil yönlerini sasirmadan devasal okyanuslarda istedikleri yerlere gidebildiklerini tam olarak çözememislerdir. Bir balina sürüsünün içindeki bireyler, çok tiz bir ses çikararak birbirleriyle anlasmaktadirlar.Bu seslerin ne anlama geldigi konusunda uzun arastirmalar yapilmaktadir. Çikarilan bu sesler kilometrelerce ötedeki baska balinalar tarafindan ve hatta insanlar tarafindan bile duyulabilr. Balinalarin bu seslere nasil yanit verdikleri ise bir sirdir. Balina ve köpek baliklari deniz ekosistemi için mutlaka gerekli olan canlilardir.Fakat insanlarin bilinçsiz avlanmalari sonucunda denizlerdeki av - avci orani süratle bozulmakta, ve denizel ekosistemin dengeleri altüst olmak üzeredir. Örnek verecek olursak okyanuslarda istakozlarla beslenen ve ayni zamanda besin olarak tüketilen bir balik türü, istakozlarin bilinçsiz avlanilmasi sonucunda açlik ve nihayetinde ölüm tehlikesiyle karsi karsiya gelir.Yani insanlar, besin olarak tükettigi bu baliklari kendi elleriyle yok etmektedirler. Ayni sekilde köpek baligi ve balinalarin sayilarindaki süratli düsüs, av sayisinin yükselmesine (örnegin foklar ve küçük baliklar) ve dolayisiyla denizel ekosistemde bir nüfus patlamasina yol açar.Av canlilarinin sayisi yükseldikçe denizdeki diger canlilarin yasamlari olumsuz yönde etkilenmektedir. Umuyoruzki su an bu mükemmel deniz yaratiklarinin soylarinin devam etmesi için yürütülen çalismalar olumlu sonuç versin ve hergeçen gün yikilma noktasina biraz daha yaklasan deniz ekosistemi eski durumuna kavuşsun.

http://www.biyologlar.com/deniz-biyolojisi-hakkinda-bilgi

RHİNO VİRÜSLERİ

Rhinovirüsler soğuk algınlığının temel nedenidir. 100'den fazla serolojik tipi vardır. 33 °C'de daha iyi replikasyona uğrar. (Bu yüzden primer olarak burun ve konjonktivayı tutar) Asite dayanıksızdırlar (mide asiti virüsü öldürür) Rinoviruslar için hücre yüzeyinde yerleşik bir adezyon proteini olan ICAM-I bulunur. 2 tür bulaşma vardır: 1. Damlacık yoluyla 2. Solunum damlacıklarının eşyalara kontaminasyonu ile Klinik Hapşırık Burun akıntısı Boğaz ağrısı Öksürük Baş ağrısı görülür Hastalık 1 haftada sona erer.

http://www.biyologlar.com/rhino-virusleri

ROTA VİRÜSLER

Reovirüs ailesindendir. Zarfsız ikozahedral kapsidle çevrili RNA virüsüdür. Küçük çocuklarda gastroenteritin en sık rastlanan sebebidir. Rotavirüs enfeksiyonlarına en sık kış aylarında rastlanır. En önemli viral diyare etkenidir. İnsan rotavirüslerinin en az 6 serotipi vardır. Rotavirüs 2 segmentli RNA ve RNA'ya bağlı RNA polimeraz içerir. Rotavirüsler asit, ısı ve etere dirençlidir. Tripsin, pankreatin gibi proteolitik enzimler virüsün enfektivitesini artırır. Rotavirüs fekal-oral yolla bulaşır. Rotavirüsler beta-adrenerjik reseptör noktasından hücre yüzeyine bağlanır. İnce barsak mukoza hücrelerinde (Villuslarda) taşıma mekanizmalarını tahrip ederek replikasyona uğrar. Virüs sitoplazmada çoğalır, tomurcuklanma ile değil hücrenin erimesi ile serbest kalır. İnfekte olan hücrelerde sodyum, glikoz absorbsiyonun bozulması ishale yol açar. Rotavirüs ishallerinde enflamasyon görülmez. İshal kansızdır. Rotavirüs enfeksiyonlarında deri lezyonları görülmez. Klinik Diyare (kansız) Ateş Karın ağrısı Kusma Su kaybı görülür. Kolostrumdaki IgA yenidoğanı 6 aya kadar korur. Tedavide sıvı-elektrolit

http://www.biyologlar.com/rota-virusler

Bir Zamanlar Türlerin Kökeni "Türleşme" Sanılıyordu

Darwinizm'e olan ısrarlı bağlılığı ile tanınan New Scientist dergisinin 14 Haziran 2003 tarihli sayısında "Yeni Türler Nasıl Oluşur?" (How Are New Species Formed?) başlıklı bilimsel bir makale vardı. Yazarı George Turner şu önemli "itiraf"ta bulunuyordu: Çok değil yakın zaman önce, türlerin nasıl oluştuğunu bildiğimizi sanıyorduk. İşlemin hemen her zaman popülasyonların tamamen izole olmalarıyla başladığına inanıyorduk. Genellikle popülasyonun ciddi bir "genetik darboğaz"dan geçmesinden sonra meydana geliyordu; (örneğin) hamile bir dişinin uzak bir adaya sürüklenmesinden ve onun yavrularının birbirleri ile çiftleşmesinden sonra olabileceği gibi. Bu "kurucu etki"nin güzelliği, laboratuvarda test edilebilir olmasıydı. Gerçekte, açıkçası tutmadı. Biyologların tüm çabalarına rağmen, hiç kimse, kurucu bir popülasyondan yeni bir tür yaratmanın yanına bile yaklaşamadı. Dahası, bildiğimiz kadarıyla, insanların az sayılarda organizmayı yabancı ortamlara salmaları sonucunda hiçbir yeni tür oluşmadı.103 Aslında bu yeni bir itiraf değildir. Darwin'den bu yana geçen bir buçuk yüzyıl içinde, onun ileri sürdüğü gibi bir "türleşme" hiçbir zaman gözlenmemiş, "türlerin kökeni"ne tatmin edici bir açıklama getirilememiştir. Bunu açıklamak için Darwin'in nasıl bir "türleşme" öngördüğünü anlatmakta yarar vardır. Darwin'in teorisinin dayandığı "gözlem"lerin türü, hayvan popülasyonlarındaki bazı değişimlerdi. Bunların bazıları hayvan yetiştiricilerinin çalışmalarıydı. Cins köpekler, inekler veya güvercinler yetiştiren bu kişiler, popülasyon içinde belirli bir özelliği baskın olan (örneğin iyi koşan köpekleri, iyi süt veren inekleri veya "zeki" güvercinleri) seçip birbirleriyle çiftleştirerek, birkaç nesil içinde bu seçtikleri özelliklere yüksek oranlarda sahip olan popülasyonlar oluşturuyorlardı. Normal ineklerden, çok daha fazla süt veren inekler türetiyorlardı. Bu "sınırlı değişim", Darwin'e doğada daimi bir değişim olduğunu ve bunun uzun zamana yayıldığında sınırsız bir değişim (yani evrim) meydana getireceğini düşündürttü. Darwin'in aynı konudaki ikinci gözlemi ise, Galapagos Adaları'nda gördüğü farklı ispinoz türleriydi. Bu ispinozların, ana karadakilerden farklı gaga yapılarına sahip olduklarını belirlemişti. Yani aynı popülasyonun içinde uzun gagalı, kısa gagalı, kıvrık gagalı, düz gagalı ispinozlar türemişlerdi ve bunlar da kendi içlerinde çiftleştikleri için ayrı türler haline gelmişlerdi. Darwin tüm bu "değişim" olgularını biraraya getirdiğinde, doğada "sınırsız değişim" yaşandığını, yepyeni türlerin, sınıfların, takımların ortaya çıkması için sadece "uzun zaman" gerektiğini düşündü. Ancak Darwin yanılmaktaydı. Belirli bir özelliği baskın olan canlıları seçip birbirleriyle çiftleştirerek sadece kendi türlerinin daha iyisi, daha güçlüsü canlılar yetiştirilmiş olur. Yoksa bu yöntemle bir başka canlıyı oluşturmak mümkün değildir. Örneğin bu şekilde bir kediden bir at, bir ceylandan zürafa oluşturulamaz ya da bir armuttan bir erik oluşturulamaz. Karpuz her zaman karpuzdur, şeftaliler muza ya da karanfiller güllere dönüşemez. Kısacası herhangi bir türden hiçbir şartta bir başka tür meydana gelmez. Darwin'in bu konuda nasıl yanıldığını ilerleyen sayfalarda detaylıca açıklayacağız. Ama bundan önce konuyu bir örnekle açıklamak yararlı olabilir. Birisinin size şöyle bir "argüman" sunduğunu düşünün: "Ben çok iyi bir okçuyumdur. Yayımdan fırlayan ok, saatte 300 kilometre hızla ilerler. Bu sayededir ki, İstanbul'daki evimden fırlattığım oklar, 1 saat 25 dakika sonra Ankara'nın merkezine varıyor." Bu argümanı çürük ve saçma kılan nokta, okun fırlama hızının sürekli sabit olarak devam edeceğinin varsayılmasıdır. Bir ok saatte 300 kilometre hızla atılabilir, ama birkaç saniye sonra havanın sürtünmesinin ve yerçekiminin etkisiyle bu sürat hızla azalır ve ok yere düşer. İlk anda bir "ilerleme" vardır, ama bunun "sınırsız ilerleme" sağlayıp, oku Ankara'ya kadar götürecegini düşünmek büyük bir yanılgıdır. Darwin de benzer bir yanılgıya düşmüştür. "Biyolojik Değişimin Doğal Sınırları" Darwin doğada gözlemlediği değişimin sınırsız olduğunu varsaymıştı. Eğer inekler, köpekler veya güvercinler sadece birkaç nesilde bile değişim gösterebiliyorlarsa, yeterince uzun zaman verildiğinde herşeye dönüşebilirler, diye düşünmüştü. Ancak aradan geçen 140 yıl içindeki binlerce farklı deney, deneyim ve gözlem, bu varsayımın tamamen yanlış olduğunu ortaya çıkardı. Loren Eisley Bitkiler ve hayvanlar üzerinde 20. yüzyıl boyunca yapılan tüm yetiştirme çalışmaları, türlerin doğal "çeşitlenme" süreciyle asla aşamayacakları sınırlar olduğunu göstermiştir. Bu alandaki en ünlü isimlerden biri olan Luther Burbank, türler içindeki değişimi sınırlayan görünmez bir kanunun olduğu görüşündedir: Tecrübelerimden biliyorum ki, bir buçuk ile altı santimetre arasında bir erik yetiştirebilirim. Ama itiraf edeyim ki, bir bezelye kadar küçük veya bir greyfurt kadar büyük erik elde etme çabası başarıyla sonuçlanmayacaktır… Kısacası, muhtemel sanılan gelişmelerin sınırları vardır ve bu sınırlar bir kanuna tabidir… Bu, ilk hale yani ortalama (vasat) boyuta dönme kanunudur… Geniş çaplı deneyler daha önceden gözlemle tahmin ettiğimiz sonuçları onaylayan bilimsel deliller ortaya koymuştur. Yani bitkiler ve hayvanlar sonraki nesillerde vasat boyutlarına veya yapılarına geri dönmeye eğilimlidirler… Kısacası, tüm canlıları belirli bir sınırda bulunmaya zorlayan bir çekim kuvveti vardır.104 Günümüzde halen bazı yapay genetik düzenlemelerle hayvanların ya da tarım ürünlerinin biyolojik yapılarında bazı değişiklikler yapılabilmektedir. Daha güçlü kaslı, atlar ya da daha büyük lahanalar elde edilebilmektedir. Ama Darwin'in bunlardan yola çıkarak yaptığı çıkarımların yanlış olduğu artık açıkça ortadadır. Dünyanın önde gelen antropologlarından Loren Eisley bunu şöyle açıklar: Atların veya lahanaların kalitelerini yükseltmek için yapılan üretim şekli, sonsuz bir biyolojik değişime, yani evrime giden bir yol değildir. Bu tür yapay üretimlerin evrime kanıt olarak kullanılması gerçekten tuhaf bir durumdur.105 Florida Üniversitesi'nde hayvan bilimci olan Edward S. Deevy de, doğadaki değişimin bir sınırı olduğunu şöyle belirtir: "Buğday yine buğdaydır, greyfurt değildir; domuzlara kanat takamayız, tavuklara silindir şeklinde yumurta yumurtlatamayız."106 Ernst Mayr Meyve sinekleri üzerinde yapılan deneylerde de yine "genetik sınır" duvarına çarpılmıştır. Bu deneylerin hepsinde meyve sineği belli oranlarda değişime uğramış, ama belli sınırların ötesinde bir değişim gözlemlenememiştir. Neo-Darwinizm'in bilinen isimlerinden biri olan Ernst Mayr, meyve sineği ile yapılan iki deneyle ilgili olarak şunları aktarır: Birinci deneyde sineğin kıllarının azaltılması, ikinci deneyde ise artırılması hedeflenmişti. Ortalama 36 olan kıl sayısını 30 kuşak sonra 25'e kadar düşürmek mümkün oldu. Ama daha sonra kısırlık meydana geldi ve o seriden elde edilen sinekler nesil üretemez oldular. İkinci deneyde ise kıl sayısı 36'dan 56'ya çıkarıldı; bu defa da yine ilk deneyde olduğu gibi kısırlık baş gösterdi.107 Mayr yapılan bu deneylerden sonra şu sonucu çıkarmıştır: Belli ki seleksiyonla gerçekleştirilen zorlayıcı ıslahlar, genetik çeşitliliğin kökünü kurutmaktadır… Tek taraflı seleksiyon, genel uyumda (çevreye uyumda) bir düşüşe neden olmaktadır. Bu da, neredeyse her üretim deneyinin baş belasıdır.108 Bu konuyu ele alan en önemli kaynaklardan biri, biyoloji profesörü Lane P. Lester'ın ve moleküler biyolog Raymond G. Bohlin'in birlikte kaleme aldıkları Natural Limits to Biological Change (Biyolojik Değişimin Doğal Sınırları) adlı kitaptır. Lester ve Bohlin, kitabın girişinde şöyle yazmaktadırlar: Yaşayan organizmaların popülasyonlarının, belirli bir zaman dilimi içinde anatomi, fizyoloji, genetik yapı vs. açısından değişim gösterdikleri, tartışılmayan bir gerçektir. Geriye kalan zor mesele, şu sorunun cevabıdır: Ne kadar değişim mümkündür ve bu değişimler hangi mekanizma ile oluşur? Bitki ve hayvan yetiştiricileri, canlıların değiştirilebilirliği konusunda etkileyici örnekleri biraraya getirebilirler. Ama bir yetiştirici işe köpekle başladığında sonuçta yine köpek elde etmektedir, farklı ve garip görünümlü bir köpek bile olsa bu, sonuçta köpektir. Meyve sineği meyve sineği olarak kalmakta, güller gül olarak kalmaktadır.109 Yazarlar kitaplarında bu konuyu bilimsel gözlem ve deneylere bakarak araştırırlar. Vardıkları iki temel sonuç vardır: 1) Canlıların genlerine bir dış müdahale olmadıkça, yeni genetik bilgi edinmeleri mümkün değildir. Bu nedenle, genlere bir müdahale olmadıkça, doğada asla yeni biyolojik bilgi ortaya çıkmaz. Yani yeni canlı kategorileri, yeni organlar, yeni yapılar doğmaz. Doğal yollarla sadece belirli bir tür içinde "genetik varyasyon" oluşur. Bunlar da kısa boylu, uzun boylu, az tüylü, çok tüylü köpek cinsleri ortaya çıkması gibi "sınırlı değişim"lerdir. İsterse milyarlarca yıl geçsin, bu değişimlerin yeni canlı türleri ve daha üst kategoriler (sınıflar, aileler, takımlar, filumlar) oluşturması imkansızdır. 2) Doğada canlıların genlerine dış müdahale, sadece mutasyonlar yoluyla olur. Ama mutasyonlar da, hiçbir zaman, "yapıcı" etki sağlamazlar. Yeni genetik bilgi oluşturmazlar; etkileri sadece genetik bilgiyi tahrip etmektir. Dolayısıyla; Darwin'in sandığı gibi, doğal seleksiyon yoluyla "türlerin kökeni"nin açıklanması imkansızdır. Köpekleri ne kadar "seleksiyona" tabi tutarsak tutalım hep köpek olarak kaldıklarına göre, onların geçmişte aslında balık veya bakteri olduklarını iddia etmenin hiçbir mantığı yoktur. Peki "genlere dış müdahale" seçeneği, yani mutasyonlar dikkate alınırsa? Darwinist teori 1930'lardan bu yana bu seçeneğe bel bağlamaktadır ve bu nedenle de teorinin adı neo-Darwinizm olarak değişmiştir. Ne var ki mutasyonlar da teoriyi kurtaramamaktadır. Bu önemli konuyu, ayrıca incelemek yerinde olacaktır. Galapagos'taki Değişim Nereye Kadar? Darwin'in Galapagos adalarında gördüğü farklı ispinozlar da bir varyasyon örneğidir ve diğerlerinde olduğu gibi kesinlikle evrime bir delil oluşturmazlar. Son yıllarda yapılan gözlemler, ispinozlarda Darwin'in teorisinin öngördüğü gibi sınırsız bir değişim yaşanmadığını ortaya koymuştur. Dahası, Darwin'in 14 ayrı tür olarak belirlediği farklı ispinoz tiplerinin çoğu, aslında birbirleri ile çiftleşebilen, yani aynı türün üyeleri olan varyasyonlardır. Bilimsel gözlemler, hemen her evrimci kaynakta anlatılan "ispinoz gagaları" örneğinin, gerçekte bir "varyasyon" örneği olduğunu, yani evrim teorisine delil oluşturmadığını göstermektedir. Galapagos Adaları'na "Darwinistik evrimin kanıtlarını bulmak" için giden ve adalardaki ispinoz türlerini uzun yıllar boyunca gözlemleyen Peter ve Rosemary Grant'in ünlü çalışmaları, adada bir "evrim" yaşanmadığını belgelemekten başka bir sonuç vermemiştir.110 Mutasyonlar Ne İşe Yarar? Genetik bilgi son derece komplekstir. Hem genlerde saklanan bilginin kendisi komplekstir, hem de bu bilgiyi kodlayan, okuyan ve buna göre üretim yapan moleküler makineler... Bu sisteme isabet edecek olan rastlantısal bir etki, yani bir kaza, hiçbir şekilde genetik bilgi artışı sağlamaz. şeklinde anlatalım. Dört kanatlı mutant meyve sineklerinin ekstra kanatları, uçuş kaslarından yoksundur; bu nedenle gelişim değil sakatlık örneğidirler. Mutasyon, bilgisayar yazılımı ile uğraşan bir programcının klavyesinin üzerine rastgele bir kitap düşmesi ve bu kitabın bazı tuşlara çarparak yazılımın içine rastgele harfler ve rakamlar eklemesi gibi bir şeydir. Böyle bir kaza nasıl bilgisayar yazılımını geliştirmez, aksine bozarsa, mutasyonlar da insanın genetik kodunu bozarlar. Lester ve Bohlin'in Natural Limits to Biological Change (Biyolojik Değişimin Doğal Sınırları) adlı kitaplarında belirttikleri gibi; "mutasyonlar DNA replikasyonunun hassas mekanizmasında meydana gelen hatalardır" ve dolayısıyla "mutasyonlar, aynen genetik varyasyon ve rekombinasyon gibi kendi başlarına büyük evrimsel değişim meydana getiremezler."111 Mantıksal olarak beklenebilecek olan bu sonuç, 20. yüzyıl boyunca yapılan tüm deney ve gözlemler tarafından da doğrulanmıştır. Hiçbir canlıda genetik bilgisini geliştirerek köklü bir değişim meydana getiren bir mutasyon gözlemlenmemiştir. Bu nedenle Fransız Bilimler Akademisi Eski Başkanı Pierre-Paul Grassé, evrim teorisini kabul etmesine rağmen, mutasyonların "yalnızca kalıtsal değişkenler olduğunu, merkez noktaya bağlı olarak sağa sola hareket eden bir sarkaç pozisyonunda olduklarını, ama hiçbir zaman evrimsel etkisi olan bir sonuç olmadıklarını… sadece daha önceden var olanı bir çeşit değişime uğrattıklarını"112 söyler. Dr. Grassé evrim konusundaki problemin "bazı çağdaş biyologların mutasyonu görür görmez evrimden bahsetmeye başlamalarından kaynaklandığını" söyler. Ona göre bu kanı "gerçeklerle uyuşmaz; çünkü ne kadar çok sayıda olurlarsa olsunlar, mutasyonlar herhangi bir evrim meydana getirmezler."113 Canlıların yapılarına, özelliklerine ait her türlü bilginin şifreli olarak saklı bulunduğu genler, mutasyonlar sonucunda bozulmaya uğrarlar; dolayısıyla canlıların varoluşlarında herhangi bir katkılarının olması söz konusu değildir. Mutasyonun tahrip edici, bozucu etkileri yandaki resimde açıkça görülmektedir. Türlerin mutasyonlarla yeni genetik bilgi kazanamayacakları konusunda verilebilecek en güzel örnek meyve sinekleri ile ilgilidir. Meyve sinekleri üzerinde yapılan mutasyonlar, doğadaki canlılara değişimin değil, bir dengenin hakim olduğunu göstermiştir. Meyve sineği gebelik süresi çok kısa (12 gün) olduğu için uzun yıllardır mutasyon deneylerinin gözde deneği olmuştur. Bu deneylerde sineğin mutasyon oranını 15.000 kez artırmak için röntgen ışınları kullanılmıştır. Bilim adamları meyve sineğinin doğal şartlar altında milyonlarca yılda maruz kalacağı mutasyon sayısını kısa bir süre içinde gerçekleştirerek gözlemleyebilmişlerdir. Bu kadar hızlı mutasyonlardan sonra elde edilen hiçbir yeni tür yoktur. Bilim adamları yine meyve sineğinden başka bir şey elde edememişlerdir. Meyve sineklerindeki sözde "faydalı mutasyon"lara örnek verilen klasik vaka, dört kanatlı mutantlardır. Meyve sinekleri normalde iki kanatlıdır, ancak bazı mutantların dört kanada sahip olduğu gözlemlenmiştir. Darwinist literatür bu örneği "gelişim" olarak sunar. Oysa Jonathan Wells'in Evrimin İkonları adlı kitabında detaylı olarak açıkladığı gibi, bu çok yanlış bir yorumdur. Söz konusu ekstra kanatlar uçuş kaslarından yoksundur ve dolayısıyla mutant sineklere avantaj değil dezavantaj getirmektedirler. Nitekim bu mutantların hiçbiri laboratuvar dışında yaşamamıştır.114 Tüm bunlara rağmen evrimciler nadir de olsa "faydalı mutasyonlar" yaşandığını ve bunların doğal seleksiyon tarafından seçildiğini ve böylece yeni biyolojik yapıların ortaya çıktığını ileri sürerler. Oysa burada çok önemli bir yanılgı vardır. Bir mutasyon kesinlikle "genetik bilgi artışı" meydana getirmez ve dolayısıyla evrim sağlamaz. Lester ve Bohlin bu konuyu şöyle açıklarlar: (Mutasyonlar)... zaten var olanı modifiye ederler, çoğunlukla anlamsız ve yok edici bir şekilde. Bu, faydalı mutasyonların hiçbir zaman var olmadığı anlamına gelmez; pek muhtemel olmasa da, yine de oluşabilirler. Faydalı bir mutasyon, basitçe, bu mutasyona sahip olanların, kendi soylarını daha sonraki nesillere mutasyona sahip olmayanlardan daha çok aktarmalarını sağlayandır... Ama bu mutasyonların bir organizmayı bir diğerine dönüştürmekle hiçbir ilgisi yoktur... Bu açıdan Darwin Maderia'da yaşayan kanatsız böceklere dikkat çekmiştir. Rüzgarlı bir adada yaşayan böcekler için, kanatlar kesin bir dezavantaj olabilir. Uçuşun kaybolmasına neden olan mutasyonlar ise kesinlikle yararlı olacaktır. Aynı durum görme yeteneği olmayan mağara balıkları için geçerlidir. Gözler yaralanmaya çok açıktır ve tamamen karanlık bir ortamda yaşayan canlılar, gözlerini yok ederek yaralanma ihtimallerini sıfıra indiren bir mutasyondan fayda göreceklerdir. Bu mutasyonlar etkili ve yararlı bir değişim oluştursalar da, önemli olan bir nokta vardır ki, bunlar her zaman bir kayıp meydana getirmektedirler, kazanç değil. Hiçbir zaman, daha önceden gözlere veya kanatlara sahip olmayan türlerde bunların üretildiğini gözlemlemiyoruz.115 Dolayısıyla yazarların vardıkları sonuç şudur: "Toplamda, mutasyonlar daimi bir genetik bozulma ve dejenerasyon nedeni olarak işlev görürler." Etkileri hep "genetik bilgi kaybı" olan mutasyonların, doğadaki milyonlarca farklı canlı türünün olağanüstü derecede kompleks genetik kodlarını ürettiklerine inanmak ise, klavyelerin üzerlerine düşen kitapların, milyonlarca ansiklopedi yazdığına inanmak gibidir. Yani saçmadır, akıl dışıdır. Paris Üniversitesi Tıp Fakültesinde bölüm başkanlığı yapan ve bilime katkıları nedeniyle Bronz Yıldız Madalya ve Croix de Guerre Şeref Nişanı'na layık görülen Dr. Merle d'Aubigne, bu konuda şu önemli yorumu yapar: Kişisel olarak ben, yaşam koşullarındaki değişikliklere bağlı olarak gerçekleşen mutasyonun beynin, ciğerlerin, kalbin, böbreklerin hatta eklem ve kasların karmaşık ve rasyonel düzenini açıklayabileceği fikrini tatmin edici bulmuyorum. Akıl sahibi ya da düzenleyici bir güç olduğu fikrinden nasıl kaçınılabilir ki? 116 Kısacası mutasyonlar da Darwin'in meselesine, yani "türlerin kökeni"ne bir açıklama getirmemektedir. Avusturyalı evrimci biyolog Gerhard Müller bu çözümsüz durumu, "yeni morfolojik karakterlerin kökeni, çağdaş sentetik (neo-Darwinist) teori tarafından hala açıklanabilmiş değildir" şeklinde ifade etmektedir. Neo-Darwinizm'in öne sürülen iki mekanizmasının, yani doğal seleksiyon ve mutasyonun canlıların kökenini açıklaması mümkün değildir. Çünkü doğal seleksiyon genetik bilgi üretmez; sadece var olan bilgiyi seçer. Mutasyonlar da genetik bilgi üretmez; bu bilgiyi en iyi ihtimalle etkilemez, çoğu zaman tahrip ederler. Genetik bilginin -ve dolayısıyla yaşamın- kökeninin bu bilinçsiz doğa mekanizmaları olmadığı açıktır. Bu köken, Dr. Merle d'Aubigne'nin de ifade ettiği gibi, "akıl sahibi ya da düzenleyici bir güç"tür. Bu güç sonsuz akıl, ilim ve kudret sahibi Yüce Allah'tır. Allah Kuran'da şöyle buyurmaktadır: Yaratmayı başlatan, sonra onu iade edecek olan O'dur; bu O'na göre pek kolaydır. Göklerde ve yerde en Yüce misal O'nundur. O, güçlü ve üstün olandır, hüküm ve hikmet sahibidir. (Rum Suresi, 27) Darwinizm, bu gerçeği inkar etmeye çalışmış, ama başaramamış köhne bir teori olarak tarihe geçecektir. "İşte Öylesine Hikayeler"in Sonu Darwin, "türlerin kökeni"ni ele almaya çalışmasına rağmen, açıklayamadı. Türlerin kökeni Darwinizm açısından çözümsüzdür. Buraya kadar evrim teorisinin türlerin kökenini açıklama çabasının tamamen çıkmazda olduğunu inceledik. Bu çıkmaz son yıllarda evrimciler tarafından da açıklıkla itiraf edilmektedir. Evrimci biyologlar, Gilbert, Opitz ve Raff, Developmental Biology dergisinde yayınlanan 1996 tarihli bir makalelerinde, "türlerin kökeni, yani Darwin'in problemi, çözümsüz kalmaya devam etmektedir" diyerek durumu özetlerler.117 Ama kamuoyu bu durumdan pek haberdar edilmez. Darwinist sistem, sokaktaki insanın "türlerin kökeninin Darwinizm açısından çözümsüz kaldığını" bilmesini tercih etmez. Bunun yerine, medya ve ders kitapları gibi kanallar aracılığıyla, insanlara evrim masalları anlatılır. Bilim dünyasında "işte öylesine hikayeler" (just-so stories) denen bu masallar, evrim teorisine inanan pek çok insanın da başta gelen motivasyon kaynağıdır. Bu "işte öylesine hikayeler"in çok ünlülerinden birini özetle anlatalım. Hemen her evrimci kaynakta ufak tefek farklılıklarla rastlayabileceğiniz bu hikaye, insanın nasıl olup da "ayağa kalktığı" ile ilgilidir: İnsanların ataları olan insanımsı maymunlar, Afrika'nın ormanlarında, ağaçlarda yaşıyorlardı. İskeletleri eğikti, elleri ve ayakları ağaçları tutmaya uygundu. Sonra bir zaman Afrika'da ormanlık alanlar azaldı ve insanımsılar savanlara doğru göç ettiler. Savanlarda yüksek otların arasında etrafı görebilmek için dik durmak, yani ayağa kalkmak gerekiyordu. Böylece atalarımız ayağa kalktılar, dik yürümeye başladılar. Elleri ise boşta kaldı. Bunun sonucunda ellerini kullanmaya başladılar. Ellerini alet yapımında kullandıkça, zekaları da gelişti. Böylece insan oldular. Bu gibi hikayelere evrimci gazetelerde ve dergilerde sıkça rastlayabilirsiniz. Evrim teorisine inanan ve konu hakkında bilgisiz ya da yüzeysel bilgiye sahip muhabirler, bu hikayeleri okuyucularına sözde bilimsel birer gerçek gibi anlatmayı adeta kendilerine görev edinmişledir. Oysa giderek daha fazla bilim adamı bu hikayelerin hiçbir bilimsel değer taşımadığını kabul ve ilan etmektedir. Londra'daki İngiliz Doğa Tarihi Müzesi'nde uzun yıllar üst düzey paleontolog olarak çalışan Dr. Collin Patterson, şöyle yazmıştır: Bir formun bir diğerine nasıl dönüştüğüne dair hikayeler yazmak ve bu dönüşümün aşamalarının doğal seleksiyon tarafından nasıl seçildiğine dair nedenler bulmak kolaydır. Ama bu hikayeler bilimin bir parçası değildir, çünkü onları test etmenin hiçbir yöntemi yoktur.118 Evrimci paleontolog T. S. Kemp ise, 1999 basımı Fossils and Evolution (Fosiller ve Evrim) adlı kitabında "işte öylesine hikayeler"in bilimsel değersizliğini "kuşların evrimi" konusunda yazılmış olanlarını ele alarak şöyle açıklar: Kuşların kökeni hakkında bir senaryo, Geç Jurasik döneminde, küçük, hafif iki ayaklı dinozorlar üzerinde, gittikçe daha arboreal (ağaçlarda yaşamaya yönelik) bir adaptasyonu kayıran bir seleksiyon olduğu şeklindedir. Ağaçlarda yaşamak, onların yırtıcılardan kaçma yeteneklerini artırmış ve yeni besin kaynakları bulmalarını sağlamıştır. İlave seleksiyon baskıları sırasıyla sıçramayı, süzülmeyi ve sonuçta daldan dala ve ağaçtan ağaca güçlü şekilde uçmayı zorlamıştır. Bu ara formlar, onların yaşadıkları ekolojik koşullar ve maruz kaldıkları selektif güçler hakkındaki varsayımların hiçbiri ampirik (bulgusal) olarak test edilemez. Sonuç şudur ki bu evrimsel senaryo, eleştirel olarak ifade edersek, bir "işte öylesine hikaye"dir.119 Patterson'ın veya Kemp'in ifade ettiği husus, yani söz konusu "işte öylesine hikayeler"in test edilemeyecekleri ve dolayısıyla bilimsel bir değer taşımadıkları, meselenin bir yönüdür. İkinci ve belki de daha da önemli yönü ise, bu hikayelerin aynı zamanda gerçekleşmesi imkansız saçmalıklar oluşudur. Yani bu hikayeler bilimsel olmayışlarının ötesinde, zaten mümkün de değildirler. Bunu açıklamak için, yine insanın evrimi konusunda az önce aktardığımız "ayağa kalkan insanımsılar" hikayesini ele alalım. Bundan 150 yıl önce Jean Baptiste Lamarck, döneminin geri kalmış bilim düzeyiyle böyle bir hikaye öne sürmüştür. Oysa modern genetik göstermiştir ki, yaşam sırasında kazanılan özellik sonraki nesle aktarılmaz. Bunun üstteki hikayeyle ilgisi şudur: Hikayede, insanın sözde atalarının, yaşam sırasında kazandıkları özelliklerle evrimleştikleri varsayımı egemendir. İnsanların "otlar arasında etrafı görebilmek için ayağa kalktıkları ve elleri boşta olduğu için bunları kullandıkları ve böylece zekalarının geliştiği iddia edilmektedir. Bu, tamamen bilim ve akıldışı bir iddiadır. Böyle bir olay hiç yaşanmamıştır. Ayrıca bir canlının dik durmaya çalışarak veya el aletleri kullanarak birtakım özellikler elde etmesi mümkün değildir. Elde ettiğini kabul etsek bile (ki bu bilimsel olarak imkansızdır), bu özellikleri sonraki nesle aktarması mümkün değildir. Dolayısıyla bir maymun kendini zorlayarak iskeletini "dikleştirse" bile, bu özellik sonraki nesle geçmez ve dolayısıyla bir "evrim" gerçekleşmez. Peki nasıl olmaktadır da bir yüzyılı aşkın bir süredir çürümüş olan Lamarckist mantıklar hala topluma empoze edilmeye çalışılmaktadır? Lamarck'ın yanlış tezi bilimsel olarak çürütülmüştür ancak buna rağmen hala kitlelerin zihnine işlenmeye çalışılmaktadır. Evrimciler, bu "işte öylesine hikayeler"in, yaşanan asıl biyolojik evrim sürecinin bir özeti olduğunu söylerler. Onlara göre "ihtiyaçlar evrim doğurmaz"; ama "ihtiyaçlar doğal seleksiyonu belirli bir yönde yönlendirir, bu da o yönde sonuç veren mutasyonları seçtirir." Yani, "insanımsılar ayağa kalktı" dediklerinde, aslında "insanımsıların ayağa kalkması avantajlı olacaktı, işte tam bu dönemde onlara isabet eden bir mutasyon iskeletlerini dikleştirdi, dikleşenler de doğal seçilimle seçildi" demiş olurlar. Bir başka deyişle, "işte öylesine hikayeler"de, hikayenin mutasyonla ilgili kısmının bilimsel açıklaması tamamen göz ardı edilmektedir. Çünkü bu kısım ele alınıp incelendiğinde, ortaya bilimsellikten uzak batıl bir inanç çıkacaktır. Evrimcilerin mutasyonla ilgili "işte öylesine hikayeleri"nde bir canlı neye ihtiyaç duyuyorsa, hangi durum onu daha "avantajlı" hale getiriyorsa, o ihtiyacını karşılayacak, o durumu sağlayacak bir mutasyonun mutlaka meydana geleceği varsayılmaktadır. Üstelik bugüne kadar genetik bilgiyi geliştiren tek bir mutasyon bile gözlemlenmemişken... Bu senaryoya inanmak, canlılara, her ihtiyaç duydukları şeyi sağlayan sihirli bir değneğe inanmak gibi bir şeydir. Batıl inançtır. Bu çok önemli gerçeği teşhis edenlerden biri, evrim teorisine prensipte inanmasına rağmen Darwinizm'e şiddetle karşı çıkan, Fransız Bilimler Akademisi'nin eski başkanı olan ünlü Fransız zoolog Pierre Grassé'dir. Grassé mutasyonlar hakkındaki garip Darwinist inancı şöyle tarif etmektedir: Mutasyonların havyanların ve bitkilerin ihtiyaçlarının karşılanmasını sağladığına inanmak, gerçekten çok zordur. Ama Darwinizm bundan fazlasını da ister: Tek bir bitki, tek bir hayvan, binlerce ve binlerce tam olması gerektiği şekilde faydalı tesadüflere maruz kalmalıdır. Yani mucizeler sıradan bir kural haline gelmeli, inanılmaz derecede düşük olasılıklara sahip olaylar kolaylıkla gerçekleşmelidir. Hayal kurmayı yasaklayan bir kanun yoktur, ama bilim bu işin içine dahil edilmemelidir.120 Kısacası Darwinizm hayal kurmaktır. Bilimle ilgisi yoktur. Tüm dünyaya bilimsel gerçekler gibi anlatılan "işte öylesine hikayeler"in ise, en ufak bir bilimsel dayanağı bulunmamaktadır. Tüm bu hikayelerin ortak özelliği, canlıların belirli bir ihtiyacının tanımlanması ve sonra da bu ihtiyacın mutasyonlar tarafından karşılanmış olduğunun varsayılmasıdır. Söz konusu ihtiyaç evrimciler tarafından "evrimsel baskı" olarak nitelenir. (Örneğin savanların yüksek otları arasında ayağa kalkma ihtiyacı, "evrimsel bir baskı"dır.) "Gerekli mutasyonların kullanıma hazır olduğunu varsaymak" ise, sadece Darwinizm'e körü körüne inanmakla mümkün olabilir. Böylesine körü körüne bir dogmatizme kapılmayan herkes, "işte öylesine hikayeler"in bilimle ilgisi olmayan uydurmalar olduğunu görecektir. Nitekim "işte öylesine hikayeler"in içyüzünü artık evrimci bilim adamları da yüksek sesle ifade etmeye başlamış durumdalar. Bunun yeni bir örneği, New York Times'da yayınlanan tipik bir "işte öylesine hikaye" üzerine Amerikan Doğa Tarihi Müzesi Antropoloji bölümü başkanı Ian Tattersall'un yaptığı yorum oldu. New York Times'da yayınlanan haberde, "İnsanlar evrim sürecinde neden tüylerini yitirdiler?" diye soruluyor ve buna dair anlatılan çeşitli avantajlılık senaryoları aktarılıyordu. Tattersall ise şöyle diyordu: "Tüy kaybının avantajlarına dair her türden fikir mevcut, ama bunların tümü 'işte öylesine hikayeler'."121 Mutasyon ürünü olan sakat eller. Ünlü Nature dergisinin bilim editörü ve evrim konusundaki pek çok makale ve kitabın yazarı Henry Gee, bir evrimci olmasına rağmen, bir organın kökenini onun yararlarından bahsederek açıklamaya çalışmanın ne kadar yanlış olduğunu 1999 basımı kitabında şöyle açıklıyordu: ... Burunlarımız gözlük taşımak için yapılmıştır, dolayısıyla gözlüklerimiz vardır. Evet, evrimci biyologlar herhangi bir yapıyı onun mevcut yararından söz ederek açıklamaya çalıştıklarında bu mantığı kullanmış oluyorlar. Oysa söz konusu mevcut yarar, bize o yapının nasıl evrildiği hatta o yapının evrimsel tarihinin onun şeklini ve özelliklerini etkileyip etkilemediği konusunda hiçbir şey söylemez.122 Bu açıklamalar çok önemlidir. Çünkü muhtemelen bundan sonra da başta bir kısım medya olmak üzere evrimci kaynaklarda "işte öylesine hikayeler"e rastlayabilirsiniz. Bunların hiçbir kanıtı olmayan içi boş masallar olduğuna dikkat etmek gerekir. Bu hikayelerin oluşturulmasında hep aynı yöntem izlenir. Önce bir canlıya ait bir özelliğin avantajlı yönü veya yönleri tarif edilir. Sonra bu avantajın nasıl evrimleşmiş olabileceğine dair bir senaryo uydurulur. Elbette bu şekilde üretilecek evrimci tezlerin pratikte bir sınırı yoktur. "Filin hortumu yerden yiyecek toplamada avantaj sağlar o halde filin hortumu yerden yiyecek toplamak için evrimleşmiştir" veya "zürafanın boynu yüksekteki dallara ulaşmasını mümkün kılar o halde zürafanın boynu yüksekteki yapraklara uzanmak için evrimleşmiştir" gibi… Bunlara inanmak, doğada canlıların her ihtiyacını karşılayan bir "sihirli evrim değneği" olduğuna inanmaktır. Yani hurafeye inanmaktır. Bu hurafenin içyüzü ise her geçen gün biraz daha ortaya çıkmaktadır. Bölüm başından bu yana incelediklerimize bakarak diyebiliriz ki; "Türlerin Kökeni"nin rastlantısal bir evrim süreci olduğu iddiası, Darwin'in 19. yüzyılın ilkel bilim düzeyi içinde yaptığı yanlış çıkarımların bir sonucudur. 20. yüzyıl boyunca yapılan tüm gözlem ve deneyler, doğada yeni türler ve daha üst kategoriler üreten bir mekanizma olmadığını göstermiştir. Bilim, Darwinist yanılgıyı yıkmıştır. Ve türlerin gerçek kökeninin "bilinçli tasarım" (yani yaratılış) olduğu, tüm canlıları üstün ilim sahibi Yüce Allah'ın yarattığı gerçeği açığa çıkmıştır.

http://www.biyologlar.com/bir-zamanlar-turlerin-kokeni-turlesme-saniliyordu

EVRİM KURAMI ve TEORİLERİ 1

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

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

Hıv Virüsünün Yapısı (AIDS)

Hıv Virüsünün Yapısı (AIDS)

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

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

Hayvanların Organizma Alemindeki Yeri

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

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

Kalıtsal Çeşitliliğin Kökeni (EVRİM DERSİ) Sunum

Dünya ve Yaşamın Kökeni Bu bölüm,yaşam tarihine genel bir bakış ile başlamaktadır.Daha sonra yaşamın kökeninin yakından inceleyeceğiz.Bu tartışma,yaratıcı olay ile ilgili fosil kanıt olmadığı için,tüm bölümler içerisinde en tartışmaya açık olanıdır. YAŞAM TARİHİNE GİRİŞ --Yeryüzünde yaşam 3.5-4.0 milyar yıl önce başladı. -Prokaryotlar,geçmişteki 3.5-2.0 milyar yıllık evrimsel süreçte baskın durumdaydı. -Oksijen,günümüzden yaklaşık 2.7 milyar yıl önce atmosferde birikmeye başladı. -Ökaryotik yaşam 2.1 milyar yıl önce başladı. -Çok hücreli ökaryotlar,1.2 milyar yıl önce ortaya çıktı. -Hayvanlardaki çeşitlilik,erken Kambriyen periyodu boyunca patlarcasına artış gösterdi. -Bitkiler,mantarlar ve hayvanlar yaklaşık 500 milyon yıl önce karasal ortamlara yerleştiler. YAŞAMIN KÖKENİ -İlk hücre,genç dünya üzerinde kimyasal evrim sonucunda ortaya çıkmış olabilir: -Organik monomerlerin abiyotik olarak sentezi,test edilebilir bir hipotezdir. -İlkin dünya koşullarının laboratuvarda taklit edilmesiyle organik polimerler üretildi. -RNA,ilk kalıtsal madde olabilir. -Protobiyontlar,kendi kendine bir araya gelerek oluşabilir. -Doğal seçme,kalıtsal bilgi taşıyan protobiyontları saflaştırmış olabilir ANA CANLI SOYLARI -Beşli kingdom (alem) sistemi,canlıların çeşitliliği ile ilgili bilgi artışının olduğunu yansıtmaktadır. -Çeşitlilik gösteren canlıları,daha yüksek taksonlar içerisinde sıraya koyma,devam etmekte olan bir eylemdi . Alıntı Kaynağı : Campbell-Reece Biyoloji,Altıncı Baskıdan Çeviri,Sayfa 510,Bölüm 26   Biyolojik evrimin beslendiği kaynak: Genetik çeşitlilik Bilim dünyası, evrimin olup olmadığı yönündeki tartışmaları 19. yüzyılda tamamen aştıktan sonra tüm dikkatini evrimsel süreçte belirleyici olan etmenler ve düzenekler üzerinde yoğunlaştırdı. Genetik çeşitliliğe yol açan düzenekleri iyi kavramak, evrim kuramını anlamanın en iyi yoludur. 20. yüzyıl bu yönde büyük bilgi birikiminin sağlandığı bir dönem oldu. 21. yüzyıl ise, evrimde etkili olan mekanizmaların yoğun olarak kullanıldığı yapay ya da yönlendirilmiş evrim araştırmalarının doruk noktasına çıktığı bir çağ olacaktır. Evrim kelimesi, bilimin en önemli ve mucizevî olgularını tanımlayan bir kavram. Sadece içinde yaşadığımız doğadaki değil, tüm evrende zaman içinde meydana gelen her türlü değişimi ifade etmekte. Değişim olmadığı yerde ise evrimden söz etmek olası değil. Astrofizikçiler evrenin yaşını yaklaşık olarak 13-14 milyar yıl önceye kadar götürmekteler. Dünyamızın yaşı için saptanan süre ise yaklaşık 4,5 milyar yıl. Hücre şeklindeki ilk biyolojik organizasyonların gözlendiği zaman dilimi, dünyanın oluşumundan yaklaşık bir milyar sonraya denk gelmekte. Diğer bir ifade ile canlılığın gezegenimizdeki tarihi günümüzden en az 3,5 milyar önceye kadar uzanıyor. Doğa bilimciler çevrelerine akıl ve bilgiyle baktıklarında ilk fark ettikleri nokta, zaman içinde her şeyin değiştiğidir. O kadar ki, canlı olsun, cansız olsun, bu büyük değişim sürecinin dışında kalabilen herhangi bir yapı bulunmaz. Örneğin bundan 10 milyar yıl önce evrenin görünümü günümüzdekinden çok farklıydı. En azından kendi güneş sistemimiz daha oluşmamıştı. 2 milyar yıl önce dünyamızda sadece tek hücreli mikroorganizmalar yaşıyordu. 500 milyon yıl önce memeliler henüz daha yaşam sahnesine çıkmamışlardı. Dinozorların hüküm sürdüğü dönemde ise dünyada insan bulunmuyordu. Peki, canlılar dünyasına gelindiğinde bu değişimin anlamı ve niteliği nedir? Charles Darwin ve Alfred Wallace'dan önce doğa bilginleri, organizmaların biyolojik olarak birbirleriyle akraba olduklarını anlamışlardı. Hatta canlıları sınıflandıran Carl von Linne insan ve maymunları aynı gruba koymakta bir sakınca görmemişti. Yeni türler eskilerin değişmesiyle meydana geliyordu. Fosillerle, yaşayan türler arasındaki benzerlikler ve farklar, evrim düşüncesini güçlendirmişti. Yaşam koşulları ve canlıların kalıtsal özellikleri, söz konusu değişimde oldukça belirleyici etmenlerdi. Darwin-Wallace ilk kez, evrimsel değişimde etkin olan bir düzeneği, yani "doğal seçilimi" bilim dünyasına sundular. Biyolojik evrimin nasıl meydana geldiğini kavramak için bu düzeneklerin bilinmesi gerekir. Darwin-Wallace'tan önce "Biyolojik Evrim Kuramı"nın ana hatlarını ortaya koyan Lamarck'tan günümüze kadar, biyolojik evrim konusunda kaydedilen en önemli gelişmeler, -doğal seçilim yanında- evrimde belirleyici olan onlarca yeni mekanizmanın ortaya çıkarılması sayesinde yaşanmıştır. Bu düzenekler yoluyla evrim kuramının bilimsel sınanması olanaklı hale geldi. Özellikle matematiksel mantığın kuramın içine girmesi bu yolla olmuştur. Diğer bir deyişle, biyolojik değişimin düzenekleri bulunmasaydı, biyolojik evrim kuramının Lamarck dönemindekinden daha ileri gitmesi mümkün olmayacaktı. Biyolojik evrim, genel anlamıyla, bir türe ait canlı topluluğunun biyolojik özelliklerinde zaman içinde meydana gelen değişmeleri ifade eder. Biyolojik özellikleri ise genler belirler. Bu bağlamda, biyolojik özelliklerdeki değişim dendiğinde kastedilen, genetik yapıda meydana gelen değişmelerdir. Genetik çeşitliliğe yol açan düzenekleri iyi kavramak, evrim kuramını anlamanın en iyi yoludur. Düzeneklerin başlıcaları şu şekilde sıralanabilir: - Doğal seçilim - Göçler - Coğrafi yalıtım - Genetik sürüklenme - Mutasyon - DNA tamir mekanizması - Transpozonlar - Yatay ve dikey gen transferleri - Virüsler - Plazmitler - Mayoz ve mitoz bölünme süreçleri - Replikasyon - Rekombinasyon Bu listede yer alan olguları değişik ölçütlere göre gruplandırmak ve değerlendirmek olası: Örneğin bu işlemlerden bazıları bireyin kalıtsal maddesi olan DNA molekülünde yer alan genetik bilgide değişiklik yaparken yani birey düzeyinde çeşitlilik yaratırken, bazıları doğrudan topluluğun genetik yapısında yani gen havuzunun bileşimini değiştirmede etkili olur. Mutasyon ve transpozonlar ilk gruba girerken, göçler ikinci grupta yer alır. Doğal seçilim Doğal seçilim ilk saptanan evrim düzeneğidir. Evrimleşmede yaygın olarak iş gören çok etkili bir mekanizmadır. İki aşamalı bir süreçtir. İlk aşama, canlı topluluğunun içinde bir genetik çeşitliğin varlığını zorunlu kılar. Ortada böyle bir çeşitlilik yani seçilimin yapılacağı bir farklılık yoksa ikinci aşamaya

http://www.biyologlar.com/kalitsal-cesitliligin-kokeni-evrim-dersi-sunum

ANTİSENS TEKNOLOJİLERİ HAKKINDA BİLGİ

ANTİSENS TEKNOLOJİLERİ HAKKINDA BİLGİ

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

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

BİYOKİMYA DERSİ ÇALIŞMA SORULARI ( 445 soru )

1) Biyokimyanın tanımı nasıldır? Canlı hücrelerin kimyasal yapı taşlarını ve bunların katıldığı reaksiyonları inceleyen bilim dalı… 2) Biyokimyanın amacı nedir? Canlı hücrelerle ilgili kimyasal olayların moleküler düzeyde tam olarak anlaşılmasını sağlamak 3) Biyokimyanın konuları nelerdir? Hücre bileşenlerinin doğası hakkındaki bilgilerin toplanması Hücre içinde sürekli olarak meydana gelen kimyasal dönüşümlerin incelenmesi 4) Canlı hücrelerin bilinen kimyasal yapı taşları nelerdir? Organik maddeler a) Karbonhidratlar b) Proteinler, amino asitler ve peptitler c) Enzimler d) Lipidler e) Nükleotidler ve nükleik asitler f) Porfirinler g) Hormonlar h) Vitaminler İnorganik maddeler a) Mineraller b) Su 5) Canlı organizmalarda en bol bulunan elementler nelerdir? Karbon (C), hidrojen (H), azot (N), oksijen (O), fosfor (P), kükürt (S) 6) Elementlerin en küçük kimyasal yapı taşı nedir? Atomlar 7) Kimyasal bağlar nelerdir? Kovalent bağlar Hidrojen bağları İyonik bağlar Van der Waals bağları 8) Bir organik moleküle spesifik kimyasal özelliklerini veren atom veya atom gruplarına ne denir? Fonksiyonel grup 9) Hidrofilik ne demektir? Suyu seven 10) Hidrofobik ne demektir? Suyu sevmeyen 11) Su moleküllerin ayrışmasıyla neler oluşur? Proton ve hidroksil iyonları 12) Nötral pH ne ifade eder? H+ ile OH- konsantrasyonlarının eşit olduğunu 13) pH nasıl tanımlanır? Bir çözeltideki H+ iyonları konsantrasyonunun eksi logaritması 14) Asidik çözeltinin pH’ı nedir? 7’den küçük 15) Alkali (bazik) çözeltinin pH’ı nedir? 7’den büyük 16) Nötral çözeltinin pH’ı nedir? 7 17) Asidik çözeltide H+ konsantrasyonu nasıldır? Yüksek 18) Alkali çözeltide H+ konsantrasyonu nasıldır? Düşük 19) Nötral çözeltide H+ konsantrasyonu nasıldır? OH- konsantrasyonuna eşit 20) Asitler nasıl tanımlanır? Sulu çözeltilerde proton dönörleri (vericileri) 21) Bazlar nasıl tanımlanır? Sulu çözeltilerde proton akseptörleri (alıcıları) 22) Bir proton donörü ve ona uygun proton akseptörü ne oluşturur? Konjuge asit-baz çifti 23) Zayıf bir asit (proton donörü) ve onun konjuge bazını (proton akseptörü) içeren sistemlere ne denir? Kimyasal tampon sistemi 24) Küçük miktarlarda asit (H+) veya baz (OH-) eklendiğinde pH değişikliklerine karşı koyma eğiliminde olan sulu sistemlere ne denir Kimyasal tampon sistemi 25) Kimyasal tamponlar nasıl tanımlanır? Küçük miktarlarda asit (H+) veya baz (OH-) eklendiğinde pH değişikliklerine karşı koyma eğiliminde olan sulu sistemler… 26) Vücuttaki önemli tampon sistemleri nelerdir? Karbonik asit/Bikarbonat tampon sistemi [H2CO3 / HCO3-]: Ekstrasellüler sıvılarda Primer fosfat/Sekonder fosfat tampon sistemi [H2PO4- / HPO4-2]: İntrasellüler sıvılarda, böbreklerde Asit Hemoglobin/Hemoglobinat tampon sistemi [HHb / Hb-]: Eritrositlerde Asit Protein/Proteinat tampon sistemi [H.Prot / Prot-]: Hücre içinde 27) Su, erkeklerde vücut ağırlığının % kaçını oluşturur? % 50-65’ini 28) Su, kadınlarda vücut ağırlığının % kaçını oluşturur? % 45-55’ini 29) Vücut sıvı bölükleri nelerdir? İntrasellüler (hücre içi) sıvı bölüğü: Toplam su miktarının %66’sı. Ekstrasellüler (hücre dışı) sıvı bölüğü: Toplam su miktarının %33’ü. Plazma hücreler arası (interstisyel)sıvı transsellüler sıvılar. 30) Klinik laboratuarlarda ölçülen anyon boşluğu nedir? Rutin olarak ölçülen katyonların (Na+, K+) konsantrasyonu ile anyonların (Cl-, HCO3-) konsantrasyonu arasındaki fark 31) Anyon boşluğunun normal değeri ne kadardır? 12 mmol/L 32) Vücut su dengesi bozuklukları nelerdir? Dehidratasyon Hiperosmolar dehidratasyon: Su kaybı sodyum kaybından fazla İzoosmolar dehidratasyon: Su ve sodyum kaybı dengeli Hipoosmolar dehidratasyon: Su kaybı daha az Ödem: Venöz dolaşımda basınç artışı veya plazma proteinlerinin onkotik basıncındaki azalma sonucu hücre dışı sıvı hacminde artış.... 33) Karbohidratların tanımı nasıldır? Kimyasal olarak polihidroksi aldehit veya ketondurlar veya hidroliz edildiklerinde böyle bileşikler veren maddeler... 34) Karbohidratların monomerik birimi nelerdir? Monosakkaritlerdir 35) Molekül yapılarında aldehid grubu olan monosakkaritlere ne denir? Aldozlar… 36) Molekül yapılarında keton grubu olan monosakkaritlere ne denir? Ketozlar… 37) Molekül yapılarında üç karbon atomu olan monosakkaritlere ne denir? Triozlar… 38) Molekül yapılarında dört karbon atomu olan monosakkaritlere ne denir? Tetrozlar… 39) Molekül yapılarında beş karbon atomu olan monosakkaritlere ne denir? Pentozlar… 40) Molekül yapılarında altı karbon atomu olan monosakkaritlere ne denir? Heksozlar… 41) Molekül yapılarında altı karbon atomu ve aldehid grubu olan monosakkaritlere ne denir? Aldoheksozlar… 42) Molekül yapılarında altı karbon atomu ve keton grubu olan monosakkaritlere ne denir? Ketoheksozlar… 43) Molekül yapılarında beş karbon atomu ve aldehid grubu olan monosakkaritlere ne denir? Aldopentozlar… 44) Molekül yapılarında beş karbon atomu ve keton grubu olan monosakkaritlere ne denir? Ketopentozlar… 45) Molekül yapılarında üç karbon atomu ve aldehid grubu olan monosakkaritlere ne denir? Aldotriozlar… 46) Molekül yapılarında üç karbon atomu ve keton grubu olan monosakkaritlere ne denir? Ketotriozlar… 47) Metabolizmada önemli aldotrioz nedir? Gliseraldehit… 48) Metabolizmada önemli ketotrioz nedir? Dihidroksi aseton 49) Metabolizmada önemli aldopentoz nedir? Riboz 50) Metabolizmada önemli aldoheksozlar nelerdir? Glukoz, mannoz, galaktoz… 51) Metabolizmada önemli ketoheksoz nedir? Fruktoz 52) Glukoz hangi sınıftan monosakkarittir? Aldoheksoz… 53) Fruktoz hangi sınıftan monosakkarittir? Ketoheksoz… 54) D- ve L- izomerleri eşit miktarlarda içeren ve optik aktivitesi olmayan karışımlara ne denir? Rasemat (rasemik karışım)… 55) Monosakkaritlerin a- ve b- formları (anomerler) hangi ortamda oluşur? Sulu çözeltilerde… 56) Karbohidratlara indirgeyici özelliklerini veren nedir? Molekülünde serbest yarı asetal veya yarı ketal hidroksili bulunması… 57) Monosakkaritlerin, Cu2+’ı Cu+’a indirgemeleri özellikleriyle ilgili deneyler hangileridir? Trommer ve Fehling deneyleri… 58) Pozitif Trommer ve Fehling deneylerinde gözlenen sarı renkli çökelti nedir? Bakır 1 hidroksit (CuOH) 59) Pozitif Trommer ve Fehling deneylerinde gözlenen kırmızı renkli çökelti nedir? Bakır 1 oksit (Cu2O) 60) Pozitif Trommer ve Fehling deneylerinde gözlenen turuncu renkli çökelti nedir? Bakır 1 hidroksit (CuOH) ile Bakır 1 oksit (Cu2O) karışımı… 61) Metabolizmada önemli bir şeker fosfatı nedir? Glukoz-6-fosfat 62) Metabolizmada önemli bir deoksi şeker nedir? Deoksiriboz 63) Metabolizmada önemli disakkaritler nelerdir? Maltoz, laktoz, sukroz (sakkaroz) 64) Maltozun molekül yapısında hangi monosakkaritler bulunur? Glukoz 65) Laktozun molekül yapısında hangi monosakkaritler bulunur? Glukoz ve galaktoz 66) Sukrozun molekül yapısında hangi monosakkaritler bulunur? Glukoz ve fruktoz 67) İki glukoz molekülünün Glc(a1®4)Glc biçiminde kondensasyonu ile oluşmuş disakkarit nedir? Maltoz 68) Bir galaktoz molekülü ile bir glukoz molekülünün Gal(b1®4)Glc biçiminde kondensasyonu ile oluşmuş disakkarit nedir? Laktoz 69) Bir glukoz molekülü ile bir fruktoz molekülünün Glc(a1®2)Fru biçiminde kondensasyonu ile oluşmuş disakkarit nedir? Sukroz 70) Maltoz çözeltisi ile yapılan bir Fehling deneyi nasıl sonuç verir? Pozitif sonuç 71) Laktoz çözeltisi ile yapılan bir Fehling deneyi nasıl sonuç verir? Pozitif sonuç 72) Sukroz çözeltisi ile yapılan bir Fehling deneyi nasıl sonuç verir? Negatif sonuç 73) Sukroz çözeltisi ile yapılan bir Fehling deneyi niçin Fehling negatif sonuç verir? Molekülünde serbest yarıasetal hidroksili olmadığı için… 74) Bitki hücrelerinin temel depo homopolisakkariti nedir? Nişasta 75) Hayvan hücrelerinin temel depo homopolisakkariti nedir? Glikojen 76) Nişasta molekülünü oluşturan monosakkarit nedir? Glukoz 77) Nişasta molekülünü oluşturan disakkarit nedir? Maltoz ve izomaltoz 78) Nişasta molekülünü oluşturan glukoz polimerleri nelerdir? Amiloz ve amilopektin 79) Nişasta molekülünde düz zincir biçimindeki glukoz polimeri nedir? Amiloz 80) Nişasta molekülünde dallı zincir biçimindeki glukoz polimeri nedir? Amilopektin 81) Glikojen özellikle hangi organlarda depo edilir? Karaciğer ve kasta 82) Sağlıklı bir erişkinde 8-12 saatlik açlıktan sonra enzimatik yöntemlerle ölçüldüğünde kan glukoz düzeyi nedir? %60-100 mg (60-100 mg/dL) 83) Kan glukoz düzeyini düşürücü yönde etkili olaylar nelerdir? 1) Glukozun indirekt oksidasyonu: Glukozun aerobik koşullarda glikoliz ve sitrik asit döngüsüyle yıkılımı. 2) Glukozun direkt oksidasyonu: Glukozun pentoz fosfat yolunda yıkılımı. 3) Glikojenez: Glukozun glikojene dönüşümü. 4) Liponeojenez: Glukozun yağ asitlerine ve yağa dönüşümü. 5) Glukozun glukuronik asit yolunda yıkılımı. 6) Glukozdan diğer monosakkaritlerin ve kompleks karbonhidratların oluşumu 84) Glikoliz nedir? Hücrenin sitoplazmasında altı karbonlu glukozun, on basamakta iki molekül üç karbonlu pirüvata yıkılması olayıdır 85) Glikolize uğrayan her glukoz molekülü için net kaç molekül ATP oluşmaktadır 2 ATP 86) Sitrik asit döngüsü (TCA döngüsü) nedir? Karbohidrat, yağ ve protein katabolizmasının ortak son ürünü olan asetil-CoA’nın asetil gruplarının mitokondride oksitlendiği döngüsel olaylar dizisi 87) Bir tek glukoz molekülünün tamamen CO2 ve H2O’ya oksitlenmesi suretiyle net kaç adet ATP kazancı olur? 38 adet ATP 88) Glukozun pentoz fosfat yolunda yıkılımı hücrenin hangi bölümünde gerçekleşir? Sitoplazmada 89) Glukozun pentoz fosfat yolunda yıkılımı sırasında ne oluşur? NADPH ve riboz-5-fosfat 90) Glikojenez nedir? Glikojen biyosentezi 91) Kan glukoz düzeyini yükseltici yönde etkili olaylar nelerdir? 1) Diyetle karbonhidrat alınması. 2) Glikojenoliz: Glikojenin yıkılımı. 3) Glikoneojenez: Karbohidrat olmayan maddelerden glukoz yapılımı 92) Glikojenoliz nedir? Glikojenin yıkılımı 93) Glikoneojenez nedir? Karbohidrat olmayan maddelerden glukoz yapılımı 94) Hiperglisemi nedir? 8-12 saatlik açlıktan sonra serum glukoz düzeyinin %110 mg’dan yüksek olması durumu 95) Hipoglisemi nedir? Serum glukoz düzeyinin %40 mg’dan düşük olması durumu. 96) Karbohidrat metabolizması bozuklukları nasıl sınıflandırılırlar? Emilim bozuklukları Dönüşüm bozuklukları Depolanma bozuklukları Kullanım bozuklukları 97) Karbohidrat metabolizmasının önemli bir emilim bozukluğu nedir? Laktaz eksikliği (süt intoleransı) 98) Karbohidrat metabolizmasının önemli bir dönüşüm bozukluğu nedir? Herediter fruktoz intoleransı, galaktozemi 99) Karbohidrat metabolizmasının önemli depolanma bozuklukları nelerdir? Glikojen depo hastalıkları (glikojenozlar) 100) Karbohidrat metabolizmasının önemli kullanım bozukluğu nedir? Diabetes mellitus 101) Diabetes mellitus, karbohidrat metabolizmasının ne tür bozukluğudur? Kullanım bozukluğu 102) Amino asitlerin tanımı nasıldır? Molekül yapılarında hem amino (-NH2) hem karboksil (-COOH) grubu içeren bileşikler 103) Standart amino asitler kaç tanedir? 20 142) En basit standart amino asit nedir? Glisin 105) Dallı yan zincirli standart amino asitler nelerdir? Valin, lösin, izolösin 106) Molekül yapılarında hidroksil (-OH) grubu içeren standart amino asitler nelerdir? Serin, treonin, tirozin 107) Molekül yapılarında kükürt içeren standart amino asitler nelerdir? Sistein, metiyonin 108) Molekül yapılarında ikinci bir karboksil (-COOH) grubu içeren standart amino asitler nelerdir? Aspartik asit, glutamik asit 109) Bir çözeltideki bir amino asit molekülü üzerinde net yükün sıfır olduğu pH değeri, ne olarak adlandırılır İzoelektrik nokta (pI) olarak adlandırılır 110) Amino asitlerin amino grupları ile verdikleri reaksiyonlara dayanan önemli bir tanımlama deneyi nedir? Van Slyke deneyi: Nitröz asitle azot gazı çıkışı… 111) Amino asitlerin amino ve karboksil gruplarının birlikte verdikleri reaksiyonlara dayanan önemli bir tanımlama deneyi nedir? Ninhidrin deneyi: Ninhidrin ile mavi-menekşe renk… 112) Amino asitlerin renk reaksiyonlarına dayanan önemli bir tanımlama deneyi nedir? Fenil halkası için ksantoprotein deneyi: Konsantre nitrik asit ile ısıtma sonucu sarı renk 113) Van Slyke deneyi, amino asitlerin hangi grupları ile verdikleri reaksiyonlara dayanan önemli bir tanımlama deneyidir? Amino grupları 114) Ninhidrin deneyi, amino asitlerin hangi grupları ile verdikleri reaksiyonlara dayanan önemli bir tanımlama deneyidir? Amino ve karboksil grupları 115) Önemli bir nonstandart amino asit nedir? 4-Hidroksiprolin 116) İki amino asitten oluşan bileşiklere ne denir? Dipeptit 117) Ona kadar amino asitten oluşan bileşiklere ne denir? Oligopeptit 118) Çok sayıda amino asitten oluşan bileşiklere ne denir? Polipeptit 119) Aminoasitlerin polimerlerine ne denir? Polipeptit, protein 120) Polipeptit veye proteinlerin monomerleri nelerdir? Amino asitler 121) Yapay tatlandırıcı olarak kullanılan aspartam hangi sınıftan bir bileşiktir? Dipeptit 122) Glutatyon hangi sınıftan bir bileşiktir? Tripeptit 123) Metabolizmada önemli bir tripeptit nedir? Glutatyon 124) Oksitosin ve vazopressin hangi sınıftan bir bileşiktir? Nonapeptit 125) Proteinler ne tür bileşiklerdir? Amino asitlerin polimerleri 126) Proteinlerin yapısındaki kovalent bağlar nelerdir? Peptit bağları ve disülfit bağları 127) Proteinlerin yapısındaki kovalent olmayan bağlar nelerdir? Hidrojen bağları, iyon bağları, hidrofob bağlar (apolar bağlar) 128) Proteinlerin primer yapısı hangi bağlarla oluşur? Peptit bağlarıyla 129) Proteinlerin denatüre oldukları deneysel olarak nasıl anlaşılır? Çözünürlüklerinin azalmasıyla… 130) Proteinleri denatüre eden etkenler nelerdir? Isı, X-ışını ve UV ışınlar, ultrason, uzun süreli çalkalamalar, tekrar tekrar dondurup eritmeler, asit etkisi, alkali etkisi, organik çözücülerin etkisi, derişik üre ve guanidin-HCl etkisi, salisilik asit gibi aromatik asitlerin etkisi, dodesil sülfat gibi deterjanların etkisi... 131) Proteinlerin reversibl (geri dönüşümlü) denatürasyonunda hangi yapıları bozulmaz (korunur)? Primer ve sekonder yapılar 132) Proteinlerin irreversibl (geri dönüşümsüz) denatürasyonunda hangi yapı bozulmaz (korunur)? Primer yapı 133) Proteinlerin tam hidrolizi sonucu ne oluşur Amino asitler 134) Proteinlerin yapılarına göre sınıfları ve alt sınıfları nelerdir? Basit proteinler: Globüler proteinler, fibriler proteinler… Bileşik proteinler: Fosfoproteinler, glikoproteinler, lipoproteinler, kromoproteinler, metalloproteinler… Türev proteinler: 135) Proteinlerin biyolojik rollerine (fonksiyonlarına) göre sınıfları nelerdir? Katalitik proteinler: Amilaz, pepsin, lipaz Taşıyıcı proteinler (transport proteinleri): Serum albümin, hemoglobin, lipoproteinler, transferrin Besleyici ve depo proteinler: Ovalbümin, kazein ferritin Kontraktil proteinler: Miyozin, aktin Yapısal proteinler: Kollajen, elastin Savunma (defans) proteinleri: İmmünoglobülinler, kan pıhtılaşma proteinleri Düzenleyici proteinler: İnsülin, büyüme hormonu Diğer proteinler: Fonksiyonları henüz daha fazla bilinmeyen ve kolayca sınıflandırılmayan çok sayıda protein 136) Proteinleri denatürasyon ve çökme tepkimeleri ile tanımlanma deneyleri nelerdir? Sülfosalisilik asit ile çöktürme Konsantre nitrik asit ile çöktürme Triklorasetik asit (TCA) ile çöktürme Isıtma ile çöktürme 137) Proteinleri renk tepkimeleri ile tanımlanma deneyleri nelerdir? Biüret tepkimesi: Biüret reaktifi ile mor renkli kompleks oluşması 138) Azot dengesi nedir? Total azot alınımı ile azot kaybı arasındaki fark 139) Pozitif azot dengesi nedir? Azot için alınım>atılım 140) Negatif azot dengesi nedir? Azot için atılım>alınım 141) Esansiyel amino asit deyince ne anlaşılır? Vücutta sentezlenmeyen, besinlerle dışarıdan alınması zorunlu olan amino asitler… 142) Esansiyel olmayan amino asit deyince ne anlaşılır? Vücutta sentezlenebilen, besinlerle dışarıdan alınması zorunlu olmayan amino asitler… 143) Esansiyel amino asitler nelerdir? Valin, lösin, izolösin, treonin, metionin, fenilalanin, triptofan, lizin ve gelişmekte olanlarda arjinin ile histidin 144) Esansiyel olmayan amino asitler nelerdir? Glisin, alanin, serin, sistein, prolin, tirozin, glutamat, glutamin, aspartat, asparajin ve erişkinlerde arjinin ile histidin 145) Amino asitlerin hücre içindeki reaksiyonları nelerdir? Transaminasyon: Bir amino asidin amino grubunun bir keto aside taşınması (yeni amino asitler oluşur) Deaminasyon: Amino asitlerdeki amino grubunun amonyak şeklinde ayrılması (keto asitler oluşur) Amino asitlerden metil ve diğer 1 karbonlu birimlerin sağlanması (çeşitli bileşikler oluşur) Dekarboksilasyon: Amino asidin yapısındaki karboksil grubunun CO2 halinde ayrılması (biyojen aminler oluşur) 146) Protein metabolizması bozuklukları nelerdir? Serum proteinlerinde değişiklikler (Disproteinemiler): Hiperproteinemi Hipoproteinemi Dokularda normalde bulunmayan proteinlerin ortaya çıkışı Amiloidoz Beslenim eksikliği (malnutrisyon) ile ilgili durumlar Kwashiorkor Marasmus 147) Mental gerilikle birlikte olan amino asit metabolizması bozuklukları nelerdir? Fenilketonüri: Fenil alanin metabolizması bozukluğu Homosistinüri: Metiyonin metabolizması bozukluğu Akça ağaç şurubu idrar hastalığı: Dallı zincirli amino asitlerin metabolizması bozukluğu Hiperglisinemi: Glisin metabolizması bozukluğu Histidinemi: Histidin metabolizması bozukluğu Hiperprolinemi: Prolin metabolizması bozukluğu 148) Membranlarda transport bozukluğu ile ilgili amino asit metabolizması bozuklukları nelerdir? Hartnup hastalığı: Triptofan metabolizması bozukluğu Glisinüri: Böbreklerde glisin geri emilimi bozukluğu Sistinüri: İdrarda fazla miktarda sistin atılması 149) Amino asit ve metabolitlerinin depolanması ile ilgili amino asit metabolizması bozuklukları nelerdir? Primer hiperoksalüri: Glisin metabolizması bozukluğu Sistinozis: Özellikle retiküloendoteliyal sistemde olmak üzere sistin kristallerinin birçok doku ve organda birikmesi Alkaptonüri: Tirozin metabolizması bozukluğu 150) Enzimlerin tanımı nasıldır? Biyolojik sistemlerin reaksiyon katalizörleri; biyokimyasal olayların vücutta yaşam ile uyumlu bir şekilde gerçekleşmesini sağlayan kimyasal ajanlar… 151) Enzimlerle katalize edilen tepkimeye katılan kimyasal moleküllere ne ad verilir? Substrat 152) Enzimlerin yapısal özellikleri nasıldır? Katalitik RNA moleküllerinin küçük bir grubu hariç bütün enzimler proteindirler 153) Bazı enzimler katalitik aktivite için ne gerektirirler? Kofaktör 154) Katalitik olarak aktif tam bir enzim, kofaktörü ile birlikte ne olarak adlandırılır? Holoenzim 155) Enzimlerin altı büyük sınıfı nelerdir? 1. Oksidoredüktazlar 2. Transferazlar 3. Hidrolazlar 4. Liyazlar 5. İzomerazlar 6. Ligazlar 156) Laktat dehidrogenaz hangi sınıftan enzimdir? Oksidoredüktaz 157) Kreatin kinaz hangi sınıftan enzimdir? Transferaz. Fosfat grubu transfer eder… 158) a-Amilaz hangi sınıftan enzimdir? Hidrolaz 159) Adenilat siklaz hangi sınıftan enzimdir? Liyaz 160) Fosfoglukomutaz hangi sınıftan enzimdir? İzomeraz 161) Arjininosüksinat sentaz hangi sınıftan enzimdir? Ligaz 162) Katalizör olarak bir enzimin fonksiyonu nedir? Aktivasyon enerjisini düşürmek suretiyle bir reaksiyonun hızını artırmak… 163) Enzimle katalizlenen bir reaksiyon nerede meydana gelir? Enzim üzerinde aktif merkez denen bir cep sınırları içinde… 164) En çok kullanılan enzim aktivitesi birimi nedir? İnternasyonel ünite (IU) 165) 1 IU enzim aktivitesi deyince ne anlaşılır? Optimal koşullarda 1 dakikada 1mmol substratı değiştiren enzim etkinliği… 166) Enzimatik bir reaksiyonun hızını etkileyen faktörler nelerdir? Enzim konsantrasyonu Substrat konsantrasyonu pH Isı veya sıcaklık Zaman Işık ve diğer fiziksel faktörler İyonların doğası ve konsantrasyonu Hormonlar ve diğer biyokimyasal faktörler Reaksiyon ürünleri 167) Bir enzim tarafından katalizlenen bir reaksiyonun hızının zamanla azalmasının nedeleri nelerdir? Reaksiyon ürünlerinin kendi aralarında birleşerek aksi yönde bir reaksiyon meydana getirmeleri Enzimin zamanla inaktive olması Reaksiyonu önleyen maddelerin oluşması Substratın tükenmesi… 168) Enzimatik aktivetinin düzenlenmesi hangi etkilerle olur? Allosterik enzimler Protein/protein etkileşimi Kovalent modifikasyon/kaskat sistemler Zimojen aktivasyon Enzim sentezinin indüksiyonu veya represyonu 169) Proteolitik yıkılım vasıtasıyla aktive edilen enzimlerin inaktif prekürsörü ne olarak isimlendirilir? Zimojen 170) Enzim inhibisyonu çeşitleri nelerdir? Reversibl enzim inhibisyonları 1) Kompetitif (yarışmalı) enzim inhibisyonu 2) Nonkompetitif (yarışmasız) enzim inhibisyonu 3) Ankompetitif enzim inhibisyonu İrreversibl enzim inhibisyonları 171) Bir enzimin izoenzimleri deyince ne anlaşılır? Belli bir enzimin katalitik aktivitesi aynı, fakat elektriksel alanda göç, doku dağılımı, ısı, inhibitör ve aktivatörlere yanıtları farklı olan formları… 172) Kreatin kinaz enzimin izoenzimleri nelerdir? CK1 (CK-BB ) CK2 (CK-MB ) CK3 (CK-MM) 173) Koenzim deyince ne anlaşılır? Bazı enzimlerin aktiviteleri için gerekli olan ve kofaktör diye adlandırılan ek kimyasal komponentlerin organik veya metalloorganik molekül yapısında olanları… 174) Prostetik grup deyince ne anlaşılır? Koenzimlerin enzim proteinine kovalent olarak bağlı olup enzimden ayrılmayanları… 175) Kosubstrat deyince ne anlaşılır? Koenzimlerin enzim proteinine nonkovalent olarak bağlı olup enzimden ayrılabilenleri… 176) Koenzimlerin fonksiyonlarına göre grupları nelerdir? 1) Hidrojen ve elektron transfer eden koenzimler. 2) Fonksiyonel grup transfer eden koenzimler. 3) Liyaz, izomeraz ve ligazların koenzimleri. 177) Hidrojen ve elektron transfer eden koenzimler nelerdir? NAD+ - NADH NADP+ - NADPH FAD - FADH2 FMN - FMNH2 Koenzim Q Demir porfirinler Demir-kükürt proteinleri a-Lipoik asit 178) Fonksiyonel grup transfer eden koenzimler nelerdir? Piridoksal-5-fosfat (PLP) Tiamin pirofosfat (TPP) Koenzim A (CoA×SH) Biotin (vitamin H) Tetrahidrofolat (H4 folat) Koenzim B12 (5'-deoksiadenozil kobalamin) 179) Klinik enzimoloji nedir? İnsanlarda görülen hastalıkların tanı veya ayırıcı tanısının yapılması ve sağaltımın izlenmesinde enzimatik ölçümlerin uygulanması ile ilgilenen bilim dalı 180) Enzimatik ölçümler için uygun biyolojik materyaller nelerdir? Biyolojik sıvılar: Kan, BOS, amniyon sıvısı, idrar, seminal sıvı Eritrositler Lökositler Doku biyopsi örnekleri Doku hücre kültürleri 181) Kanda bulunan enzimlerin kaynakları nelerdir? Plazmaya özgü enzimler: Fibrinojen gibi... Sekresyon enzimleri: a-Amilaz gibi... Sellüler enzimler: Transaminazlar gibi... 182) Serum enzim düzeyini etkileyen faktörler nelerdir? Enzimlerin hücrelerden serbest kalma hızı Enzim üretiminde değişiklikler Enzimlerin dolaşımdan uzaklaştırılma hızı Enzim aktivitesini artıran nonspesifik nedenler 183) Kan enzimlerinin aktivite tayinlerinde dikkat edilecekler nelerdir? Kan, antikoagulansız tüpe (düz tüp) alınmalıdır Kan genellikle venden alınır Kan alırken hemolizden kaçınmalıdır Kan, pıhtılaşmasından hemen sonra santrifüj edilerek serum ayrılmalıdır Günlük taze kan kullanılması en iyisidir 184) Klinik tanıda önemli olan serum enzimleri nelerdir? Transaminazlar (AST ve ALT) Laktat dehidrojenaz (LDH, LD) Kreatin kinaz (CK, CPK) Fosfatazlar (ALP ve ACP) Amilaz (AMS) Lipaz (LPS) Gama glutamiltransferaz (GGT, g-GT) Aldolaz (ALS) 5¢-nükleotidaz (5¢-NT) Lösin aminopeptidaz (LAP) Psödokolinesteraz (ChE) Glukoz-6-fosfat dehidrojenaz (G-6-PD) 185) Enzimatik tanı alanları nelerdir? Kalp ve akciğer hastalıkları Karaciğer hastalıkları Kas hastalıkları Kemik hastalıkları Pankreas hastalıkları Maligniteler Genetik hastalıklar Hematolojik hastalıklar Zehirlenmeler 186) Kalp ve akciğer hastalıklarının tanısında yararlı enzimler nelerdir? Total kreatin kinaz (CK, CPK) CK-MB Aspartat transaminaz (AST) Laktat dehidrojenaz (LD, LDH) 187) Karaciğer hastalıklarının tanısında yararlı enzimler nelerdir? Transaminazlar (ALT, AST) LDH GGT (g-GT) ALP 5¢-nükleotidaz (5¢-NT) Lösin aminopeptidaz (LAP) 188) Kas hastalıklarının tanısında yararlı enzimler nelerdir? CK LDH Aldolaz AST 189) Kemik hastalıklarının tanısında yararlı enzimler nelerdir? Alkalen fosfataz (ALP) Asit fosfataz (ACP) Osteoblastik aktivite artışı ile karakterize kemik hastalıklarında ALP yükselir Osteoklastik kemik hastalıklarında ALP yanında ACP da yükselir. 190) Pankreas hastalıklarının tanısında yararlı enzimler nelerdir? a-amilaz Lipaz 191) Malignitelerin tanısında yararlı enzimler nelerdir? Organ spesifik enzimler: ACP, ALP, GGT, 5¢-nükleotidaz, lösin aminopeptidaz (LAP), a-amilaz ve lipaz Organ spesifik olmayan enzimler: LDH, aldolaz, fosfoheksoz izomeraz 192) Genetik hastalıkların tanısında yararlı enzimler nelerdir? Fenilalanin hidroksilaz, Galaktoz-1-fosfat üridiltransferaz, Glukoz-6-fosfataz… 193) Hematolojik hastalıkların tanısında yararlı enzimler nelerdir? Anaerobik glikoliz ile ilgili bazı enzimler Pentoz fosfat yolu ile ilgili bazı enzimler Glutatyon metabolizması ile ilgili bazı enzimler Adenozin deaminaz gibi pürin ve pirimidin katabolizması enzimleri Na+/K+ ATPaz Lesitin kolesterol açil transferaz (LCAT) methemoglobin redüktaz 194) Zehirlenmelerin tanısında yararlı enzimler nelerdir? Organik fosfor bileşikleri ile zehirlenme durumlarında serum kolinesteraz (ChE) düzeyi düşük bulunur 195) Lipidlerin tanımı nasıldır? Ya gerçekten ya da potansiyel olarak yağ asitleri ile ilişkileri olan heterojen bir grup bileşik… 196) Lipidlerin ortak özellikleri nelerdir? Biyolojik kaynaklı organik bileşiklerdir Suda çözünmeyen, apolar veya hidrofob bileşiklerdir Kloroform, eter, benzen, sıcak alkol, aseton gibi organik çözücülerde çözünebilirler Enerji değerleri yüksektir 197) Lipidler yapılarına göre nasıl sınıflandırılırlar? Basit lipitler Bileşik lipitler Lipit türevleri Lipitlerle ilgili diğer maddeler 198) Basit lipidler ne tür bileşiklerdir? Yağ asitlerinin çeşitli alkollerle oluşturdukları esterler… 199) Nötral yağ deyince ne anlaşılır? Trigliseridler (triaçilgliseroller) 200) Trigliseridler yapılarına göre hangi sınıftan lipidlerdir? Basit lipidler 201) Bileşik lipidler ne tür bileşiklerdir? Yağ asitleri ve alkole ek olarak başka gruplar içeren lipidler… 202) Keton cisimleri nelerdir? Asetoasetik asit, b-hidroksibutirik asit ve aseton 203) Lipidler biyolojik rollerine (fonksiyonlarına) göre nasıl sınıflandırılırlar? Depo lipidler Membran lipidleri 204) Depo lipidler nelerdir? Trigliseridler (triaçilgliseroller) 205) Membran lipidleri nelerdir? Kolesterol Glikolipidler Sfingolipidler 206) Yağ asitleri sınıfları nelerdir? Doymuş (satüre) yağ asitleri Doymamış (ansatüre) yağ asitleri Ek gruplu yağ asitleri Halkalı yapılı yağ asitleri 207) Palmitik asit ve stearik asit hangi sınıftan yağ asitleridir? Doymuş (satüre) yağ asitleri 208) Doymuş (satüre) yağ asidi deyince ne anlaşılır? Molekülünde çift bağ içermeyen, sadece tek bağ içeren yağ asitleri… 209) Oleik asit ve araşidonik asit hangi sınıftan yağ asitleridir? Doymamış (ansatüre) yağ asitleri 210) Doymamış (ansatüre) yağ asidi deyince ne anlaşılır? Molekülünde çift bağ içeren yağ asitleri… 211) Tekli doymamış (monoansatüre) yağ asidi deyince ne anlaşılır? Molekülünde bir çift bağ içeren yağ asitleri… 212) Oleik asit ne tür bir yağ asididir? Tekli doymamış (monoansatüre) 213) Çoklu doymamış (poliansatüre) yağ asidi deyince ne anlaşılır? Moleküllerinde iki veya daha fazla çift bağ içeren yağ asitleri… 214) Araşidonik asit ne tür bir yağ asididir? Çoklu doymamış (poliansatüre) 215) Yağ asitlerinin kimyasal özellikleri nelerdir? Esterleşme Tuz oluşturma Çift bağların hidrojenlenmesi (hidrojenizasyon) Halojenlenme Oksitlenme 216) Trigliseridler (triaçilgliseroller) kimyasal yapılarına göre net tür bileşiklerdir? Gliserolün yağ asidi esterleri… 217) Karbon sayısı 6’dan fazla olan yağ asitlerinin metallerle oluşturduğu tuzlara ne denir? Sabun 218) Sabunlar kimyasal yapılarına göre net tür bileşiklerdir? Karbon sayısı 6’dan fazla olan yağ asitlerinin metallerle oluşturduğu tuzlar… 219) Yağ asitlerinin halojenlenmesi ne demektir? Doymamış yağ asitlerinin yapısında yer alan etilen bağının fluor, klor, brom, iyot gibi halojenlerden biri ile doyurulması… 220) İyot indeksi nedir? 100 g doymamış yağın gram cinsinden tuttuğu iyot miktarı… 221) Steroidler kimyasal yapılarına göre net tür bileşiklerdir? 17 karbonlu steran halkası (gonan halkası, siklopentano-perhidrofenantren halkası) içeren bileşikler… 222) Steroid sınıfları nelerdir? Steroller (sterinler). Safra asitleri. Cinsiyet hormonları. Adrenal korteks hormonları. Vitamin D grubu maddeler. 223) Hayvansal kökenli steroid nedir? Kolesterol 224) Safra asitleri kimyasal yapılarına göre net tür bileşiklerdir? 24 karbonlu steroidlerdir; kolanik asidin oksi türevleridirler… 225) Safra asidi sınıfları nelerdir? Primer safra asitleri: Kolik asit (3,7,12-Trihidroksikolanik asit) ile kenodezoksikolik asit (3,7-Dihidroksikolanik asit) Sekonder safra asitleri: Dezoksikolik asit (3,12-Dihidroksikolanik asit) ile litokolik asit (3-Hidroksikolanik asit) 226) Safra asitlerinin fonksiyonları nelerdir? Yüzey gerilimini azaltıcı etkileriyle emülsiyonlaşmayı kolaylaştırırlar; hem yağların hem yağda çözünen vitaminlerin 0,3-1m çapında emülsiyon veya 16-20Ao çapında miseller halinde emilmelerini sağlarlar. Safra içindeki kolesterolün çökmesini önlerler. İntestinal motiliteyi artırırlar. Kolesterol esterazı ve ince bağırsağın üst kısımlarında lipazı aktive ederler 227) Lipoproteinlerin tanımı nasıldır? Fosfolipitler, kolesterol, kolesterol esterleri ve trigliseridlerin çeşitli kombinasyonları ile apolipoproteinler denen spesifik taşıyıcı proteinlerin moleküler agregatları… 228) Lipoprotein sınıfları nelerdir? Şilomikronlar: VLDL’ler: Çok düşük dansiteli lipoproteinler IDL’ler: Ara dansiteli lipoproteinler LDL’ler: Düşük dansiteli lipoproteinler Lp (a): HDL’ler: Yüksek dansiteli lipoproteinler 229) Eikozanoidlerin tanımı nasıldır? Omurgalı hayvanların çeşitli dokularında son derece güçlü hormon benzeri etkilerinin çeşitliliği ile bilinen, 20 karbonlu poliansatüre yağ asidi olan 20: 4D5, 8, 11, 14 araşidonik asit türevi bileşikler… 230) Eikozanoid sınıfları nelerdir? Prostaglandinler Tromboksanlar Lökotrienler 231) LDL’nin kolesterolü taşıma özelliği nedir? Karaciğerden başka dokulara taşır… 232) HDL’nin kolesterolü taşıma özelliği nedir? Başka dokulardan karaciğere taşır… 233) Sağlıklı bir erişkinin kan plazmasında 8-10 saatlik açlıktan sonra total olarak ne kadar lipid bulunur? %400-700 mg kadar 234) Sağlıklı bir erişkinin kan plazmasında 8-10 saatlik açlıktan sonra total olarak ne kadar kolesterol bulunur? %140-200 mg 235) Hiperkolesterolemi ne demektir? Kan kolesterol düzeyi yüksekliği 236) Kan kolesterol düzeyi yüksekliğine ne denir? Hiperkolesterolemi 237) Dislipoproteinemi ne demektir? Serum lipoprotein düzeylerinin düşük veya yüksek olması… 238) Hiperlipoproteinemi ne demektir? Serum lipoprotein düzeylerinin yüksek olması… 239) Hiperlipoproteinemi sınıfları nelerdir? Tip I hiperlipoproteinemi, Tip IIa hiperlipoproteinemi, Tip IIb hiperlipoproteinemi, Tip III hiperlipoproteinemi, Tip IV hiperlipoproteinemi Tip V hiperlipoproteinemi 240) Nükleik asit monomerleri nelerdir? Nükleotidler 241) Nükleik asit sınıfları nelerdir? Deoksiribonükleik asit (DNA) Ribonükleik asit (RNA) 242) Nükleotidlerin yapısında neler bulunur? Azotlu baz, pentoz ve fosfat 243) Nükleotidlerin yapısında bulunan pentozlar nelerdir? Riboz ve deoksiriboz 244) Nükleotidlerin yapısında bulunan pirimidin bazları nelerdir? Sitozin, timin, urasil 245) Nükleotidlerin yapısında bulunan pürin bazları nelerdir? Adenin, guanin 246) DNA nükleotidlerin yapısında bulunan pirimidin bazları nelerdir? Sitozin ve timin 247) RNA nükleotidlerin yapısında bulunan pirimidin bazları nelerdir? Sitozin ve urasil 248) Nükleotidlerin fonksiyonları nelerdir? Nükleik asitlerin alt üniteleridirler Hücrede kimyasal enerjiyi taşırlar Birçok enzim kofaktörlerinin komponentleridirler Sellüler haberleşmede aracıdırlar 249) DNA’nın tanımı nedir? Canlı hücrelerde genetik bilginin saklandığı kromozomal komponent… 250) DNA’da saklı genetik bilginin kalıtımını sağlayan olay nedir? Replikasyon 251) DNA’da saklı genetik bilginin RNA’ya aktarılmasını sağlayan olay nedir? Transkripsiyon 252) DNA’da saklı genetik bilginin protein haline çevrilmesini sağlayan son olay nedir? Translasyon 253) Bölünme evresinde olmayan ökaryotik hücrelerde nükleustan izole edilen kromozomal materyal ne olarak tanımlanır? Kromatin 254) Bölünme evresinde olan ökaryotik hücrelerde nükleustan izole edilen genetik materyal ne olarak tanımlanır? Kromozom 255) Kromozomların, örneğin göz rengi gibi tek bir karakter veya fenotipi (görünen özellik) belirleyen veya etkileyen bölümleri ne olarak tanımlanır? Gen 256) Gen tanımı nasıldır? Kromozomların, örneğin göz rengi gibi tek bir karakter veya fenotipi (görünen özellik) belirleyen veya etkileyen bölümleri… 257) DNA’da kodlayıcı segmentler ne olarak adlandırılırlar? Ekson 258) DNA’da kodlayıcı olmayan segmentler ne olarak adlandırılırlar? İntron 259) Ekstrakromozomal DNA’lar nelerdir? Viral DNA molekülleri Bakterilerin birçok türünde plazmid Mitokondriyal DNA Fotosentetik hücrelerin kloroplastlarındaki DNA 260) DNA’nın kimyasal özellikleri nelerdir? Çift heliks yapılı DNA, denatüre edilebilir ve denatüre olan DNA renatüre olabilir Farklı türlere ait DNA’lar hibridler (melezler) oluşturabilirler DNA, nonenzimatik transformasyona uğrayabilir DNA moleküllerindeki belli nükleotid bazları, sıklıkla enzimatik olarak metillenirler 261) RNA’nın tanımı nasıldır? DNA’daki genetik bilgiyi bir fonksiyonel proteine dönüştürmekte aracı rol oynayan nükleik asit… 262) RNA çeşitleri nelerdir? Haberci RNA (messenger RNA, mRNA) Taşıyıcı RNA (transfer RNA, tRNA) Ribozomal RNA (rRNA) 263) mRNA’nın tanımı nasıldır? Protein sentezi için gerekli genetik mesajı nükleustaki DNA’dan sitoplazmadaki ribozomlara taşıyan RNA’lardır. Protein sentezi için kalıp görevi görür… 264) mRNA üzerindeki, her biri bir amino aside uyan üçlü baz gruplarına denir Kodon 265) tRNA’nın tanımı nasıldır? Sekonder yapıları yonca yaprağı şeklinde olan RNA’dır. Protein sentezine girecek amino asitleri sentez yerine taşır… 266) İnsanda pürin nükleotidlerinin yıkılımının son ürünü nedir? Ürik asit 267) İnsanda pirimidin nükleotidlerinin yıkılımının son ürünü nedir? b-alanin, CO2, NH3 ve b-aminoizobutirat 268) Pirimidin metabolizması bozuklukları nelerdir? Orotik asidüri 269) Pürin metabolizması bozuklukları nelerdir? Gut hastalığı Lesch-Nyhan sendromu Anormal pürin metabolizması ile ilgili immün yetmezlik hastalıkları Adenozin deaminaz eksikliği Pürin nükleozid fosforilaz eksikliği Hipoürisemi 270) Vitamin tanımı nasıldır? Sağlıklı beslenme için küçük miktarlarda alınmaları zorunlu olan, herhangi birinin eksikliği spesifik bir bozukluk ve hastalık meydana getiren organik maddeler 271) Vitamin sınıfları nelerdir? Suda çözünen vitaminler Yağda çözünen vitaminler Vitamin benzeri bileşikler 272) Önemli suda çözünen vitaminler nelerdir? Vitamin B1 (tiamin, antiberiberik vitamin) Vitamin B2 (riboflavin, laktoflavin) Nikotinik asit (niasin) Vitamin B5 (pantotenik asit) Vitamin B6 (piridoksin) Biotin (vitamin H) Folik asit Vitamin B12 Vitamin C (askorbik asit) 273) Diğer vitaminlerin eksikliği ile birlikte olan hangi vitamin eksikliği hallerinde beriberi hastalığı tablosu ortaya çıkar? Tiamin (B1 vitamini) 274) Diğer vitaminlerin eksikliği ile birlikte olan tiamin eksikliği hallerinde hangi hastalık tablosu ortaya çıkar? Beriberi 275) Diğer vitaminlerin eksikliği ile birlikte olan hangi vitamin eksikliği hallerinde seboreli dermatit, keratokonjunktivit, atrofik glossit, ağız köşesi çatlağı (cheilosis, ragad) görülür? Vitamin B2 (riboflavin, laktoflavin) 276) Diğer vitaminlerin eksikliği ile birlikte olan riboflavin (B2 vitamini) eksikliği hallerinde hangi klinik tablo görülür? Seboreli dermatit, keratokonjunktivit, atrofik glossit, ağız köşesi çatlağı (cheilosis, ragad) 277) Tiamin diye bilinen vitamin hangi vitamindir? B1 vitamini 278) Riboflavin diye bilinen vitamin hangi vitamindir? B2 vitamini 279) Antiberiberik vitamin diye bilinen vitamin hangi vitamindir? B1 vitamini (tiamin) 280) Pellegraya karşı koruyucu faktör (PP vitamini) diye bilinen vitamin hangi vitamindir? Niasin (nikotinik asit) 281) İnsanda nikotinamid eksikliğinde derinin güneş gören yerlerinde dermatitis, diyare ve demans ile karakterize hangi klinik tablo oluşur? Pellegra 282) Derinin güneş gören yerlerinde dermatitis, diyare ve demans ile karakterize pellegra tablosu insanda hangi vitamin eksikliğinde oluşur? Niasin (nikotinik asit) 283) Tüberküloz tedavisinde kullanılan izoniazid verilmesiyle hangi vitaminin eksiklik belirtileri meydana gelebilir? Vitamin B6 284) Yumurta akında bulunan ve avidin adı verilen bir glikoprotein, hangi vitamin ile birleşerek sindirilemeyen ve dolayısıyla bağırsaktan emilemeyen bir kompleks meydana getirir? Biotin (vitamin H) 285) Megaloblastik anemi, lökopeni ve trombositopeni hangi vitamin eksikliğinde ortaya çıkar? Folik asit 286) Pernisiyöz anemi diye tanımlanan megaloblastik anemi tablosu hangi vitaminin eksikliğine bağlı olarak ortaya çıkar? B12 vitamini 287) Askorbik asit diye bilinen vitamin hangi vitamindir? C vitamini 288) Askorbik asit eksikliğinde insanlarda hangi hastalık meydana gelir? Skorbüt hastalığı 289) Skorbüt hastalığı insanlarda hangi vitamin eksikliğinde meydana gelir? C vitamini (askorbik asit) 290) Önemli vitamin benzeri bileşikler nelerdir? Kolin Karnitin a-lipoik asit PABA (p-aminobenzoat) İnozitol Koenzim Q Biyoflavonoidler (vitamin P) 291) Özellikle uzun zincirli yağ asitlerinin b-oksidasyonla yıkılmak üzere sitoplazmadan mitokondri içine transportunda görev alan vitamin benzeri bileşik nedir? Karnitin 292) Önemli yağda çözünen vitaminler nelerdir? Vitamin A (retinoidler) Vitamin D (kalsiferoller) Vitamin E (tokoferoller) Vitamin K (naftokinonlar) 293) Karanlığa karşı adaptasyon bozukluğu ile karakterize gece körlüğü (niktalopi), hangi vitamin eksikliğinin erken belirtilerinden biridir? Vitamin A 294) Vitamin A eksikliğinin erken belirtilerinden biri olan, karanlığa karşı adaptasyon bozukluğu ile karakterize bulgu nedir? Gece körlüğü (niktalopi) 295) Kalsitriol diye bilinen bileşik nedir? 1a,25-dihidroksi vitamin D3 (aktif vitamin D3) 296) İskeletin gelişmesi döneminde vitamin D eksikliğinin neden olduğu klinik durum, nedir? Raşitizm 297) İskelet gelişimi tamamlandıktan sonra vitamin D eksikliğinin neden olduğu klinik durum nedir? Osteomalazi 298) Kolekalsiferol diye bilinen bileşik nedir? Vitamin D3 299) Ergokalsiferol diye bilinen bileşik nedir? Vitamin D2 300) Karaciğerde, kanın pıhtılaşma faktörlerinden bazılarının oluşmasında gerekli vitamin hangisidir? Vitamin K 301) K vitamini, karaciğerde kanın pıhtılaşma faktörlerinden hangilerinin oluşmasında gereklidir? Faktör II (protrombin), faktör VII (prokonvertin), faktör IX (plazma tromboplastin komponenti) ve faktör X (Stuart faktörü) 302) İnsan vücudunda nispeten önemli miktarlarda bulunan majör mineraller nelerdir? Sodyum (Na) Potasyum (K) Klor (Cl) Magnezyum (Mg) Kalsiyum (Ca) Fosfor (P) 303) İnsan vücudunda oldukça az miktarlarda bulunan minör mineraller (iz elementler, eser elementler) nelerdir? Bakır (Cu) Demir (Fe) Çinko (Zn) Kobalt (Co) Molibden (Mo) Manganez (Mn) Kadmiyum (Cd) Lityum (Li) Selenyum (Se) Krom (Cr) Nikel (Ni) Vanadyum (V) Arsenik (As) Silisyum (Si) Bor (B ) Kükürt (S) İyot (I) Flüor (F) 304) Erişkin sağlıklı bir insanda serum sodyum düzeyinin normal değeri nedir? 140±7,3 mEq/L 305) Serum sodyum düzeyinin normalden yüksek olması ne olarak tanımlanır? Hipernatremi 306) Serum sodyum düzeyinin normalden düşük olması ne olarak tanımlanır? Hiponatremi 307) Hipernatremi deyince ne anlaşılır? Serum sodyum düzeyinin normalden yüksek olması 308) Hiponatremi deyince ne anlaşılır? Serum sodyum düzeyinin normalden düşük olması 309) Erişkin sağlıklı bir insanda serum potasyum düzeyinin normal değeri nedir? 3,5-5,1 mEq/L 310) Serum potasyum düzeyinin normalden yüksek olması ne olarak tanımlanır? Hiperpotasemi (hiperkalemi) 311) Serum potasyum düzeyinin normalden düşük olması ne olarak tanımlanır? Hipopotasemi (hipokalemi) 312) Hiperpotasemi (hiperkalemi) deyince ne anlaşılır? Serum potasyum düzeyinin normalden yüksek olması 313) Hipopotasemi (hipokalemi) deyince ne anlaşılır? Serum potasyum düzeyinin normalden düşük olması 314) Erişkin sağlıklı bir insanda serum klorür düzeyinin normal değeri nedir? 98-108 mEq/L 315) Serum klorür düzeyinin normalden yüksek olması ne olarak tanımlanır? Hiperkloremi 316) Serum klorür düzeyinin normalden düşük olması ne olarak tanımlanır? Hipokloremi 317) Hiperkloremi deyince ne anlaşılır? Serum klorür düzeyinin normalden yüksek olması 318) Hipokloremi deyince ne anlaşılır? Serum klorür düzeyinin normalden düşük olması 319) Erişkin sağlıklı bir insanda serum magnezyum düzeyinin normal değeri nedir? 1,7-3,0 mg/dL 320) Serum magnezyum düzeyinin normalden yüksek olması ne olarak tanımlanır? Hipermagnezemi 321) Serum magnezyum düzeyinin normalden düşük olması ne olarak tanımlanır? Hipomagnezemi 322) Hipermagnezemi deyince ne anlaşılır? Serum magnezyum düzeyinin normalden yüksek olması 323) Hipomagnezemi deyince ne anlaşılır? Serum magnezyum düzeyinin normalden düşük olması 324) Erişkin sağlıklı bir insanda serum kalsiyum düzeyinin normal değeri nedir? 8,5-11,5 mg/dL 325) Serum kalsiyum düzeyinin normalden yüksek olması ne olarak tanımlanır? Hiperkalsemi 326) Serum kalsiyum düzeyinin normalden düşük olması ne olarak tanımlanır? Hipokalsemi 327) Hiperkalsemi deyince ne anlaşılır? Serum kalsiyum düzeyinin normalden yüksek olması 328) Hipokalsemi deyince ne anlaşılır? Serum kalsiyum düzeyinin normalden düşük olması 329) Erişkin sağlıklı bir insanda serum inorganik fosfor düzeyinin normal değeri nedir? 2,5-4,5 mg/dL 330) Serum inorganik fosfor düzeyinin normalden yüksek olması ne olarak tanımlanır? Hiperfosfatemi 331) Serum inorganik fosfor düzeyinin normalden düşük olması ne olarak tanımlanır? Hipofosfatemi 332) Hiperfosfatemi deyince ne anlaşılır? Serum inorganik fosfor düzeyinin normalden yüksek olması 333) Hipofosfatemi deyince ne anlaşılır? Serum inorganik fosfor düzeyinin normalden düşük olması 334) Erişkin sağlıklı bir insanda serum bakır düzeyinin normal değeri nedir? 65-165 mg/dL 335) Serum bakır düzeyinin normalden yüksek olması ne olarak tanımlanır? Hiperkupremi 336) Serum bakır düzeyinin normalden düşük olması ne olarak tanımlanır? Hipokupremi 337) Hiperkupremi deyince ne anlaşılır? Serum bakır düzeyinin normalden yüksek olması 338) Hipokupremi deyince ne anlaşılır? Serum bakır düzeyinin normalden düşük olması 339) Demir taşıyıcı protein nedir? Transferrin 340) Demir depolayan protein nedir? Ferritin 341) Erişkin sağlıklı bir insanda serum demir düzeyinin normal değeri nedir? 90-120 mg/dL 342) Serum demir düzeyinin normalden yüksek olması ne olarak tanımlanır? Hipersideremi 343) Serum demir düzeyinin normalden düşük olması ne olarak tanımlanır? Hiposideremi 344) Hipersideremi deyince ne anlaşılır? Serum demir düzeyinin normalden yüksek olması 345) Hiposideremi deyince ne anlaşılır? Serum demir düzeyinin normalden düşük olması 346) Eksikliğinde vitamin B12 eksikliğine bağlı bozukluklar saptanan iz element nedir? Kobalt 347) Kobalt eksikliğinde hangi vitamin eksikliğine bağlı bozukluklar saptanır? B12 vitamini 348) Psikiyatride manik depresif psikoz tedavisinde kullanılan iz element nedir? Lityum 349) Hangi iz element yetmezliği durumlarında tiroit bezinin endemik guatr denen hastalığı ortaya çıkar? İyot 350) İyot yetmezliği durumlarında ortaya çıkan hastalık nedir? Tiroit bezinin endemik guatr denen hastalığı 351) Porfirin tanımı nasıldır? Porfirin halka sistemi içeren renkli maddeler… 352) En yaygın olarak bulunan biyolojik metaloporfirinler ne içerenlerdir? Demir ve magnezyum 353) Hemoglobin nedir? Kanda eritrositlerde bulunan, kana kırmızı rengini veren, demir-porfirinli bir bileşik protein… 354) Yetişkin erkek için %g olarak kandaki hemoglobin konsantrasyonunun normal değeri nedir? %14-18 g 355) Yetişkin kadın için %g olarak kandaki hemoglobin konsantrasyonunun normal değeri nedir? %12-15 g 356) Hemoglobin molekülü kaç hem kaç globin içerir? 4 hem 1 globin 357) Bir hemoglobin molekülü toplam kaç adet O2 molekülü bağlayarak taşıyabilir. 4 358) Hemoglobinin protein komponenti olan globin, kaç polipeptit zincirden yapılmıştır 4 359) Çeşitli hemoglobin tiplerinde bulunabilen polipeptit zincir tipleri nelerdir? a-zincir, b-zincir, g-zincir, d-zincir 360) Fizyolojik hemoglobinler (normal hemoglobinler) nelerdir? HbA1: Globininde 2a ve 2b polipeptit zinciri. Erişkin bir şahsın eritrositlerinde bulunan hemoglobinin %97-98’ini oluşturur. HbA2: Globininde 2a ve 2d polipeptit zinciri. HbF: Globininde 2a ve 2g polipeptit zinciri. Yeni doğanda total hemoglobinin %70-90’ını oluşturur. 361) Sağlıklı erişkin bir şahsın eritrositlerinde bulunan hemoglobinin en büyük kısmını hangi hemoglobin oluşturur.? HbA1 362) Primitif hemoglobin (HbP) diye de bilinen hemoglobin nedir? HbF 363) HbA1c ne tür hemoglobindir? Glikozile hemoglobin 364) HbS hangi hastalığın ortaya çıkmasına neden olan hemoglobindir? Orak hücreli anemi ( Hb S hastalığı) 365) Önemli hemoglobin bileşikleri nelerdir? Oksihemoglobin (HbO2) Karbaminohemoglobin Karboksihemoglobin (Hb×CO) Methemoglobin Sulfhemoglobin Azotmonoksit hemoglobin Siyanhemoglobin 366) Oksihemoglobin nasıl oluşur? Hemoglobin molekülündeki 4 Fe2+’e akciğerlerde birer O2 molekülü bağlanması sonucu… 367) Kanın oksijenlenmesinde bir azalma sonucu deri ve mukozaların karakteristik mavimtrak bir renk alması ne olarak tanımlanır? Siyanoz 367) Karbaminohemoglobin nasıl oluşur? Hemoglobindeki globinin serbest a-amino gruplarına reversibl olarak CO2 bağlanmasıyla… 368) Karboksihemoglobin nasıl oluşur? Oksihemoglobindeki O2 yerine karbonmonoksit (CO) geçmesi suretiyle… 369) Methemoglobin nasıl oluşur? Hemoglobindeki Fe2+ ’nin Fe3+ haline reversibl olarak oksitlenmesi sonucu… 370) Sulfhemoglobin nasıl oluşur? Oksihemoglobin ile H2S’ün reaksiyonlaşması sonucu… 371) Azotmonoksithemoglobin nasıl oluşur? Nitritli dumanların solunması durumlarında 372) Siyanhemoglobin nasıl oluşur? HCN solunması sonucu… 373) Miyoglobin ne tür bileşiktir? Prostetik grubu hem olan bir kromoprotein… 374) İdrarla miyoglobin atılması ne olarak tanımlanır? Miyoglobinüri 375) İdrarla hemoglobin atılması ne olarak tanımlanır? Hemoglobinüri 376) İdrarla kan atılması ne olarak tanımlanır? Hematüri 377) Sitokromlar ne tür bileşiklerdir? Prostetik grup olarak bir demir-porfirin bileşiği olan hem içeren elektron taşıyıcı proteinler… 378) Erişkinde hemoglobin nerede sentezlenir? Kemik iliğinde 379) Porfirin sentezi için temel prekürsörler nelerdir? Glisin amino asidi ile süksinil-KoA 380) Hemoglobin biyosentezinde neler rol alır? Pantotenik asit (vitamin B5), Piridoksal fosfat (vitamin B6), Vitamin B12 Folik asit Demir Bakır 381) İnsanlarda porfirin biyosentezinde görevli bazı enzimlerde genetik defekt olmasına bağlı olarak ortaya çıkan genetik hastalıklar nelerdir? Porfiriyalar 382) Hemoglobinin hem kısmının yıkılması sonucu ne oluşur? Bilirubin 383) Bilirubin neyin yıkılması sonucu oluşur? Hemoglobinin hem kısmının 384) Hemoglobinin hem kısmının yıkılmasıyla oluşan bilirubin, ne olarak adlandırılır? İndirekt bilirubin (ankonjuge bilirubin) 385) Direkt bilirubin (konjuge bilirubin) nasıl oluşur? İndirekt bilirubinin karaciğerde glukuronik asitle konjugasyonu veya çok az oranda sülfatlanmasıyla 386) Hiperbilirubinemi deyince ne anlaşılır? Serumda bilirubin düzeyinin normalden yüksek olması 387) Hiperbilirubinemiler nasıl sınıflandırılırlar? Serbest (indirekt) bilirubin düzeyindeki artışlar Yenidoğan sarılığı Gilbert hastalığı Crigler-Najjar sendromu tip I Crigler-Najjar sendromu tip II Konjuge (direkt) bilirubin düzeyindeki artışlar Kolestaz Dubin-Johnson sendromu Rotor sendromu 388) Klasik hormon tanımı nasıldır? Endokrin sistemde dokular arası haberleşmeyi sağlayan moleküller… 389) Hormonların etki şekilleri nelerdir? Endokrin etki: Kana salınma ve uzakta etki Parakrin etki: Komşu hedef dokuya etki Otokrin etki: Salgılandığı hücreye etki Jukstakrin etki: Bitişik hücreye etki Ekzokrin etki: Mukozadan salgılanıp uzakta etki Nörokrin etki: Sinir hücresinden yakındaki dokuya etki Nöroendokrin etki: Sinir hücresinden uzakta etki 390) Hormonların sınıflandırılma şekilleri nelerdir? Sentezlendikleri yere göre Yapılarına göre Depolanıp depolanmamalarına göre Etki mekanizmalarına göre 391) Sentezlendikleri yere göre hormon sınıfları nelerdir? Hipotalamus hormonları Hipofiz hormonları Ön lop hormonları Orta lop hormonu Arka lop hormonları Tiroit hormonları Paratiroit hormonu Pankreas hormonları Böbrek üstü bezi hormonları Adrenal korteks hormonları Adrenal medülla hormonları Cinsiyet bezleri hormonları Erkek cinsiyet hormonları Dişi cinsiyet hormonları Gastrointestinal sistem ve diğer doku hormonları 392) Yapılarına göre hormon sınıfları nelerdir? Peptitler ve proteinler: Hipotalamus, hipofiz, paratiroit, pankreas, mide-bağırsak sistemi ve bazı plasenta hormonları Steroidler: Adrenal korteks ve gonadlardan salgılanan hormonlar ile bazı plasenta hormonları Amino asit türevi hormonlar: Adrenal medülla hormonları: Katekolaminler Tiroit hormonları Eikozanoidler Retinoidler NO• 393) Depolanıp depolanmamalarına göre hormon sınıfları nelerdir? Depolanan hormonlar: Peptit ve protein yapılı hormonlar, granüllü endoplazmik retikulumda sentez edildikten sonra Golgi sisteminde membranöz veziküller içinde depolanırlar Katekolaminler, suda çözünür özellikli proteinler olan kromograninler ve ATP ile birlikte granüllerde depolanırlar Tiroglobulin yapısındaki tiroit hormonları, tiroit follikülleri içinde depolanırlar Depolanmayan hormonlar: Steroid hormonlar, sentez sonrası hemen salgılanırlar, depolanmazlar 394) Etki mekanizmalarına göre hormon sınıfları nelerdir? Grup I: Hücre içi reseptörler bağlanan hormonlar Grup II: Hücre yüzeyi reseptörlerine bağlanan hormonlar Adenilat siklaz aktivasyonu veya inaktivasyonu yapan hormonlar Guanilat siklaz aktivasyonu yapan hormonlar Fosfolipaz C aktivasyonu yapan ve/veya sitozolik Ca2+ konsantrasyonunu artıran hormonlar Tirozinkinaz aktivasyonu yapan hormonlar 395) Hormon salgılanması nasıl kontrol edilir? Sinir sistemi ile Negatif ve pozitif feedback mekanizmalar ile: Kandaki kimyasal maddelerle Tropik hormonlarla 396) Hormon salgılanmasının kandaki kimyasal maddelerle feedback düzenlenmesinin iki güzel örneği nedir? Parathormon salgılanmasının plazma Ca2+ düzeyi ile düzenlenmesi İnsülin salgılanmasının plazma glukoz düzeyi ile düzenlenmesi 397) Hormon salgılanmasının tropik hormonlar ile feedback düzenlenmesinin örnekleri nelerdir? Tiroit, sürrenal korteks ve gonad hormonlarının sentez ve salgılanışı… 398) Hormonların kanda taşınmaları nasıl olur? Hidrofilik özellikli katekolaminler ve peptit/protein yapılı hormonların büyük çoğunluğu serbest olarak… Hidrofobik özellikli tiroit hormonları ile steroid hormonlar proteinlere bağlı olarak… 399) Hormon reseptörü deyince ne anlaşılır? Hormonu tanıyan ve bağlayan; çoğunlukla glikoprotein yapısında maddeler… 400) Hormon reseptörleri nerede bulunurlar? Plazma membranında, sitoplazmada veya çekirdekte 401) Hormon-reseptör kompleksinin oluşumundan sonra ne olur? Hücre içi metabolik olayı etkileyecek sinyal oluşumu mekanizması uyarılır… 402) Endokrin fonksiyon bozukluklarının mekanizmaları nelerdir? Yetersiz miktarda hormon salgılanması Aşırı miktarda hormon salgılanması Hormona karşı doku duyarlılığında azalma 403) Yetersiz hormon salgılanması ne ile karakterizedir? Hormona özgü hipofonksiyon belirtileri ile… 404) Yetersiz hormon salgılanmasının nedenleri neler olabilir? Endokrin hücre sayısında yetersizlik Hormonu kodlayan genin eksikliği veya kusuru Ön madde eksikliği, enzim eksikliği, sentez koşullarının sağlanamaması Adrenal korteks, tiroit ve gonad hormonları için tropik hormonun sentez ve salgılanmasında azalma (sekonder hipofonksiyon) 405) Aşırı miktarda hormon salgılanması ne ile karakterizedir? Hormona özgü hiperfonksiyon belirtileri ile… 406) Aşırı miktarda hormon salgılanmasının nedenleri neler olabilir? Endokrin bezin büyümesi (tümörler) Otoimmün hastalıklar Benzer yapılı aşırı miktardaki hormonun çapraz bağlanması Ektopik olarak hormon sentezi Adrenal korteks, tiroit ve gonad hormonları için tropik hormonun sentez ve salgılanmasında artma (sekonder hiperfonksiyon) 407) Hormona karşı duyarlılığın azalması ne ile karakterizedir? Hormona özgü hipofonksiyon belirtileri ile… 408) Hormona karşı duyarlılığın azalmasının nedenleri neler olabilir? Reseptör veya postreseptör mekanizmalardaki bozukluklar… 409) Hipotalamus hormonları nelerdir? Supraoptik ve paraventriküler çekirdekte oluşanlar Antidiüretik hormon (ADH, vazopressin) Oksitosin (pitosin) Peptiderjik nöronlardan salgılanan, Adenohipofiz hormonlarının sekresyonunu düzenleyen hormonlar Tirotropin salgılatıcı hormon (TRH) Kortikotropin salgılatıcı hormon (CRH) Gonadotropin salgılatıcı hormon (GnRH) Büyüme hormonu salgılatıcı hormon (GHRH) Somatostadin (Büyüme hormonu salgılanmasını inhibe edici hormon) Prolaktin salgılatıcı hormon (PRH) Prolaktin salgılanmasını inhibe edici hormon (PIH) 410) Ön hipofiz hormonları nelerdir? Opiyomelanokortin ailesi Kortikotropin (ACTH) Melanosit stimüle edici hormon (MSH) b-endorfin Glikoprotein ailesi Tirotropin (TSH) Gonadotropinler Luteinizan hormon (LH) Follikül stimüle edici hormon (FSH) Somatomammotropin ailesi Somatotrop hormon (Büyüme hormonu, GH) Prolaktin (PRL) 411) Kortikotropin (ACTH)’in fonksiyonu nedir? Adrenal steroidlerin sentez ve salgılanmasını artırır; özellikle kortizolün sentez ve salıverilmesini düzenler… 412) Tiroid stimüle edici hormon (TSH)’un etkisi nedir? Tiroid bezinde tiroid hormonlarının sentezinin tüm aşamalarında etki… 413) LH’ın etkisi nedir? Kadınlarda sıcaklık artışı ve östrus ile ilişkilidir, over folliküllerinin son olgunlaşmasını, çatlamasını ve çatlayan folliküllerin korpus luteuma dönüşmelerini sağlamaktadır. Erkeklerde testosteron salgılayan leydig hücrelerini uyarır… 414) FSH’ın etkisi nedir? Kadınlarda graaf folliküllerinin büyümesini uyarır. Erkeklerde seminifer tüp epitelini uyararak olgun sperm hücreleri ile spermatositlerin sayısal artışına yol açar. 415) Plasentada sentez edilen, hamileliğin ilk 4-6 haftasında korpus luteumun devamlılığından sorumlu hormon nedir? İnsan koryonik gonadotropin (hCG) 416) Büyüme hormonunun (somatotrop hormon, GH) etkisi nedir? İskelet büyüme hızı ve vücut ağırlığındaki artışı kontrol eder. Normal büyüme için gereklidir. 417) İnsanlarda iskelet büyümesinin tamamlanmasından sonra görülen adenohipofiz adenomunda GH sentezinin artışı neye yol açar? Akromegaliye 418) Hipofiz adenomunun puberte öncesinde kemik büyümesi tamamlanmadan gelişmesine bağlı olarak uzun kemiklerde aşırı büyüme görülmesine ne ad verilmektedir? Gigantizm (devlik) 419) Büyüme hormonunun yetersiz salıverilmesi ne ile sonlanır? Dwarfizm (cücelik) 420) Prolaktinin etkisi nedir? Hamilelikte meme dokusunda kendine özgü reseptörlerine bağlanarak laktalbümin dahil bazı süt proteinlerinin sentezini uyarır. Laktasyonun başlaması ve devamlılığı için gereklidir. 421) Galaktore deyince ne anlaşılır? Emzirme dönemi dışında meme bezlerinden süt gelmesi… 422) Hiperprolaktinomi deyince ne anlaşılır? Serum prolaktin düzeyinin normalden yüksek olması… 423) Epifiz hormonu nedir? Melatonin 424) Önemli gastrointestinal sistem hormonları nelerdir? Gastrin Kolesistokinin-pankreozimin (CCK-PZ) Sekretin Gastrik inhibitör polipeptit Vazoaktif intestinal polipeptit (VİP) Motilin 425) Gastrinin en önemli etkisi nedir? Gastrik asit salgılanmasını uyarmaktır. İntrinsik faktör ve pepsinojen salgılanmasını da uyarır. 426) Kolesistokinin-pankreoziminin (CCK-PZ) en önemli etkisi nedir? Oddi sfinkterinin relaksasyonu ile birlikte pankreastan enzim salıverilmesini, gastrointestinal mukozanın ve pankreasın ekzokrin salgı yapan dokularının gelişmesini, intestinal motiliteyi uyarır. 427) Sekretinin en önemli etkisi nedir? Sekretinin etkilerinin çoğu duodenumdaki asidi azaltmaya yöneliktir. Pankreastan, safra kesesinden ve Brunner bezlerinden su ve bikarbonat salıverilmesini, pankreatik büyümeyi uyarır. 428) Eritropoietin nerde sentezlenir? Böbrek dokusunda 429) Eritropoietinin en önemli etkisi nedir? Kırmızı kan hücrelerinin oluşmasını ve olgunlaşmasını hızlandırır. 430) Tiroit hormonları nelerdir? Folliküler hücrelerden sentezlenen hormonlar: Tiroksin (T4, tetraiyodotironin) T3 (triiyodotironin) 431) Tiroit hormonlarının sentez ve salgılanmasını düzenleyen nedir? TSH 432) Tiroit hormonlarının etkileri nelerdir? Genel metabolik etkileri: Organ ve dokularda hücresel tepkimeleri hızlandırırlar Karbonhidrat metabolizmasına etkileri: Glukoz emilimini hızlandırırlar, glikolizi uyarırlar, hepatositlerde epinefrinin glokojenolitik ve glukoneojenik etkilerine duyarlılığı artırırlar Yağ metabolizmasına etkileri: Yağ dokusunda lipolizi uyarırlar, yağ asitlerinin oksidayonunu artırırlar, kolesterolün emilimini azaltırlar Protein metabolizmasına etkileri: Protein sentez hızını artırırlar. Ancak düşük dozlarda katabolik etkilidirler Büyümeye etkileri: Normal büyüme ve gelişmede rolleri vardır. 433) Tiroit işlevleri ile ilgili bozukluklar nelerdir? Hipotiroidi: Tiroit hormon üretiminin baskılanmasıyla… Hipertiroidi: Tiroit hormon üretiminin uyarılmasıyla… 434) Kalsiyum ve fosfor metabolizmasını düzenleyen hormonlar nelerdir? Parat hormon (PTH) Kalsitonin (CT) Kalsitriol (1α,25-dihidroksikolekalsiferol) 435) PTH salgılanması nasıl düzenlenir? Serum iyonize kalsiyum düzeyi tarafından düzenlenir. Serum iyonize kalsiyum düzeyi azaldığında parathormon sentezi uyarılır, serum iyonize kalsiyum düzeyi arttığında ise parathormon sentezi baskılanır. 436) PTH etkisi nedir? Böbrekler ve kemik üzerine doğrudan, gastrointestinal sistem üzerine dolaylı yoldan etki ederek serum iyonize kalsiyum düzeyini artırır. 437) Kalsitonin nereden salgılanır? Tiroit bezinin parafolliküler C hücrelerinden… 438) Kalsitonin salgılanması nasıl düzenlenir? Serum iyonize kalsiyum konsantrasyonu tarafından düzenlenir… 439) Kalsitonin etkisi nedir? Temel hedef organ olan kemiklerde rezorpsiyonu kısıtlayarak kalsiyum ve fosfor kaybını önlemekte, serum kalsiyum ve fosfor düzeylerini azaltmaktadır. Ayrıca böbreklerde kalsiyum ve fosforun tübüler geri emilimini azaltarak renal klirenslerini artırır… 440) Kalsitriol (1α,25-dihidroksikolekalsiferol) nasıl oluşur? Böbrekte, cildin malpigi tabakasında UV ışın etkisiyle oluşan kolekalsiferol (D3 vitamini)’den… 441) Kalsitriol (1α,25-dihidroksikolekalsiferol)’ün etkisi nedir? Kemik mineralizasyonunun oluşması ve devamlılığı için gereken serum kalsiyum ve fosfor düzeylerini düzenlemektir. Bağırsaklarda kalsiyum ve fosforun emilimini uyarır. Kemik dokusundan mineral ve matriks mobilizasyonuna yol açar. Kalsiyum mobilizasyonu için parat hormona gereksinim vardır. Böbreklerde kalsiyum ve fosforun renal atılımlarını kısıtlar 442) Pankreas hormonları nelerdir? Langerhans adacıklarının hücrelerinden salgılanan Glukagon: A (α) hücrelerinden İnsülin: B (b) hücrelerinden Somatostadin: D (l) hücrelerinden Pankreatik polipeptit: F hücrelerinden 443) İnsülinin yapısı nasıldır? 21 AA’lik A ve 30 AA’lik B polipeptit zincirlerini içeren küçük globüler bir proteindir. Oluşumu sırasında bulunan bağlayıcı peptit olan C zinciri olgun insülinde bulunmaz. 444) İnsülinin salgılanmasını düzenleyen nelerdir? Glukoz, arjinin ve lösin gibi amino asitler, çeşitli hormonlar, farmakolojik etkili bileşikler 445) İnsülini    

http://www.biyologlar.com/biyokimya-dersi-calisma-sorulari-445-soru-

Virüslerin Anatomisi Hakkında Bilgi

Tabiattaki tüm varliklar canli form ve cansiz form olarak iki gruba ayrilmislardir.Cansiz forma dahil olan varliklar, üreyemeyen, solunum yapmayan beslenmeye ihtiyaci olamayan tüm varliklardir. Örnegin denizler, göller, kayalar, bulutlar, daglar vs. ekosistem içerisinde sürekli bir dönüsüm içerisinde olmasina ragmen canli sayilmazlar. Bir varligin canli sayilabilmesi için, az öncede belirttigimiz gibi üreyebilmesi, beslenebilmesi, solunum yapabilmesi ve diger canlilarla sürekli bir iliski içerisinde olmasi gerekirki ancak böyle bir varliga canli denebilir. Bugün bilim adamlari, canlilari sistematik olarak siniflandirirken virüsün hangi kategoriye konacagi konusunda hala bir ittifak kuramamistir. Çünki virüsler bazi hallerde canli gibi davranirken diger bazi hallerde tam bir " inorganik " madde gibi davranir.Dolayisiyla ortaya büyük bir tezat çikmaktadir.Virüslerin nasil olupta hem canli gibi davrandiklarini hemde cansiz gibi göründüklerini, düsündürücü yasam döngülerini inceleyerek anlamaya çalisalim. Virüsün anatomisi: Virüs, dogadaki en basit canli türlerinden bile daha basit bir yapiya sahiptir.Bildiginiz gibi bakterilerin vücudu yanlizca tek bir hücreden olusan yalin bir anatomiye sahiptir.Fakat virüslerin vücudu bir hücreden bile olusmaz.Yanlizca hücreyi olusturan temel yapitaslarinin çok az bir miktarinin yine kompleks bir yapi olusturmalarindan meydana gelmistir. Bir hücre proteinlerden, nükleik asitlerden, hücre zarindan, kompleks organellerden (mitekondri, endoplazmik retikulum, golgi aygiti, ribozomlar vs.), nukleus (çekirdek) den ve daha birçok enzim ve sayamadigimiz kimyasal moleküllerden olusan oldukça karmasik bir yapiya sahiptir. Virüsler ise yukarida saydigimiz hücre yapitaslarindan yanlizca üç tanesinin kompleks olusturmasiyla meydana gelir.Bu yapitaslari protein, enzim ve nükleik asitlerdir.Bazi virüslerde ise yag moleküllerinede rastlanilir.Virüs, yanlizca bu üç yapitasindan olusan basit bir yapiya sahip olmasina karsin ne amaç uguruna kendini çogaltmaya çalistigini ve canli - cansiz formlari arasinda nasil gidip geldigi çözülememis mühim bir problemdir. Virüsler ancak " elektron mikroskobu " ile görülebilirler.Isik mikroskoplari ile görülmeleri imkansizdir.Öyleki bir virüs bakteriyle kiyaslandiginda, bakterinin yaninda çok küçük kalan bir boyuta sahiptir ve boyu ancak " nm " (nanometre, yani metrenin milyarda biri) uzunluk birimi ile ölçülebilir. Virüslerin anatomisi yanlizca bu moleküler yapilardan ibarettir.Fakat buradaki en büyük soru isareti ise bu moleküllerin neden kendilerini çogaltmak istedikleridir. Moleküller atomlardan olusan maddelerdir.Maddenin ise suuru ve akli yoktur.Fakat gördügünüz gibi yanlizca bir molekül yigini olan virüsler dogada kendilerini çogaltmak için sürekli bir canli hücre arayisi içerisine girmislerdir.Bu esrarengiz yapilar üreseler bile ne beslenebilirler nede soluk alip verebilirler. Bir bakteri bile disaridan aldigi molekülleri isleyerek hayatini sürdürür, solunum yapar ve vücudunda olusan artik maddeleri disari atabilir, fakat virüslerin buna benzer fonksiyonlarida yoktur. Bakteriler besin ve diger hayati moleküllerin yoklugunda hayatlarini kaybederken virüslerin ölmesi diye birsey söz konusu degildir. Virüslerin hem cansiz hemde canli özellik gösterdiklerinden bahsetmistik.Virüsü canli yapan özellik üreyebilmesidir.Fakat cansiz olarak görünmesinin sebebi ise, içine yerlesip onu üreme amaciyla kullanacagi bir hücre bulamadigi zaman " Kristal " bir yapiya dönüsmeleridir.Bu sekilde virüs tipki havada süzülen bir toz zerrecigi gibi bir partikül halinde dogada serbest olarak dolanir.Ta ki canli bir hücreye rastgelip onu üreme amaciyla kullanincaya kadar. Bakterinin içerisinde dolanan RNA molekülü bakteriye ait DNA molekülünün belli bir bölgesine yerlesir.Bu yerlesme belirli genler arasinda konumlanarak gerçeklesir.Örnegin bakteride A geni ile B geni yanyana ise virüs RNA si bu iki genin arasina yerlesir.Yani A geninin içerisinde yada B geninin içerisinde herhangi bir yere yerslesmez.Bakterinin virüs RNA sini içeren sekline ise " Lizogen bakteri " adi verilir. Bakteri, üremek için DNA sini replike ederken farkinda olmadan virüsün RNA sinida replike eder.Bakteri çogalmaya devam ederken bir yandan da virüsün RNA sinin bir kopyasini üretir.Bu kopyalanan RNA nin içerisinde ise virüsün tüm genetik bilgileri saklidir.Mesela virüsün üzerini örten kilif proteinin aminoasit sifreleri bu RNA da bulunur.Bakteri replikasyonla ürettigi virüs RNA sindan ayni zamanda virüsün örtüsü için gerekli proteinleride translasyon yoluyla yani protien üretim mekanizmalari yoluyla üretir. Virüs bakteriyi tipki bir köle gibi çalistirarak kendisini çogaltmaya baslar.Bakteri öyle bir duruma gelirki ürettigi virüsleri tasiyamaz olur ve parçalanir.Bu olaya ise " Liziz " denir.Asagidaki sekilde bu olayin meydana gelisi sematize edilmistir. Insanin karsilastigi mühim problem ise, yanlizca bir RNA ve proteinden olusan virüslerin ne amaçla üredikleri ve bu zekice tasarlanmis üreme planini nasil uygulamaya koyduklaridir.Bir molekül grubundan olusan virüslerin bu plani düsünüp uygulamaya koymasi mümkün degildir, ancak üstün gücün emri dogrultusunda hareket edebilirler. Virüslerin ortak yönü, bir canli grubuna rastlamasiyla kendini çogaltmaya baslamasidir.Bir virüsün canli bir hücre olmaksizin kendini çogaltmasi ise mümkün degildir.Yani virüs ancak ve ancak canli bir hücre vasitasiyla kendini çogaltabilir.Çünki virüsün sahip oldugu RNA sini kopyalayip desifre edecek bir mekanizmasi yoktur. Sitemizin " Genlerin dünyasi " bölümünde hücrenin kendini üretmek için kullandigi mekanizmalar üzerinde durmustuk.Bu mekanizmalarin parçalari ise DNA kopyalayici enzimler, tamir edici enzimler, protein üretiminden sorumlu olan ribozomlar, transfer RNA (tRNA) lar, aminoasitler vs. dir.Fakat bir virüste RNA ve bazi eritici enzimler disinda bu mekanizmalarin parçalarindan hiçbirisi yoktur. Dolayisiyla virüs kendini çogaltamaz fakat bu mekanizmalara sahip bir hücreyi kullanma gibi bir kurnazlik gösterir. Virüsün kullandigi hücreler yanlizca bakteri hücreleri degildir.Bunun yaninda insan ve diger birçok canlinin hücrelerine girerek bu hücreleri kendi dogrultusunda çalistirmaya baslar.Bazi virüsler vardirki yanlizca belirli hüceler içerisinde çogalabilir. Buna en iyi örnek " Kuduz " virüsüdür.Kuduz virüsü bir köpek veya bir kedinin vücudunun içerisine girdigi zaman hemen ilk rastladigi hücreye girmez.Kuduz virüsünün çogalabilecegi hücre " Beyin " hücresidir.Bu yüzden bu virüsün beyine kadar ulasmasi gerekmektedir.Dolayisiyla virüs bulastigi hayvani derhal öldürmez.Beyine ulasan virüs beynin belirli bir bölgesindeki hücrelerin içine yerleserek derhal kendini üretmeye baslar. Bu üreme zamanina kuluçka zamani denir.Ve zamani geldiginde köpek veya kedinin beyninde agir bir tahribat meydana gelirki buda hayvanin ölümüne sebep olur. Bunun yaninda dogada binlerce tip virüs vardir ve herbiri kendine has özelliklerde olup degisik tiplerde hastaliklara neden olurlar.Yazimizin ilerleyen bölümlerinde AIDS virüsünede deyinecegiz. Bazi virüs türleri ise insan ve hayvanlara zarar verebildigi gibi bitkilerede zarar verebilmektedir.

http://www.biyologlar.com/viruslerin-anatomisi-hakkinda-bilgi

Rekombinant DNA Teknolojisi ve Biyolojik Kaynaklı İlaç Üretimindeki Uygulamaları

Rekmonbinant DNA teknolojisi, genlerin yeni sıralanışlarını içeren DNA molekülleri meydana getirebilmek için in vitro teknikler kullanarak ve bu genlerin modifiye genlerin içinde çoğalmalarına devam edebilecekleri konakçı organizmalara veya hücreye yerleştirilebilmelerinde kullanılabilecek vektörlerin olusturması amacı tasıyan bir teknolojidir. Rekombinant teknolojisinin kullanım alanları cok geniştir. Kullanım alanlarına bakıldıgında ilaç geliştirme ve biyolojik ilaç üretiminde rekombinant DNA teknolojisinin bu amacla kullanıldıgı cagımızın gereclerinden biridir. İlaç geliştirmede uygulanılan bu yöntem, pek cok asamadan olusmaktadır. Sırasıyla ---)DNA'nın izolasyonu ---) DNA'nın özgün nükleotid dizilerinde belirli sıralamalarında parcalanması . Böylece intron ve ekson dediğimiz nükleotid dizilerin olusturulması. ---) DNA parcacıklarının belirtilmesi ---) Rekombinant DNA'nın uyumlu konak hücrelere yerlestirilmesi ---) Rekombinant DNA'nın konakçı hücrelerden replikasyonu ve ekspresyonu ---) Sonucunda olusan genlerin mutant hücrelerden izolasyonunu amaclamaktadır. Bu asamalar sonucunda istenilen genin milyonlarca kopyası olusturulabilmektedir. İlaç geliştirme denemelerinde su an sentetik ilaç geliştirmek yerine arastırma-geliştirme bölümleri artık cogunlukla bu teknolojiyi kullanmaktadırlar. Ekonomik acıdan da bu teknolojinin pek cok getirisi vardır.

http://www.biyologlar.com/rekombinant-dna-teknolojisi-ve-biyolojik-kaynakli-ilac-uretimindeki-uygulamalari

Gen Klonlanmasında Rekombinant DNA Teknolojisi

Gen Klonlanmasında Rekombinant DNA Teknolojisi

Daha önceki bölümlerde aşamalarını anlattığım ve oluşturulan rDNA 'ların hücrelere aktarılması sırasında çeşitli yöntemler kullanılır. Rekombinant DNA moleküllerin hücreye aktarılması sırasında(bu hücreler konak hücrelerdir) rekombinant molekülün aktarılacağı organizmaya bağlı olarak çeşitli aktarım (transfer) yöntemleri mevcut olup, aktarım işlemi, "transformasyon" adını alır. Bu yöntemler; 1)Kimyasal teknikler(kalsiyum-fosfat transfeksiyonu) 2)Fiziksel teknikler(mikroenjeksiyon, elektroporasyon ve kimyasal porasyon,biyolistik) 3)Füzyon teknikleri 4)Viral teknikler olarak dört gruba ayrılır. AMAÇ?? istenilen genin, yeni hücreye girip, anlatım yapması!!! Kimyasal Tekniklerden, kalsiyum-fosfat transfeksiyonu; bu yöntem, istenilern geni ve ekspresyon için gerekli elementleri, konak hücre üstüne çöktürme yöntemidir.Plazmit DNA, kalsiyum-fosfat ile çöktürülüp, hedef hücrrnin bu yapıyı endositoz/fagositoz ile içine alması sağlanır.Böylece bu çözeltiyi sindirerek hücre içine alan hücreler, istenilen genin anlatımını gerçekleştirmiş olurlar.Genellikle bu gücrelerdeki plazmit vektörler çoğalmazlar, kalıcı olarak hücre içinde yar alırlar.Genelde seçilen genler, antibiyotiğe karşı direnç genleridir.Bu işlemde plazmit vektör çoğalması söz konusu olmadığından transformasyon değil, transfeksiyon denir.Çünkü transformasyon, hücrenin kontrolsüz büyümesi anlamına gelir. Fiziksel tekniklerden, mikroenjeksiyon; zahmetli fakat verimli bir tekniktir.DNA molekülü, mikroskop altında, çok ince uçlu pipet yardımıyla hücrenin sitoplazmasına veya çekirdeğine doğrudan aktarılır.Memeli hücre ve embriyolarında, bitki protoplast ve dokularında başarıyla uygulanmaktadır.Memeli hayvanların döllenmiş yumurtalarına, bu yolla gen aktarımı yapılarak, transgenik haycan elde edilmiş olunur.Bu işlem sonucunda çok sayıda hücre elde etmek mimkün değildir.Çünkü az sayıda DNA injekte edilebilinir. Fiziksel tekniklerden, elektroporasyon; membrana elektrik akımı verilerek, membranda küçük delikler açılması sağlanır.Bu delikler, nükleik asitlerin geçişine olanak sağlarlar.Bu delikler, her hücrede, farklı elektrik akım gücü ve farklı sürelerde elektrik akımı verilmesiyle gerçekleşir.Bu teknik, insan, bakteri, maya hücrelerinde gen aktarımı için kullanılmakadır. Fiziksel tekniklerden, biyolistik; bu yöntemde, küçük çaptaki metal partiküllerine sarılmış DNA molekülleri bulunur.Bu metal partikğlleri, altın ya da tungsten elementleri olabilir.Bir mikroprojektil denen bir nevi silaha benzeyen alet ile, bu metal partikülleine sarılı DNA 'lar hücreye bombardıman edilir.Böylelikle hücrenin içine giren bu yapılardan bazıları bu metal partüküllerinden ayrılır ve hücre genomu ile birleşir.Mitokontri ve kloroplast organellerinde kullanılan yegane yöntemdir.Ayrıca bitki hücrelerine gen transferi için de kullanılır. Füzyon teknikleri; iki hücrenin, genetik içeriğinin birleştirirlmesi işlermi olup, amaç iki ebeveyinin farklı özellliklerini taşıyan bir hibrit oluşturmaktır.İstenilen iki ebeveyn genlerini, hedef hücreye aktarılmak için iki farklı füzyon tekniği mevcuttur. a)istenilen genleri bazı taşıyıcılar ile( lipozom, eritrosit) hücreye aktarma yöntemi; bu yöntemde örneğin lipozomlar, duvarsız hücre ile etkileşirler ve lipozom içeriği, hücrenin içine aktarılır.Bu gen aktarımında, memeli hücresinin metafaz evresindeki kromozomlar, lipozomlara bağlanır ve kromozomların hücre içine girmesi sağlanır.Böylece oluşan hibrit hücreler, seçici ortamda üretilerek aktarılan gen yönünden incelenirler.Bu transfekte hücre genleri, DNA' da geçici olarak anlatılabilirler. b)İki farklı hücrenin birleştirilmesi tekniğidir.Monoklonal antikor eldesi için( hibridoma tekniği) kullanılan bir yöntemdir. Viral teknilkler; genetik materyali hücrelere aktarmak için virüslerden yararlanılır.Bu virüsler DNA/RNA genetik materyali taşıyan virüslerdir.Bu yöntemde bakterinin enfekte edilip öldürülmesi söz konusu değildir.Bakterinin genomuna giren, onunla birlikte anlatım yapan ve stabilitesinin korunmasını sağlayan vektör olarak kullanılan virüslerden üretilmiş vektörler "baculovirus" ya da "vaccine" viral vektörleri olabilir.Lambda vektörleri ve çeşitleri en sık kullanılan vektörlerdir. Hayvan hücrelerinde transformasyon(hayvan hücrelerine gen aktarımı); *Mikroenjeksiyon *embriyonik kök hücre *gen terapisi(temelinde, hasta kişinin genlerini, iyileştirici proteinler üretecek şekilde değiştirmek yatıyor)-retroviral transformasyon mikroenjeksiyon; verimli yumurtalar ayrılır ve DNA 'lar(somatik hücredeki DNA'lar)yumurta hücresinin pronüklousunun içine enjekte edilir.(yumurta hücresindeki çekirdek içeriği daha önce çıkarılmıştır)Hücre bölünmesi süresince, DNA, kromozomlara yerleşmiş olur.Enjekte edilmiş genler, sonucu elde edilen emriyo, taşıyıca anneye yani dişi konak canlıya enjekte edilir.Hamilelik dönemi oluşur ve devam eder.Sonunda, soyların, aktarılmış DNA 'ları barındırıp barındırmadığı tespit edilir.En iyi şartlarda, %1-5 arasında bir başarı elde edilir. Embriyonik kök hücre; embriyonik kök hücreler, blostosist dönemindeki hücrenin iç membranından alınan yapılardır.ESC(embriyonik kök hücre), DNA ile mikroenjeksiyona tabi tutulur.ESC, erken embriyo safhasındaki embriyoya injekte edilmiştir.Bu olay "kimera" yani hibrit embriyo olarak adlandırırlır.Transforme edilmiş hücrelerin, germ hücresine gelişmesi beklenir.Bir sonraki kuşaklar "kimera" söz konusu olduğu için (hibrit embriyo) tamamen transgenik soyları oluşturacaktır. Retroviral transformasyon; virüslerden yararlanılır ve virüslerin doğal olarak barındırdığı avantajlardan yararlanılır örneğin, her virüs kendine özgü, infekte edebileceği bir konak hücreye sahiptir.Modifiye edilmiş viral vektörler ile ilgili DNA'lara karşı görevlendirilirler. Bitki hücrelerinde transformasyon ( bitkilere gen aktarımı); *Agrobacterium aracılığı ile; bir toprak bakterisidir.DNA'yı bitkilere yapışarak, doğal olarak aktarır. *Biyolistik *Elektroporasyon *Mikroenjeksiyon Agrobacterium tumefaciens bakterisinin, bitki hücrelerini enfekte edip gebnetik materyalini bitkiye aktaran ve tümor oluşumunu sağlayan yani bitki hücreini enfekte etmesini sağlayan, dairesel plazmit yapısı "Ti plazmit".Ti plazmit, RNA bulundurmaz, GC içeriği %56 oranında olup, içeriğindeki genetik materyalin %81'i gen kodlar.Bu plazmit, transgenik bitki eldesi için önemli olmakla birlikte, dikodiledon bitkilere uygulanan bir işlemdir.Ti plazmit genel olarak bitki genomuna entegre olan bir ya da daha fazla TDNA bölgesi, bir vir bölgesi, bir replikasyon merkezi, konjugatif transferin gerçekleşmesini sağlayan bir bölge ve opin katabolizması için gerekli olan genleri içerirler . İkili vektörler;Vir bölgesi ve gen AYRI vektörler üzerindenir.TDNA kısmı çıkarılmıştır. ko-entegratif vektörler;Vir bölgesi ve gen aynı vektör üzerindedir.TDNA kısmı vektörün üzerindedir. Ti plazmit vektöründe; SOL sınır'a yakın ;selektif genler sol sınıra yakın klonlanır. SAĞ sınır'a yakın;istenilen gen, sağ sınıra yakın klonlanır. Enfekte işlemi; *Enfektif Ti plazmidi hazırdır. *T-DNA bölgesi VirD2' ye bağlı olarak(hareketi sağlar) ayrılır. *TDNA, proteinlerle kaplanır.(VirE2 mevcudiyetinde) *Bakteri T-DNA'sı, kanaldan bitki hücresine geçer. *T-DNA-protein kompleksi bitki sitoplazmasında ilerler *Bitki nükleusuna girerek genoma entegre olur. *Oksin, sitokinin ve opin hormonları sentezi ile hücre sayısında artış görülür.(tümör oluşması kontrolsüz hücre bölünmesidir) *Taç tümörü oluşumu ile süreç sonlanır. kaynak; vikipedi, Gene Cloning and DNA Analysis T.Brown

http://www.biyologlar.com/gen-klonlanmasinda-rekombinant-dna-teknolojisi

Rekombinant DNA Teknolojisi Kullanım Alanları

Rekmonbinant DNA teknolojisi, genlerin yeni sıralanışlarını içeren DNA molekülleri meydana getirebilmek için in vitro teknikler kullanarak ve bu genlerin modifiye genlerin içinde çoğalmalarına devam edebilecekleri konakçı organizmalara veya hücreye yerleştirilebilmelerinde kullanılabilecek vektörlerin olusturması amacı tasıyan bir teknolojidir. Rekombinant teknolojisinin kullanım alanları cok geniştir. Kullanım alanlarına bakıldıgında ilaç geliştirme veüretiminde rekombinant DNA teknolojisinin bu amacla kullanıldıgı biyolojik ilaç cagımızın gereclerinden biridir. İlaç geliştirmede uygulanılan bu yöntem, pek cok asamadan olusmaktadır. Sırasıyla ---) DNA'nın izolasyonu ---) DNA'nın özgün nükleotid dizilerinde belirli sıralamalarında parcalanması . Böylece intron ve ekson dediğimiz nükleotid dizilerin olusturulması. ---) DNA parcacıklarının belirtilmesi ---) Rekombinant DNA'nın uyumlu konak hücrelere yerlestirilmesi ---) Rekombinant DNA'nın konakçı hücrelerden replikasyonu ve ekspresyonu ---) Sonucunda olusan genlerin mutant hücrelerden izolasyonunu amaclamaktadır. Bu asamalar sonucunda istenilen genin milyonlarca kopyası olusturulabilmektedir. İlaç geliştirmedenemelerinde su an sentetik ilaç geliştirmek yerine arastırma-geliştirme bölümleri artık cogunlukla bu teknolojiyi kullanmaktadırlar. Ekonomik acıdan da bu teknolojinin pek cok getirisi vardır.      

http://www.biyologlar.com/rekombinant-dna-teknolojisi-kullanim-alanlari

Genel biyoloji vize soruları

1.Hücre zarının görevi nedir? - Hücre içi ile hücre dışı arasında madde alış verişini sağlayan esnek, canlı ve seçici geçirgen bir zardır. 2.Endoplazmik retikulum kaç çeşittir ve görevi nedir? - Üzerine ribozom taşıyan granüllü ve granülsüz olmak üzere iki çeşittir. Hücre içinde maddelerin taşınması, depolanması ve kimyasal reaksiyonların yapıldığı yerdir. 3.Sentrozomun görevi nedir? - Kendini çoğaltmak ve bölünme sırasında iğ ipliklerini meydana getirmek. 4.Çekirdeğin görevleri nelerdir? - Metabolizmayı kontrol etmek - Karakterleri oğul canlılara aktarmak. 5.Yaşlanan bitki hücrelerinde bir tek büyük kofulun bulunmasının nedeni nedir? - Bitkilerde metabolizma artığı ürünlerin kofullarda depolanması. 6.Hücre çeperinin yapısı nasıldır? - Selülozdan meydana gelir. Çeper üzerinde kütin, lignin, süberin, kalsiyum ve silisyum gibi maddeler birikerek çeperin farklılaşmasına neden olur. 7.Bitkilerde çiçek ve meyvelerin renklerini ne verir? - Plastidler ve koful özsuyunda bulunan antokyan denilen madde. 8.Hücrenin bölünme nedenlerini yazın. - Hücre yüzeyini artırmak ve hacmini küçültmek için -Hücrenin büyümesi çekirdeğin etki alanını sınırlar. Çekirdeğin etki alanını artırmak için hücre bölünür. 9.Kloroplast ve mitokondrinin ortak özellikleri nelerdir? - Çift zarlıdırlar - Kendilerine ait DNA’ları vardır. ATP’nin sentezlendiği yerlerdir. 10.Mitoz olayının en önemli sonucu nedir? - Hücreden hücreye kalıtsal devamlılığı sağlar. Mitoz sayesinde, yeni meydana gelen hücreler ana-baba hücrenin sahip oldukları yeteneğin aynısına sahip olurlar. Bu da kendini eşleyen DNA moleküllerinin her oğul hücreye tam bir takım halinde geçmesiyle mümkün olur. 11.Ökaryot hücrelerde hücre bölünmesi hangi iki evreden oluşur? - Mitoz olarak adlandırılan çekirdek bölünmesi ve sitokinez olarak adlandırılan sitoplazma bölünmesi. 12.Mitoz bölünmenin safhalarının isimleini sırasıyla yazın. - Profaz, metafaz, anafaz, telofaz 13.İnsan gametinde kaç kromozom bulunur? - İnsan gametinde 23 kromozom bulunur? Bunların kaç tanesi otozom, kaç tanesi gonozomdur? - İnsan gametinde 23 kromozom bulunur. Bunlardan 22 tanesi otozom, 1 tanesi gonozomdur. 14.İnsanlarda erkeklerin ve dişilerin vücut hücrelerindeki kromozom formülünü yazınız. - Erkeklerde (44 + XY), Dişilerde (44 + XX) 15.Bitki hücresinin mitoz bölünme sırasında ara plağı ile ikiye bölünmesinin nedeni nedir? - Hücre zarının dışında selüloz çeperin bulunması. 16.Mayoz bölünme hangi hücrelerde görülür? - Üreme organlarında üreme ana hücrelerinde (Yumurtalık ve testislerde) görülür. 17.Mayoz bölünme ile ne sağlanır? - Dölden döle kromozom sayısının sabit kalması korunur. - Gen çeşitliliğine sebep olur. 18.Oogenezde aktif olmayan hücrelere ne ad verilir? - Kutup hücreleri. 19.İnsanlar ve amipler arasında mitoz bölünme hangi yönden farklıdır? - İnsanlarda mitoz bölünme büyüme, gelişme ve eskiyen yerlerin onarımını sağlar. Amiplerde mitoz bölünme çoğalmayı sağlar. 20.Bir insanın bazal metabolizması ölçülürken hangi şartlara dikkat edilmelidir? - En son alınan besinin ölçme işleminden 12 saat önce alınmasına - Ölçme sırasında kişinin tam dinlenme halinde tutulmasına - Ölçme sırasında ortam sıcaklığının belirlenmesine - Vücut yüzeyinin hesaplanmasına 21.ATP’nin molekül yapısı nasıldır? - Adenin denilen azotlu bir organik baz, Riboz denilen 5 karbonlu bir şeker ve üç fosfat grubundan yapılmış bir moleküldür. 22.ATP sentezi kaç yolla olur? - Oksijenli solunum - Oksijensiz solunum - Fotosentez 23.Eğer organizmalar enerjiyi karbonhidratlarda değil, ATP de depolasalardı ne gibi problemler olurdu? - Hücre içi daha asidik olurdu. - Fosfor şu an bulunduğundan daha çok kullanılırdı. 24.Bir nükleotidin yapısında 5 karbonlu şekerle azotlu organik bazın oluşturduğu kısma ne denir? - Nükleozit 25.mRNA’nın görevi nedir? - Hücredeki RNA miktarının % 5’ini oluşturur. DNA da bulunan genetik bilgiyi belli şifreler (kodon) halinde çekirdekten sitoplazmaya aktarır. 26.Hücre hayatında DNA’nın iki önemli görevini açıklayın. - Temel hücresel görevleri kontrol etmek - Genetik direktiflerin oğul döllere aynen iletilmesini sağlamak. 27.DNA modelinden faydalanılarak hangi biyolojik olaylar açıklandı? - DNA’nın hücre bölünmesinden önce kendini nasıl eşlediği - Protein sentezi için nasıl şifre taşıdığı - Mutasyonun nasıl meydana geldiği açıklandı. 28.Genetik şifre nedir? Genetik şifre bütün canlılarda aynı mıdır? - DNA’dan gönderilen hücre içindeki bütün olayları etkileyen mesajlara denir. - Genetik şifre her canlıda farklıdır. 29.DNA’nın neden mRNA gibi bir aracı yardımıyla çalışmak zorunda olduğu düşünülür? - DNA büyük bir molekül olduğu için çekirdekten dışarı çıkmaz. Proteinler çekirdek dışında, endoplazmik retikulum boyunca dağılmış olan ribozomlarda sentezlenirler. Direktiflerin çekirdekten sitoplazmaya taşınabilmesi için bir aracıya ihtiyaç vardır. 30.tRNA’nın protein sentezindeki görevi nedir? - tRNA hücre içindeki Amino asitleri tanır ve bunları proteinlerin sentezlendiği ribozomlara taşır. 31.DNA’nın Replikasyon yapması hücre bölünmesi açısından neden önemlidir? - Hücre bölünmesi ile özellikler yeni hücrelere geçer. Bir türün bütün bireylerindeki hücreler aynı tip ve sayıda kromozoma sahip olur. 32.Virüsler, canlılara has özelliklerden hangilerine sahiptirler? - DNA veya RNA içermeleri - Konak hücre içinde üremeleri - Mutasyona uğramaları - Üremeleri sırasında yeni gen kombinezonları oluşturmaları 33.Virüslerin çoğalmasını hangi faktörler sınırlamaktadır? - Virüslerin üremeleri konak hücrelere yayılma ve orada çoğalma yetenekleri ile sınırlıdır. 34.DNA içeren virüslere örnek veriniz? - Bakteriyofaj, çiçek hastalığı, suçiçeği ve uçuk (herpes) virüsü. 35.RNA içeren virüslere örnek veriniz? - Tütün mozaik virüsü, çocuk felci, grip, AİDS, kızamık, kabakulak ve patates, salatalık, marul bitkilerinde hastalık yapan virüsler. 36.Virüslerle mücadele etmek neden zordur? - Çeşitleri fazladır, - Çok küçüktürler - Antibiyotikten etkilenmezler. - Çabuk ürerler ve konakçı canlıyı kullanırlar. 37.Işık enerjisi kullanarak besin sentezleyen bakteriler nasıl adlandırılır? - Fotoototrof bakteriler 38.Şekillerine göre bakterilerin isimlerini yazın. - Yuvarlak (Coccus), çubuk (bacillus), spiral (spirillum), virgül (vibriyon) 39.Bakteriler oksijen ihtiyaçlarına göre nasıl adlandırılırlar? - Oksijen varlığında yaşayanlar (aerob bakteri), oksijensiz ortamda yaşayanlar (anaerob bakteri), her iki ortamda da yaşayanlar (geçici aerob ve geçici anaerob bakteriler) 40.Bakterilerde solunum enzimleri nerelerde bulunur? - Sitoplazmada veya hücre zarında bulunur. 41.Bakteri populasyonunda geometrik dizi şeklinde çoğalma neden sürekli olmaz? - Bakteriler çoğalmaları için ortamdaki su ve besin maddelerini bitirirler. Bu sırada ortamda alkol ve asitli bileşiklerle beraber zehirli atıklar da meydana gelir. Bu durum bakterilerin sayıca artışını engeller. 42.Bakterilerde endospor nedir ve hangi şartlarda meydana gelir? - Endospor bakteri sitoplazmasının su kaybederek büzülmesi ve etrafının dayanıklı bir zarla çevrilmesiyle bakterinin içinde oluşur. Bu olay üreme değildir. Bakterinin elverişsiz ortamlarda uzun zaman canlı kalabilmesini sağlar. Endospor yüksek sıcaklıkta ve kurak ortamlarda oluşur. 43.Ototrof ve saprofit bakterilerin parazit bakterilere üstün olmasını sağlayan özellik hangisidir? - Gelişmiş enzim sistemine sahip olmaları. 44.Prokaryot bir hücredeki protein sentezinin ökaryot hücreye göre daha hızlı olmasının nedeni nedir? - Çekirdek zarının bulunmaması. 45.Tatlı sularda yaşayan bazı bir hücrelilerdeki Kontraktil kofulların temel görevi nedir? - Fazla suyu aktif taşıma yaparak difüzyonun tersi yönde boşaltmak. 46.Çok hücreli organizmalarda doku, organ ve organ sistemlerine niçin ihtiyaç duyulur? - Organizmanın bütünlüğünün devamı için - Enerjinin korunumu için. 47.Hücrelerin özelleşmesi bir canlıya nasıl üstünlük sağlar. - Enerjinin daha verimli kullanılmasına yol açar. - İri parçalar halinde besinlerden yararlanma imkanı doğar 48.Çok hücreli organizmaların gelişimine bağlı olarak, bir hücreli organizmalarda bulunmayan ne gibi bir özel problem vardır? - İç çevreden atıkların uzaklaştırılması - Besin maddelerinin bütün hücrelere dağıtılması - Organizmanın kendini eşleme olayı - Hücre içi ve hücreler arası kontrol ve koordinasyon. 49.Özelleşmiş hücre nedir? - Belirli görevleri yapmak üzere farklılaşmış, şekil ve yapı bakımından benzer hücrelerdir. Kas ve sinir hücreleri özelleşmiş hücrelerdir.Özelleşmiş hücreler dokuları, organları ve sistemleri meydana getirir. 50.Aktif taşımanın özellikleri nelerdir? - Enerji harcanır - Taşıma az yoğun ortamdan çok yoğun ortama doğrudur - Canlı hücrelerde görülür. - Enzimler kullanılır. 51.Pasif taşımanın özellikleri nelerdir? - Enerji harcanmaz - Taşıma çok yoğun ortamdan az yoğun ortama doğrudur. - Canlı ve cansız hücrelerde görülür. - Sıcaklık ve hareket difüzyonu artırır. 52.Hücrenin çok yoğun ortama konması halinde su kaybetmesi olayına ne ad verilir? - Plazmoliz. 53.Hücrenin az yoğun ortama konması halinde su alarak şişmesi olayına ne ad verilir? - Deplazmoliz 54.Büyük moleküllü katı maddelerin hücre içine aktif taşıma ile alınmasına ne denir? - Fagositoz 55.Büyük moleküllü sıvı maddelerin hücre içine aktif taşıma ile alınmasına ne denir? - Pinositoz 56.Deplazmoliz halindeki bir bitki hücresini saf suda bekletmeye devam edildiğinde koful sürekli su alarak büyür ve sitoplazmayı hücre çeperine doğru iter bu olaya ne denir? - Turgor 57.Bitki hücrelerine giren suyun hücrenin içinden dışına doğru yaptığı etkiye ne denir? - Turgor basıncı 58.Doğadaki canlıların özelliklerine, yaşayışlarına ve akrabalık derecelerine göre gruplandırılmasına ne denir? - Sınıflandırma (Taksonomi), 59.Ortak bir atadan gelen, yapı ve görev bakımından benzer özelliklere sahip, yalnızca kendi aralarında serbestçe üreyebilen ve verimli (kısır olmayan) yavrular oluşturan bireyler topluluğuna ne denir? - Tür 60.Sınıflandırmada kullanılan basamaklar (sınıflandırma) en küçük topluluktan en büyüğüne doğru nasıl sıralanır? - Tür, cins, familya, takım, sınıf, şube, alem olarak sıralanır. 61.Sınıflandırmada alemden türe doğru inildikçe birey sayısı ve ortak özellikler nasıl değişir? - Birey sayısı azalır, ortak özellikler artar. 62.Sınıflandırmada türden aleme doğru çıkıldıkça birey sayısı ve ortak özellikler nasıl değişir? - Birey sayısı artar, ortak özellikler azalır. 63.Havanın serbest azotunu yakalayarak toprakta azotlu bileşikleri oluşturan ve toprağın verimini artıran canlı grubu hangisidir? - Mavi-yeşil algler. 64.Basit bölünme ile çoğalan ve basit beslenme ihtiyaçları olan öncü organizma hangisidir? - Mavi-yeşil algler. 65.Bakterilerin antibiyotiğe ve kimyasal maddelere karşı kazandığı direnci nesiller boyu aktaran DNA kısmına ne denir? - Plazmid 66.Heterotrof bakteri çeşitlerinin isimleri nedir? - Parazit bakteriler - Saprofit (Çürükçül) bakteriler. 67.Güneş enerjisini kullanmadan inorganik maddeleri oksidasyonla elde ettikleri enerji ile su ve karbondioksitten besin üreten bakterilere ne denir? 68.Protozoaların çeşitleri nelerdir? - Kamçılılar (flagellata), Kökayaklılar (Rhizopoda), Sporlular (sporozoa), Sililer (cilliata) 69.Protistlerden olan öglenanın özelliği nasıldır? - Kamçılı olduklarından hareketlidirler bu nedenle hayvan olarak değerlendirilirken, klorofil taşıdıklarından dolayı da bitki olarak değerlendirilirler. 70.İnsanlarda uyku hastalığına sebep olan ve Çeçe sineği tarafından taşınan sporlu canlının adı nedir?

http://www.biyologlar.com/genel-biyoloji-vize-sorulari

Apoptozis ve kaspazlar

Apoptozis, organizma tarafından düzenlenen enerji bağımlı hücre ölümüdür. Programlı hücre ölümü olarak da adlandırılan bu süreç, doku homeostazının korunmasında kritik bir role sahip olduğu gibi, fetal gelişim ve erişkin dokulardaki pekçok fizyolojik olayda da önemli rollere sahiptir. Apoptozis terimi ilk kez 1972 yılında Kerr ve arkadaşları tarafından kullanılmıştır (1). Kerr, fizyolojik olarak ölen hücrelerin çekirdeklerinde yoğunlaşmış kromatin parçalarını gözlemlemiş ve organellerin iyi korunduğunu fark ederek bu olayı büzüşme nekrozu olarak adlandırmıştır. Apoptosis terimi köken olarak "ayrı düşmek" anlamına gelmektedir (1). ve hücre kaybını belirtmek amacı ile kullanılmıştır. Apoptotik ölüm sinyali alan hücrenin kromatini yoğunlaşmaya başlar. Benzer şekilde sitoplazma da yoğunlaşmaya ve hücrenin boyutları küçülmeye başlamıştır. Bir süre sonra hücre apoptotik cisimcik denilen daha küçük parçalara bölünür. Bu parçacıkların en büyük özelliği, fragmente olmuş nükleusların ve parçalanan hücreye ait tüm yapıların plazma membranı ile kaplanarak immün sistemi enflamasyon yönünde uyarmamasıdır. Apoptotik cisimcikler, yüzeylerinde yeni sinyal yapıları ortaya çıkarır ve bu sinyalin uyarısı ile yandaki hücre tarafından fagosite edilerek ortadan kaldırılır (2,3). Apoptozis normal gelişimsel süreç içerisinde pek çok fizyolojik olayda görev alır. Embriyogenesis (4,6), normal menstruel siklusda endometrial hücrelerinin yıkımı (5), barsak kripta epitelleri gibi sürekli çoğalan hücre gruplarında hücre sayısının dengelenmesi (6), timusun gelişimi sırasında otoreaktif T hücrelerinin ortadan kaldırılması (6), bunlardan sadece birkaçıdır. Apoptotik hücre ölümü regülasyonundaki defektler hücre birikiminin olduğu kanser, restenoz gibi hastalıklara yol açabildiği gibi, hücre yıkımının arttığı otoimmün rahatsızlıklar, nörodejeneratif hastalıklar, Alzheimer gibi rahatsızlıklara da yol açabilmektedir (7,8 ). Son yıllarda yürütülen araştırmalar neticesinde, apoptosisten sorumlu moleküler mekanizmalar açıklığa kavuşmuştur. Bu çalışmalar sonucunda, kaspaz adı verilen, intrasellüler proteazların; apoptosisin gerek direkt, gerekse indirekt morfolojik ve biokimyasal değişikliklerinden sorumlu olduğu ortaya konulmuştur. Kaspazların apoptozla ilk ilişkisi bir nematod olan Caenorhabditis Elegans'ın genetik analizi sırasında ortaya çıkmıştır (9). Kaspazlar apoptotik hücre ölümü esnasında önemli rol oynayan multigen ailesinden oluşan sistein-proteaz grubu enzimlerdir. Kelime olarak "Cysteine Aspartate Specific ProteASEs- CASPASE" olarak türetilmiştir. Öncelikle inaktif proteinler olarak sentezlenen bu enzimler çeşitli yollarla aktive edilmelerinin ardından hücresel hedeflerdeki tetrapeptit motifleri tanır ve substratı, bir aspartat rezidüsünün karboksil tarafından ayırır. Hücre ölümü sırasında meydana gelen pek çok sellüler ve morfolojik değişimler, bu enzimlerin rol oynadığı birtakım süreçler neticesinde gelişir (10). Kaspaz-1, kaspaz ailesinin prototipidir ve önceleri prointerlökin-1-beta'nın biyolojik aktif formuna dönüşümünden sorumlu, ICE (interlökin-1-beta dönüştürücü enzim) olarak da adlandırılan, bir sistein proteaz olarak tanımlanmıştır (11,12). Daha sonraları ise ICE'nin diğer sistein-proteazlardan farklı olarak amid bağının N-terminalindeki p1 pozisyonu olarak bilinen ucunda aspartik asitin mutlak gerekliliğini gerektiren farklı bir sistein-proteaz olduğu keşfedilmiştir. ICE'nin inflamasyondaki rolü geniş bir şekilde aydınlatılırken bir taraftan da hücre ölümünden sorumlu genetik yoldaki rolü ortaya konmuştur (13). Bir nematod olan Caenorhabditis elegans'ın üzerinde yapılan bu çalışmada, hücre ölümü sırasında görev alan genetik yolda ced-3 isimli bir genin kodladığı proteinin hermafroditin gelişimi esnasındaki tüm programlı hücre ölümlerinden sorumlu olduğu görülmüştür. Daha sonraları ise ced-3'ün memelilerdeki ICE'nin bir homoloğu olduğu gözlenmiştir (14,15). Tüm bu bilgilerin ışığında apoptotik hücre ölümleri esnasında meydana gelen özellikli proteolizler ve bu yıkımlar sonucu oluşan biyokimyasal olaylar aydınlatılmaya çalışılmıştır. Memelilerde en az 14 kaspaz tanımlanmıştır (16). Filogenetik analiz sonucunda gen ailesinin ICE (kaspaz-1) ile ilişkili ve ced-3 benzeri olmak üzere iki subgrubu olduğu görülür. Proenzimlerin kısa (kaspaz 3,6,7) veya uzun prodomain barındırmalarına göre de kaspazları daha alt gruplara ayırmak mümkündür. Alternatif olarak bu proteazlar, substrat spesifitelerine göre de gruplandırılabilir (17,18). Günümüzdeki modern yaklaşım ise proteazları üç gruba ayırmaktadırlar (10). (şekil-1). Şekil 1: Proteolitik aktivitelerine göre kaspazlar Grup 1 : Sitokin matürasyonuna aracılık edenler (caspase-1, 4, 5, 13) - ICE ailesi, Grup 2 : Apoptotik hücre ölümü sürecinde efektör görevi üstlenenler (kaspaz-2, 3, 7) - ced 3 ailesi, Grup 3 : Apoptotik hücre ölümünde aktivatörler (kaspaz-6, 8, 9, 10) - ced 3 ailesi (14). Kaspazlar tetrapeptit motiflerini aminoasit spesifitelerine göre tanır ve p4 pozisyonundaki aminoasitlere göre üç spesifik gruba ayrılır. Grup 1 kaspazlar (kaspaz-1, 4, 5, 13) P4 pozisyonunda hidrofobik aminoasitleri tanırlar ve sitokinlerin maturasyonuna aracılık ederler. Grup 2 kaspazların yeğledikleri ayırma noktası hücre ölümü sırasındaki pek çok proteinlerde gözlenir ve bununla ilintili olarak da grup 2 kaspazlar (kaspaz-2, 3, 7) apoptosisin major efektörleri olarak bilinirler. Grup 3 kaspazlar (kaspaz-6, 8, 9, 10) ise P4 pozisyonunda alifatik aminoasitleri tanır ve grup 2 kaspazların aktivasyonunda görev alır (şekil 2). Kaspazlara ek olarak bir serin proteaz olan granzim-B gibi başka proteazlar da kaspaz aktivasyonunda görev alarak ve bazen de kaspazların yerine fonksiyon görerek apoptotik hücre ölümüne katkıda bulunur (şekil 2). Bu sıralanmanın istisnaları da mevcuttur. Örneğin kaspaz-2 kendiliğinden aktive olabilir. Kaspaz-6 efektör proteaz olarak görev alabilir (10). Kaspazlar inaktif üç parçalı proenzimler olarak sentez edilirler. Aktivasyonları sırasında aspartat (P1) - X (P2) bağının ayrılması ile proenzimden, küçük ve büyük subüniteleri içeren aktif enzim oluşur. Ayrılma noktasında aspartatın bulunması kaspazın oto-aktif ya da aktive edilebilir olmasıyla uyumludur. Ayrılma işleminden sonra 2 büyük ve 2 küçük alt üniteden oluşan tetramer yapısına sahip kaspaz yapısı izlenir (şekil 3). Şekil 3: Kaspaz X-ışını kristal yapılanması. Kaspazların tetramer yapısı 2 adet büyük (dışta) ve 2 adet küçük alt üniteden (içte) oluşmuştur. Bu şekilde kaspaz-3 ve onun inhibitörü Ac-DEVD-CHO (sarı) görülmektedir (24). Kaspaz aracılı apoptozisin aktivasyonunda üç ayrı yolun varlığı bilinmektedir; 1. Mitokondri/Sitokrom-C aracılı apoptozis 2. Hücre yüzey reseptörleri aracılığı ile tetiklenen apoptozis 3. Endoplazmik retikulum aracılı apoptozis 1. Mitokondri/Sitokrom-C aracılı Apoptozis: Hücresel stres durumunda mitokondriden, sitokrom c ve apoptotik proteaz aktive edici faktör (Apaf-1) salınarak dATP kofaktörlüğünde prokaspaz-9 molekülüne bağlanır (şekil 4). Bu yolla aktive olan kaspaz-9, prokaspaz-3'ü aktive eden kaskadı başlatır ve devamında sitoplazmada yapısal poteinlerin sindirimi, kromozomal DNA'nın degradasyonu ve hücrenin fagositozu sağlanır (19,20,21). Şekil 4: Sitokrom c ve Apaf-1 aracılı apoptozis Apaf-1 molekülündeki konformasyonel değişiklikler apoptozom oluşumuna ve apoptozisin aktivasyonuna neden olur. Apoptozomun oluşum ve fonksiyon görmesi ise mitokondrial ve sitozolik faktörler tarafından düzenlenir (22). 2. Hücre yüzey reseptörleri aracılığı ile tetiklenen apoptozis: Fas-ligand (Fas-L) ve Tumor necrosis factor (TNF) gibi moleküllerin, hücre yüzeyindeki Fas ve TNF reseptörlerine bağlanmasıyla sitoplazmaya Kaspaz-8'i aktive eden sinyaller yayılır. Kimyasal, fiziksel ya da viral enfeksiyonlarla hasar görmüş hücrelerde, interlökin-1 (IL-1) gibi pro-enflamatuar sitokinlerin etkisi ile hücre yüzey Fas ekspresyonu başlar. Bu süreç Fas antijeninin up-regülasyonu olarak adlandırılır. Bu süreç sırasında sitotoksik T hücreleri de Fas-L yapımı için uyarılırlar ve Fas- FasL bağlanması ile prokaspaz 8 ve 2'nin aktivasyonu sağlanır (23). Böylece hücrenin apoptozise gitmesi indüklenmiş olur (24). Fas-Fas-L etkileşimi FADD (Fas bağımlı ölüm domain proteini) aracılığıyla olur (25) (şekil 5). Bir yandan da, ilk kez granülositlerde keşfedildiği için Granülosit-enzim kelimelerini birleştirerek ifade edilen Granzim B (GrB ), sitotoksik T hücrelerinden salgılanarak GrB reseptörlerine bağlanır. GrB bir serin proteaz enzimidir. Sitoplazma içine alınan GrB, kaspas kaskadı üzerinden apoptozisi başlatır (26,27,28,29). 3. Endoplazmik retikulum aracılı apoptozis: Endoplazmik retikulum (ER), hücre içi kalsiyum dengesi, sentezi ve membran proteinlerinin katlanmasını içeren birçok süreçte kritik öneme sahiptir. Hücre içi kalsiyum seviyeleri yükseldiğinde ER membranında lokalize olan prokaspaz-12 aktifleşir ve sitoplazmaya yönelir. Kaspaz-9 ile karşılıklı olarak etkileşerek kaspaz kaskadını aktive eder (30,31). Kaspasların etkilediği hedef noktalar; DNA hasarının tamirinden sorumlu Poli ADP Riboz Polimeraz (PARP) (9,32), DNA-bağımlı protein kinaz (DNA-PK) (33,34), nükleus membranının integritesini sağlayan laminler (35) ve UlRNP (9), DNA'nın parçalanmasına yol açan nükleazları inhibe eden DNA fragmentasyon faktörü (DFF 45) adlı protein (36), hücre içi kolesterol homeostazisinden sorumlu bir integral protein olan Sterol Düzenleyici Element Bağlayıcı Protein (SREBP-1) (16-37), bir tümör supresör gen olan retinoblastom geni ve hücre iskelet proteinlerinden Fodrin (23) olarak özetlenebilir. Apoptozisi saptamak icin çok çeşitli yöntemler geliştirilmiştir. 1972 yılında, apoptozis terimi ilk kez kullanıldığında hücrenin morfolojik görünümüne göre karar verilmişti. Günümüzde ise morfolojik değerlendirmenin yanı sıra, apoptozise özgü olduğu bilinen bazı aktivasyonların (örn, aktif kaspaz-3 tayini) moleküler düzeyde belirlenmesiyle de apoptosiz saptanabilmektedir. Bu yöntemler şu şekilde sıralanabilir (38): I. Morfolojik görüntüleme yöntemleri 1. Işık Mikroskobu • Hematoksilen Boyama • Giemsa Boyama 2. Floresan Mikroskobu / Lazerli Konfokal Mikroskop 3. Elektron Mikroskobu 4. Faz Kontrast Mikroskobu II. İmmunohistokimyasal yöntemler 1. Anneksin V Yöntemi 2. Tunnel Yöntemi 3. M30 Yöntemi 4. Kaspaz 3 Yöntemi III. Biyokimyasal yöntemler 1. Agaroz Jel Elektroforezi 2. Western Blot 3. Flow Sitometri III. İmmunolojik yöntemler 1. Elisa 2. Flourimetrik Yöntem IV. Moleküler Biyoloji yöntemleri (DNA Microarrays) Günümüzde pekçok çalışmada bu yöntemlerden bir veya birkaçından birlikte faydalanıldığı ve gerek çeşitli çevresel toksinlerin gerekse birtakım hastalıkların dokulardaki etkisini göstermek amacıyla kullanıldığını görmekteyiz. KAYNAKLAR 1. Kerr J.F., Wyllie A.H, Currie A.R. Apoptosis: a basic biological phenomenon with wide ranging implications in tissue kinetics. Br J Cancer 1972; 26 (4): 239-245. 2. Lipponen P, Aaltomaa S, Kosma VM, Syrjänen K. Apoptosis in breast cancer as related to histopathological characteristics and prognosis. Eur J Cancer. 1994; 30A(14): 2068-73. 3. Wyllie AH, Kerr JF, Currie AR. Cell death: the significance of apoptosis. Int Rev Cytol. 1980;68:251-306. 4. Majno G, Joris I. Apoptosis, oncosis, and necrosis. An overview of cell death. Am J Pathol. 1995 Jan;146(1):3-15 5. Hopwood D, Levison DA. Atrophy and apoptosis in the cyclical human endometrium. Pathol. 1976 Jul;119(3):159-66. 6. Cohen JJ. Apoptosis: mechanisms of life and death in the immune system. J Allergy Clin Immunol. 1999 Apr;103(4):548-54. 7. Kiess W, Gallaher B. Hormonal control of programmed cell death/apoptosis. Eur J Endocrinol. 1998 May;138(5):482 - 91. 8. Hetts SW. To die or not to die: an overview of apoptosis and its role in disease. JAMA. 1998 Jan 28;279(4):300-7. 9. Nicholson DW, Thornberry NA. Caspases: killer proteases. Trends Biochem Sci. 1997 Aug; 22(8):299-306. 10. Nicholson DW. Caspase structure, proteolytic substrates, and function during apoptotic cell death. Cell Death Differ 1999; 6:1028-1042. 11. Thornberry NA, Bull HG, Calaycay JR, Chapman KT, Howard AD, Kostura MJ, et al. A novel heterodimeric cysteine protease is required for interleukin-1 beta processing in monocytes. Nature 1992; 356: 768 - 774. 12. Cerretti DP, Kozlosky CJ, Mosley B, Nelson N, Van Ness K, Greenstreet TA, et al. Molecular cloning of the interleukin1 beta converting enzyme. Science 1992; 256: 97 - 100. 13. Ellis RE, Yuan JY and Horvitz HR. Mechanisms and functions of cell death. Annu. Rev. Cell. Biol. 1991; 7: 663 - 698 14. Xue D, Shaham S and Horvitz HR. The Caenorhabditis elegans celldeath protein CED-3 is a cysteine protease with substrate specificities similar to those of the human CPP32 protease. Genes. Dev. 1996; 10: 1073 - 1083 15. Yuan J, Shaham S, Ledoux S, Ellis HM and Horvitz HR. The C. elegans cell death gene ced-3 encodes a protein similar to mammalian interleukin-1 beta-converting enzyme. Cell 1993; 75: 641 - 652 16. Alnemri ES, Livingston DJ, Nicholson DW, Salvesen G, Thornberry NA,Wong WWand et al. Human ICE/CED-3 protease nomenclature. Cell 1996; 87 (2): 171 17. Thornberry NA, Rano TA, Peterson EP, Rasper DM, Timkey T, Garcia-CalvoM, et al. A combinatorial approach defines specificities of members of the caspase family and granzyme B. Functional relationships established for key mediators of apoptosis. J. Biol. Chem. 1997; 272: 17907 - 17911. 18. Rano TA., Timkey T., Peterson EP., Rotonda J., Nicholson DW., Becker JW., et al. A combinatorial approach for determining protease specificities: application to interleukin-1beta converting enzyme (ICE). Chem. Biol. 1997; 4: 149 - 155. 19. Hu Y M, Benedict M A, Ding L Y. Role of cytochrome c and dATP/ATP hydrolysis in Apaf-I-mediatcd caspase-9 activation and apoptosis. EMBO J. 18: 3586- 3595, 1999. 20. Krajewski S, Krajewska M, Ellerby L M, Welsh K, Xie Z, Deveraux Q L, Salvesen G S, Bredesen D E, Rosenthal R E, Fiskum G, Reed J C: Release of caspase-9 from mitochondria during neuronal apoptosis and cerebral ischemia. Proc Natl Acad Sci, USA 96: 5752-5757, 1999. 21. Li P, Nijhawan D, Budihardjo I, Srinivasula SM, Ahmad M, Alnemri ES et al. Cytochrome c and dATP-dependent formation of Apaf-1/caspase-9 complex initiates an apoptotic protease cascade. Cell 1997; 91: 479 - 489 22. Cozzolino M, Ferraro E, Ferri A, Rigamonti D, Quondamatteo F, Ding H, Xu ZS, Ferrari F, Angelini DF, Rotilio G, Cattaneo E, Carrì MT, Cecconi F. Apoptosome inactivation rescues proneural and neural cells from neurodegeneration. Cell Death Differ. 2004 Nov;11(11):1179-91. 23. Nagata S, Golstein P. The Fas death factor. Science. 1995; 267:1449-56. 24. Grell M, Krammer PH, Scheurich P. Segregation of APO- 1/Fas antigen- and tumor necrosis factor receptor-mediated apoptosis. Eur J Immunol. 1994 Oct; 24(10): 2563-6. 25. Bhojani MS., Chen G., Ross BD., Beer DG., Rehemtulla A. Nuclear localized phosphorylated FADD induces cell proliferation and is associated with aggressive lung cancer. Cell Cycle. 2005 Nov;4(11): 1478-81. Epub 2005 Nov 20. 26. Srinivasula SM., Ahmad M., Fernandes-Alnemri T., Litwack G., Alnemri ES. Molecular ordering of the Fas-apoptotic pathway: the Fas/APO-1 protease Mch5 is a CrmA-inhibitable protease that activates multiple Ced-3/ICE-like cysteine proteases. Proc Natl Acad Sci USA. 1996; 93:14486-91. 27. Darmon AJ., Nicholson DW. ,Bleackley RC. Activation of the apoptotic protease CPP32 by cytotoxic T-cell-derived granzyme B. Nature 1995; 377: 446 - 448. 28. Martin SJ., Amarante-Mendes GP., Shi L., Chuang TH., Casiano CA., O'Brien GA., et al. The cytotoxic cell protease granzyme B initiates apoptosis in a cell- free system by proteolytic processing and activation of the ICE/CED-3family protease, CPP32, via a novel two-step mechanism. EMBO J. 1996; 15: 2407-2416. 29. Andrade F., Roy S., Nicholson D., Thornberry N., Rosen A., Casciola-Rosen L. Granzyme B directly and efficiently cleaves several downstream caspase substrates: implications for CTL-induced apoptosis. Immunity 1998; 8: 451-460. 30. Nakamura K, Bossy-Wetzel E, Burns K, Fadel MP., Lozyk M. et al. Changes in endoplasmic reticulum luminal environment affect cell sensitivity to apoptosis. J Cell Biol 2000; 150: 731-740. 31. Rao RV., Hermel E., Castro-Obregon S., del Rio G., Ellerby LM. et al. Coupling endoplasmic reticulum stress to the cell death program: mechanism of caspase activation. J Biol Chem 2001; 276: 869-874. 32. Hirata H., Takahashi A., Kobayashi S., Yonehara S., Sawai H., Okazaki T. et al. Caspases are activated in a branched protease cascade and control distinct downstream processes in Fas-induced apoptosis. J Exp Med. 1998;187:587-600. 33. Casciola-Rosen L, Nicholson DW, Chong T, Rowan KR, Thornberry NA, Miller DK, et al. Apopain/CPP32 cleaves proteins that are essential for cellular repair: a fundamental principle of apoptotic death. J Exp Med. 1996 May 1;183(5):1957-64. 34. Song Q., Lees-Miller SP., Kumar S., Zhang Z., Chan DW., Smith GC. DNA-dependent protein kinase catalytic subunit: a target for an ICE-like protease in apoptosis. EMBO J. 1996;15:3238-3246. 35. Liu X, Kim CN, Yang J, Jemmerson R, Wang X. Induction of apoptotic program in cell-free extracts: requirement for dATP and cytochrome c. Cell. 1996; 86:147-157. 36. Chen WJ, Huang YT, Wu ML, Huang TC, Ho CT, Pan MH. Induction of apoptosis by vitamin D2, ergocalciferol, via reactive oxygen species generation, glutathione depletion, and caspase activation in human leukemia Cells. J Agric Food Chem. 2008 May 14;56(9):2996-3005. Epub 2008 Apr 37. Zou H, Henzel WJ, Liu X, Lutscha A, Wang X. Apaf-1, a human protein hoınologous to C.elegans CED-4, participates in cytochrome c-dependent activation of caspase-3. Celi. 1997;90:405-13. 38. Ulukaya E. Apoptozis ders notları. Uludağ Üniversitesi Tıp Fakültesi, Biyokimya Anabilim Dalı 2003;15-26. Yazışma Adresi: Dr. K. Beril YÜKSEL Dr. Zekai Tahir Burak Kadın Sağlığı Eğitim ve Araştırma Hastanesi Hamamönü / ANKARA Tel: 0 312 310 31 00 e-mail: berilyu@hotmail.com Bu metin dergi.ztb.gov.tr adresinden alınmıştır.   Yüksek organizmalarda hücre ölümü iki farklı mekanizma ile gerçekleşir. Klasik hücre ölümü nekroz olarak adlandırılır.Şiddetli bir travma, zararlı bir uyarı ile meydana gelir. Genellikle gruplar halinde hücreleri etkiler.Morfolojik olarak ER, mitokondride dilatasyon, plazma membranının iyon transportunun bozulması,hücrelerin şişmesi ve lizisi tipiktir.Nükleer kromatin flokulasyonu, DNAnın nonspesifik klavajı, hücrelerin parçalanması ile hücre içeriği ve lizozomal enzimler eksrasellüler ortama dökülür.Bu enzimlerde komşu hücre ve dokuları zedeleyerek inflamatuar yanıta yol açar. Hücre ölümünün diğer şekli Apoptosis genellikle tek tek hücreleri etkiler.Birçok fizyolojik ve patolojik koşulda ortaya çıkar ve genellikle inflamatuar yanıt söz konusu değildir. Müllerian kanalın ve interdigital perdelerin regresyonu, B ve T hücrelerin negatif seleksiyonu, self antijenleri tanıyan immunkompetan hücrelerin delesyonu, hormon bağımlı dokuların, hormon yokluğunda involusyonu gibi birçok fizyolojik olayda rol alır. Apoptosis, hücrelerin öldürülmesinde fizyolojik bir süreçtir.Çok hücreli organizmaların gelişimi, işlevselliğinde çok önemlidir. Bu hücre ölümünün kontrolündeki anormallikler : --Kanser --Otoimmun Hastalıklar --Dejeneratif Hastalıklar oluşumuna neden olur Organizmanın bütünlüğü ve homeostazisi, hücre çoğalması ve farklılaşması yanısıra, hücre ölümü ile sağlanabilir. Apoptosis sinyallenmesi ya hücre içinden gelen tetikleyici olaylar yada ölüm reseptörlerinin ligasyonu gibi hücre dışındaki olaylarla olur.Tüm apoptosis sinyalleyici yollar, proteinleri aspartat rezidülerine bölen, sistein proteazlar (Kaspazlar) ile olan ortak hücre yıkımı işleminde birleşir.Doku transglutaminaz aktivitesi ise proteinlerin çapraz bağlanmasına yol açarak intrasellüler yapıların ekstraselüler alana dökülmesine engel olur. Ölü hücrelerin yıkımı ve uzaklaştırılması, komşu hücrelerin fagozitozu ile olur. Apoptosisdeki Morfolojik Değişiklikler: Elektron mikroskobunda apoptosis esnasında; -Kromatin kondansasyonu -Stoplazmik büzülme -Plazma membran kabarması Apoptosis erken safhasında ER, mitokondri, golgide gözlenebilir değişiklikler olmadığı gösterilmiş olmakla beraber son zamanlarda, mitokondri dış membranında şişme, mitokondrial membran aralıgında sitokrom c ve bir oksidoredüktaz ile ilişkili flavoprotein olan Apopitos İndükleyici Faktör salınımı olduğu bildirilmiştir. Apoptosis esnasındaki moleküler degişiklikler arasında ; -DNA ayrılması -İç ve dış plazma membran yaprakları arasında PS dağılımının randomizasyonu vardır. Bu değişiklikler; -DNA kırılmasında,nukleotitlerin terminal deoksinükleotidil transferaz yolu ile belirlenmesi, -PS in annexin ile boyanması , -Subdiploid DNA içeriği olan hücrenin, DNA ekleyen boyalar ile belirlenmesi ile gösterilebilir. Apoptosisdeki Major Oyuncular: 1-Kaspazlar 2-Kaspazların başlatıcı etkinliğini kontrol eden Adaptor Proteinler 3-TNF-R 4-Bcl-2 proteinleri KASPAZLAR: İnisiatör K. Efektör K. Cytokin Maturasyon Ced-3 C-3 C-1 C-13 C-2 C-6 C-4 C-14 C-9 C-7 C-5 C-10 C-11 C-8 C-12 Bir grup sistein proteaz enzimidir. Apoptosis için gereklidir. Kaynağına yada ölüm uyaranına bakılmaksızın apoptosise giden tüm hücrelerde sistein proteaz aktivitesi tespit edilir. Basulovirus protein P35, tüm kaspazların potent inhibitörüdür. Kaspazlar, apoptosisin son devresindeki hücresel substratların degradasyonundan sorumlu olduğu gibi apoptosisin başlatılmasında da kritik önemi vardır.Memelilerde en az 14 kaspaz vardır.Bunlar tetrapeptit motifleri tanır ve substratı, bir aspartat rezidüsünün karboksil tarafından ayırır. Kaspazlar, düşük intrensik etkinlik gösteren zimojenler olarak sentezlenir.Aktif enzim, 20kD luk subünite ilaveten 10kD luk subünit bulunan bir heterotetramerdir. Kaspaz 8 ve Kaspaz 9, baslatıcı kaspazlardır ve efektör kaspazların aktivasyonunu başlatır.Bazı kaspazlar ise self processingdir. Efektör kaspazlar;-DNA onarım enzimleri -Lamin -Gelsolin -MDM2(P53inhibitörü) -Protein Kinaz Cd , gibi yaşamsal proteinleri ayırmakta ve inaktive etmektedir.Kaspaz yollu proteoliz ile aktive olan enzimlerde vardır.Kaspaz yolu ile aktifleşen DNAase (CAD) normalde bir inhibitöre İCAD(DNA fragmantasyon faktör) a bağlanarak inaktive olmaktadır.Apoptosis esnasında İCAD kaspazlar tarafından ayrılmakta ve bu durum karekteristik internükleozomal DNA ayrılması oluşturur. Aktif endonükleazın salınmasına yol açar. - ADAPTÖR PROTEİNLER: Adaptor proteinler: Apaf-1 Ced-4 RAIDD FADD/MORT1 RIP FLIP1 -Hücre ölüm efektörleri, -Hücre ölüm regülatörleri, -Ölüm reseptörleri, -Bcl-2 gen ailesi , arasındaki bağlantıyı kurarlar. Kaspazlar, TNF-Rleri ve Adaptör Proteinler arasındaki bağlantılar, ölümsahası(DD), ölüm effektör sahası(DED) ve Kaspaz Toplama sahası(CARD) olarak bilinen alanlar arasındaki homotipik etkilesimler yolu ile sağlanmaktadır. DD içeren bir TNF-R üyesinin adaptör proteini çapraz bağlanmasından sonra TNF-R’nin DD ile adaptör proteinin DD i arasındaki homotipik etkileşimler, kaspaz agregasyonuna ve aktivasyonuna izin verir. Kaspaz toplanması ve birikimi adaptör proteinlerde bulunan başka bir alan olan DED yolu ile de olur. DEDler FADD ve Kaspas 8 de de vardır. Bu nedenle CD95in çapraz bağlanması prokaspaz 8, agregasyonu ve FADD yolu ile aktiflenmesi sonucunu doğurabilir. DR --FADD--Kaspas 8, sinyallenmesi , FLİP molekülleri ile bloke edilebilir. FLİP molekülleri prokaspaz 8 in toplanması ve aktiflenmesini önlemektedir. FLİP in, FLİPL ve FLİPS şekilleri vardır. FLİPL daha yaygındır ve prokaspaz 8 e çok benzer.FLİPS ise sadece iki DED içerir. Bütün kaspazlar TNF-R çapraz bağlanma yolu ile aktive olmadığı gibi bütün başlatıcı kaspazlar DED içermezler. Memeli prokaspaz 9 ve prokaspaz 2 ve C.elegans Ced-3 ü aynı zamanda kendi spesifik adaptörü olan Apaf-1 ve Ced-4 te bulunan CARD ler içerir. Kaspaz 8, CD95 yoluyla aktive olurken, Kaspaz 9 Apaf-1 ile aktive olur ve Bcl-2 proapopitotik üyeleri ile kontrol edilir. TNF-R AİLESİ: TNF-R1 CD95 DR3 CAR1 DR4 DR5 NGFRp75 TNF-R üyelerinin pleotropik etkisi vardır. Hücre tipine ve aldığı sinyallere göre proliferasyon ,canlı kalma, farklılaşma yada ölümü tetikleyebilir. Bu reseptörler, TNF ligant ailesine ait ligantlar tarafından aktive edilir. Bu bağlar memrana bağlanmış trimerler olarak sentezlenir, sinyalleme için çok miktarda çapraz bağlanma gerekir. TRAİL/APO-21(TNF ile ilgili apoptosis başlatıcı ligant), Apoptosisi transforme hücrelerde başlatır ve diğer ligantlara kıyasla dokularda daha yaygındır. TRAİL in 4 reseptörü tanımlanmıştır: DR4 , DR5 , DCR1 ,DCR2 . Fakat sadece DR4 ,DR5 apoptosisi başlatır. Diğerleri, intrasellüler ve transmemran bölgeleri yada DD bölgeleri içermediginden apoptosisi başlatamazlar. Bu reseptörler tuzak vazifesi görür. Akciğer ve kolon kanserinde Fasl (DCR3) ye karşı bir tuzak reseptörün çok fazla olduğu gösterilmiştir. Spesifik kaspaz inhibitörleri ve kaspaz eksikliği olan mice’ların fibroblastlarında yapılan deneylerde, kaspaz 8 in , DR4 , DR5 ve DR3 ile oluşan apoptosis için şart olduğunu göstermiştir. BcL-2 ÜYELERİ: Antiapoptotik Proapoptotik Bcl-2 Bax Bcl-xl Bod Boo Bcl-xs Bcl-w Bid A1 Bim Mcl-1 Blk Bak Antiapoptotik Bcl-2 üyeleri, a.a sıraları en az üç dört bölgede benzerlik gösterir. Bcl-2 ye benzerlik gösterirler. Proapoptotik Bcl-2 lerin hepsinde BH3 bölgesi vardır. Antiapoptotiklerde bu bölge yoktur. Bcl-2 proteinlerinin, transmembran bir C terminali vardır. Bu alan nükleer membran, mitekondri dış membranı, ER membrannın sitozolik tarafında yer alır. Bunlar etkileşim bölgeleridir. Bu bölgeler bazılarında sabit iken bazılarında degişebilir. Örneğin, Bax sitozolik bir proteindir, apoptosisde mitokondrial membrana redistribsiyonu olur. Antiapoptotik Bcl-2 üyeleri kaspaz aktivasyonunu önleyerek antiapoptotik etki gösterirler. Proapoptotik Bcl-2ler sinyalleri adaptör proteinlerde yoğunlaştırır, adaptör proteinler ölüm teşvik edici protein kompleksi Apoptosom un tam bileşimidir. Memelilerde,efektör kaspazlarin aktivasyonu iki farklı mekanizma ile olur; 1-Hücre içinde stresle ortaya çıkan sinyallerle başlar. -Timosit ve embriyonik fibroblastlarda, -DNA hasarında, -Steroid,Strausporin tedavisinde, -Büyüme faktörü yoksunluğunda, oluşan apoptosisler genelde böyledir. Burada Apaf-1 ve Kaspaz 9, Kaspaz 3, gereklidir. Bcl-2 antiapoptotik proteinleriyle bloke edilir. Bu ölümler ihmal ölümleri olarak bilinir. 2-Apoptotik sinyallerle, CD95 ve TNF-R yoluyla apoptosis. FADD ve Kaspaz 8 gereklidir. Bcl-2 apoptotik proteinlerle bloke edilemez. Özellikle lenfositlerdeki apoptosis bu yolla olur. Aynı hücrede TNF-R ve Bcl-2 tarafından kontrol edilen yolların aynı anda bulundugu gösterilmiştir ve muhtemelen aralarında bir bağlantı olduğu tespit edilmiştir. Hücre extraktları ile yapılan çalışmalar, Holocytochrom c, dATP, ATP nin Apaf-1 ile olan Kaspaz 9 aktivasyonunu ilerlettiğini göstrmiştir. Ek larak, Holocytochrom c nin, apoptos altındaki hücrelerde mitekondriden stoplazmaya göç ettiği gösterilmiştir. Apoptosis boyunca hücre ölümü bir çok dokuda, hücre diferansiasyonunun farklı aşamasında meydana gelebilir. Apoptosisdeki anormallikler hastalıkların oluşumunda rol alabilir. Antiapoptotik Bcl-2 ekspresyonu fazla olan miceların tümörogenezise eğilimli olduğu gösterilmiştir. Tek başına Bcl-2 daha az onkojendir fakat l-myc ve pim 1 ile sinerjik etki gösterir. Bcl-2 fazla ekspresyonu neoplastik transformasyonda hücrelerin yaşam süresini uzatmada rol alır ve onkojenik kazanılmış mutasyonları kolaylaştırır. Bcl-2 proapoptotik üyeleri tümör supressör gibi görev yapar. Kemoteropatikler ve radyasyon terapisi tm hücrelerinin apoptosisini teşvik eder. Çalışmalar Kaspaz 8 ve Kaspaz 1 dışındaki kaspazların ilaçla teşvik edilmiş apoptosis için esansiyel uyaranlar olduğunu göstermiştir. Kaspaz 8 i olmayan mice ların kemoterapiye ve radyoterapiye daha duyarlı olduğu Kaspaz 9 u olmayanların da yüksek derecede dirençli olduğu gösterilmiştir. Hücrelerin uygunsuz hayatta kalışları sadece tümörogenezis için geçerli değildir. Bağışıklık sistemi yanıtı hızlı hücre proliferasyonu ile karekterize edilir. Anormal şekilde uzatılmış aktive lenfosit yaşamı, etkin lenfokin üretimi ve bulundukları ortama korkunç zararları ile sonuçlanır. Transgenik mice’ların B lenfositlerinde Bcl-2 nin fazla ekspresyonu veya Bim in olmaması, uzamış humoral yanıt ve plazma hücrelerinin patolojik birikimine yol açar(SLE). Apoptosis viruslara ve intersellüler diğer patojenlere karşı savunma mekanizması olarak kullanılır. Bu patojenlerin bir çoğu yaşadıkları hücre ölümüne karşı engelleyici mekanizmalar geliştirmişlerdir. Örn:Adenovirus Protein E1B55 viral replikasyonu sağlarken, hücreninde apoptosisini aktive eder. Bu Apoptosis de iki Adenovirus proteini E1B55(P53homoloğu), E1B19 (Bcl homoloğu) ile bloke edilebilir. Bcl –2 homologlarına ilaveten virusler daha değişik inhibitörler kazanmıştır. Adenovirus---E3-14.7 Kaspaz 8 i inhibe eder. Compox V.---Crm-A Kaspaz 1 ve 8 inhibe eder. İL-1,İNFg,İNFb üretimini inhibe eder.CD95, TNF-R1 tarafından saglanan apoptosisi engeller. Pox V.---TNF-R homologlarını kodlar , TNF ve lenfotoksinlerin yaptığı olayları nötralize eder. Basulovirus ---P35 , bütün kaspazları inhibe eder. Herpes V.8---Bcl-2 homoloğu ORF-16 ve vFLİP ORF-71(prokaspaz 8 inhibisyonu). Bircok virus hem Bcl-2 hem de reseptör aracılı apoptosisi engelleyebilir.

http://www.biyologlar.com/apoptozis-ve-kaspazlar

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

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

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

Mutasyonların Başlıca Nedenleri

Mutasyonların meydana gelmesine neden olan başlıca faktörler şöyle sıralanabilirler: 1- Polinukleotid iplikçiklerindeki normal baz sıraları arasına bir baz çiftinin çıkması (delasyon) veya baz sıraları arasına bir baz çiftinin girmesi (insersiyon) (nokta mutasyonları). 2- Bir baz çiftinin yerini diğer baz çiftinin alması (transisyonel ve transversiyonal mutasyonlar). 3. Aynı polinukleotid iplikçiği üzerinde yan yana bulunan pirimidin bazları arasında özel bağların kurulması (dimerizasyon). 4. Bazlarla şekerler ve şekerlerle fosfatlar arasındaki bağlantıların kopması. Baz çiftinin çıkması ve girmesi durumu: Bu tarz mutasyonlarda DNA'daki normal baz sıraları arasından bir baz çifti çıkabilir veya baz sıralarına yeni bir baz çifti girebilir. a)Baz çiftinin çıkması: Bu örnekte, mRNA üzerinde 16. sırada bulunan sitozin (C) çıkmıştır. Buna göre düzenlenen mRNA ve oluşan yanlış sıralı amino asitler gösterilmektedir. Normal durumda polipeptid zinciri serin, arginin, tirosin, cystein, ....le başlamakta ve devam etmektedir. Buna karşın, bir baz çiftinin (sitozin) çıkması sonu oluşan yeni programlanmaya göre, amino asit dizilişi serinden alanin, threonin, alanin tarzında olup sırası olmayan amino asitlerdir. Bu nedenle proteinin karakteri değişik olur veya inaktif bir durum gösterir. Eğer anlamsız kodonlardan biri (UGA, UAG, UAA) sıraya girerse, protein sentezi sona erer. Bazen de, böyle değişmeler aynı amino asite ait diğer 2. veya 3. tripletlerden birini oluşturursa; (Örn; argininin 6 kodonu CGU, CGC, CGA, CGG, AGA, AGG; serinin 4 kodonu ACU, UCC, UCA, UCG veya leucinin 6 kodonu, UUA, UUG, CUU, CUC, CUA, CUG, v.s.) bu sefer polipeptid zincirinde bir süre daha doğru amino asitler sırada bulunabilir. Bu durum, eğer kısa bir süre sonra yeni bir mutasyonla düzeltilirse, proteini inaktif bir molekül olmaktan kurtarır. DNA’dan bir baz çiftinin çıkması yandaki şekilde gösterilmektedir. b) Baz çiftinin girmesi: Baz çiftinin girmesi de aynı yukarıdaki örnekte olduğu gibi, baz sıralarının değişmesine ve mRNA'nın yeniden programlanmasına yol açacak ve polipeptid zincirinde değişik amino asitlerin araya girmesine neden teşkil edecektir. DNA’ya bir baz çiftinin girmesi yandaki şekilde gösterilmektedir. Bu örnekte normal mRNA'da 13. sıraya U bazı girmiş ve mRNA yeni baştan programlanmış ve sıraya, Phe + Alanin + leucin + leucin + gibi değişik amino asitler girmiştir. Serinden sonra gelen amino asitler normal polipeptid zincirlerinde sırada değildirler. Bu nedenle oluşan protein inaktif bir durum gösterebilir. Bir baz çiftinin çıkmasını, aynı gen içinde veya dışında ikinci bir mutasyon aracılığı ile bir baz çiftinin girmesi izleyebilir. Bu durum iki şekilde etkileyebilir, ya birinci mutasyonla oluşan değişmelere, ikinci mutasyonunki de katılır ve öylece tamiri olanaksız mutasyonlar oluşabilir veya ikinci mutasyon, birincinin düzelmesine veya tamirine yol açabilir. Böylece ilk mutasyon giderilir. Bu ikinci mutasyon birinciye ne kadar yakınsa, polipeptid zincirinde sıraya giren yanlış amino asitler de o oranda az olur. DNA’da baz sıraları arasına birden fazla bazların girmesi ve çıkması durumları yandaki şekilde gösterilmektedir. Transisyonel mutasyonlar: Bu tür mutasyonlar, genellikle ya spontan olarak veya mutajenik maddelerin etkisiyle oluşurlar. Transisyonel türdeki mutasyonlara, pürin ve primidinlerin elektronlarında oluşan tautomerik değişmelerin bazlar arası karşılıklı hidrojen bağlantısının özelliklerini değiştirmesine neden olur. Örn; timin genellikle keto formunda C = O olup, bu durumu ile adeninle karşılıklı çift hidrojen bağı ile birleşir. Ancak, timin, nadiren enol formuna (C—OH) dönüşürse, 3 bağlantı yerinin oluşması nedeniyle, adeninle değil de, guaninle birleşir. Böylece, DNA molekülünde AT çifti yerine GT çifti geçmiş olur. Ancak, bu durum uzun süre devam etmez ve iki-üç generasyon sonra değişerek, guanin bu sefer sitozinle bağ kurar ve AT ® GC transisyonu meydana gelir. Böylece, başlangıçta AT olan molekül, 2-3 generasyon sonra GC çiftine dönüşmüş olur. Replikasyon sırasında pürin yerine diğer bir pürinin, veya pirimidin yerine diğer bir pirimidin bazının girmesine transisyonel mutasyon denir. Örn, adenin yerine guanin (AºG) veya sitozin yerine timinin girmesi (CºT) gibi. Eğer pürin yerine pirimidin (veya tersi) girerse buna transversiyonel mutasyon adı verilir. Örn; adenin yerine sitozin (AºC) veya guanin yerine timinin girmesi (GºT). Eğer baz çifti değişmeleri iki yönlü ise (AT W GC) bunlar bidireksiyonal mutasyonlar olarak isimlendirilir. Bazı mutajenler (hidroksilamin) tek yönlü transisyonel mutasyonlar oluşturur (GC ® AT). Adeninin amino formunda iken, imine formuna dönüşmesi, aynı şekilde, karşılıklı bağlantıları değiştirir ve sitozinle bağ kurmasına yol açabilir (A—C). Dimerizasyon: Mikroorganizmalar, ultraviole ışınlarının etkisine maruz kaldıktan sonra, aynı DNA iplikçiğinde yan yana bulunan pirimidinler (genellikle timinler) fotokimyasal reaksiyonlar sonu birbirleri ile kovalent bağlarla birleşirler (T - T). Işığın dozu artarsa bu sefer sitozinler de birleşebilirler (C—C). Dimerizasyon iki nukleotid arasını kısalttığından, DNA'da çarpıklıklara yol açar ve DNA'nın duplikasyon mekanizması bozulur. Sonunda transkripsiyon ve translasyon düzeninde değişiklikler meydana gelir. DNA'da diğer bozukluklar: Birçok mutajenler DNA iplikçiklerinin çeşitli yerlerinde bozukluklar oluşturabilirler. Bu tür bozukluklar kısaca şöyledir: a) Baz-şeker bağlarının kopması: İyonizen ışınlar, alkilleyen etkenler, nitroz asiti, hidroksil amin, süksinil peroksit, vs. b) Bazlar arası hidrojen bağların kopması: Isı, asit, alkali, iyonizan ışınlar, guanidinum klorid, vs. c) Çapraz bağ teşkili: Alkilleyen etkenler, nitröz asiti, vs. d) Şeker-fosfat bağlarının kopması: İyonizan ışınlar, sonik ve ultrasonik vibrasyonlar, asit, alkali, suksinil peroksit, vs. KAYNAK: www.mikrobiyoloji.org  

http://www.biyologlar.com/mutasyonlarin-baslica-nedenleri

Nükleik asitlerin biyolojik fonksiyonları

Nukleik asitlerin hücre içindeki en önemli görevlerinden birisi de, kuşkusuz, DNA'nın replikasyonu ve bu sayede genetik bilgilerin nesillere aktarılması ile genlerin ekspresyonu (transkripsiyon ve translasyon)'dur. 02. DNA Replikasyonu Hücreler, tek kromozomlu (prokaryotik) veya çok kromozomlu (ökaryotik) olsunlar, DNA'lar genetik bilgileri taşıdıklarından, her hücre bölünmesinde, bunların da çok az hata ile replike olması ve yeni sentezlenen DNA'nın kardeş hücrelere eşit olarak aktarılması gereklidir. Replikasyon tamamlanıncaya kadar da hücrelerin bölünmemesi lazımdır. Aksi halde, bazı hücreler genetik materyallerden yoksun kalır ve çekirdeksiz hücreler oluşur (anukleer hücreler). Diğer bir önemli nokta da, kromozomun (DNA), dış ve içten kaynaklanan zararlı etkilerden korunması ve DNA'da meydana gelecek bozuklukların da hemen tamir edilerek nesillere aktarılmasının önlenmesidir. Böyle olumsuz durumları gidermek için hücreler yeterli düzeltme ve enzimatik mekanizmalara da sahiptirler. Genetik materyallerin her ne kadar iyi korunmuş olmasına karşın, DNA'nın çok sayıda replikasyonu ve çok değişik nedenler bazı mutasyonların meydana gelmesine yol açmakta ve buna bağlı olarak da değişik karakterde yeni nesiller (mutant) ortaya çıkmaktadır. DNA'nın hücre içinde kısa bir sürede ve minimal bir hata ile nasıl replike olduğuna dair bazı görüşler ileri sürülmüştür. Bunlardan 1) Konservatif (parental iplikçikler birbirlerinden ayrılmadan kopyalarının çıkması) ve Dispersif (parental DNA'da kopmalar meydana gelerek aralarına yeni sentezlenen DNA segmentlerinin girmesi) olan teoriler terk edilerek yerini, Watson-Crick tarafından ileri sürülen ve araştırıcılar tarafından da (Meselson ve Stahl deneyi, E. coli 'de) ispatlanan Semi konservatif modele bırakmıştır. Buna göre, sarmal ve dubleks DNA açılmakta ve her iplikçiğin (parental iplikçik) karşısında enzimler tarafından bir yenisi sentezlenmekte ve parental iplikçikler yeni sentezlenen iplikçikler için bir kalıp görevi yapmaktadırlar. Bu modelde, her bir çift iplikçikli DNA'da bir parental ve bir de yeni sentezlenen iplikçik bulunmaktadır. Prokaryotiklerde (bakterilerde) ispatlanan bu semi konservatif replikasyon modelinin, ökaryotikler, virus ve fajlar için de geçerli olduğu belirlenmiştir. Bu durum, semi konservatif replikasyon tarzının genel (üniversal) bir karakter taşıdığını da ortaya koymaktadır. 03. Prokaryotiklerde Replikasyon E. coli 'ler üzerinde çok fazla deneme yapıldığı için, bu mikroorganizma, replikasyon için de bir model oluşturmuştur. E. coli genomu, sirküler, sarmal ve dubleks bir DNA karakteri taşıyan ve yaklaşık 4.5x106 baz çiftine (bp, base pair) sahip tek bir makro moleküldür (1.1-1.4 mm uzunlukta). Tüm genomun replikasyonu için 20-50 gen'in fonksiyonel olduğu belirtilmektedir. E. coli uygun koşullar altında 15-20 dk. bir generasyon meydana getirmektedir. Genom replikasyonu E. coli 'de tek bir orijinden (oriC) başlayarak bidireksiyonal (iki yöne doğru) olarak devam eder. E. coli 'de replikasyon orijini, konjugasyonla belirlenen dakika durumuna göre, 86. dk'dan iki yöne doğru devam ederek 32. dakikada son bulur (terminus). Bu süre, optimal koşullarda, bakterinin 15-20 dakikada bir bölünmesi süresinden daha kısadır. E. coli 'de, kromozomun replikasyon orijini 86. dk. bölgesi olmasına karşın, diğer bakterilerde hem orijin ve hem de terminus daha değişik yerlerde olabilmektedir. Bu noktalar, bakteri türlerine özeldir. E. coli 'de bile uygun olmayan koşullarda bölünme süresi, optimal limitleri geçebilir. Replikasyonun, kromozomu küçük olan bazı mikroorganizmalarda, tek yönlü (unidireksiyonal) olduğu da belirtilmiştir. Bu durumda, replikasyon, orijinden sadece bir yöne doğru devam eder ve tekrar başlangıç yerinde son bulur. Tek veya çift yönde replikasyonun olma durumu, orijin tarafından tayin edilir. Radyoaktif işaretleme yöntemleriyle, bu özellik saptanabilir. E. coli 'de, replikasyon orijininde yaklaşık 245 bp bulunmakta ve burada A-T bazlarının fazla olması açılmayı kolaylaştırmaktadır. E. coli 'de replikasyon fenomeninin başlangıcında genom sitoplasmik membranda bulunan özel bir bölgeye (mesosom) bağlanır. Burası, bakterinin yaklaşık orta bölgesine isabet eder. Diğer önemli nokta, kromozomun, sitoplasmik membranda bağlantı yerine kuvvetlice tutunmasıdır. Bunlara yardımcı olan bazı özel proteinler de belirlenmiştir. Genom, özel bölgeye bağlandıktan sonra buraya replikasyonda görevi olan bazı spesifik enzimler, proteinler ve dört tür deoksiribonukleotid trifosfat (dNTP) molekülleri birikir. Bunlar arasında, DNA polimerase, DNA ligase, helikase, primase, SSB, primosom, DNA'yı açan proteinler ve topoisomerase en önemlileri arasındadır. Ayrıca, dNTP'ler ve Mg++ iyonlarına gereksinim vardır. Replikasyonu bazı aşamalar halinde incelemek, olayı anlamak bakımından yararlı olacaktır. 1) Replikasyon noktasının belirlenmesi: E. coli 'de kromozom üzerinde 86. dk.'ya isabet eden bölge replikasyon orijinini (oriC) oluşturur ve burası yaklaşık 245 bp'den meydana gelmiştir. DNA, sitoplasmik membrandaki bu özel bölgeyi çeşitli proteinlerin yardımıyla da tanıyarak sıkıca bağlanır. 2) DNA'nın açılması: Bağlanma işlemi gerçekleştikten sonra, DNA'daki replikasyon orijini bölgesinde küçük bir açılma meydana gelir. Bu açılmayı, özel açıcı proteinler (enzimler), DNA iplikçikleri arasını açmak suretiyle genişletirler. Böylece sağa ve sola doğru giderek açılan bir replikasyon çatalı oluşur. Başlangıç bölgesinde DNA'da ilk açılmanın oluşu tam olarak aydınlatılmış değildir. Bir çok bilgilere sahip olunmasına karşın yine de çözüm bekleyen bazı noktalar bulunmaktadır. E. coli 'de 245 bp'den oluşan orijin bölgesinde kolayca açılabilen ve A-T bazlarından zengin 3 tane 13 bp ve 4 tane de 9 bp'lik tekrarlanan sekanslar vardır. Önce, dnaA proteinleri oriC bölgesinde toplanır ve reaksiyon bu iki bölgede (9 bp ve 13 bp) başlatılır. İlk açıklık 13 bp.'lik bölgede 3 yerden başlar ve sonra, dnaB ve dnaC'nin de komplekse katılmasıyla açıklıklar genişletilir ve bidireksiyonal replikasyon çatalı meydana gelir. 3) DNA sentezi (polimerizasyon): Parental iplikçikte açılmanın meydana gelmesiyle oluşan replikasyon çatalında, sentez hemen sağa ve sola doğru ilerlemeye başlar. Sentezi gerçekleştiren DNA polimerase-III enziminin önünde iki önemli enzim daha fonksiyoneldir ve bunlar da sentez yönünde ilerler. Bunlardan biri, eğer, DNA'da süper heliks (super sarmal) varsa bunu açarak genomu istirahat haline getiren topoisomerase (DNA girase) enzimi ve diğeri de istirahat halindeki DNA'da karşılıklı hidrojen bağlarını açarak, devamlı replikasyon çatalı oluşturan helikase (dnaG) enzimidir. Açılan iplikçiklerin tekrar birleşmesi de SSB (single strand binding) protein'lerin replikasyon çatalına yakın yerde iplikçiğe bağlanması ve bunun etkinliği ile önlenir ve böylece ayrılan iplikçikler sentez için daima açık tutulurlar. Sentez, birbirinden ayrılan parental iplikçiklerden 3' ¬ 5' yönünde olanının karşısına, bu iplikçik kalıp olarak kullanılarak, DNA polimerase enziminin katalitik etkinliği ile 5' ®3' yönünde komplementer yeni bir iplikçik çok çabuk olarak sentezlenir ve buna devam edilir (kesintisiz sentez). Bu yön (5' ® 3' ), DNA pol'ün aktivitesine de uygundur ve herhangi bir güçlük meydana gelmez. Ancak, DNA pol enzimlerinin sentez yapabilmesi için bir primer moleküle (başlangıç basamağı) gereksinim vardır. Çünkü, DNA pol., gerek tek iplikçik DNA'da ve gerekse primer olmayan DNA'da polimerizasyon yapamaz. Bu sorun, başlıca 3 tarzda çözümlenebilmektedir. Bunlardan biri ve çok kullanılanı, parental DNA'nın karşısına, 5' ® 3' yönünde ve serbest 3'-OH ucuna sahip 8-14 bazdan oluşan primer RNA'ların sentezleridir. Burası yeni DNA sentezi için başlangıç yeri oluşturur (veya, DNA'da bir çentik açılarak serbest 3' -OH ucu meydana getirilebilir veya RNA primerlerinin yerinde meydana gelen kısa protein primerleri de başlangıç oluşturabilirler). Böylece bu başlangıç noktasından orijin alan ve parental iplik (3'¬ 5' ) kalıp olarak kullanılarak, 3' -OH ucuna nukleotid trifosfatlar ilave edilerek (trifosfatlardan biri bağlanır ve geri kalan iki fosfat molekülü serbest kalır), yeni sentez 5'® 3' yönünde diğer parental iplikçikle birlikte eş zamanlı olarak sürdürülür. Eğer, yanlış bazlar sıraya girmişse, DNA pol. enzimi bunu hemen tanıyarak ekzonuklease aktivitesi ile çıkarır yerine doğrusunu koyar (düzeltme okuması). DNA sentezinin hızı, mRNA sentezinden (transkripsiyon) 10 defa daha çabuktur. Replikasyon çatalının ilerleme hızı dakikada 50.000 bp kadardır. Bu hız, S. cerevisiae 'de 3600 bp/dk olarak hesaplanmıştır. Parental iplikçiğinin 5' ® 3' yönünde olanında, ise, sentez kesintili olarak sürdürülür ve kompleks bir karakter gösterir. Parental iplikçiğinin karşısına sentezlenecek olan yeni iplikçik tersine 3' ¬ 5' yönündedir. Bu istikamet, DNA polimerazın sentez aktivitesine terstir. Bu nedenle, bazı güçlükler ortaya çıkmaktadır. Bu durum mikroorganizmalarda, şöyle çözümlenmektedir.Sentez, replikasyon çatalından başlamakta ve ters yönde, parental iplikçik (5' ® 3' ) boyunca kesintili olarak devam etmektedir. Diğer bir ifade ile, kesintili sentezin yönü, replikasyon çatalının ilerleme yönüne terstir. Açılan parental iplikçiğe SSB proteinleri bağlanarak çatalın devamlı açık tutulmasını ve sentezin devamlı yapılmasını sağlarlar. Primase enzimi (dnaG) yaklaşık 10 bazdan oluşan primer RNA'ları sentezler ve bunun 3' -OH ucu serbesttir. Bu uç basamak olarak kullanılarak yaklaşık 1000-2000 bazdan oluşan kısa bir DNA segmenti (Okazaki fragment) sentezlenir. Her Okazaki fragmenti ayrı bir primerden orijin alır. Bu sentezi, bir protein kompleksi olan primosom başlatır. Primosomlar da replikasyon çatalının ilerlediği yönde, diğer enzimlerle birlikte hareket ederler. Ancak, bunun hareketi de Okazaki fragment'lerinin sentezi yönünün tersi istikametinde olur. Okazaki fragmenti, bir önceki RNA primerlerine kadar uzanır ve burada durur. Primerler DNA pol I'in etkisiyle çıkarıldıktan sonra bunların yerleri aynı enzimle kapatılır ve iki DNA iplikçiği arası da DNA ligase ile birleştirilerek iplikçik kesintili olarak tamamlanmış olur. Primase enziminin çıkarılmasında da DNA pol III'ün rolü vardır. Böylece, 5' ® 3' yönündeki parental iplikçik kalıp olarak kullanılarak, kesintili olarak devam eden ve sonunda tamamlanan 3' ¬ 5' yönünde yeni bir DNA iplikçiği sentezlenmiş olur. Kesintili sentez işlemini de yine DNA pol enzimi yapar. Replikasyon çatalı ilerledikçe, sentez kesintisiz ve kesintili olarak aynı hızda ve sürede tamamlanır. 4) Terminasyon: Sentezin sona ermesi de yine protein komplekslerinin aktivitesi sonu gerçekleşerek iki iplikçik birbirinden tamamen ayrılır. 5) DNA'nın segregasyonu ve hücre bölünmesi: Genomik DNA'nın sitoplasmik membrana bağlandığı yerde, membranın sentezi nedeniyle giderek artan bir açılma meydana gelir. Bu açılma ilerleyerek iki replike olan iplikçiği de birbirinden uzaklaştırır. Bunun sonunda, bakterinin uzun ekseninde bir uzama gözlenir. Sonra, ortadan sirküler tarzda septum formasyonu meydana gelerek bakteri iki hücreye ayrılır. Kromozomun iki hücreye ayrılmasında ve hücre divizyonunda oluşan aksaklıklar, bazı anormal bakteri formlarının meydana gelmesine yol açar. Eğer septum formasyonu çok sık veya yanlış yerden olursa kardeş hücrelerden birinde (küçük olanda) kromozom bulunmaz. Böyle hücrelere çekirdeksiz hücreler (anukleer hücreler) adı verilir. Bazen de böyle hücreler kromozom ayrılmasının anormal olduğu durumlarda da meydana gelir. Bunlarda da, hücrelerde kromozom yoktur. Ancak, septum formasyonu ve boyutları normaldir. Septum formasyonu inhibe olursa, kromozom normal olarak replikasyona devam eder. Ancak, flamentöz formlar oluşur ve içinde birden fazla nukleus bulunur (multinukleer flamentöz formlar). Bazı mutantlarda (fts, flamentöz temperature sensitive), hücre uzun flamentler oluşturur ve içinde çok sayıda nukleusa rastlanır. Buna karşın, par (partition) mutantlarında ise, kromozom segregasyonunda bozukluk vardır. Çünkü, DNA anormal olarak hücrelere dağılır ve bazı hücrelerde çekirdek bulunmaz. Defektler bu olguda DNA'da yerleşmiştir. Septum formasyonuna neden olan gen, ftsZ'dir. Bu gende oluşan mutasyon, septum formasyonunu önler ve flamentöz formların meydana gelmesine yol açar. Mini hücre oluşumunda min B geninin rolü vardır. Bu lokusta meydana gelen mutasyonlar minicell (bunlarda genellikle çekirdeksizdirler) formasyonunu artırır. Kromozomun segregasyonunda da muk geni etkindir. 04.Ökaryotiklerde Replikasyon Ökaryotiklere ait replikasyon mekanizmasının incelenmesinde maya hücrelerinden fazlaca yararlanılmıştır. Ökaryotiklerde de prokaryotiklerde bulunan benzer enzim ve proteinler fonksiyoneldir (DNA pol., DNA ligase, topoisomerase, SSBP, DNA'yı açıcı proteinler, vs.). Ancak, bazıları yapısal farklılıklar gösterirler. Ökaryotiklerde 4 tür DNA polimerase enzimi (a, b, d, e,) vardır, ayrıca bir de gama (g) enzimi (mitokondrial) belirlenmiştir. DNA sentezi sırasında polimerase enzimi fazlalaşmakta ve DNA sentezi hücrenin S-fazında meydana gelmektedir. Pol. b ve g enzimleri daha ziyade hücrenin istirahat halinde iken bulunurlar. Pol. d, ayrıca, mitokondrial DNA'nın replikasyonunda etkilidir. Ökaryotiklerde de replikasyon, prokaryotiklere benzemektedir. Ancak, kromozomun çok uzun olması (bazıları bakterilerin bin katı) ve hücrenin S-fazında sentezin meydana gelmesi gibi nedenler, prokaryotiklerden daha yavaş ve daha zaman alıcı bir DNA sentezine yol açmaktadır. Belli bir süre içinde bu kadar fazla uzun kromozomun replikasyonu için, sadece bir tane replikasyon orijini yeterli olamamakta ve bu nedenle birçok orijinden, aynı anda veya bazen değişik zaman aralıklarında başlayan, bidireksiyonal replikasyon meydana gelmektedir. Replikasyon, sağa ve sola doğru genişleyen orijinlerin birbirine değdiği yerde son bulur. Ökaryotiklerin kromozomları histonla birleşmiştir (nukleosome) ve replikasyon sırasında histondan ayrılırlar. Replikasyonda, DNA sentezi her iki iplikçikte aynen bakterilerde olduğu gibi sürdürülür (biri kesintisiz ve diğeri kesintili). Maya hücrelerinde yaklaşık 400'e yakın orijin (ARS, autonomously replicating sequence) bulunmaktadır. 05. Diğer Replikasyon Modelleri 05.01. Mitokondrial DNA (mt DNA) Replikasyonu Memeli hücrelerinin mitokondrisi yaklaşık 5 µm uzunlukta (MA: 10x106, 15 000 bp) olup sirküler, süper sarmal bir DNA yapı özelliği gösterir. mtDNA'nın replikasyonunda, DNA pol, d enziminin aktif rolü vardır. Fare L-hücreleri mitokondrisi üzerinde yapılan çalışmalarda, mtDNA'nın sentezine her iki iplikçiktede diğer mekanizmaların aksine, kesintisiz olarak devam ettiği ortaya konulmuştur. Ancak, replikasyonda bazı farklı yanlar da bulunmaktadır. Şöyle ki, biri ağır (H) ve diğeri de hafif (L) iplikçiklerde iki replikasyon orijini (OH ve OL) yer almaktadır. DNA'da, önce, H-iplikçiğindeki orijinden (OH) başlayarak bir D-ilmeği meydana gelir ve ilmek genişleyerek unidireksiyonal olarak sentez devam eder. H-sentezi, 2/3 uzunluğa erişince, bu defa L-iplikçiğindeki OL bölgesinde sentez başlar ve H-ye ters olarak bu da unidireksiyonal olarak ve kesintisiz devam eder. Sonra iki sirküler DNA birbirinden ayrılır, sentez tamamlanır ve DNA iplikçiğinde 100'e yakın super sarmal meydana gelir. 05.02. Rolling Circle Replication Bu tür replikasyon modeline bazı fajlarda (ØX174, Lambda) ve F-faktörünü kromozomlarında taşıyan Hfr-hücrelerde rastlanmaktadır. 1) Lambda (l) fajında replikasyon: Bu faj konakçı bakteri içinde başlıca iki formda bulunur. Biri konakçıyı lize eden (litik form) ve diğeri de konakçının kromozomunun belli bir bölgesine (biotin geni ile galaktoz geni arasına) yerleşerek herhangi bir bozukluk oluşturmayan latent form. Böyle formu oluşturan lambda fajına profaj adı verilir. Litik formda faj ürerken, oluşan bazı sirküler formlarında bir iplikçikte meydana gelen kopma nedeniyle 5' -ucu dışa doğru açılarak uzanır. Buna karşın, 3' -ucu ise ortadaki sirküler tek iplikçiğin etrafında yeni komplementer iplikçik sentezler. Ayrılan 5' -ucu, normal boyutuna veya bunun 2-3 katı uzunluğa ulaştığında paketleme enzimi Cos bölgelerinden iplikçiği keserek normal boyutlarda lineer çift iplikçik DNA segmentleri meydana getirir. Bunlar paketleme enzimleri yardımıyla, hücre içinde sentezlenen boş faj başlığı içine girerler ve böylece olgun infektif fajlar meydana gelir. 2) Øx174 fajında replikasyon: Tek iplikçik DNA fajında da rolling circle replikasyon modeli sentez görülmektedir. Faj DNA'sı sirküler tek iplikçik ve (+) polaritelidir. Hücre içinde buna (–) polariteli bir iplikçik daha sentezlenerek çift iplikli hale getirilerek replikatif formlar (RF) oluşturulur. Bu formlar, genellikle, super sarmal bir yapıya sahiptirler. Topoisomerase enzimi süper heliksi açarak istirahat haline getirir. Protein A, (+) polariteli iplikçiğe bağlanarak bir çentik açar ve protein A, 5' -ucuna bağlı olarak iplikçiği ayırır. Diğer 3' -ucu ise sentezi devam ettirir. Ayrılan 5' -ucunun bulunduğu DNA iplikçiğine stabilizan tek iplikçik proteinler (SSB ) bağlanarak bunun (–) polariteli iplikçikle tekrar birleşmesi önlenir. Rep proteinleri de iki iplikçik arasındaki bağları çözerek, DNA' iplikçiklerini birbirinden ayırmaya devam eder. Sentez 3' -ucundan, (–) polariteli iplikçik etrafında ilerler. Ayrılan 5' -ucu tam bir dönüş uzunluğuna ulaşınca serbest uçtaki protein A bu defa (–) iplikçik etrafında yeni sentezlenen (+) iplikçiğe bağlanarak tekrar çentik açar ve replikasyon böylece devam eder. Protein A'dan kurtulan (+) iplikçik sirküler forma dönüştürülerek faj başlığı içine paketlenir. Bu iki fajın replikasyonları hakkında fajlar bahsinde gerekli bilgiler verilmektedir. 3) Hfr hücrelerde replikasyon: E. coli 'lerde bulunan ve seks pilusunun formasyonuna neden olan seks faktörü (F-faktörü) bir plasmiddir. Bu faktör E. coli içinde ya sitoplazmada bulunur ve E. coli 'yi F+ hale getirir veya bakterinin genomu ile birleşerek Hfr (High frequency recombination) oluşturur. Bu son durumda bakteri, kendi kromozomunu ve F-faktörünü transfer için seks pilusu sentezler. Bu pilus, kendisinde F-faktörü bulunmayan (F¯) hücreye genetik materyalin aktarılması için bağlanarak bir köprü görevi yapar. Genetik materyal, oluşan bu konjugasyon köprüsünden geçerek (F¯) hücreye transfer edilir. F plasmidinde, transfer için yaklaşık, 35 kb'lık bir bölge (transfer bölgesi) etkilidir. Pilus formasyonu için de 12 gene (tra gen) ihtiyaç vardır. F+ bir hücre, diğer F+ bir hücre ile pilus aracılığı ile temasa gelemez. Çünkü, tra S ve tra T genleri bakteri yüzey eksklusiyon proteinlerinin sentezine neden olur ve bunlar pilusla sağlanan teması önlerler. Böylece F+ veya Hfr bir hücre ancak, F¯ hücre ile ilişki kurabilir. F-faktörünün transferi oriT (origin transferi) bölgesinden başlar. Burası, transfer orijininin bir ucunda lokalize olmuştur. OriT'de, Tra Y ve/veya Tra I proteinleri tarafından bir çentik oluşturulur. Proteinler, sonra, DNA'ya bağlanır ve yaklaşık 200 bp uzunlukta DNA açılır. TraY/TraI multimeri 5' -ucundan hareket ederek bir saniyede 1200 bp açar ve açmaya devam eder. Sonra, 5' -ucu tekrar alıcı bakteriye yönelir. Konjugasyon köprüsünden alıcıya geçince bu tek iplikçiğe ikinci iplikçik (komplementer) sentezlenerek sirküler bir duruma gelir. 05.03. Plasmidlerde Replikasyon Bakterilerde sitoplazmada serbest olarak bulunan plasmidler replikasyon orijinine sahip olduklarından, bakteri genomuna bağlı olmaksızın, bakteri hücresi içinde otonom olarak kendi replikasyonunu yönetebilirler. Replikasyon tarzları, bakteri kromozomuna benzerdir. Ancak, plasmidler bakterinin kromozomu ile birleşince (episom), aynen profajlar gibi, DNA'nın bir parçası gibi olurlar, onunla birlikte replike olurlar ve kardeş hücrelere transfer edilirler. 05.04. Replikasyon İnhibitörleri DNA replikasyonu, sentez sırasında, çeşitli aşamalarda bazı kimyasal maddeler tarafından inhibe edilirler. Bu inhibitörler çok değişik karakter gösterdikleri gibi etkinlikleri de oldukça farklıdır. Bazıları nukleotid prekürsör sentezini inhibe eder, bir kısmı nukleotid analoğu olarak DNA'ya inkorpore olur ve bazıları da DNA'ya bağlanarak aktivitesine mani olur. Enzimlere, özellikle, DNA polimerase ve replikasyonda fonksiyonu olan diğer enzimlere bağlanarak görevini aksatan ve bozan maddeler de vardır. Bazı fiziksel ajanlar (UV-ışınları, X-ışınları ve gama ışınları) DNA'ya zarar verir ve replikasyonda bozukluklar meydana getirir. Böyle direkt etki yapan ajanların dışında, bazı kimyasal maddeler de sentez inhibitörü olarak indirekt etkiye sahiptirler. Örn. Colchicine ve diğer mikrotubuler parçalayıcıları (Vinca alkaloidleri, vincristine ve vinblastin gibi). Replikasyon inhibitörleri, etkiledikleri bölgelere göre 3 gruba ayrılmaktadırlar. a)Nukleotid biyosentezini inhibe edenler (pürin, pirimidin, folate, deoksiribonukleotid sentez inhibitörleri vb.). b)DNA ile bağlantı kurarak aktivitesini bozanlar (aktinomisin D, akridin, ethidium, vb). c)DNA sentezinde fonksiyonu olan enzimlere bağlanarak aktivitesini bozanlar (thriphosphatase, arylhydrazinopyrimidin, vb). Kaynak: Temel Mikrobiyoloji

http://www.biyologlar.com/nukleik-asitlerin-biyolojik-fonksiyonlari

Mutajenik Maddeler (Mutajenler)

Bakterilerde mutasyon oluşturan etkenler, genellikle, fiziksel, kimyasal ve biyolojik karakterdedirler. Bunlar da, 04.01. Fiziksel Mutajenler Isı: Eğer bakteriler 100°C 'ye kadar yavaş yavaş ısıtılırsa iplikçikler arasındaki karşılıklı hidrojen bağları çözülür ve iki iplikçik birbirinden ayrılır (denatürasyon). Isı yavaş yavaş azaltılırsa iki iplikçik hemen birleşir. Bu olay, hibridizasyonda işe yarar. Bilinen baz sıralarına sahip test DNA'sı ile bilinmeyen DNA (veya RNA) iplikçiğinin homologluk durumu araştırılır. Bu durum bakterinin klasifikasyonunda yararlı olur. Ultraviolet ışınları: Ultraviolet ışınlarına maruz bırakılan bakteriler, primidinler (timin veya sitozin), pürinlerden daha fazla UV ışınlarını absorbe eder ve kendilerinde birçok fotokimyasal değişmeler meydana gelir. Bunun sonucu, atomlar arası enerjinin artmasına ve timin dimerlerinin oluşmasına sebep olur. Bu bozukluk iki baz arası 0,34 nm'lik uzaklığı 0.28 nm.'e indirerek DNA'da çarpıklıklar meydana getirir. Dimerlerin bulunduğu yerlerde transkripsiyonda atlamalar veya boşluklar oluşur ve bu bölge atlanarak devam edilir. İks (x) ışınları: Dalga boyu UV-ışınlarından çok daha kısa olan X-ışınlarının bazların atomlarında oluşturduğu yüksek enerji, UV-ışınlarınkinden 4 kat daha fazladır. Bazlar tarafından çok çabuk absorbe edilen bu ışınlar yüksek enerjilerinden dolayı, DNA iplikçiklerinden nukleotidlerin çıkmasına ve mutasyonlara sebep olmaktadır. Bu mutasyonlar genellikle ölümle son bulur. İyonizan ışınlar, bakterilerde bazı kimyasal değişiklikler de meydana getirirler. Bunun başında iyonizasyon gelmektedir. İyonizasyon sonu atomların orbital elektronlarında dışarı fırlamalar oluşur. Serbest kalan elektronlar, hücredeki bazı radikaller veya moleküller tarafından alınarak, yeni bileşikler teşekkül eder. Bunların çoğu bakteriye zarar verir niteliktedir. Ultrasonik vibrasyonlar: Ses ötesi vibrasyonlar da bakteriler üzerine olumsuz yönde etkiler ve bazı genetik değişmeler meydana getirebilirler. 04.02. Kimyasal Mutajenler Kimyasal mutajenik maddelerin etkisi altında oluşan mutasyonlar kolayca tamir edilebilirler. Mutajenik maddeler, genellikle, transisyonel ve transversiyonel mutasyonlara yol açarlar: Bazıları da bazların çıkmalarına ve DNA'da kopmalara sebep olurlar. Başlıca mutajenik maddeler: Nitröz asiti (HNO2): Bazlar üzerine direkt etki yapan nitröz asiti, banlardan oksidatif deaminasyon ile amin grubunu (NH2) çıkarır ve bunun yerine keto (= O) grubunu koyar. Sitozinin de aminasyonu sonu urasil (U), ve adeninin deaminasyonunda da hipoksantin meydana gelir. Bu olaylar sonunda oluşan urasil adeninle ve hipoksantinde sitozinle bağ kurar. HNO2 Sitozin +¾¾¾® Urasil (urasil — adenin) GC ® AT HNO2 Adenin +¾¾¾® Hipoksantin (hipoksantin-sitozin) AT ® GC Nitröz asiti aracılığı ile oluşan mutasyonlar iki yönlüdürler (bidireksiyonal, AT ® GC ® AT). Hidroksil amin (NH2OH): Bu mutajen daha ziyade pirimidinler (sitozin) üzerine etkiler ve olay sonu oluşan yeni bileşikler, tautomerik değişmelere maruz kalır ve transisyonel mutasyonlar oluşur. Sitozinin tautomerizasyonu sonu adeninle birleşme meydana gelir. Bu transisyonel mutasyon (CG ® AT) tek yönlüdür. Sitozinin, adeninle birleşmesi başlıca 2 şekilde izah edilmektedir. Biri, hidroksil amin, sitozinin 6 pozisyonunda bulunan amin grubu ile reaksiyon vererek bunu Oxime (= N-OH) haline çevirir ve sonra adeninle birleşme olur. Diğeri ise, sitozinin 4,5 durumundaki çift bağla reaksiyon verir ve oluşan bileşik, tautomerik değişmelere maruz kalarak adeninle birleşir. Alkilan maddeler: Birçok kimyasal maddeler, nukleotidler arasına alkil gruplar (CH3-, CH2-) sokarak transisyonel mutasyonlar yaparlar. Bu tür alkilan maddeler arasında sülfür, nitrojen mustard, dimetil sulfonate (DMS), dietil sulfonate (DES), etil metane sulfonate (EMS), metil metane sulfonate (MMS), nitrosoguanidine (NG), v.s. sayılabilir. Bunlardan, EMS ve NG, timin ve guaninin 6 pozisyonundaki keto grubunu alkile ederek bunları tautomerizasyona iter. Diğer alkilanlar ise, bazların diğer pozisyonlarına etkiler. Değişmiş olan bazları DNA polimerase tanıyamaz ve bu bazlar transkripte olamazlar. Sülfür ve nitrojen mustardlar bundan başka, DNA ipliklerinde çapraz bağlantılara neden olabilir ve ayrıca helikste kopmalar yapabilir. Baz analogları: Baz analogları parental DNA'ya etkilemezler. Bunlar replikasyon sırasında, yeni iplikçik sentezlenirken, sıraya girecek bazların yerine geçerler (veya bunların yerlerini alırlar) ve böylece transisyonel mutasyonlara yol açarlar. Baz analogları arasında en fazla üzerinde çalışılanı timinin analogu 5- Bromouracil (5-BU) ve adeninin analoğu 2-Amino pürin (2-AP)'dir. Bu analoglar, kimyasal yapı bakımından, bazlara benzediğinden, replikasyon sırasında bazların yerini alabilirler. Timinin analoğu olan 5-BU, keto formunda iken adeninler ve enol formunda iken de guaninle bağ kurar. Sonra guanin de sitozinle bağ kurarak, AT çifti GC çiftine dönüşür (AT ® GC). Yeni oluşan GC baz çifti sonraki generasyonlarda tautomerik değişmeler sonu AT 'ye çevrilirler (GC ® AT). A=T®A= BU (keto) ® G= BU (enol) G= C (transisyonel çift) A= BU G=C®G=BU (enol ® A = BU (keto) ® A=T (transisyonel çift) Adeninin analoğu olan 2-AP, replikasyon sırasında adeninin yerini alır. Sonradan timinle ve diğer replikasyonlar da tautomerik değişmeler sonu sitozinle bağ kurarak transisyona yol açar. Sitosin de, sonradan guaninle birleşir. A= T ® T = AP ® C º AP ® C º G Böylece AT çifti CG 'ye dönüşür. Diğer baz analoglarından, timidin analoğu 5- Bromodeoxy uridine, A-T bağlantısı olan yerlere replikasyon sırasında etkilidir. Aynı şekilde 5- Fluoro deoxyuridine tymidylate senthetase enzimi üzerine inhibitör etki yapar. Akridinler: Akridin boyaları arasında en iyi bilineni proflavindir. Proflavin tarafından oluşturulan mutasyonlar, baz analogları, nitröz asiti ve hidroksilamin tarafından geri çevrilemez. Ancak, mutasyon olan gende spontan mutasyonlar veya tekrar akridin boyaları ile oluşturulan ikinci bir mutasyon ile düzeltilebilir. Proflavin, DNA baz çiftleri arasına girerek en azından 1-20 adet baz çiftinin çıkmasına sebep olabileceği gibi, bazı durumlarda, baz çiftinin girmesine de neden olabilir. Akridin boyaları, bakterilerde olduğu gibi, fajlarda da mutasyonlar oluşturabilir. Diğer mutajenler: Metilkolantren, MnCl, arsenik, krom, urethane,creosol, katran, organik peroksidase, asitler, alkaliler. İndirekt etkileyen mutajenler: İlaçlar, hormonlar, fazla oksijen, pH değişmeleri, diğer çevresel faktörler. Biyolojik Mutajenler: Bakterilerde bulunan bazı ekstra kromozomal genetik elementler (plasmid, faj, transpozon, Mu fajı, İs-elementleri) mutasyonlara yol açabilirler. Bunlar hakkında ileriki bahislerde gerekli bilgiler verilmektedir. kaynak: www.mikrobiyoloji.org

http://www.biyologlar.com/mutajenik-maddeler-mutajenler

Önemli Mutasyon Türleri

01. Spontan (Doğal) Mutasyonlar Bakteriyel populasyon, dışarıdan herhangi bir indükleyici madde katılmadan veya müdahale edilmeden, mutasyonlara maruz kalabilir. Buna spontan mutasyon adı verilmektedir. Oluşan mutantlara da spontan mutantlar denilir. Bakteri DNA'ları çoğalma sırasında çok fazla replikasyona tabi tutulmaktadır. Doğaldır ki, çok sayıda ve sınırsız replikasyonlar ve DNA'nın diğer fonksiyonları sırasında, nukleotidlerin asamblesinde ve polimerizasyonunda bazı hatalar meydana gelmektedir. Bu hatalara, bir bazdaki elektronların tautomerik transpozisyonu oldukça fazla neden olmaktadır. Örn; timin normal olarak keto durumunda bulunur ve adeninle karşılıklı iki hidrojen bağı kurar. Eğer, timin, DNA'nın replikasyonu sırasında, enol forma değişirse, bu zaman guaninle birleşir. Bu durumda, yeni DNA'da AT yerine GC bazları girmiş olur. Timinin keto ve enol formları yandaki şekilde gösterilmektedir. 02. Silent Mutasyon Moleküler düzeyde, DNA'da bazlarda meydana gelen her türlü değişiklik mutasyon olarak kabul edilirse de, böyle mutasyonlar her zaman fenotipik olarak eksprese edilmezler. Bazı tripletlerin 3. bazında meydana gelen değişmeler fenotipe etkilemez. Bakteride hiç bir aksaklık meydana getirmez. Böyle değişmelere silent mutasyon adı verilir. Bazen de bir tripletin 2. veya 1. bazları da değişse bakteride önemli bir aksaklığa yol açmayabilir. AUC 'nin AUG'ye dönüşmesi isoleucin yerine met'in girmesine neden olur. Ancak, böyle bir mutasyon bir sorun yaratmadığı halde eğer, CUU yerine CCU girerse, leucine yerine prolinin girmesine yol açar ki, böyle bir değişiklik polipeptid zincirinde konformasyon üzerine önemli derecede etkiler. 03. Geri Mutasyon ve Reversiyon Mutantlar, kendi DNA'larında oluşan bazı mutasyonlar sonu tekrar orijinal (parental) veya doğal formlarını kazanabilirler (geri mutasyon). Bu olguda, değişen amino asit tripleti, geri mutasyonla tekrar orijinal amino asiti kodlayan triplet haline gelebilir. Böylece, bakteriler tekrar orijinal fenotipik karakterlerine kavuşurlar. Böyle durumlara, aynı gende oluşan supresör mutasyonlar (intragenik) veya kromozom üzerinde başka gende meydana gelen mutasyonlar (ekstragenik supresörler) yol açabilirler. 04. Yapay (Suni) Mutasyonlar Eğer hücreler mutajenik ajanlarla (kimyasal, fiziksel, biyolojik, vs.). muamele edilirse, mutantlar meydana gelebilir. Bu tarzda başlıca 4 tür mutant oluşabilmektedir. 1- Bir baz çiftinin diğeri ile yer değiştirmesi, örn., AT yerine GC 'nin girmesi gibi, 2- Bir baz çiftinin girmesi veya çıkması, 3- Büyük bir DNA segmentinin (bir veya birkaç genlik) kaybolması veya kromozom üzerinde başka bölgeye transferi (transpozisyonlar). 4- Biyoteknolojik yöntemlerle mutasyonlar oluşturulabilir ve mutant suşlar elde edilebilir. Kaynak: www.mikrobiyoloji.org

http://www.biyologlar.com/onemli-mutasyon-turleri

Mutasyon Oranı

Kültürlerde oluşan spontan mutasyonlar az çok sabit bir durum gösterebilir. Mutasyon oranı her generasyonda, her bir hücreye isabet eden mutasyon miktarı ile ölçülür. Mutasyonlar genellikle, replikasyon sırasında ve yeni sentezlenen iplikçiklerde meydana gelirler. Parental DNA'da mutasyon çok azdır. Mutasyon oranı (MO) aşağıdaki şekilde hesaplanır. Ms MO = ¾¾¾¾¾ N1-No MO: Mutasyon oranı Ms: Mutasyon sayısı N0: Başlangıçtaki mikrop sayısı N1: Bir generasyon sonra mikrop sayısı Yukarıdaki formül yanı sıra, mutasyon sıklığını hesaplamada Poisson dağılımı formülünden de fazlaca yararlanılır. P(x)= ( mx/X!) e¾m e: Doğal logaritma (2.178) m: Her petrideki (tüpteki) ortalama mutant sayısı Bu formüle göre; 1- Hiç mutant ihtiva etmeyen tüp sayısı m=o), P(0)= e-m veya P(0) = -m 'dir. 2- Bir mutant ihtiva eden tüp sayısı (m = 1) P(1) = e-1 veya P(1) = 1/e = 0.37'dir.

http://www.biyologlar.com/mutasyon-orani

Mutasyonların Tamiri Nasıl Olur ?

Spontan olarak veya mutajenik maddelerin etkisiyle oluşan mutasyonlar, bakterilerde özel mekanizmalar tarafından tamir edilebilir ve düzeltilebilir. Ancak, bu işlem, oluşan bozukluğun büyüklüğüne ve önemine göre değişebilir. Nokta mutasyonları genellikle ve kolayca giderilebilirse de, bir genin kaybolması ve kromozomda oluşan kopmalar kolayca tamir edilemez ve ölümle son bulurlar. Mutasyonların tamir mekanizması, DNA'da oluşan bozuklukların karakterine göre değişir. Bu da birkaç tarzda görülebilir: 01. Kontrol Okuma ile Düzeltme DNA'nın sentezi (replikasyon) sırasında yanlış nukleotidlerin sıraya girmesi hücre tarafından hemen fark edilerek, ileri sentez çok kısa bir süre için durdurulur. DNA polimerase I ve III'ün geriye doğru kontrol okuma mekanizması ile hatanın yeri bulunarak yanlış nukleotid 3-OH ucundan hidrolize edilerek çıkarılır ve yerine doğru nukleotidler konarak bozukluk giderilir. 02. Represör Mutasyonlar Eğer DNA'da baz çiftleri arasına bir bazın girmesi (veya çıkması) ile oluşan mutasyon, aynı genin içinde (intragenik) veya gen dışında (ekstragenik) meydana gelen ve diğer bir baz çiftinin çıkması (veya girmesi) şeklinde oluşan ikinci bir mutasyonla, giderilebilir (supresör mutasyon). İkinci mutasyon, birinciye ne kadar yakınsa, düzeltme işlemi hem kolay ve hem de imkân dahilinde olur. Ayrı genlerde oluşan ikinci mutasyon, birinci ile arasında çok mesafe olacağından ve bu arayı yanlış sıralı aminoasitler dolduracağından, tamiri olanaksızdır ve bakterinin ölümüne sebep olur. Supresör mutasyon, birinci mutasyonun etkisiyle bozulan aminoasit sıralarını düzeltir, polipeptid zincirine normal sıralı aminoasitlerin girmesine ve proteinin aktivite kazanmasına yol açar. Supresör mutasyon da başlıca üç tarzda çalışabilir. 1- Birinci mutasyon sonu değişen baz sıraları, aynı yerde oluşan ikinci bir mutasyonla düzeltilebilir. Örn, ilk mutasyonda GC baz çiftinin yerine AT baz çifti girmişse aynı yerde oluşan ikinci mutasyon, son giren baz çiftinin çıkmasına yol açar ve ilk mutasyonu ve etkisini ortadan kaldırır. 2- İlk mutasyonla DNA'ya giren baz çifti, ikinci bir mutasyonla, bağlanma sırası değiştirilir ve hata düzeltilir. Örn, ilk mutasyon GC yerine AT 'yi koymuşsa, ikinci mutasyon AT bağlantısını TA şekline çevirerek oluşan bozukluğu, tam olmamakla beraber kısmen giderebilir. Bu şekildeki tamir sonu oluşan mutant orijinalinden farklıdır. Ancak, enzim aktivitesinde pek önemli değişiklik görülmeyebilir. 3- İkinci mutasyonun aynı gen içinde veya gen dışında meydana gelmesi ile ilk bozukluk düzeltilebilir. İntragenik ve ekstragenik mutasyonlar genellikle, farklı veya yanlış sıralı amino asitleri (sırada olmaması gereken) kodlayan, yeni kodonları devreye soktuğu gibi (missense mutasyon), bazı hallerde bir amino asitin karşılığı olmayan kodonlar (UGA, UAA, UGA) oluşturmakta, bunlar da mRNA üzerinde sıraya girmektedirler (anlamsız mutasyon, nonsense mutasyon). Birincide, normal sıraya girmesi gereken aminoasit yerine, oluşan mutasyon sonu değişen baz sırası nedeniyle, başka bir aminoasit kodonu gelir ve bunlar değişik aminoasitlerin polipeptid zincirinde sıraya girmesine neden olur ve proteinin aktivitesini bozar. Buna karşılık, anlamsız mutasyonda ise, değişen baz sırası nedeniyle meydana gelen yeni kodon, herhangi bir amino asiti kodlamaz veya bunun aminoasit alfabesinde karşılığı olan aminoasit bulunmaz. Böyle 3 tane bulunan kodonlardan biri UGA, UAG, UAA protein sentezi sırasında mRNA üzerinde sıraya girerse, polipeptid sentezi ve uzanması durur. İntragenik mutasyonların, nokta mutasyonları tarzında ve sadece bir nukleotid çiftinde oluşması, tamiratını kolaylaştırmaktadır. Çünkü, birinci mutasyon ile ikinci mutasyon yeri arasında fazla bir mesafe yoktur. Bozukluğun tamiri ikinci mutasyonun oluşma süresine bağlıdır. Bu süre uzun olursa, yanlış (farklı) aminoasitler fazla miktarda polipeptid zincirine girebilir. Eğer bir generasyon sonra oluşursa, yeni nesilde herhangi bir bozukluk oluşmaz. Çünkü, tüm aminoasit sıraları düzelmiştir. Örn, bir gende alanin kodonu (GCC) bulunsun ve primer mutasyon sonu bu kodon değişerek valin (GUC) haline getirilsin. Bu ilk mutasyon sonu oluşan ve yeni mutantlarda sentezlenen protein, inaktif bir durumda olabilir. Bundan sonra oluşan ikinci bir mutasyon, alanini aktive eden enzimin yapısını tayin eden gende meydana gelirse, bu son mutasyon, enzimin, tekrar alanini tanıyarak onu aktive etmesini ve kendine özel alanin tRNA'ya bağlanmasını sağlar ve böylece ilk mutasyon düzeltilir veya aksine, eğer primer mutasyon alaninin yerine valini sıraya koymuşsa, ikinci supresör mutasyon valin tRNA'nın yapısını tayin eden gende oluşursa, bu sefer, alanini aktive eden enzim, tRNA'yı alaninle yükler hale getirebilir ve mutasyonu düzeltilebilir. Sentetik mesenger polyuridylic asit polipeptid zincirine fenil alanini girmesine neden olur. Çünkü, bunda UUU kodonu vardır. Streptomycinin bulunduğu ortamda ise, mesenger polyuridylic acid, isoleusin (AUU), serin (UCU) ve diğer aminoasitlerin polipeptide girmesine yol açar. Steptomycinin (veya buna kimyaca yakın antibiyotiklerin) bu etkisi, bu antibiyotiğin ribosomlara bağlanması ve kodonun okunmasını değiştirmesi ile oluşur. P. mirabilis normal olarak streptomycine duyarlıdır (Ss). Bundan oluşan bazı mutantlar, ancak, streptomycin bulunan ortamlarda üreyebilirler. Diğer bir deyimle, üremeleri streptymocine bağlıdır (Sd). Bu tarz oluşan varyasyon kısa bir süre sonra değişir ve mutantlar normal orijinal fonksiyonel durumlarına dönerler (Ss). 03. Dimerizasyonun Giderilmesi Ultraviolet ışınlarının DNA'da bulunan primidinler tarafından absorbe olması ve enerji ile yüklenmesi sonu oluşan dimerizasyon (polinukleotid iplikçiğinde yan yana bulunan pirimidinlerin birbirleriyle birleşmesi) primidinlerin karşı iplikçikteki pürinlerle bağlanmasını önler ve DNA'yı çarpıtır. Bu durum replikasyona ve bunun sonucu olarak ta transkripsiyona ve translasyona etkileyerek mutasyonlara yol açar. Dimerizasyon başlıca 3 tarzda giderilir: 1- Fotoreaktivasyon: Eğer bakteriler, UV-ışınlamasından sonra, hemen görülebilen ışınlara tutulursa, UV-ışınlarının letal etkisi giderilir. Bu olayda UV-ışınlaması sırasında oluşan timin dimerleri (T-T), gün ışığında aktive olan ve iş görebilen özel enzimler (fotoreaktif enzimler) tarafından hidrolize edilerek aralarındaki bağlantı koparılır. Böylece timinlerin, normal ve karşı iplikçikteki pürinlerle bağ kurması temin edilir. 2- Karanlıkta reaktivasyon: Bu tarz tamirat, ışıkta tamirattan farklıdır. Bu mekanizma ışıkta çalışmaz ve başlıca 4 enzim (endonuklease, ekzonuklease, polimerase, ligase) sıra ile iş görerek düzeltme görevini yaparlar. Düzelme olayı şu basamakları izler. a) Dimer bulunan bölge endonuklease enzimleri tarafından sınırlandırılır ve ayrılır (koparılır). b) Ekzonuklease enzimleri tarafından kenarları biraz daha genişletilir ve dimerler sindirilir. c) DNA polimerase-I, sağlam karşı iplikçiği örnek (kalıp) olarak kullanılarak, bozuk veya kopuk yerde 5'®3' yönünde hemen ikinci komplementer iplikçiği sentezler. d) Oluşan yeni iplikçiğin uçlar, polinukleotid ligease enzimi yardımı ile eski iplikçiğin uçlarına birleştirilir ve böylece tamirat yapılmış ve dimerler giderilmiş olur. Dimerlerin enzimatik yolla giderilmesine bazı kimyasal maddeler (caffein gibi) mani olabilir. UV-ışınları etkisine maruz kalan faj, böyle bir tamirat mekanizmasına sahip bakteriye girince, reaktive olur ve eski durumunu kazanır. Eğer, UV-ışınlarına maruz kalan faj, irradiye edilmiş diğer bir bakteriye girerse, çok sayıda fajın reaktive olmasına ve dışarı çıkmasına neden olur (UV-reaktivasyon). 3) Endonukleotik insizyonla tamir: Hücrelerde (prokaryotik ve ökaryotik) bulunan bazı endonukleaselar de DNA'daki lezyonları tanıyarak bunlardaki fosfodiester bağlarını kaparak çıkarılmasını katalize ederler. Bu fonksiyona sahip E. coli 'de insizyon endonukleazların (I, II, III;,IV, V, VI) varlığı açıklanmıştır. 4) Rekombinasyonla tamir: DNA'da meydana gelen bozuklukların giderilmesinde rekombinasyonla tamir mekanizması da görev yapmaktadır. E. coli 'de UV-ışınlarının oluşturduğu dimerlerin tamirinde bu sistemin de iş gördüğü açıklanmıştır. Replikasyonda atlanan dimer bölgesi, karşı parental DNA segmenti tarafından rekombinasyonal tamir mekanizması ile kapatılır sonra DNA'daki timin dimerleri de eksizyonla çıkarılır. Bunların yerleri de DNA polimerase ve DNA ligase tarafından düzeltilir. 5) Bypass ile tamir: Bu mekanizma, lezyonu tam olarak ortadan kaldıramaz ve lezyon atlanarak replikasyona devam edilir. Eğer, bozukluk fazla ise hücreler ölebilir. Eğer sıraya giren yeni baz tamiratı düzeltirse, bozukluk ta fazla ileri gitmeden ortadan kaldırılmış olur. 6) N-glikosidase ile tamir: Bu mekanizmada, DNA'da bulunan anormal bazlar (urasil, hipoksantin, 3-metiladenin, v.s.) N-glikosidase enziminin katalitik etkisiyle N-glikosilik bağları koparılarak çıkarılır. Bir çok türde N-glikosidase enzimi belirlenmiştir. Örn, N-3, N-7 metil ve etil purinleri kaldıran spesifik enzimler gibi. Bazı mikroorganizmalar (E. coli, B. subtilis, M. luteus, vs) ve memeli hücrelerinde de (dana timusu ve insan hücreleri) bu tarz aktivite bulunduğu açıklanmıştır. Sitozinin deamine olması sonu meydana gelen urasil, N-glikosidase enziminin aktivitesi sonu çıkarılarak hata düzeltilir. M. luteus 'da timin dimerlerinin tamirinde N-glikosidase enziminin aktivitesinin önemli fonksiyonu olduğu belirlenmiştir. Bu mekanizmada enzim, dimerlerin N-glikosilik bağlantısını koparır. 7) Dealkilasyonla tamir: Bazı mikroorganizmalarda, mitojenik veya karsinojenik etkiye sahip olan bazı maddelerin (alkilan maddeler vs) etkisiyle kimyasal olarak modifiye olan (alkillenen) bazları tanıyarak bunları dealkile etmek (veya çıkartmak) suretiyle hatayı düzelten enzim sistemlerinin varlığı saptanmıştır. Alkilan bir madde olan dimetilnitrozamin kuvvetli karsinojenler arasında bulunmaktadır. Farelere verildiğinde, DNA'nın çeşitli yerlerinde metilasyonlar meydana getiren bazı bileşikler oluşturur. Metile olan DNA ürünü (O6 - metilguanin), böbrek ve karaciğerde bulunan spesifik bazı enzimler tarafından kaldırılarak hata tamir edilir. Kaynak: Temel Mikrobiyoloji www.mikrobiyoloji.org

http://www.biyologlar.com/mutasyonlarin-tamiri-nasil-olur-

İlk plazmid nasıl oluşmuştur

*Plazmidler, çoğu bakteri türünde bulunan,ancak her suşta bulunmayan halkasal veya süper sarmallı DNA molekülleridir. *Plazmitler, küçük moleküllerdir; bu açıdan bir karşılaştırma yapılırsa, bakteriyel kromozomun %20’si ile %4′ü arasında büyüklüklerde olduğu görülür. *Plazmidler, bazı üreme koşullarında konakçı hücre için mutlaka taşınması gereken yapılar değildir. Bununla birlikte, pek çok plazmid, özel koşullara uyum sağlamak için önemli olan genler içerir. Bu genler,çoğu kez bakterinin plazmiti taşıdığına dair temel işaret olurlar. Örneğin R plazmid taşıyıp, çeşitli antibiyotiklere dirençli olan bakteriler, aynı plazmiti taşımayan bakterilerin yaşayamadığı antibiyotikli ortamlarda yaşayarak diğerlerinden ayrılırlar . *Bir çok bakteride plazmid, hücreler arası gen transferinin özel bir tipinden sorumludur. Plazmidlerin bu özellikleri, 1950′lerde ilginç bir çalışma konusu olmalarına sebep olmuştur. Plazmidler, normalde konakçının replikasyon sistemini büyük ölçüde kullanmaları sebebiyle bakteriyel DNA replikasyonunun anlaşılması için iyi modeller olmuşlardır. Ayrıca, mikrobiyal genetikte kısmi diploidlerin yapılmasına yönelik çalışmalarda kullanıldıkları için önemlidirler. ***Başka bir önemleri de, genetik mühendisliğinde klonlama vektörü olarak kullanılmalarıdır. Plazmit Tipleri Farklı tiplerdeki plamitlerle ilgili genel bilgi Plazmitlerin Saptanması Bir bakteri suşunun plazmit taşıyıp taşımadığının, taşıyorsa bu plazmitin ne gibi özelliklerinin olduğunun bakteri genetiği yöntemleri ile belirlenmesi. Plazmitlerin Saflaştırılması Plazmit DNA’nın saflaştırılması: Moleküler biyolojide temel ve vazgeçilmez tekniklerden biri, Alkali lizis yöntemi. Plazmit Transferi Bakterilerde gen aktarımı. Plazmitlerin Replikasyonu Plazmit DNA nasıl çoğalır, yavru hücrelere nasıl dağılır? Önemli Plazmitler Önemli plazmit tipleri hakkında daha ayrıntılı bilgi. F, R, Col; ek olarak Ti ve Degredasyon Plazmitleri Kaynakça PLAZMİD TİPLERİ Çetitli E.coli suşlarında bir çok plazmit tipine rastlanmıştır. Ancak en çok bilinenleri, F, R ve Col plazmidleridir. Bu plazmidler, bazı özellikleri paylaşsalar da, önemli farklılıklara sahiptirler. Bir bakteride F, R ya da Col plazmidinin bulunup bulunmaması aşağıdaki özelliklerden yararlanılarak anlaşılabilir: 1. F ; Fertilite veya Seks Plazmidleri: Bu plazmidler, konakçılarına, kromozomal genlerini F plazmidinden yoksun hücrelere aktarma yeteneği kazandırırlar. F plazmidi, bu gibi durumlarda kendisini de alıcı hücreye transfer edebilir. 2. R ; Direnç Plazmidleri: R plazmidleri, konakçıyı bir veya daha fazla antibiyotiğe karşı dirençli kılar. Bu tip plazmidler, transfer edilerek başka hücrelerin de direnç kazanmasına yol açabilirler. 3. Col; Kolisinojenik Plazmidler: Col plazmidleri, “kolisin” adını alan bir grup proteinin sentezinden sorumlu genleri içerirler.Kolisinler,yakın suşlardan aynı tip Col plazmitini taşımayan bakterileri öldürme özelliğindedirler. Öldürme mekanizmasi, Col plazmidinin tipine göre değişiklik gösterir. Bu plazmit tipleri hakkında daha ayrıntılı bilgi, Önemli Plazmitler bağlantısında bulunabilir. Sonraki Konu: Plazmitlerin Saptanması PLAZMİDLERİN SAPTANMASI Plazmidler,hem genetik,hem de fiziksel yöntemler kullanılarak saptanabilirler.İlk olarak F plazmidi keşfedilmiştir. Met-Bio-Thr+Leu+ fenotipineki bir E.coli sutu (A),Met+Bio+Thr-Leu- fenotipindeki diğer bir suşla karıştırılarak minimal agara ekim yapıldığında minimal agarda yaklaşık 10-7 frekansında koloniler teşekkül etmiştir. Bu koloniler, Met+Bio+Thr+Leu+ fenotipinde; dolayısıyle, rekombinant kolonilerdi. Karıştırma işleminden önce A suşu streptomisinle muamele edilince,rekombinant koloniler yine oluşmuş; ancak ,B suşuna streptomisin uygulanınca koloni gözlenmemiştir. Bu deney, rekombinantların B suşundan türediğini olayın tek yönlü bir genetik bilgi akterımı olduğunu göstermiştir. Başka bir deneyde B’ye genetik bilgi aktaramayan bir suş, “C” suşu, A ile karıştırılıp uzun süre bir arada üretilmiş ve daha sonra karışımdan izole edilen C kolonilerinin B’ye gen aktarımı yaptığı gözlenmiştir.Bu deney sonuçlarından anlaşılmıştır ki, A suşu, B’ye gen transferini sağlayan bir fertilite elementine; “F” faktörüne sahiptir, C suşunda da F faktörü bulunmamaktadır; A ve C suşlarının bir arada üretilmeleri halinde F faktörü, A suşundan C suşuna transfer edilmekte, buna bağlı olarak da, genetik markırları B suşuna aktarabilen yeni bir C suşu ortaya çıkmaktadır. Başlangıç çaprazlaması: F+Met-Bio-Thr+Leu+ X F-Met+Bio+Thr-Leu- şeklindeydi. Transfer tek yönlü olduğu için F faktörü taşıyan hücreye donör (erkek), taşımayan hücreye ise resipient (dişi) adı verilmiştir. F’ adını alan F varyantlerı, plazmid üzerinde kromozomal genler de taşırlar.Bu konudaki ayrıntılı çalışmalardan biri, lac operonu ile ilgilidir ve kısmi diploidlerin elde edilmesimde kullanılmıştır. Bu deneyde, F’ lac bakteriler tasarlanmıştır. F’ ın transferi, bir antibiyotik içeren minimal laktoz katı kültür ortamına duyarlı donör ve dirençli resipient hücrelerin ekilmesiyle kolayca anlaşılabilir. çapraz tekli: F’ lac+ / lac- Strs X lac- Strr Plazmid üzerinde lac+ markırı taşıyan donör hücrelerle kromozomda lac- markırı taşıyan resipient hücreler karıştırılıp streptomisinli minimal laktoz agara ekilince rekombinant koloniler oluşmuştur (F’ lac+ / lac- Strr rekombinantları). Yalnızca donörün ekildiği kontrolde hücreler streptomisine duyarlı oldukları için; yalnız resipientin ekildiği kontrollerde ise hücreler laktozu kullanamadıkları için koloni oluşmamıştır. Burada, streptomisin markırının donör üremesini engelleyici özelliği önemlidir ve böyle markırlara “counterselection” ya da “counterselective” markırlar denir. Counterselective amaçlı olarak antibiyotik resistansı sıklıkla kullanılsa da diğer fenotipler de iyi sonuç verir. Örneğin, F’ transferi, F’ lac+ / met- X lac- met+ çaprazları minimal laktoz katı besiyerine ekilerek kontrol edilebilirler. Donörler, ortamda methionin olmadığı için (methionin eksiklği, counterselectiondur); resipientlerse laktozu karbon kaynağı olarak kullanamadıkları için üreyemezler. Yalnızca, F’ transferi yapan rekombinantlar üreyebilir. Bu durumda seçilmiş markır, lac+ ‘tir. F içeren A ve B suşları arasındaki çaprazlama ve F’ suşlarıyla yapılan deneyler arasında,önemli sayısal farklılıklar gözlenmiştir. Suşlar,ekilmeden önce yarım saat karıştırılırsa A X B deneyinde rekombinantların donör hücreye oranı 10-7; F’ deneyinde ise % 50′dir.Farklılığın sebebi, genetik markırın F’ bakterilerde plazmit üzerinde olmasından kaynaklanır. A X B deneyinde resipientlerin yarısı F faktörünü alsalar da çok az bir kısmı kromozomdaki markırları alabilmiştir. Plazmid Nasıl Transfer Edilir ? F’ lac+ / lac- Strs tsxr X F’ lac- Strr tsxs Eşletmesi gerçeklettirilmit, tsxr taşıyanlara Faj T6′nın absorbe olamadığı gözlenmiştir.Eşleşmeden bir süre sonra, bakteri karışımının bir kısmı streptomisinli laktoz kolorindikatör katı besiyerine ekilmiş ve kolonilerin %90′ından çoğunun lac+ olduğu gözlenmiştir.Bu da, donörlerin büyük kısmının F’ lac+ transferi yaptığını gösterir. F’ lac+ i trensfer eden bakterilerin hala plazmidin bir kopyasını taşıyıp taşımadığını belirlemek için, eşleşme karışımının bir kısmı T6 fajı ile muamele edilmiştir. tsxs bireyler,resipientler gibi viruslar tarafından lizise uğratılmıştır. tsxr donörü olup hayatta kalan hücreler, laktoz indikatör besiyerine ekilince, lac+ koloniler oluşmoştur. Sonuçta, donör hücrenin transferden sonra da plazmidin kopyasını taşıdığı; yani,transferin DNA replikasyonu ile birlikte geçekleştiği görülmüştür. Basit bir fenotip göstermeyen plazmitlerin varlığı ise, başka bir yöntemle saptanır. Hücre kültüründen DNA izole edilerek agaroz jel elektroforezi ile analiz edilir. Bakteri kromozomu büyük olduğu için jele giremez. Oysa plazmid, jelde yürüyecek kadar küçüktür. Eğer plazmid varsa, molekkül ağırlığına göre belirli sınırlar içinde band verir. Band, jelin EtBr ile boyanması durumunda UV ışığında görülür. Plazmid DNA büyüklüğü, molekül ağırlığı bilinen ve aynı jelde yürütülen DNA fragmentleriyle karşılaştırılarak hesaplanabilir. Sonraki Konu: Plazmit DNA’nın Saflaştırılması PLAZMİD DNA’nın SAFLAŞTIRILMASI Plazmid izolasyonu için, bakteriler,deterjan uygulamasıyla parçalanır. Elde edilen solüsyon (hücre lizatı), santrifüj edilir. Protein ve RNA ile kompleks yapmış olarak bulunan bakteri kromozomal DNA’sı, büyük olduğu için, santrifüj tüpünün altındaki tabakada yer alır. Daha küçük olan plazmid DNA ise,temiz süpernatanda (temiz lizat) kalır. Plazmitlerin izolasyonu için kullanılan yöntemler, mini prep ve large scale olmak üzere iki şekilde uygulanır. En çok kullanılanlar, alkali lizis ve boiling lizis yöntemleridir. PLAZMİT DNA İZOLASYONU (ALKALİ LİZİS YÖNTEMİ) 1.Gecelik kültürden bir miktar alınarak 6000rpm.’de 5 dakika santrifüj edilir. 2.Süpernatan atılararak çökeltiye 100 ml.G.T.E.eklenir.(1.çözelti) 1.Çözelti (GTE.): 50 mM Glukoz 25 mM. Tris Cl (pH 10 mM. EDTA (pH 3.Tüpe 200 ml.2. çözelti eklenir. 2. Çözelti: 0.2 N NaOH %1 SDS (2. Çözeltinin taze hazırlanması gerekmektedir.Hazırlandıktan sonra buzda bekletilir.) 0.91 ml. dH2O 0.05 ml. NaOH (5 M stoktan) 0.04 ml. SDS (%20’lik stoktan) 4.Tüpe 150 ml.3. çözelti eklenerek 5 dakika buzda bekletilir. 3.Çözelti: 5M (molar) Potasyum asetat Glecial asetik asit dH2O 5. Tüpler,12000 rpm’de 5 dakika santrifüj edilerek supernatan yeni tüpe alınır.400 ml.fenol ve 400 ml.kloroform eklenerek 12000 rpm’de 2 dakika sanntrifüj edilir. Üst faz yeni bir tüpe alınarak 2 hacim etanol eklenip düşük hızda vortekslenerek 2 dakika oda sıcaklığında bekletilir. 6.12000 rpm’de 5 dakika santrifüj uygulanır,süpernatan atılarak çökeltiye 1 ml. %70′liketanol eklenir. 7.12000 rpm’de 2 dakika santrifüj edilir. 8.Süpernatan atılarak çökelti vakum altında kurutuldu.Kuruduktan sonra distile suda çözülür. Sonraki Konu: Plazmit DNA’nın Transferi PLAZMİD DNA’nın TRANSFERİ Donör ve resipient Hücreler arasındaki rekombinasyona ilişkin ilk bulgulardan biri, rekombinasyon için hücreler arasındaki bir bağlantının gerekliliğidir. Bu durum,F+ ve F- hücre kültürlerinin porlu filtre ile ayrıldığı deneyde gösterilmiştir. Bu durumda, hücre hücreye bağlantı engellenerek rekombinant oluşumunun engellendiği görülmüş ve olay için bakteriyel konjugasyon ya da çiftleşme terimi kullanılmaya başlanmıştır. Bir dizi deneyle, plazmid transferinin dört adımda gerçekleştiği gösterilmiştir. Bu adımlar: 1.Özel donör-resipient etletmesi (efektif kontakt) 2. DNA transferi için hazırlık (mobilizasyon) 3.DNA transferi 4.Replike olabilen fonksiyonel plazmidin resipient içinde tekillenmesi. F ya da F’ içeren hücreler,bir resipientle kontakt kurdukları zaman bu dört adım gerçekleşir. Bazı plazmit tipleri, bu işlemlerin tamamını gerçeklştirmek için genetik olarak yeterli değildirler. Plazmidler, bu özelliklerine göre dört gruba ayrılırlar: · 1. Nontransmissible Plazmitler:Efektif kontakt ve DNA transferi için gerekli olan genleri içermezler. 2. Konjugatif plazmidler: Efektif kontakt itleminin gerçeklettirilmesi için gerekli genleri içerirler. 3. Mobilisable Plazmidler: Plazmid DNA’ sını transfer için hazırlayan genleri taşır. 4. Self Transmissible Plazmidler: Hem konjugatif, hem de mobilize özellik taşırlar (F plazmitler gibi). Konjugatif fonksiyonlar, çoğu kez, plazmide özel değildir ve bundan dolayı, bir plazmid, ikinci bir plazmidin transferine yardımcı olabilir. Örneğin, bir tek hücre, hem F plazmid, hem de Col E1 plazmid taşıyabilir. F plazmid, hem konjugatif hem de mobilisable’dir. Oysa Col E1, mobilisabledir, fakat konjugatif değildir. Bu nedenle,sadece Col E1 plazmidi taşıyan bir hücre, plazmid transferi yapamaz. Her iki plazmidi içeren bir hücrede, F plazmidi,Col E1′de olmayan konjugatif fonksiyonu sağlayabilir, böylece Col E1 plazmiti, her iki plazmitten de yoksun olan bir hücreye aktarılabilir. Bu şekilde nonkonjugatif bir plazmidin, bir konjugatif plazmit sayesinde kurulan efektif kontakt yoluyla transfer edilmesine “donation” denir. Mobilizasyon fonksiyonları ise, genellikle plazmite özeldir; yani, bir self-transmissable plazmid, nonmobilisable bir plazmiti transfer etme yeteneğine sahip değildir. Bununla birlikte, bazı örneklerde, frekans düşük de olsa transfer gerçekleşebilir. Transferin olması için, iki plazmid arasında rekombinasyon yapılarak transfer edilebilir tek bir DNA molekülünün oluşturulması gerekir.Sonuçta, ortaya nonmobilisable plazmidin tamamını taşıyan bir selftransmissible plazmit çıkar. Bu işleme,”kondüksiyon” adı verilir. F aracılığı ile transfer edilen kromozom, kondüksiyonla mobilize edilir. F’teki dizilerle kromozom arasında bir genetik rekombinasyon meydana gelir ve f faktörü, kromozom boyunca resipient hücreye geçer. EFEKTİF KONTAKT ve PİLİ Efektif kontakt için ilk adım, donör ve resipient hücrelerin çift oluşturmasıdır. Çift oluşumu için, donör üzerinde seks pilus adı verilen kıl benzeri bir protein ilaveye ihtiyaç vardır. F içeren ve R içeren hücrelerde, F piluslar ve R piluslar bulunur. F pilus, izole edilmit ve pilin adı verilen tek bir hidrofobik proteinden oluştuğu saptanmıştır. F piliye bağlanan bazı fajlar bulunmaktadır (male spesific fajlar). Bu fajlar iki tiptir.Bir kısmı pilusun ucuna, bir kısmı da dibine bağlanır. Uca bağlananlar, eşleşmeye engel olurken; dibe bağlananlar olmaz.Eşleşme sistemlerinin tümü piliye bağımlı değildir. Örneğin, Streptococcus fecalis, bir selftransmissible plazmit taşır. Plazmitsiz resipientler, dişi böceklerdeki feromona benzer şekilde bir eşleşme proteini üretirler. Bu protein,plazmit içeren (donör) hücrelerde yapılmaz. Feromon, donör hücrede adhesin denilen bir proteinin sentezlenmesine sebep olur.Adhesin, donör hücreyi çevreleyerek donör-reipient çiftinin oluşmasını sağlar. Plazmid transferi tamamlandıktan sonra feromon sentezi durur. MOBİLİZASYON ve TRANSFER Mobilizasyon, plazmitte kodlanıp muhtemelen rilaksasyon kompleksinde nik oluşturan proteinin özel baz dizisine sahip transfer orijininde (oriT) bir tek zincir (single strand) kırık oluşturmasıyla başlar. nik, dönen halka (rolling circle) replikasyonunu başlatır ve dönen halkanın lineer kolu transfer ediliri. Nik oluşturan protein, 5′ ucuna bağlı kalır ve replikasyon şekli, FX 174 fajının rolling circle mekanizmasına benzer. Burada önemli bir özellik, DNA sentezinin hem donör, hem de resipient hücrede gerçekletmesidir. Donördeki sentez, donör konjugal DNA sentezi adını alır ve transfer edilen tek zincirin yerini doldurur. Resipient hücredeki sentez ise (resipient konjugal DNA sentezi), alınan tek zinciri çift zincire çevirir. Genellikle, transfer edilen zincirin donör konjugal sentezle yer değiştirmesi ve resipient hücrede çift zincir DNA’ya çevrilmesi eş zamanlıdır. F PLAZMİDİNİN tra GENLERİ Genetik madde transferi, fin genlerinin kontrolündedir. Temel transfer (tra) fonksiyonları, bir operonda kodlanmaktadır. tra genlerinin çoğu,pili sentezinde görevlidir. Örneğin. tra A geni, pilin proteinini kodlar ve tra B,C,D,E,F,G,H,K,L,Q,U,V,W genleri ise, fonksiyonel bir pilusun oluşması için gereklidir. Diğer genler, eşleşme, transferin başlaması, transferin gerçekleşmesi, oriT’de nik oluşturulması, normal replikasyon orijini oriV’den DNA replikasyonu, iki f+ hücrenin eşleşmesinin engellenmesi (surface exclusion) ve plazmit uyuşmazlığında gereklidir. TRANSFERDE KONAKÇI KISITLAMASI Bazı durumlarda transfer edilen plazmit,konakçının restriksyon endonükleaz enzimleri tarafından parçalanır. Bu gibi durumları engellemek için, transfer edilen DNA, çift zincire çevrildikten sonra metillenmelidir. Bir zincirden metillenen DNA, restriksiyon endonükleaz enzimlerinden etkilenmez. Sonraki Konu: Plazmit Replikasyonu PLAZMİD REPLİKASYONU Bir plazmid, ancak konakçı hücre içinde replike olabilir. Plazmid, hangi tipte olursa olsun,replikasyonun doğru şekilde gerçekleşmesi için “replikasyon orijini ” adını alan belirli dizilere sahip olması gerekir. Plazmitler, replike olabilmek için, konakçının replikasyon proteinlerine gereksinim duyarlar. DNA polimeraz III, E.coli kromozomal DNA’sı için ana replikasyon proteinidir. Ancak, bazı plazmitler, onun yerine DNA polimeraz I’i kullanırlar. Örneğin, pol A mutantlarında, Pol-I düzeyinin düşüklüğünden F plazmitinin replikasyonu etkilenmezken Col E1 plazmiti, replike olamaz. Bunun sebebi, F plazmiti replikasyonunda pol-III; Col E1 replikasyonunda ise pol-I’in kullanılmasıdır. Bazı plazmitler, yalnızca konakçı genlerinin ürünlerini kullanırlar. Col E1 DNA saflaştırıldıktan sonra Col E1 yada diğer bir plazmid taşıyan hücrelerden elde edilen ekstrakta eklenirse replike olabilir. Diğer plazmidlerse, plazmitte kodlanan gen ürünlerine ihtiyaç duyarlar. Tüm plazmitlerin replikasyonu, semikonservatiftir. Farklı plazmitlerin replikasyon modelleri arasında önemli farklar vardır.Bazıları tek yönlü (unidirectional); bazıları çift yönlü (bidirectional) replike olurlar. RK 6 plazmidi, önce bir yönde, sonra da aynı orijinden ters yönde replike olur. Çift yönlü replike olan plazmidlerde, replikasyon iki şekilde sonlanır. Birinci tipte, terminasyon, büyümekte olan çatallar çakıştığı zaman olur. Diğerlerinde ise sabit bir terminasyon bölgesi vardır. Replikasyon halkası tamamlandığı zaman, halkalardan biri, yeni sentezlenen DNA’ların ayrılması için kırılır. Replikasyon sonucunda, bir nik açılmış molekül, bir de süper koil molekül meydana gelir. KOPYA SAYISININ KONTROLÜ Bir plazmid, hangi tipte olursa olsun, replikasyonun başlangıcını,dolayısıyle hücre içindeki sayısını kontrol eden genlere sahiptir. Plazmidler,hücre içindeki sayılarına göre, stringent yani düşük kopya sayılı (hücrede 1-2 kopya) veya relaxed yani, yüksek kopya sayılı (10- 100 kopya) plazmidler olarak iki gruba ayrılırlar. Plazmidler, replikasyonun başlangıcını negatif kontrol eden bir repressör kodlarlar. Bu, kopya sayını denetleyen bir mekanizmadır. Repressörün aktivitesi, konsantrasyonuna bağlıdır. Hücre gelişirke hacim artar, repressör konsantrasyonu düşer ve replikasyonu inhibe edemez. Bu nedenle plazmid sayısı, repressör gen sayısı ve buna bağlı olarak da repressör protein konsantrasyonu iki katına çıkar. Konsantrasyon belirli düzeye erişinde, replikasyon engellenir. Benzer olaylar zinciri, yüksek kopya sayılı plazmidlerin hücrede tek bulunması halinde de cereyan eder ve repressör konsantrasyonu replikasyonu inhibe edecek seviyeye çıkana dek plazmid, çoğalmaya devam eder. Plazmidlerin farklı kopya sayılarında bulunmalarını açıklamak üzere ileri sürülen bir modele göre, yüksek kopya sayılı plazmitlerin represyonu için gereken repressör konsantrasyonu, düşük kopya sayılıların repressör konsantrasyonuna göre daha yüksektir. PLAZMİD AMPLİFİKASYONU Plazmid içeren bir bakteri kültürüne, kloramfenikol gibi protein sentez inhibitörleri eklenecek olursa, kromozomal DNA replikasyonu inhibe edilir, ancak plazmit DNA, hücredeki sayısı bin, hatta daha fazla oluncaya kadar replike olmaya devam eder. Kromozomal DNA replikasyonun durma sebebi, bu reaksiyonların başlaması için protein sentezine gerek olmasıdır. Eğer plazmit, bakteriyel ya da plazmitte kodlanan dayanıklı proteinleri kullanıyorsa replike olmaya devam edebilir. Bunun yanında, konsantrasyona bağlı etki gösteren regülatör proteinlerin sayıları artamayacağı için plazmit replikasyonu baskılanamayacaktır. Plazmit amplifikasyonundan,genetik mühendisliğinde yararlanılır; kullanılacak plazmid, saflaştırılmadan önce bu yöntemle sayısı arttırılabilir. İNKOMATİBLİTE Birbirine yakın, ilişkili plazmidler, aynı hücre içinde stabil kalamazlar. Böyle plazmidlere “incompetable” denir.Plazmid replikasyonunun başlangıcında işlevi olan repressör modeli de bu durumu açıklar. İki plazmid taşıyan bir hücre düşünelim. Bu plazmidler, farklı repressörlere sahip olan F ve Col E1 plazmidleri olsun. Repressörler farklı olduğu için,bir plazmidin repressörü, diğerini regüle edemez ve plazmidler birbirinden bağımsız olarak replike olurlar. Bu durumda,F ve Col E1 plazmidleri uyumludur (competable); başka bir deyişle, farklı inkompatiblite gruplarına aittirler. Çetitli Enterobacteria’lar, bir çok plazmidi aralarında transfer edebilirler.Bu plazmidler, 25 inkompatiblite grubunda sınıflandırılırlar.Plazmidler, oluşturdukları pilus tipine göre de sınıflandırılırlar. AKRİDİNLERLE REPLİKASYONUN İNHİBE EDİLMESİ Çeşitli ajanlar, DNA’daki bazların aralarına girerler. Özellikle akridinler, kromozomal DNA’yı etkilemeden plazmid replikasyonuna engel olurlar. Bu inhibisyonla hücrenin plazmidi kaybetmesi sağlanabilir (acridin curing). Üreme ortamındaki akridin konsantrasyonu çok yüksek olursa kromozomal; düşük olursa plazmid DNA’nın replikasyonu durur. HÜCRE BÖLÜNMESİNDE PLAZMİDLERİN PAYLAŞILMASI Bir dizi deney,düşük kopya sayılı plazmidlerin bölünme sırasında kardeş hücrelere dağılmasının kontrol altında olduğunu göstermiştir. Şöyle ki, bölünmeye hazır bir hücre, plazmid DNA molekülünün iki kopyasını taşır ve yeni oluşan hücrelere bu kopyalardan biri gider (F plazmitte olduğu gibi). Eğer böyle bir kontrol olmasaydı, yeni hücrelerden bazıları plazmit taşımazdı. Plazmitsiz hücre sayısının artışını engellemek için, düşük kopya sayılı plazmidlerde bulunan paylaşım fonksiyonu, yüksek kopya sayılı plazmidler için gerekli değildir. Sonraki Konu: Önemli Plazmitler ÖNEMLİ BAKTERİYEL PLAZMİTLER ve ÖZELLİKLERİ F PLAZMİDLER F plazmidlerin en büyük özellikleri, bakteri kromozomuna entegre olabilmeleridir. Bu integrasyon sonucunda, Hfr hücreler oluşur. İntegrasyon, l fajının bir bakteride lizojenize olmasına benzer; ancak, F’in E.coli kromozomuna integrasyonu, l DNA’nın integrasyonundan farklıdır. F, kromozomal DNA’da bir çok bölgeye bağlanabilir. Kromozom üzerinde yirmiden fazla mamajör ve yaklaşık yüz minür bölge bilinmektedir. F’in her bir bölgeye affinitesi aynı değildir. F’in kromozomdan ayrılması, nadir de olsa gerçekleşir. Ayrılma frekansı, bazı lokalizasyonlarda, diğerlerine göre yüksektir. Çoğu kez, F’in ayrılması hatasız olmaz. Böyle durumlarda, iki kesimden biri entegre olmuş F’in içinde; ikincisi ise kromozomal DNA’nın F’e bitişik parçasında olur. Bu tip ayrılmalar, F’ plazmidlerin orijinini oluşturur. F faktörünün DNA replikasyonunda defekti olan mutant bakteri kromozomuna entegre olması, integratif süpresyon adı verilenolayda artışa sebep olur. F faktörü,replike olmak için E.coli’nin çeşitli replikasyon proteinlerini kullansa da, kromozomal DNA replikasyonunun başlamasını sağlayan dnaA geninin ürününe ihtiyacı yoktur.Yani, F faktörü,dnaA (Ts) mutantında serbest bir protein olarak bulunuyorsa, sıcaklık 42oC’ye yükseltildiği zaman (yükseltmenin amacı,mutant DnaA proteinini inaktive etmektir) kromozomal replikasyonun gerçekleşmesi, pek olası değildir; ancak, F plazmid, hala replike olabilir. F faktörü, dnaA (Ts) mutant suşta kromozoma entegre olmuşsa (hücre Hfr ise) Kromozomal replikasyon,yüksek sıcaklıkta da olur. Böyle bir durumda replikasyon, E.coli replikasyon orijininden değil, F faktörünün oriV bölgesinden başlar. Sonuçta,F faktörünün entegre olması, dnaA (Ts) fenotipini DnaA-bağımsız replikasyon orijini sayesinde baskılar. İntegratif süpresyonun gözlenmesi, F faktörü kromozoma entegre olmuş bir suşu izole etmek için kullanışlı bir yöntemdir. Örneğin, bir F’ Lac+ / Strs sutu, bir lac- DnaA (Ts) Strrsutuyla çiftlettirilebilir ve Lac+ Strr hücreler, 42oC’de streptomisinli minimal laktoz agara ekilerek seçilebilir. Hayatta kalan kolonilerin tümü, entegre olmut F’ lac içeren Hfr koloniler olacaktır. DİRENÇ (R) PLAZMİDLERİ R plazmitleri, ilk defa Japonya’da bir dizanteri salgını sırasında S.dysenteriae bakterilerinden izole edilmit, daha sonra, E.coli ve bir çok bakteride bulunmuştur. R plazmitler, konakçılarına bir grup fungal antibiyotiğe karşı direnç kazandırırlar ve genellikle self-transmissible özelliktedirler. Çoğu R plazmiti, bitişik iki DNA segmentinden ibarettir. Bu fragmentlerden biri, resistans transfer faktör (RTF) olup, DNA replikasyonunu, kopya sayısını, gen transferini ve kimi zaman tetrasiklin resistans genin regüle eder. R determinant olarak da adlandırılabilen öbür segment ise, antibiyotik resistansı için gereken diğer genleri taşır. R plazmitleri, genellikle, bir grup kombinasyonla, ampsilin (amp), kloramfenikol (Cam), streptomisin (Str), kanamisin (Kan) ve sulfonamid (sul) resistans genlerini taşır. İki bileşenli R plazmitleri, F’ plazmitlerden farklı olarak integrasyondan sonra gelen bir eksidasyonla oluşmazlar. Bu mekanizmanın yerine, transpozonlarla resistans genleri taşınabilir. R plazmitler,tıp alanında da büyük öneme sahiptir. Çünkü, bakteriler arasında transfer edilebilme özelliklerinden dolayı, büyük epidemilere sebep olmuşlardır. KOLİSİNOJENİK PLASMİDLER Col plasmidleri , kolisin üretme yeteneği sağlayan E.coli plasmidleridir.Kolisin, Col plasmidi taşımayan duyarlı bakterilerin çoğalmasını engelleyen bir proteindir. Col plasmidleri çeşitli bakteri türlerinde bulunan ve baktriosin üreten bakteriosinojenik plasmidler gurubundadır. Bakteriosinler, ki kolisinler bunlara bir örnektir; duyarlı bakterilerde etkileşime girerek birçok temel işlevi inhibe ederler. DNA replikasyonu, transkripsiyon, translasyon veya enerji metabolizması, kolisinlerin kötü yönde etkilediği işlevlerdendir.Kolisinlerin birçok tipi vardır. Her tip bir harfle belirtilir ve duyarlı hücrelerde özel şekillerde inhibisyona neden olurlar. Kolisin üretiminin saptanması, faj saptanmasına benzer bir yöntemle yapılır. Kolisin üreten hücre, duyarlı hücre kültürü üzerine konulur; kolisin, etraftaki bakterilerin çoğalmasını engeller.Koyu bakteri tabakasında “lacuna” olarak bilinen temiz bir bölge oluşturur. Col plasmidler, konakcılarının , doğada kolisine duyarlı hücrelere göre avantajlı olmalarını sağlar. Saflaştırılan kolisinlerde yapılan çalışmalar,bu proteinlerin gerçek kolisin ve defektif faj partikülleri olmak üzere iki tipte olduğunu göstermiştir. Bazı kolisinler, basit proteinlerdir. Diğerleri, elektron mikroskobu ile incelendikleri zaman faj kuyruklarına benzedikleri görülmüştür.Böyle plazmidler, eski profaj kalıntılarının gen ürünleri olabilirler; replikasyon ve baş ünitelerinin üretiminden sorumlu genleri kaybetmiş, ancak ve bir represör sistem, lizis enzimi ve kuyruk kodlayan gen bozulmadan kalabilmiştir. Faja benzer şekilde , kolisin hücre duvarı üzerinde özel reseptör bölgelere bağlanır.Ek olarak, bazı kolisinlerin ekspirasyonu normalde represe edilmiş olsa da UV ışığı gibi DNA bozan ajanlarla indüklenebilirler. Genellikle kolisinler, Col ilişkili bir hücreye karşı inaktiftirler.Bu olaya immünite denir. Çoğu kez, immünite, salınan küçük bir proteinin büyük kolisin proteinine bağlanması ile gerçekleşir. İmmünite proteini, yalnızca Col + hücrelere immünite sağlamaz, bunun yanında Col- hücrelerin öldürülmesinde degörev yaparlar. Örneğin, kolisin kloasin DF 13 proteini , üç bölgeden meydana gelir. Bu bölgeler, bir reseptöre bağlanan bölge, bir RNase ve immünite proteinine bağlanan bir segmentir. Reseptöre bağlana uç, hidrofobiktir ve hücre zarı ile interaksiyona girmesi olasıdır. İmmünite bağlayan segment, güçlü bir negatif yüke sahiptir; böylece pozitif yüklü immünite proteini ile nötralize olur. Kolisin bir reseptöre bağlandıktan sonra, parçalanır. N terminal bölgesi hücre dışında kalır, RNase segmenti hücreye girer, hücre yüzeyindeki immünite proteininden ayrılır. RNase, ribosomdaki RNA yı etkiler ve böylece duyarlı hücreyi öldürür. Col plasmidler, çok büyük boydadırlar. En çok çalısılan Col plasmidi, Col E1 dir.6646 baz çiftlik tam sekansı bilinmekte ve rekombinant DNA araştırmalarında çok sık kullanılmaktadır. Büyük self transmissible Col plasmidlerin çoğu, küçük Col plazmidler ile F veya F’ plasmidler arası hibritlerdir. Col E1, mobilize olabilen ancak konjugatif olmayan bir plasmittir. Plasmidde kodlanan bir nükleaz( Col E1 için nükleaz, mob geni tarafından kodlanır) ve bom (basis of mobility) adını alan özel baz dizisi üzerinde aktivite gösterir. Bu dizi kolisin bölgesini içerir. Mob geni transkribe edilir, mob ürünü, bom bölgesinde nik açar (nik gerçek kesim bölgesidir) ve süperkoil Col E1 DNA sı niklenmiş bir halkaya dönüşür.Bu olayları gerçekleştiren hücre F- ise, Col E1 plasmidi, pili yapma yeteneğine sahip olmadığı için konjugasyon çifti olusturamaz, transfer gerçekleşmez. Ancak hücrede hem Col E1 hem de F plasmidi varsa, F plasmidi, pilus ve transfer aparatının sentezini sağlayacağı için Col E1 transfer edilebilir. Mob- mutantı Col E1 ler, F plasmidi varlığında da transfer edilemezler. F+ mob+ bom- mutantlarında da transfer gerçekleşmez. Agrabacterium Ti PLAZMİTİ Bir çok Dictyledonus bitkisinde Agrabacterium tumefaciens bakterisinin sebep olduğu bir crown gall tümör bulunur. Tümörü oluşturan özellik, Ti adı verilen bir plazmite bağlıdır. Bitki enfekte olduğu zaman, bazı bakteriler bitki hücrelerinin içlerine girer,orada büyür ve lizise uğrarlar. Bunun sonucunda DNA’lar, hücre içine salınır. Bu noktadan sonra, tümör oluşumu için bakteriye gerek yoktur. Ti plazmitinin, replikasyonds görevli genler içeren küçük bir fragmenti, bitki hücresinin kromozomuna entegre olur ve hormonların etkisiyle hücre bölünmesini kontrol eden sistemin etkisini azaltır. Böylece hücre, tümör hücresine dönüşür.Bu plazmidler, bitki kültürlerinin geliştirilmesinde önemlidir. Özel genler, rekombinant DNA teknikleriyle bu plazmitlere takılabilir ve bu genler,bazen bitki kromozomuna entegre olabilir. Sonuçta,bitkinin genotip ve fenotipi değiştirilebilir. KONAKÇI SINIRI GENİŞ PLAZMİDLER Bazı plazmidler, sadece sınırlı sayıda, ilişkili bakteride bulunabilir. Bu plazmitlere, konakçı sınırı dar plazmitler denir. E.coli Inc P ve Pseudomonas aeruginosa Inc P1 inkompatiblite gruplarındaki self transmissible R plazmidleri ise, çok sayıda bakteri türüne transfer edilebilirler. Bunlar da, konakçı sınırı geniş plazmidler olarak adlandırılırlar. Neden bazı plazmitlerin konakçı sınırı dar, bazısının geniş olduğu bilinmemektedir. Plazmid: Büyüklük (Kb): Kopya Sayısı: Self-Transmissible Fenotipik Özellikler: Col plazmidler ColE1 6.4 10-15 Colicin E1,enerji gradientini parçalar,konakçyya Colicin E1′e ba?y?yklyk sa?lar. ColE2 7.6 10-15 Colicin E2,bir Dnase’dyr;konakçyya Colicin E2 ba?y?ykly?y. ColE3 7.6 10-15 Colicin E3 bir ribozomal Rnase’dyr;konakçyya ColicinE3 ba?y?ykly?y. F plazmid 94.5 1-2 F-pilus , konjugasyon. R plazmidler R100 106.7 1-2 Camr,Strr,Sulr,Tetr RK2 56.0 5-8 Geni? konakçy siniri pSC101 9.0 <5 Faj plazmidler ldv 6.4 50 l genleri cro,cl,O,P Rekominant plazmidler pBR322 4.4 20 Orta kopya sayysy,ColE1 tipi replikasyon,Ampr pUC18 2.7 200-500 Yüksek kopya sayysy,kopya sayysyny yükselten bir mutasyonla ColE1 tipi replikasyon Ampr pACYC184 4.0 10-12 Camr, Tetr DİĞER PLAZMİDLER Kimi plazmitler,zararsız bakterilere girerek onları patojen hale getirirler.E.coli Ent plazmitler, bu gruptadır ve diareye sebep olan enterotoksinlerin sentezini sağlarlar.Hly adında bir plazmid (hemoliz yapan plazmid), domuzdan izole edilen E.coli’lerde bulunmuştur.Hemolizin, kan örneklerindeki eritrositleri yıksa da Hly plazmitinin herhangi bir patojeniteye sebep olduğu görülmemiştir. Çoğu Pseudomonas türü, yüzlerce çeşit organik bileşiği karbon kaynağı olarak -özellikle, toluen, oktan gibi zehirli olanları- kullanabilmektedir. Bu metabolik yetenek, degredasyon plazmidleri tarafından sağlanır. Her bir plazmid,bu bileşikleri yıkmaya yarayan bir veya daha fazla metabolik yolda görevlidir. Bu tipteki bazı plazmitler,bakteriye sentetik bileşikleri yıkma yeteneği kazandırır. Başka bir plazmit grubunun üyeleri ise, toksik metal iyonlarına karşı direnç sağlar. bu plazmidler, direnç sağladıkları iyonun var olduğu ortamda bulunurlar. Hg++ iyonlarına karşı direncin biyokimyasal mekanizması iyi çalışılmıştır. Olay, plazmitte bulunan ve Hg++ iyonlarını metalik merküriye çeviren redüktaz enzimi sayesinde gerçekleşir. KAYNAKLAR: 1.Microbial Genetics; Stanley R.Maloy; John E. Cronom; David Frefeld 2.Biochemistry; Geoffrey Zubay 3.Concepts of Genetics; William S.Klug; Michael R.Cummings 4. Molecular Cloning; J.Sambrook, E.F.Fritsch, T.Maniatis   Plasmid zaten bakteri hücresi içerisinde, bakteri kromozomundan bağımsız genellikle dairesel yapıda, replikasyon yapabilen bir DNA parçası. Yani oluşturulmaktan öte bakterinin kendi doğasında olan bir yapı. Bakteri plasmidlerinden tra genlerini taşıyanlar, bakterinin kromozomuna eklenip, tekrar ayrılabilme özelliğine sahip. Bazıları da fertilizasyon plasmidi olarak, replikasyon sonucu bir kopyasını başka bir bakteriye aktarabiliyorlar. Üzerinde antibiyotik üreten genler( ki bakteriler antibiyotiği diğer bakterilere karşı kendilerini koruma aracı olarak kullanırlar) ya da antibiyotik direnç genleri mevcut. Bu haliyle plasmid bakterinin doğal parçası. Bugün bizim klonlama için kullandığımız yapay plasmidler de, bakterilerdeki doğal plasmidlerden esinlenilerek düşünülmüş. Bakteri plasmidlerinin kendilerini çoğaltabilme özelliği ve antibiyotik direnç genleri klonlama vektörlerinin anahtar kısımlarını oluşturup, bunlar üzerinde çeşitli düzenlemeler ile istenen klonlama plasmidleri elde edilmiş durumda.   Bu konuda plazmidlerin kromozomal DNA'dan koparak oluştuğuna dair bir teori var. bu kopan DNA parçalarının replikasyon orijinleri de mevcut. bazı bakterilerde tekrar kromozom DNA'sına entegre olabilen plazmidler mevcuttur. bunlara epizom denir. umarım sorunuzun cevabı olmuştur.

http://www.biyologlar.com/ilk-plazmid-nasil-olusmustur

Biyoloji Olimpiyatı Seçme Sınavı Soruları

1. Eşey hormonlarının kimyasal yapısı aşağıdaki bileşiklerden hangisine uyar? A) Karbonhidrat B ) Protein C) Lipit D) Steroit E) Mukopolisakkarit 2. Bir bitki hücresi hipertonik bir çözeltiye konulduğunda ilk olarak aşağıdakilerden hangisi gerçekleşir? A) Hücre porlarının kapanması B ) Hücrenin patlaması C) Plazmoliz D) Ozmotik basıncın dengelenmesi E) Metabolik işlevlerin durması 3. Aşağıdakilerden hangisi prokaryotik hücreler için geçerli değildir? A) Fotosentetik pigmentler zarla çevrilmiştir B ) Bazılarında hücre zarının dışında selüloz içermeyen bir hücre çeperi bulunur C) Bazıları fotosentez yaparlar D) Hücre sitoplazmalarında ribozom birikmelerine rastlanır E) Pek çoğunda gerçek kamçı bulunmaz 4. Ribonukleik asitlerin sentezleri ile ilgili olarak aşağıdakilerden hangisi doğrudur? A) mRNA çekirdekte, rRNA ve tRNA çekirdekçikte sentezlenir B ) mRNA ve rRNA çekirdekte, tRNA çekirdekçikte sentezlenir C) rRNA ve tRNA çekirdekte, mRNA çekirdekçikte sentezlenir D) mRNA, rRNA ve tRNA'nın hepsi çekirdekçikte sentezlenir E) mRNA ve tRNA çekirdekte, rRNA çekirdekçikte sentezlenir 5. Bir DNA molekülünün o yerdeki baz dizilimi 5' ATTGGSTAS 3' ise buna göre mRNA'nın baz dizilimi aşağıdakilerden hangisi olmalıdır? A) 5' TAA SSGA TG 3' B ) 5' UAA SSGA UG 3' C) 3' UAA SS GAUG 5' D) 3' TAA SSGATG 5' E) 3' AAU SSGA UG 5' 6. "Birim zar" ve "Sıvı mozaik model"lerine göre hücresel zarlar için aşağıdakilerden hangisi yanlıştır ? A) Zarlarda görülen asimetri; periferal proteinlerin miktar farkının bir sonucudur B ) Zarların yapı ve işlev farklılıkları zar proteinlerinin çeşitliliğine, yerlerine ve dağılışlarına bağlıdır C) Birim zar kalınlığı plazma zarında hücre içi zarlardan daha fazladır D) Elektron mikroskobunda dışta görülen iki yoğun bant lipit ortadaki açık bant ise proteinlerden oluşmuştur E) Glikoproteinler hücre zarının dış yüzeyinde bulunur 7. Aşağıdaki canlı gruplarından hangisinde sentriyol bulunmaz? A) Hayvan hücrelerinin çoğunda B ) Kırmızı algler dışındaki alglerde C) Mantarlarda D) Yosunlarda E) Çiçekli bitkilerde 8. Mitokondride protein sentezi ile ilgili olarak aşağıdaki ifadelerden hangisi yanlıştır? A) Mitokondri ribozomlarının yapısal proteinlerinin çoğu çekirdekte sentezlenir B ) Mitokondri proteinlerinin büyük bir çoğunluğu hücre çekirdeğindeki DNA ile kodlanır C) Mitokondri rRNA'ları mitokondri DNA'sı tarafından sentezlenir D) Mitokondri ribozomlarının yapısal proteinlerinin çoğu sitoplazmada sentezlenir E) Mitokondri DNA'sı organel içindeki proteinlerin ancak %10-15 kadarını şifrelemeye yeterlidir 9. Aşağıdaki metabolik olaylardan hangisi hem kloroplastlarda ve hem de mitokondride meydana gelir? A) Oksidatif fosforilasyon B ) Fotofosforilasyon C) Fosforilasyon D) Fotorespirasyon E) Lipit yıkımı 10. Plastitlerle ilgili olarak aşağıdaki ifadelerden hangisi yanlıştır? A) Bütün fotosentetik hücrelerde bulunurlar B ) Klorofil ve karotenoid gibi pigmentler içerirler C) Nişasta, protein ve yağ gibi maddelerin sentezini yaparlar D) Nişasta, protein ve yağ depolarlar E) Genellikle proplastit adı verilen yapılardan oluşurlar 11. Kloroplastın içeriği ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi yanlıştır? A) Kloroplast DNA'sı daha çok bakteri DNA'sına benzer B ) Sonbaharda klorofil azaldığında bunların yerini karoten ve ksantofil alır C) Kloroplast enzimleri çekirdekte kodlanır D) Kloroplast enzimleri sitoplazmik poliribozomlarda sentezlenir E) Karanlık tepkimeleri enzimleri kloroplastın tilakoid zarlarında yerleşmiştir 12. Aşağıdaki ribozom tiplerinden hangisi hem hayvan ve hem yüksek organizasyonlu bitkilerde bulunur? A) 50 S B ) 60 S C) 70 S D) 80 S E) 90 S 13. Aşağıdakilerden hangisi, yalnız bir çift kolu ve bir terminal sentromeri olan kromozoma verilen addır? A) Metasentrik B ) Submetasentrik C) Akrosentrik D) Telosentrik E) İzokromozom 14. Mitozun sürecini aşağıdaki ifadelerden hangisi tam olarak tanımlar? A) Interfazın sona ermesi ile başlar ve yeni bir interfazın başlaması ile son bulur B ) Interfazın sona ermesi ile başlar, telofaz başlangıcında son bulur C) Interfazın başlaması ile başlar, telofazın sonunda biter D) Profaz ile başlar telofaz başında biter E) Anafazda başlar interfaz ile son bulur 15. Moleküler oksijen yokluğunda, kas hücresi glikozu yıkarken, aşağıdaki maddelerden hangisi üretilmez? A) PGAL B ) ATP C) Pürivik asit D) Laktik asit E) Asetil CoA 16. Bazı bağırsak parazitlerinin gelişme evrelerini konukçunun vücudu dışında tamamlamasının nedeni aşağıdakilerden hangisidir? A) Yayılmayı sağlayabilmek için B ) Eşeysel çiftleşmeyi sağlayabilmek için C) Gelişmesini yapabilmesi için oksijene gereksinme duyduğundan D) Konukçuda gerekli enzimleri bulamadığından E) Konukçuda gerekli besinleri bulamadığından 17. Fermantasyon sonucu net olarak kaç tane ATP molekülü üretilir? A) 4 B ) 2 C) 3 D) 6 E) 8 18. Glikolizin sonunda glikoz molekülündeki karbon atomları aşağıdaki moleküllerden hangisinde yer alır? A) 6 molekül CO2 B ) İki molekül NADH C) İki molekül piruvik asit D) Bir molekül fruktoz E) İki molekül asetil- CoA 19. Kolaylaştırılmış difüzyon ile aktif taşıma için aşağıda verilerden hangisi doğrudur? A) İkisinde de enerji harcanır B ) İkisinde de enerjiye ihtiyaç yoktur C) İkisinde de taşıyıcı proteinler rol oynar D) İkisinde de taşınan madde yüksek konsantrasyonlu ortamdan düşük konsantrasyonlu ortama taşınır E) Hiçbiri 20. Krebs döngüsünün sonunda aşağıdakilerden hangisi meydana gelir? A) Glikozdaki enerji yalnız ATP' de depolanır B ) Glikoz molekülü tamamen oksidasyona uğrar C) Elektronlar glikozdan ATP' ye aktarılır D) Glikozdaki karbon atomları laktik asite aktarılır E) NADPH+ ların hepsi tüketilir 21. Aşağıdakilerden hangisinde, ökaryotik hücrelerde, glikoliz enzimlerinin ve sitrik asit döngüsü enzimlerinin bulundukları yerler doğru olarak verilmiştir? Glikoliz enzimleri Sitrik asit enzimleri A) Mitokondri iç zarında Mitokondri matriksinde B ) Sitozolde Mitokondri matriksinde C) Mitokondri matriksinde Sitozolde D) Sitozolde Mitokondri iç zarında E) Mitokondri iç zarında Sitozolde 22. Aşağıdakilerden hangisi polizomları (poliribozomları) bir arada tutar? A) DNA B ) tRNA C) mRNA D) rRNA E) Protein 23. Tipik bir Prokaryot genomunda DNA'nın % kaçı hem transkripsiyona hem de translasyona uğrar? A) % 90 B ) % 70 C) % 20 D) % 10 E) % 1 24. Aşağıdaki DNA kısımlarından hangisinde her ikisi de transkripsiyona uğramaz? I Regülatör gen II Promotor III Operator gen IV Yapısal gen A) I ve II B ) I ve IV C) I ve III D) II ve IV E) II ve III 25. Ökaryotik hücrelerin organellerindeki translasyon aşağıdaki tanımların hangisine uyar? A) Ökaryotik hücredeki translasyonla aynı şekilde yürür B ) Prokaryotlardaki gibi formillenmiş metionin ile başlar C) Transkripsiyon tamamlanıncaya kadar oluşamaz D) Ökaryotik ribozomlardakilerine benzer ribozomlarda oluşur E) Prokaryotlardaki ve ökaryotlardaki gibi aynı kodları kullanırlar 26. Nukleotit dizilimi 5'-AUGACCCAUUGGUCUCUGUAG- 3' şeklinde olan bir mRNA'nın sentezleteceği polipeptid zinciri kaç aminoasit uzunluğunda olur? A) 7 B ) 6 C) 5 D) 4 E) 3 27. Aşağıdaki eşleşmelerden hangisi doğrudur? a. Peptidil transferaz 1. Amino asidin t-RNA'ya takılmasından sorumlu enzim. b.DNA polimeraz 2. DNA zincirini birleştiren bir enzim. c. Amino açil t-RNA sentetaz 3. RNA'dan DNA sentezliyor. d. Revers Transkriptaz 4. Polipeptidle t-RNA arasındaki bağı hidroliz eder. e. DNA Ligaz 5. DNA sentezinden sorumlu. A) a-4 B ) e-2 C) b-3 D) c-1 E) d-5 28. mRNA'lardan protein sentezlenebilmesi için aşağıdaki koşullardan hangisi yanlış olarak verilmiştir? A) mRNA uyarılmalıdır B ) mRNA'da okumanın yönü 3'den 5'e doğru olmalıdır C) mRNA'nın üzerinde sentezlemeyi durdurucu dizilimler olmalıdır D) mRNA ribozomla temasa geçmelidir E) Gerekli aminoasitler hazır olmalıdır 29. Bir DNA zinciri üzerinde bulunan operatör ile ilgili olarak aşağıdaki açıklamalardan hangisi yanlıştır? A) Operona bitişik olarak bulunur B ) Repressörün bağlandığı yerdir C) Belirli bir nukleotit diziliminden meydana gelmiştir D) Operonun işlevini denetler E) Sadece katabolik tepkimelerde görev yapar 30. Aşağıdakilerden hangisi mutasyonu tanımlar? A) Genetik rekombinasyonlardır B ) Genetik bilgideki kalıtsal değişimlerdir C) Genetik şifrenin hatalı transkripsiyonuyla ortaya çıkan değişikliklerdir D) Bulunduğu bireye çoğu kez yarar sağlayan kalıtsal değişikliklerdir E) Evrimsel gelişmelerin sonucunda ortaya çıkan değişikliklerdir 31. Morötesi ışınlar, çoğunlukla, aşağıdaki etkileşmenin hangisiyle mutasyona yol açar? A) DNA'da tek bir kolu kırması B ) Timini alkil guanine dönüştürmesi C) Kalıcı ya da yeterince tamir edilemeyen timin dimerlerini oluşturması D) DNA segmentlerinin inversiyon uğratması E) DNA segmentlerinde delesyona neden olması 32. Watson-Crick modeline uyan ve %35 adenin içeren bir DNA'nın sitozin oranı aşağıdakilerden hangisidir? A) %15 B ) %30 C) %35 D) %70 E) %60 33. Tek zincirli bir DNA'nın ele alınan bir parçası 5' ATCGGCAT 3' dür. Bu orijinal parça ile aşağıdaki tek-zincirli DNA parçalarından hangisi komplementer çifte-sarmal oluşturur? A) 5' TAGCCGTA 3' B ) 5' ATGCCGAT 3' C) 5' ATCGGCAT 3' D) 5' GATCCGAT 3' E) 5' TACCCTAG 3' 34. Ligaz enzimi aşağıdakilerden hangisi için gereklidir? A) Okazaki fragmentlerini birbirine birleştirmek için B ) Uzayan DNA koluna yeni nukleotitlerin eklenmesi için C) Replikasyon çatalının ortaya çıkarılması amacıyla DNA' nın açılması için D) Bozuk yapılan DNA'ları parçalamak için E) DNA sentezlenmesinde yağlı bir ortam oluşturmak için 35. İnterlokasyon yapıcı ajanlar, aşağıdakilerden hangisinin hızını artıran mutajenlerdir? A) Transisyon mutasyonlarının B ) Transversiyon mutasyonlarının C) Çerçeve kayması mutasyonlarının D) Delesyonların E) X kromozomundaki mutasyonların 36. Bir amino asidin DNA şifresi TAC ise, bu amino asidi taşıyan tRNA molekülündeki antikodon aşağıdakilerden hangisidir? A) ATG B ) UGA C) UAC D) UAG E) AUG 37. Bir bitkinin gövde ucuna çok yüksek konsantrasyonda oksin uygulandığında aşağıdaki olaylardan hangisi olur? A) Çok hızlı uzama olur B ) Gövde büyür fakat kıvrılmaz C) Gövde büyümesi engellenir D) Gövde incelir ve zayıflar E) Kökler daha hızlı büyür 38. Hücre bölünmesi ve hücre farklılaşmasının nisbi hızı aşağıdaki hormon çiftlerinin hangisinin karşılıklı etkileşimi ile belirlenmektedir? A) Giberellin ve zeatin B ) Oksin ve etilen C) Oksin ve absisik asit D) Oksin ve sitokininler E) Etilen ve absisik asit 39. Çiçekte korolla olarak bilinen taç yaprakların ana görevi nedir? A) Erkek gamet oluşturmak B ) Tohum yaymak C) Tozlaşma ve döllenmeyi sağlamak D) Koruma ve polinatörleri cezbetmek E) Dişi gamet oluşturmak 40. Sadece erkek çiçekleri taşıyan bir ağaç için aşağıdakileden hangisi doğrudur? A) Tam çiçekleri taşıyabilir B ) Kesinlikle karpellat çiçekleri taşır C) Dioiktir D) Monoiktir E) Kendi kendine tozlaşabilir 41. Bir angiosperm bitkide aşağıdaki üreme hücrelerinden hangisi bir ya da daha fazla farklı hücre içerir? A) Yumurta hücresi B ) Sperm hücresi C) Triploid endosperm hücresi D) Tüp hücresi E) Megaspor ana hücresi 42. Aşağıdaki terimlerden hangisi, bitki yapraklarındaki stomalar aracılığıyla gaz halinde su yitirilmesini tanımlar? A) Transpirasyon B ) Osmoz C) Eksüdasyon D) Gutasyon E) Basınç akışı 43. Aşağıdaki özelliklerden hangisi monokotil bir bitki için karakteristiktir? A)Ağsı damarlanma B )Kazık köklü C)Gövdede iletim demetleri dağınık D)Çiçekler beş petalli E)Kurak bölgede yaşarlar 44. Işık ortamında fotosentez sisteminde 2 Mol H2O fotolize uğrar, 1 Mol O2 çıkışı olur. Bundan başka aşağıdakilerden hangisi meydana gelir? A) 1 ATP, 1 NADPH. B ) 2 ATP, 2 NADPH C) 4 ATP, 1 NADPH D) 3 ATP, 2 NADPH E) 4 ATP, 2NADPH 45. Bitkide köklerden en uzaktaki yapraklara kadar uzanan ve iletim boruları ile yapılan su iletiminde iş gören en önemli kuvvet aşağıdakilerden hangisidir? A) Kök basıncı B ) Kılcal boru sisteminin kohezyon kuvveti C) Aktif transport D) Havanın emme kuvveti E) Toprağın emme kuvveti 46. Bir saksıdaki bitkinin (sardunya) yapraklarında stoma hücrelerinin pH'ları ölçülmüş ve pH=4 olduğu saptanmıştır. Bu bilgiye dayanarak aşağıdakilerden hangisini söyleyebiliriz? A) Stomalar açıktır B ) Stomalar kapalıdır C) Bir şey diyemem D) Stomalar yarı açıktır E) Transpirasyon çok hızlıdır 47. Mg2+ klorofilin yapısında bulunduğu için fotosentezde önemli rol oynar. Bundan başka aşağıdakilerden hangisinde önemi büyüktür? A) Stomaların açılmasında B ) Transpirasyonda C) Enzimatik reaksiyonlarda D) Elektron transportunda E) Köklere su alınmasında 48. Aşağıdakilerden hangisi C3 bitkilerinde fotosentezde karanlık reaksiyonların ilk enzimidir? A) Aldolaz B ) Transketolaz C) Fosfopento izomoraz D) Fosfotaz E) Ribuloz bifosfat karboksilaz 49. Aşağıdaki elementlerden hangisi oksin sentezinde rol oynar? A) Fe B ) Mg C) Zn D) Mn E) Cu 50. Bitkilerde ışığın varlığını ya da yokluğunu saptayan, aşağıdakilerden hangisidir? A) Auxin B ) Fitokrom C) Klorofil D) Gibberellin E) Florigen CEVAPLAR 1. D 2 C 3 A 4. E 5. C 6. D 7. E 8. A 9. C 10. A 11. E 12. D 13. D 14. A 15. E 16. C 17. B 18. C 19. C 20. B 21. B 22. C 23. E 24. C 25. B 26. B 27. B 28. B 29. D 30. B 31. C 32. A 33. B 34. A 35. C 36. D 37. C 38. D 39. D 40. C 41. D 42. A 43. C 44. D 45. D 46. B 47. C 48. E 49. C 50. B

http://www.biyologlar.com/biyoloji-olimpiyati-secme-sinavi-sorulari

İnfeksiyonun Mekanizması

Doğada çok yaygın olarak bulunan mikroorganizmalardan ancak çok az bir bölümü insan ve hayvanlar için hastalık yapıcı niteliktedirler (patojenik mikroorganizmalar). Geri kalan büyük bir bölümü ise infeksiyon veya hastalık oluşturamamaktadırlar (apatojenik mikroorganizmalar). Ancak, genellikle hastalık oluşturmadığı bilinen bazı etkenler de, fazla stres nedeniyle konakçının direncinin kırıldığı hallerde veya bazı özel durumlarda, (immun yetmezlik hastalıklarında, immun supresif bireylerde, gizli infeksiyona sahip olanlarda, vs) vücutta ürüyerek ve yayılarak infeksiyonlara ve hastalıklara yol açabilmektedirler (fakültatif patojenler veya oportünist mikroplar). Bunları, yutak, larinks, sindirim, solunum ve ürogenital sistem de, deri ve mukozalarda bulunan mikroorganizmalar örnek olarak gösterilebilir. Bu etkenler, aynı zamanda, bu sistemlerin ve bölgelerin mikroflorasını da oluşturmaktadırlar. Bunların aksine, bazı mikropların patojenitesi (hastalık yapma yeteneği) pasajlarla, mutasyonlarla, doğal seleksiyonlarla veya özel işlemlerle (biyoteknolojik yöntemlerle) azaltılabilmekte ve değiştirilebilmektedir (attenüasyon). İnfeksiyonlar, genellikle, konakçı ile patojenik mikroorganizmaların (patojenler) karşılıklı interaksiyonu sonu ortaya çıkarlar. Eğer bir vücuda patojenik bir mikroorganizma girmiş, lokalize olmuş ve üremişse, o bireyde infeksiyon var demektir. Ancak, bu canlıda her zaman, genel veya özel klinik belirtiler gözlemlenmeyebilir. Eğer, klinik semptomlar ortaya çıkmışsa, o zaman infeksiyona bağlı hastalık meydana gelmiş olur (infeksiyon hastalığı). Mikroorganizmalardan ileri gelen hastalıklara, aynı zamanda, infeksiyöz hastalıklar adı da verilmektedir. Vücudun dış veya iç yüzeyleriyle temasa gelen patojenik etkenler, kendilerinde bulunan çeşitli adhesyon molekülleri ile konakçı hücre yüzeylerinde ki özel reseptörlere (glikoprotein, lipoprotein, glikolipid, vs.) bağlanırlar. Mikroplar, ya sadece yüzeylerde yerleşerek bozukluklar meydana getirebilecekleri gibi (lokalize infeksiyonlar), yüzeylerden daha derinlere, buralardan da kan veya lenf yolu ile bütün vücuda (veya afinitesi olan doku veya organlara) yayılabilir ve tehlikeli infeksiyonlara yol açabilirler (sistemik veya generalize infeksiyonlar). Bazen infeksiyon bir organa (barsak, akciğer, beyin, vs) yerleşmiş de olabilir. Patojenik bir ajan vücuda girdikten hastalık belirtilerinin ortaya çıkıncaya kadar geçen süre (inkubasyon periodu, kuluçka süresi), bazen, çok kısa (birkaç gün), bazen de 1-2 hafta veya daha uzun (aylar, yıllar) olabilir. Bu durum, giren mikroorganizmanın virulensi, miktarı, giriş yolu, yayılış tarzı, konacının duyarlılığı ile çevre koşulları yakından ilişkilidir. Mikroorganizma çok virulent ve yeterli miktarda da vücuda girerse, duyarlı konakcıda inkubasyon süresi kısa olabilir ve hastalık belirtileri (özellikle, genel belirtiler) bir kaç gün içinde ortaya çıkabilir. Böyle hastalıklar, aynı zamanda, kısa seyirli olur (3-6 gün) ve canlının hayatını tehlikeye koyabilir (perakut infeksiyonlar). Perakut seyirli olgulara, genellikle, septisemik infeksiyonlar hallerinde, mikroorganizmaların kana geçmesi, kanda üremesi ve kan yolu ile bütün vücuda yayılması sonunda rastlanılır. Mikroorganizmaların zayıf virulensli ve aynı zamanda az sayıda ve vücudun direnci de orta derecede olduğu durumlarda inkubasyon periodu uzun olduğu gibi, meydana gelen infeksiyon da kronik bir seyir izleyebilir (kronik infeksiyonlar). Perakut ve kronik seyirli infeksiyonlar arasında akut ve subakut seyirli olgulara da rastlanabilir. Perakut seyirli infeksiyonlar, çok kısa süre içinde geliştiklerinden ve aynı zamanda yine kısa sürede sonlandığından, spesifik klinik belirtilerin ortaya çıkması için yeterli bir zamana sahip değildirler. Ancak, genel (belirtiler) arazlar (durgunluk, iştahsızlık, ateş, baş ağrısı, titreme, terleme, bazen ishal vs) görülebilir. Bunlar da hastalığı çoğu zaman tam belirleyemediği için teşhis koymak da oldukça zordur. Bu dönem, aynı zamanda, immun sistemin uyarılması için de yetersiz olduğundan spesifik antikorlar da ya hiç sen¤¤¤lenemez veya oluşsalar da, çoğu zaman, kullanılan serolojik tekniklerle ortaya konulamazlar. Vücutta bir infeksiyonun oluşabilmesinde, mikroorganizmaların virulensleri yanı sıra, belli bir miktardan aşağı olmayan dozda girmesi de gereklidir (minimal infektif doz, MİD). Bu doz, aynı zamanda, %100 infeksiyon oluşturabilecek en az miktarı da ifade eder. Eğer ölümler oluşuyorsa, minimal letal doz (MLD) olarak tanımlanır. Mikroorganizmalar minimal infektif veya minimal letal dozun altında girerlerse infeksiyonlar veya ölümler %100 olarak gerçekleşemez. Bazen, bir hastalık ajanı tarafından başlatılan infeksiyona, sonradan diğer mikroorganizma (lar) da katılabilirler. Böyle durumlarda, hastalığın klinik seyri, semptomlar, prognoz, teşhis ve sağaltımı da değişebilir (sekonder infeksiyonlar). Böyle durumlarda, ikinci etken (sekonder ajan) hakim duruma gelebilir, esas infeksiyonu başlatan primer etken baskılanabilir ve izolasyonu çok zor veya imkansız bir hal alır. Eğer, infeksiyon ilerlemeye devam ederse hayatı tehlikeye sokacak bir sona ulaşabilir. Kesin teşhis de yapılamadığı için, uygun bir sağaltım kürü uygulanamaz. Bazen de infeksiyonun başlaması için bir tür mikroorganizma yeterli olamamakta, birden fazla diğer etkenlerin işbirliği ve sinerjik etkisiyle infeksiyon oluşturulabilmektedir (koinfeksiyon, ortak infeksiyon). İnfeksiyonun bu iki türü, miks infeksiyonlar olarak tanımlanırlar. Koinfeksiyonlar da, aynen sekonder infeksiyonlarda olduğu gibi, bir çok yönü ile teşhiste zorluklar yaratırlar. İnfeksiyonların hepsi, mikroorganizmaların bizzat kendileri tarafından meydana getirilmezler. Toksijenik özellikte olanların salgıladıkları ekzotoksinler ve Gram negatiflerinin endotoksinleri de toksemik infeksiyonlara (toksemi, intoksikasyonlar) yol açarlar ve hatta ölümlere de neden olurlar. Potent ekzotoksinler, ya sporlu bakteriler (C. botulinum, C. tetani, B. anthracis, vs) veya sporsuz bakteriler (C. diphtheriae, stafilokok, vs) ile bazı mantarlar (A. flavus, vs) tarafından sen¤¤¤lenirler. bakteri toksinleri çok iyi antijeniteye sahip olmalarına karşın mikotoksinlerin antikor sen¤¤¤ini uyarma etkinlikleri zayıftır. Bazı infeksiyonlarda, klinik belirtiler ve ortaya çıkan hastalıklar tespit edilemeyebilir görülmeyebilir (subklinik infeksiyonlar, gizli infeksiyonlar). Bazı viral infeksiyonlarda, virus hücrelerde üremelerine ve dışarı çıkmalarına karşın, hücrelerde dejenerasyonlar (CPE, cytopathic effect) oluşturmazlar. Hücreler hem virus üretmelerine ve hücreler de üremelerine devam ederler (persistent infeksiyonlar). Böyle durumlarda klinik belirtiler çok zayıf veya belli-belirsizdir. Bazı durumlarda da virus hücrenin çekirdeği ile birleşir ve onun bir devamı haline gelir, onunla birlikte replike olarak kardeş hücrelere transfer edilir (latent infeksiyon). Böyle infeksiyonlarda da semptomlar meydana gelmez. Bir çok, bakteriyel ve viral kronik infeksiyonlarda da klinik arazlar gözle görülemez ve çoğu zaman da gözden kaçabilir. Bunlarda da klinik belirtiler hastalığı tanımlayacak derecede değildir. İnfeksiyon ajanlarının bir kısmı, vücutta, bazı doku ve/veya organlara karşı özel bir afinitesi bulunmaktadır. Beyin, akciğer, karaciğer, barsaklar, deri, kan dokusu, vs. en fazla hedef teşkil eden organları oluşturmaktadırlar. Örn, kuduz ve menenjitte beyin;kolera ve stafilokokkal enterotoksinlerde barsaklar; S. pneumonia ve K. pneumonia da akciğerler ve N. gonorrhoeae ve bazı mycoplasmalar da da ürogenital sistem hedef organlar arasındadır. İnfeksiyonların ve/veya hastalıkların meydana gelebilmesi için başlıca 3 önemli faktörün işbirliğine gereksinim bulunmaktadır. 1) Mikroorganizmalara ait faktörler 2) Konakçıya ait faktörler 3) Çevresel faktörler 2. Mikroorganizmalara Ait Faktörler İnfeksiyonların oluşmasında mikroorganizmalara ait olan faktörler oldukça önemlidirler. Bu faktörlerden bir veya birkaçı bir arada etkilediklerinde infeksiyonun ilk adımı atılmış veya başlangıcı hazırlanmış olur. Bunlar hakkında aşağıda kısa ve özlü bilgiler verilmektedir. 2.01. Virulens Faktörleri Patojenik mikroorganizmaların (infeksiyon veya hastalık yapma yeteneğine sahip ajanlar, patojenler), insan ve hayvanlarda hastalık yapma şiddetleri, dereceleri veya güçleri oldukça değişiklik göstermektedir (virulens). Duyarlı bireylerde, aynı patojenik etken, bazılarında zayıf ve diğerlerinde de orta veya tehlikeli infeksiyonlara yol açabilir. Bu durum konakçının kondisyon ve konstitüsyonuna bağlı olduğu kadar, mikroorganizmaların virulensi ile de yakından ilişkilidir. Virulens, bakterilerde bir çok faktör tarafından tayin edilmekte ve desteklenmektedir (infektivite+invaziflik+patojenite). Bazı mikroorganizmalar, gerek in vitro ve gerekse in vivo olarak üretildiklerinde birçok türde toksin ve toksik maddeler sen¤¤¤ler. Bunların konakçıyı hastalandırmada etkinlikleri oldukça fazladır. Bu substansların büyük bir bölümü ekstrasellüler bir karakter gösterir. Diğer bir ifade ile, bunlar bakteri hücresinden dışarı çıkarlar (ekzotoksinler). Diğer bir bölümü de yapısal bir özellik taşır ve ancak hücreler eridiklerinde ortama geçerler (endotoksinler). Toksin sen¤¤¤leme yeteneği toksijenite olarak tanımlanmaktadır. Bunlar, hep birlikte etkenlerin patojenik potansiyelini (mikropların hastalık yapma kabiliyetlerini, patojenite) oluştururlar. Etkenlerin vücuda girdikten sonra bir hastalık odağı oluşturabilme yeteneği de infektivitelerini ortaya koyar. Eğer, etken bitişik dokulara veya vücuda yayılma özelliği de (invazyon kabiliyeti) gösteriyorsa infeksiyonlar daha kısa sürede gelişir ve ortaya çıkarlar. 1) Ekzotoksinler: Bu tür toksinler, protein karakterinde, genellikle, ısıya duyarlı ve eriyebilir substanslar olup toksijenik mikroorganizmalar tarafından sen¤¤¤lenirler. Ekzotoksinler, in vivo ve in vitro koşullarda salgılanabilirler. Ekzotoksin sen¤¤¤leyebilen bir çok aerobik, anaerobik, sporlu veya sporsuz bakteriler ve mantarlar bulunmaktadır. B. anthracis, E. coli, C. diphtheriae, S. dysenteriae, S. aureus, V. cholerae, C. botulinum, C. tetani, C. perfringens, A. flavus vs. bunlardan bazılarıdır. Ekzotoksinler ve endotoksinler canlılarda toksemik infeksiyonlara (intoksikasyon, toksemi) neden olurlar. Toksinler, miktarlarına ve etkinliklerine göre canlılarda sadece infeksiyonlara değil aynı zamanda ölümlere de yol açabilirler. Şimdiye dek en etkili bakteriyel toksinler arasında C. botulinum ’un ekzotoksini bildirilmiştir. C. botulinum A ’nın fare için 1 MLD’u (minimum letal doz) 2. 5x10-5 mcg (pürifiye toksin); C. tetani ’nin toksini fare için 1 MLD’u 4x10-5 mcg; difteri toksini kobay için 1 MLD’u 6x10-2 mcg ve S. aureus ’un alfa toksininin tavşan için 1 MLD’u 5 mcg kadar olduğu belirtilmiştir. Ekzotoksinlerin bazı özellikleri kısaca şöyledir: a) Ekzotoksinler, bazı mikroorganizmalarda (B. anthracis, C. tetani) plasmidler; C. diphtheriae ve C. botulinum ’da bakteriyofaj (profaj) ve bazılarında da genomik DNA (kromozom) tarafından spesifiye edilirler. Eğer plasmid veya fajlar bakterilerden çıkarlarsa veya çıkarılırsa, mikroorganizmalar atoksijenik veya apatojenik hale dönüşürler. b) Ekzotoksinler, protein karakterinde olup genellikle ısıya (60-80°C) duyarlıdırlar (termolabil, TL). Buna karşın, S. aureus ’un ve E. coli ‘nin enterotoksinleri, bu derecelerin üstündeki ısıya (100° C) direnç gösterirler (termostabil, TS). c) Ekzotoksinlerin çok az miktarları bile, duyarlı konakcıda hastalık yapıcı güce sahiptirler. Belli bir inkubasyon süresinden sonra, duyarlı deneme hayvanlarında, toksinin etki mekanizmasına göre, spesifik hastalık belirtileri ile karakterize olan intoksikasyonlar meydana gelir. d) Ekzotosinler, aynı zamanda, immunojeniktirler. Vücutta spesifik antikor sen¤¤¤ini uyarırlar (antitoksik antikorlar, antitoksinler). Bu antikorlar in vivo veya in vitro koşullarda toksini nötralize ederek hastalık yapma kabiliyetini giderirler. e) Bazı fiziksel (ısı) ve kimyasal maddeler (formaldehit, iodine, vs) toksini inaktive ederek hastalık oluşturma yeteneğini ortadan kaldırırlar ve toksoid hale gelmesine neden olurlar. Toksoidlerin, hastalık oluşturma güçleri olmamasına karşın, canlılara verildiklerinde antikor sen¤¤¤ini uyarabilirler. Bu nedenle de immunojeniteleri bulunmaktadır ve aşı olarak kullanılırlar. Ekzotoksinler, vücutta etkiledikleri doku ve/veya organlara göre de birkaç kategoriye ayrılmaktadırlar. Nörotoksinler (C. botulinum, C. tetani, S. aureus), Enterotoksinler (S.aureus, E. coli, V. cholerae, S. dysenteriae, C. perfringens, Klebsiella sp, vs) ve Sitotoksinler (bir çok mikroorganizma tarafından sen¤¤¤lenen, hemolizin, leukosidin, dermonekrotoksin, hepatotoksin, vs) gibi. Ancak, bir mikroorganizma birden fazla türde toksin sen¤¤¤lediği gibi, bir toksin birkaç doku veya organa da etkileyebilmektedir. Bu nedenle, bu temel sınıflama zamanla ve gerekli durumlarda değişebilmektedir. Ekzotoksinler birbirlerinden ayrı karakterde ve etkinlikte olmasına karşın bazıları yapı bakımından benzerlik gösterirler. Bu benzerlik, genellikle, “A-B modeli“ olarak tanımlanmaktadır. Bu model aynı zamanda strüktürel dimerik model olarak ta bilinmektedir. Buna göre, bazı toksinler iki alt üniteden oluşmaktadırlar. Bunlardan biri, enzimatik bir özelliğe sahip ve konakçı hücrelerinde toksik etki meydana getiren A fragmenti ve diğeri de, toksinin konakçı hücre yüzeyindeki spesifik reseptörlere bağlanmasını sağlayan B fragmentidir. İzole edilen A alt ünitenin toksik etkisi olmasına karşın hücrelere bağlanma yeteneği bulunmamaktadır. B alt ünitesi ise, hücrelere bağlanabilir, ancak nontoksiktir ve biyolojik olarak inaktiftir. Toksin molekülünün hücre içine girmesinde başlıca iki mekanizma önerilmektedir. Bunlardan biri, toksinin B alt ünitesi, hücre yüzeyindeki spesifik reseptörlere bağlanır. Hücre yüzeyinde bir erime meydana gelerek oluşan spesifik kanallardan, A fragmenti içeri girerek sitoplasmaya ulaşır. B fragmenti ise dışarıda kalır. Diğer görüş ise, toksinin B alt ünitesi hücreye bağlandıktan sonra tüm molekül (A ve B fragmentleri) endositozis ile internalize edilir. Bu tarz giriş bir bakıma pinositozise de benzemektedir. Bu ikinci mekanizmada, tüm molekül vesiküller içinde toplanır ve sonra, B alt ünitesi, A’dan ayrılarak, hücre yüzeyine çıkarılır. A alt ünitesi ise sitoplasmaya girer ve buradan hedef bölgeye giderek etkinliğini gösterir. Her iki mekanizma ile de olsa, önemli olan A fraksiyonunun sitoplasmaya ulaşmasıdır. Burada toksinler moleküler düzeyde başlıca 3 tür etki gösterirler. 1) Hücrelerde protein sen¤¤¤inin inhibisyonu, 2) Sinir snaps fonksiyonunun bozulması, 3) Sitoplasmik membranın parçalanması ve membran transport sisteminin bozulması. Aşağıda bazı önemli A-B modeli, ekzotoksinler ve etki mekanizmaları hakkında kısa özlü bilgiler verilmektedir. Difteri toksini: Bu potent ekzotoksin (MA:62000 A ve 38000 B ), C. diphtheriae ’de bulunan profaj (beta fajı) tarafından spesifiye edilir. Toksin (A-B modeli), hücre içine girdikten sonra A fragmenti hedef bölge olan ribosomlara ve özellikle, zincir uzamasında önemli fonksiyona sahip olan EF2 (elongation factor 2) ile bağlanarak polipeptid zincirinin uzamasını önler ve böylece protein sen¤¤¤ine mani olur. Difteri toksinine karşı oluşan antitoksinler toksini nötralize ederek etkinliğini ortadan kaldırabilir. Eğer hücrelere bağlanma meydana gelmişse nötralizasyon meydana gelememektedir. Toksinin B fraksiyonu hücre yüzeyindeki gangliosid Gml’e bağlanmadan önce antitoksin verilirse, bu alt ünite nötralize edilebilir ve böylece toksinin bağlanması önlenir. Sağaltımda da bu durum dikkate alınarak, mümkün olduğunca erken antitoksik serum verilmesine gayret edilir. Botulinum toksini: C. botulinum tipleri tarafından 7 ayrı tarzda etkinliğe sahip ve hepsinin de konakçı spesifitesi olan ekzotoksinler sen¤¤¤lenir. Bunlardan A, B, E ve F toksinlerine insanlar, C ve D’ye de sığırlar duyarlıdırlar. Bunlardan, C. botulinum C toksini, bakteriyofaj (profaj) tarafından spesifiye edilir. Bu toksinlerin hepsi değişik şiddette paraliz oluştururlar. Toksin, sinirlerle kasların birleştiği bölgelerde, sinirlerden gelen sinyallerin kaslara ulaştıran, kasların kontraksiyonlarında çok önemli rolleri bulunan ve sinir hücrelerince sen¤¤¤lenen asetil kolinin üretimini engellerler. Böylece, sinyaller kaslara ulaşamayınca gerekli reaksiyonları ve kontraksiyonları yapamazlar ve paraliz meydana gelir. Toksin daha ziyade, nöromuskuler bölgeye yakın olan aksonlara bağlanarak bu bölgedeki hücrelerde asetil kolin sen¤¤¤ini önler. Oluşan paraliz göğüs kasları ve diyaframa kadar uzanırsa solunum yetersizliği sonu ölümler meydana gelir. Botulinum ekzotoksini A ve B modeline uyar. Tetanoz toksini: Vücut yüzeyinde bulunan derin kontamine ve içinde yabancı cisim bulunan yaralarda anaerobik koşullarda üreyen C. tetani tarafından sen¤¤¤lenen ekzotoksin bir plasmid tarafından spesifiye edilir. Toksinin başlıca iki etkili komponenti bulunmaktadır. Bunlardan biri sinirlere tesir ederek spasm meydana getirir (tetanospasmin). Diğeri ise alyuvarları parçalayan tetanolizindir. Yaralarda üreyen C. tetani ’nin sen¤¤¤lediği ekzotoksin beyne ulaşınca, hücrelerde, bir amino asit olan glycine sen¤¤¤ine mani olur. Bu durum, vücutta birbirlerine zıt fonksiyonda olan kasların aynı anda kontraksiyonlarına yol açar. Böylece tetanoz spazmları meydana gelir. Bu kasılmalar o kadar şiddetli olur ki kaslar yırtılabilir ve bazen de kemikler kırılabilir. Kas kontraksiyonlarının kontrol edilememesi solunum bozukluklarına da yol açar. Sinire etkileyen toksin, tek bir polipeptid molekül olup 150000 molekül ağırlığına sahiptir. İlk sen¤¤¤lendiğinde inaktif olan molekül, proteolitik enzimlerle iki fraksiyona ayrılır (biri, H zinciri, MA; 100000, ve diğeri L zinciri, MA 50000). Bu iki fraksiyon bir veya iki disulfid bağla birleşmişlerdir. Toksin A-B modeline uyar. Kolera toksini: V. cholerae tarafından sen¤¤¤lenen bu enterotoksinin A fraksiyonu tek molekül olmasına karşın, B fraksiyonu ise 5 molekül halindedir. Toksinin B komponenti barsak epitel hücrelerinin yüzeyindeki gangliosid Gml ile bağlandıktan sonra, A alt bölümü sitoplasmaya girer ve burada ayrışarak A1 formuna dönüşür. Bu fraksiyon hücrelerde adenylate cyclase enzimini aktivitesini kontrol eden regulatör proteinin fonksiyonunu bozarak etkisiz hale getirir ve adenylate cyclase devamlı aktivite gösterir. Fazla sen¤¤¤lenen bu madde, ATP’nin fazla miktarda cyclic AMP (c AMP) haline dönüşmesine neden olur. Bu madde (cAMP) de, barsak epitel hücrelerinden fazla miktarda sıvı ve elektrolitin lumene geçmesine yol açar. Sıvının önemli bir bölümü kandan geldiği için, sıvı ile birlikte bikarbonatın kandan dışarı çıkmasına ve kanın pH’sının düşmesine ve buna bağlı olarak ta asidozun şekillenmesine yol açar. Bu durum ölümlere neden olabilir. Ayrıca, kanın yoğunluğu artar ve dolaşım bozukluğu meydana gelir. Hipovolemik şok ve dolaşım bozukluğu nedeniyle hastanın hayatı tehlikeye girer. Toksin A-B modeline uyar. Anthraks toksini: İnsan ve hayvanlarda hastalık oluşturan ve B. anthracis tarafından sen¤¤¤lenen ekzotoksin, plasmid orijinlidir. Toksin protein karakterinde ve zayıf antijenik olup başlıca 3 kısımdan oluşmaktadır (protektif antijen (PA), ödem faktörü (EF) ve letal faktör (LF). Bu üç toksin geni, pX01 plasmidi tarafından kodlanır. Bunlardan, PA 735 amino asit, LF 776 aa ve EF ise 767 aa 'ten oluşmaktadır. Toksin, kan damarlarının permeabilitesini bozarak hemorajilere neden olur. Bu 3 fraksiyon tek başına tam etkili olmayıp en azından iki tanesi (PA + LF) birlikte letal etki gösterir. Toksin, A ve B modeline uyar. B.anthracis 'te bulunan ikinci bir plasmid, (pX02, 60 MDa) kapsül formasyonunun kodlarına sahiptir. 2) Süperantijenler: Süperantijenler, şimdiye kadar tanımlanan immunojenlerden çok daha az yoğunlukta bile (pikomolar düzeyde) T hücrelerini uyarabilme yeteneğine sahip T hücre mitojenleridir. Stafilokok, streptokok, P. aeruginosa ve M. arthritis tarafından sen¤¤¤lenen bazı ekzotoksinler bu grup substanslar içinde kabul edilmektedirler. Bu antijenlerin (süper antijenler), diğer antijenlerden olan önemli farkları, APC (antijen sunan hücreler) tarafından işlenmeden, MHC II molekülü ile birlikte APC 'lerin yüzeylerine çıkarılır ve buradan T hücrelerine (T4 veya T8) sunulur. T hücrelerinin yüzeylerinde bulunan TCR (T hücre reseptörünün beta zincirinin variable bölgesi (VB ) ile direkt bağlantı kurarak birleşirler. Böylece, T4 hücreleri çok kuvvetli olarak uyarılır ve aynı zamanda çeşitli sitokin sen¤¤¤lemeye başlarlar. Süperantijenler orijinlerine göre başlıca 4 kategoriye ayrılmaktadırlar. Bunlar hakkında gerekli bilgiler “Mikrobial antijenler" bölümünde verilmiştir. 3) Endotoksinler: Endotoksinler, Gram negatif bakterilerinin hücre duvarının (dış membranının) Lipopolisakkarid (LPS) karakterindeki yapısal bir komponentidir. LPS, başlıca 3 kısımdan oluşmaktadır.Bunlardan biri, lipid porsiyonu (lipid A) toksik bir karakter taşır. Buna, merkez polisakkaridleri ile O spesifik karbonhidratlar (0 antijeni) bağlanmıştır. LPS, yapısal bir özellik taşıdığından ekzotoksinler gibi dışarı salgılanamazlar. Ancak, bunlar bakteriler lize oldukları zaman ortama geçerler. LPS'ler endotoksin olarak ta bilinirler. Lipid A'nın aktivitesinde, komplementin alternatif yoldan aktivasyonunun ve sitokin sen¤¤¤inin uyarılmasının rolü oldukça fazladır. Endotoksinlerin bazı özellikleri aşağıda kısaca belirtilmiştir. a) Deneme hayvanlarında toksik etki (letal etki) meydana getirebilmeleri için yüksek dozlarda (ekzotoksinlere oranla) verilmesi gerekir. b) Termostabil bir özelliktedirler ve antijeniteleri de zayıftır. c) Vücuda fazla miktarda verildiğinde, nonspesifik klinik belirtiler meydana getirirler (ateş, septik şok, zafiyet, diare, kan koagulasyonu, intestinal hemorajiler, yangısal reaksiyonlar ve fibrinolizis). d) Endotoksinlerin hücre veya dokulara karşı spesifik afiniteleri zayıftır. e) Toksoid hale dönüştürülemezler. f) Endotoksinler, lipopolisakkarid karakterindedirler. g) Vücuda girdiklerinde belli bir inkubasyon süresine sahip değildirler. Gram negatif mikroorganizmaların hepsi aynı kimyasal yapıda LPS oluşturamazlar. Aralarında farklar bulunmaktadır. Örn, bazılarında 0 spesifik karbonhidratlar kısa ve aynı zamanda değişik yapıda bulunur. Bazılarında da (spriroketalarda) dış membranında, LPS yanı sıra lipoproteinde vardır. Endotoksinlerin vücutta oluşturdukları bazı önemli bozukluklar şöyledir. Ateş (pirojenite): Vücutta, endotoksinlerin etkisi ile kan leukositlerinden (özellikle, makrofajlardan) sen¤¤¤lenen ve salgılanan endojenik pirojenler (Örn, İL-1, İL-6, TNF, vs), vücut ısısını kontrol eden beyin hipotalamusuna etkilemesi ve uyarması sonu ateş yükselmesi meydana gelir. Septik şok: Septik şok, vücutta organlarda meydana gelen fonksiyonel bozukluklarla karakterize olan kompleks bir olgudur. Eğer, Gram negatif bakteriler fazla miktarda kanda bulunursa veya damar içi endotoksinler şırınga edilirse tehlikeli septik şok oluşabilir (kan basıncı düşer, nabız zayıflar, solunumda azalma, yüksek dozlar kan dolaşımında bozukluklar, kollaps ve ölümlere yol açar). Kanda değişiklikler: Endotoksinler deneme hayvanlarına verilince, geçici bir süre için kan leukositlerinde azalma (leukopenia) ve sonra artmalar meydana gelir. Endotoksinler trombositleri zedeleyerek intravasküler kan pıhtılaşmasına yol açarlar. Ayrıca, endotoksinler damar permeabilitesini de artırarak hemorajilere sebep olurlar. Endotoksinler, kanda inaktif bir durumda bulunan Hageman faktörü-XII (kan pıhtılaşma faktörü-XII)nü de stimule ederler. LPS'ler leukositleri ve makrofajları uyararak İL-1, İL-6, İL-8, TNF-alfa, İFN, vs gibi sitokinlerin sen¤¤¤lerine de yol açarlar. 2.02. Diğer Virulens Faktörleri Bu başlık altında toplanan virulens faktörleri de, genellikle, ekstrasellüler niteliktedirler. Bunlar mikroorganizmaların yayılma kabiliyetlerine (invazif özellik) ve hastalık oluşturmalarına yardımcı olurlar. Ekzotoksinler kadar potent olmamakla beraber bazıları oldukça önemli ve ekindirler. Çoğu, enzim niteliğindedir. Bu faktörlerden önemli bazıları aşağıda bildirilmiştir. Hemolizinler: Bir çok Gram pozitif ve negatif mikroorganizma tarafından sen¤¤¤lenen bu toksik substansların alyuvarları parçalama özelliği bulunmaktadır. Hemolizinler alyuvarların membranında zedelenmeler yaparak hemoglobinin dışarı çıkmasına yol açarlar. Protein karakterinde, termolabil ve antijenik bir özellik gösteren ekstrasellüler streptokokkal hemolizinler oksijene olan duyarlılıklarına göre iki kısma ayrılmaktadırlar. Bunlardan Streptolizin O (SLO), oksijene karşı duyarlıdır ve okside olarak tahrip olur. Bu nedenle de anaerobik koşullarda üretilen S. pyogenes suşlarında koloni etrafında beta-hemoliz oluştururlar. Diğeri ise, Streptolizin S (SLS), oksijenden etkilenmez ve aerobik koşullarda üreyen S. pyogenes kolonilerinin etrafında beta-hemoliz alanı görülebilir. SLS, aynı zamanda hücrelere bağımlı durumdadır ve lökosidin etkisine de sahiptir. Eğer mikroorganizma fagosite edilirse, makrofajları veya PNL'leri öldürebilir. Hemolizin oluşturma yeteneği pasajlarla azalır ve kaybolabilir. Hemolizinler protein karakterinde olduklarından da antijeniktirler. S. pyogenes dışında bir çok Gram pozitif streptokok, stafilokok, klostridium ve Gram negatif (E. coli, P. aeruginosa, vs) bakteriler, kanlı agar üzerinde koloni etrafında alfa veya beta hemoliz alanları oluşturan koloniler meydana getirirler. Mikroorganizmaların hemolitik aktiviteleri, kullanılan kan türüne, agarın kalınlığına, ve aynı zamanda kültür koşullarına göre değişebilir. Bazıları, alfa hemoliz (koloni etrafında tam açılma yok, yeşilimsi görünüm) bir kısmı ise tam hemoliz (beta hemoliz) oluşturabilirler. Hyaluronidase (yayılma faktörü): Bazı mikroorganizmalar (streptokok, stafilokok, C. perfringens, vs) tarafından sen¤¤¤lenen bu enzim, bağdokuda bulunan ve sement vazifesi gören hyaluronik asidi hidrolize ederek ayrıştırır ve mikroorganizmaların dokularda kolayca yayılmasını sağlar. Bu enzim, indüklenebilen bir özellik taşıdığından, ancak ortamda hyaluronik asit varsa sen¤¤¤lenir. Streptokoklarda bulunan kapsülün bileşiminde de hyaluronik asit bulunmaktadır. Hyaluronik asit mukopolisakkarid yapısında olup antijenik bir özelliğe sahiptir. Streptokinase (fibrinolizin): Bu substans daha ziyade grup A, C ve G streptokoklar ile stafilokoklar (stafilokinase) tarafından sen¤¤¤lenir. Streptokinase, kan plasminogenini plasmine çevirir. Bu ürün de (plasmin) bir protease olup kan pıhtısı fibrini eritir. Kan pıhtısı eriyince, mikroorganizmalar daha kolay yayılma olanağı bulurlar. Koagulase: S. aureus, koagulase olarak adlandırılan enzim sen¤¤¤ler ve bu enzim plazmadaki aktivatöre etkileyerek koagulasyon meydana getirir. Reaksiyonda, kanda bulunan fibrinogeni, erimez (insoluble) fibrin haline dönüştürür (koagulasyon). Fibrin, aynı zamanda, mikroorganizmaların etrafını sararak fagositozdan ve diğer zararlı etkilerden korur. Koagulase enzimi termostabil ve antijeniktir. S. aureus 'ların patojenite kriterlerinin belirlenmesinde dikkate alınmaktadır. Ancak, koagulase sen¤¤¤lemeyen mutant patojenik S. aureus 'ların bulunması, patojenite tayininde bu faktörün tek olarak kriter alınamayacağını da ortaya koymaktadır. Leukosidinler: Bu substanslar, genellikle, streptokok, stafilokok ve pnömokoklar tarafından sen¤¤¤lenmektedir. Etkinlikleri daha ziyade fagositik hücrelerden olan makrofajlar ve polimorfnukleer lökositler üzerine olmaktadır. Mikroorganizmalar fagosite olduktan sonra, bunlara ait leukosidinler, hücre sitoplasmasında, içlerinde değişik karakterde hidrolizan enzimler bulunan granülleri parçalayarak internal degranülasyona yol açarlar. Bu substansların sitosola geçmesi fagositik hücrelerin çeşitli ve önemli fonksiyonlarını bozar ve aynı zamanda ölümlerine de neden olur. Bu durum, bir bakıma fagositik hücrelerin infeksiyonu niteliğini taşır. Leukosidinler antijeniktirler ve kendilerine karşı antikor sen¤¤¤ini uyarırlar. Deoksiribonuklease (DNase): Bu enzim, S. aureus, S. pyogenes, C. perfringens ve diğer bazı etkenler tarafından sen¤¤¤lenir. Zedelenmiş dokularda bulunan hücrelerin DNA (deoksiribonukleik asit) 'sını eriterek tahrip eder. Böylece, patojenler daha kolaylıkla yayılma olanağı bulurlar. Yaralarda bulunan ve yapısının büyük bir bölümünü ölmüş fagositik hücreler oluşturan irindeki hücre DNA'ları eridiğinden içlerinde bulunan mikroorganizmalar daha kolayca ve serbest hareket edebilmektedirler. Lesitinase: Daha ziyade, Clostridium spp'ler tarafından sen¤¤¤lenen bu enzim, hücre plazma membranında bulunan lesitini ayrıştırarak membranın bütünlüğünü ve fonksiyonunu bozar. Böylece hücreler tahrip olur ve patojenlerin etkinliği de artar. Kollagenase: Bazı Clostridium spp'ler tarafından sen¤¤¤lenen bu enzim de kas, kıkırdak ve kemiklerde bulunan kollageni ayrıştırma yeteneğine sahiptir. Patojenlerin invazyon kabiliyetini arttırır. Mikrobial demir kelatörleri: Demir bir çok aerobik ve aerotolerant mikroorganizmaların yaşamaları ve çoğalmaları için çok gerekli bir elementtir. Ayrıca, demir içeren bazı enzimlerin (sitokrom, katalase) sen¤¤¤leri için de demire gereksinim vardır. E. coli 'de de demir bağlayan protein (enterochelin) bulunmaktadır. Bu protein polimerize ferrik demiri solubulize ederek hücre içine girmesine yardımcı olur. Demir bağlayan proteinlere bakterilerde siderofor adı da verilmektedir. Konakçı serumunda bulunan transferrin, süt, sıvı ve mukozalarda bulunan laktoferrin demir içeren birer protein olarak bilinmektedir. Ayrıca, kanda da hemin bulunmaktadır. Ortamlarda demirin bulunması bakterilerin üremesi ve toksin sen¤¤¤leri üzerine olumlu etkide bulunur. Difteri, tetanoz, C. perfringens, vs etkenlerin toksini için demir gereklidir. Hidrojen peroksit (H2O2): Bazı mikoplasmalar ve ureaplasmalar, genellikle, ürogenital sistem mukozalarına yerleşme eğilimi gösterirler. Çoğaldıktan sonra burada hidrojen peroksit ve amonyak (NH3) oluştururlar. Bu maddelerin böbrek ve ürogenital sistem epitel hücrelerinde birikmesi zararlı ve zedeleyici etkiye sahiptir. 2.03. Membran Parçalanmasına Neden Olan Toksinler Listeriolizin: İnsan ve hayvanlarda hastalık oluşturan L. monocytogenes, uygun ortamlarda üretildiklerinde, hücrelerin sitoplasmik membranlarında porlar açan ve böylece hücrelerin permeabilitesini bozarak parçalanmasına neden olan listeriolizin adı verilen toksik maddeyi sen¤¤¤ler. Bu substans, aynı zamanda pore forming cytotoxin (delik açan sitotoksin) olarak ta bilinmektedir. Fosfolipase: C. perfringens tarafından sen¤¤¤lenen ve alfa-toksin olarak ta tanımlanan bu sitotoksin, fosfolipase karakterinde olup hücre membranındaki lesitini hidrolize ederek erimesine ve hücrelerin parçalanmasına neden olmaktadır. 2.04. Antifagositik Faktörler Kapsül: Bazı Gram negatif ve pozitif mikroorganizmaların etrafında hem virulensin artmasında, bakterinin korunmasında ve hem de fagositozun önlenmesinde etkili olan kapsül bulunmaktadır. Örn. B. anthracis 'in etrafında protein (D-glutamik asit polimeri) karakterinde ve plasmid tarafından spesifiye edilen zayıf antijeniteye sahip bir kapsül bulunur. C. perfringens, P. multocidae, S. pneumoniae, K. pneumoniae, H. influenzae, N. meningitidis, vs. etrafında polisakkarid yapısında kapsül bulunur. Kapsül, aynı zamanda, bakteriyi, fajların lizisinden de korur. B. anthracis 'in kapsülü in vivo koşullarda meydana gelir. Kültür ortamlarında pasajı yapıldığında kapsül kaybolabilir. Ancak, serumlu ve CO2 'li besi yerlerinde kapsül formasyonu tekrar meydana gelebilir. Kapsülsüz etkenin hastalık yapma yeteneği de kaybolur. Kapsül aynı zamanda komplementin aktivitesini azaltır ve fagositoza de mani olur. Bazı mikroorganizmaların etrafında bulunan mukoid tabakasının aynı zamanda üredikleri ortama da yayılabilen mukoid maddesinin de antifagositik etkisi bulunmaktadır. Hücre duvarı antijenleri: Hidrofobik yüzeye sahip olan Gram negatif bakteriler, hidrofiliklerden daha fazla, fagositoza dirençlidirler. Streptokoklarda bulunan M proteininin antifagositik aktivitesi (aynı zamanda adherens faktörüdür) vardır. S. aureus 'ların Protein A fraksiyonu, immunglobulinlerin Fc porsiyonu ile bağlanır. Eğer böyle bir antikor, fagositik hücrelerin yüzeylerindeki Fc reseptörleriyle birleşince antifagositik etki meydana getirir. Teikoik asitinin de antifagositik aktivitesi olduğu açıklanmıştır. Böylece mikroorganizmalar fagositozdan korunurlar. 2.05. Adherens Faktörleri Mikrobial infeksiyonların çoğu, genellikle, konakçının solunum, sindirim ve ürogenital sistemlerine ait mukozal membranlarının yüzeylerinden başlar. Bu yüzeylerde oluşan makroskobik veya mikroskobik porantreler patojenik mikroorganizmaların kolayca girmesine, yerleşmesine, üremesine ve vücuda yayılarak infeksiyonlar oluşturmalarına yardımcı olurlar. Ancak, yüzeylerinde böyle hazır giriş kapıları bulunmayan, sağlam hücrelere de etkenler girebilirler. Mikroorganizmalar kendilerinde bulunan adhezyon molekülleri yardımı ile hücrelerin yüzeylerindeki spesifik reseptörlere bağlanarak tutunur ve kolonize olabilirler, daha derinlere ulaşabilir ve vücuda yayılabilirler. Bu adhezyon faktörlerinden bazıları aşağıda bildirilmiştir. Hemaglutinin: Daha ziyade virusların yüzeyinde bulunan hücrelere tutunmada yardımcı olan ve aynı zamanda, eritrositlere de bağlanarak aglütinasyon (hemaglutinasyon) meydana getiren glikoprotein karakterinde moleküllerdir (peplomer). Fimbrial ve afimbrial adhezinler: Bazı bakterilerde bulunan fimbriaların (Tip-I pilus) distal uçlarında bulunan özel adhezyon proteinleri (adhezinler, fimbrial adhezinler) veya bakterilerin hücre duvarlarında lokalize olmuş spesifik adhezyon molekülleri (afimbrial adhezinler), konakçı hücre yüzeyindeki spesifik reseptörlerle (adhezin/reseptör) interaksiyona girebilir ve bunun sonunda mikroorganizmalar hücre yüzeyine bağlanabilir ve kolonize olabilirler. Bazı bakterilerde bulunan çeşitli adhezinler başlıca iki grup içinde toplanabilirler. 1- Gram negatif mikroorganizmalarda adhezinler a- Fimbrial adhezinler: E. coli (FimH, PapG, SfaS, PrsG), H. influenzae (HifE), K. pneumoniae (MrkD). Bu fimbrial adhezinler, hücre yüzeyinde bulunan, glikolipid, galaktoz, mannoz, sialogangliosid-GMI ve tip V kollagan reseptörleriyle interaksiyona girerler. b- Afimbrial adhezinler: B. pertussis (PHA, Pertactin), H. influenzae (HMV 1/HMV 2, Hia), H. pylori (Leb-bağlayan adhezin). Bu tür adhezinler de, S'li oligosakkarid, integrin, insan epitel hücreleri, fucosile Leb-histokan grubu) reseptörleriyle ilişki kurarlar. 2- Gram pozitif mikroorganizmalarda adhezinler Bunlar daha ziyade afimbrial özellikte olup bağlandıkları reseptörlerin karakterlerine göre gruplara ayrılırlar. a- Antijen I-II grubu: S. mutans (SpaP, Pl, PAc), S. gordonii (SspA, SspB ), S. sobrinus (SpaA, PAg). Bunlar, genellikle, salivar glikoproteinlere ve actinomyces reseptörlerine bağlanırlar. b- Lral grubu: S. parasanguis (FimA), S. pneumoniae (PsaA), S. gordonii (ScaA), S. sanguis (SsaB ), E. faecalis (EfaA). Bu gruptaki adhezinler (S. pneumoniae ve E. faecalis hariç), salivar glikoproteinlerine, fibrin ve actinomyces reseptörlerine bağlanırlar. c- S.gordonii (CshA, CshB ), S. aureus (FnbA, FnbB ), S. pyogenes (SfbI, protein F). Bu adhezinler de hücre yüzeyindeki fibronectin ve actinomyces reseptörleri ile ilişki kurarlar. d- S.pneumoniae (CbpA, SpsA, PbcA, PspC). Bu etkene ait çeşitli adhezinler de, sitokinle aktive olmuş epitelyal ve endotelyal hücreler ve İgA ile ilişki kurarlar. Yukarıda da görüldüğü gibi, bir tür mikroorganizma üzerinde hem fimbrial ve hem de afimbrial adhezinler bulunabiliyor. Ayrıca, farklı mikroorganizmalar farklı karakterdeki reseptörle bağlanabiliyor (veya tersi de olabilmektedir). Mikroorganizmaların sağ tarafındaki parantez içindeki kodlar, adhezin moleküllerini ifade etmektedir. Adhezinlerin bağlandıkları reseptörler de farklı karakter (genellikle) taşımakta ve hiç bir zaman bütün adhezinlerin, yukarıda belirtilen reseptörlerin hepsine bağlanabilir özellikleri yoktur. Diğer bir ifade ile adhezinlerle reseptörler arasında spesifik bir ilişki bulunur. Bakterilerin hücrelere kolonize olmalarını önlemek için, adhezinler ile reseptörler arasındaki ilişkiyi kesmek gerekir. Bu amaçla, adhezinlerle hazırlanan aşıların vücuda verilmesi halinde gerek kanda ve gerekse mukozal yüzeylerde spesifik antikorların varlığı ortaya konulmuş ve bunların, adhezinlerle birleşerek, reseptörlerle interaksiyona girmesinin önlendiği açıklanmıştır. Örn. uropatojenik E. coli 'ye ait FimH adhezinine karşı elde edilen anti adhezin antikorların, farelerde, çok olumlu sonuçlar verdiği bildirilmiştir. Mukoid salgı: Bazı mikroorganizmaların etrafında bulunan amorf bir özellik gösteren mukoid salgı antijenik bir maddedir. Fagositoza mani olur. Glikoprotein veya mukopolisakkarid yapısındadır. S katmanı: Bazı mikroorganizmalarda bulunan ve yüzeylere bakterilerin bağlanmasını kolaylaştıran maddelerdir. Teikoik asit ve lipoteikoik asit: Gram pozitif mikroorganizmaların hücre duvarında bulunan bu maddeler de, yüzeyde yerleştikleri için, adhesyon molekülleri gibi görev yapmaktadırlar. M proteini: S. pyogenes 'lerin hücre duvarındaki M proteini aynı zaman adherens faktörü olarak ta etkindir. 2.06. Mikroorganizmaların Vücuda Adaptasyonları Patojenik etkenler, çeşitli yollardan vücuda girdikten sonra, kendilerini çok değişik olarak buldukları bu yeni ortam koşullarına (ısı, pH, osmotik basınç, oksijen, gıda maddeleri, humoral, sellüler, fiziksel, kimyasal ve biyolojik anti mikrobial, diğer faktörler, vs) adapte etmeye çalışırlar. Bu faktörlerin büyük bir kısmı mikroorganizmaların yerleşme, kolonizasyon ve yayılmasına uygun olmamasına karşın, bazıları da destekleyici bir özellik taşımaktadır. Mikroorganizmaların bu kadar çok ve farklı olumsuz koşullara karşı kendini koruyabilmesi, savunabilmesi ve vücutta yerleşebilmesi için, bu yaşam savaşından galip çıkması (diğer bir ifade ile bu yeni ortama adaptasyon için mücadele vermesi ve bundan da başarılı olması) gerekmektedir. Eğer canlı kalabilirse, o zaman mikroorganizma, kendisinin, konakçının ve diğer faktörlerin etkinlik derecesine göre, yerleşebilir, ürer ve vücuda yayılarak infeksiyonlara ve hastalıklara yol açabilir. İşte, bu süreç, bir adaptasyon dönemidir ve infeksiyon için de ilk adımı oluşturur. Mikroorganizmaların, adaptasyon periodunu aşabilmesinde, genlerinde meydana gelebilecek reorganizasyonların önemli bir rolü bulunmaktadır. Bu genetik düzenleme için bazı mikroorganizmalar yeterli bir zamana sahip olmamasına karşın, bir kısmı da bu süreyi elde edebilir. Bu nedenle de hastalık ajanların bir çoğu vücutta yerleşme fırsatı bulamadan, başta, humoral ve sellüler faktörler olmak üzere diğer savunma faktörlerinin etkisi altında üremeleri sınırlandırılır ve öldürülürler. Bu adaptasyon periodunda, mikroorganizmalarda bulunan virulens faktörlerini kodlayan genlerin önemi oldukça fazladır. Bu period içinde genlerde bir reorganizasyonun meydana gelmesi gerekir ve bu sayede adaptasyon çok daha kolaylaşır ve canlı kalma süreleri de artar. Bu sürenin uzun veya kısa olmasında, bulunduğu ortamın sağladığı olanaklar (çevresel sinyaller, fiziksel ve kimyasal faktörler-Ca, Fe, vs) oldukça fazla etkilidirler. Bu ajanların indükleyici etkileri ile, virulens faktörlerinin kısa bir süre içinde ekspresyonuna yardımcı olurlar. Ancak, bu çevresel sinyaller ve bunların etkinlik dereceleri, mikroorganizmalara göre değişebilmektedir. Besi yerlerinde yavaş üreme gösteren mikroorganizmalar (veya generasyon süresi uzun olanlar) uzun bir adaptasyon dönemi geçirmiş olanlardır. Bu süre de kendini iyi reorganize edenler, üremenin latent periodunu geçerek üreme dönemine ve böylece daha hızlı çoğalmaya başlarlar. Eğer, mikroorganizmaların latent dönemi (adaptasyon dönemi) çok kısa sürmüşse, o zaman, etkenler çok daha hızlı çoğalabilir ve kısa bir sürede üreme dönemine geçerler. Latent periodun uzun veya kısalığı, mikroorganizmaların yeni girdikleri ortamının koşulları ile çok yakından ilgili olduğu kadar mikropların reorganizasyonu ile de alakadardır. Vücuda giren mikroorganizmaların genetik düzeydeki reorganizasyon ve regulasyon mekanizmaları oldukça önemlidir ve bunlar birkaç tarzda gerçekleştirebilmektedir. 1) gen reorganizasyonları (gen amplifikasyonu, genlerin yer değiştirmeleri, rekombinasyonlar, ve bunun gibi genetik düzeydeki değişiklikler). 2) Bazı özel genlerden yapılan transkript (mRNA) sayısının arttırılması, 3) Her transkriptten elde edilecek özel ürün (protein) miktarının artırılması, 4) Bazı silent genlerin indüklenerek stimule edilmesi ve böylece aktif gen haline getirilmesi, 5) Virulens faktörlerini kodlayan genlerin ve diğer önemli genlerin aktive edilmesi, Genetik yönden reorganizasyonda, çevresel faktörlerin uyarıcı etkileri yanı sıra, bakterilerde bulunan plasmidlerin, fajların, profajların İS-elementleri, Transposonların aktivitelerinin de rolleri oldukça fazladır. Bunların yanı sıra, kromozomun replikasyonu sırasında, yan yana gelen iki DNA iplikçiğinde homolog bölgeler arasında çok azda olsa, homolog rekombinasyonların meydana gelebileceğini belirten araştırıcılar bulunmaktadır. Yukarıdaki ekstrakromozomal genetik elementler, hem kendi aralarında ve hem de bakteri kromozomu ile çeşitli tarzda rekombinasyonlar meydana getirerek kromozoma integre olabilirler. Bazı bakterilerde virulens faktörlerinin bir kısmı plasmidler tarafından kodlanmasına karşın (Örn, B. anthracis ve C. tetani 'nin toksin sen¤¤¤i), bir kısım bakteride de faj tarafından spesifiye edilir (C. diphtheriae ve C. botulinum toksin geni). E. coli başta olmak üzere, bir çok Gram pozitif ve Gram negatif mikroorganizmalarda virulens faktörlerinin en önemlilerinden birisi olan pilusların ve diğer virulens faktörlerinin bazıları yine plasmid, Transposon, ve fajlar tarafından kodlanmaktadırlar. Promotorların kuvvetinin artırılması transkript ve gen ürününün de artmasına yol açar. Bu nedenle kuvvetli promotorlardan rekombinant DNA teknolojisinde fazla yararlanılır. RNA veya DNA polimerase genlerindeki mutasyonlar da replikasyona ve genlerin ekspresyonlarına olumsuz yönde etkilerler. Ayrıca, virulens genlerinin ekspresyonuna, promotor bölgesinde oluşan mutasyonlar da tesir ederler. 2.07. Mikroorganizmaların Giriş Yolları ve Miktarı 1) Mikropların vücuda girmesi: Mikroorganizmaların hastalık yapabilmesindeki ilk basamak, vücuda girmekle başlar. Bunun için bazı giriş kapılarına (porantre) ihtiyaç vardır. Vücutta bulunan en önemli giriş kapıları ağız, yutak ve sindirim sistemi, burun, larinks ve trachea ve akciğerler, genital organlar, göz konjunktivası ve deridir. Salmonella, shigella, vibriolar, brusella ve tüberküloz etkenleri sindirim sisteminden girerek; Corynebacterium diphtheriae insanlarda boğazda yerleşerek toksin meydana getirir ve bu zehir vücuda yayılarak hastalık yapar. Hayvanlarda septisemik hemorajik karakterde seyreden pastörellozisin etkeni ekseriya yutak ve larinkste yerleşmiştir. Bünyede bir zayıflamanın olduğu hallerde hastalık meydana getirirler. Tüberküloz ve anthraks etkenleri solunum yolu ile bulaştıkları gibi deriden de geçebilir. Deriden, ayrıca, leptospira, brusella, anaeroblar, anthraks mikroorganizmaları da girebilirler. Çiftleşme ile, genital yolla, sifilis, N. gonorrhoea, brusella ve C. fetus bulaşabilir. Göz yolu ile leptospiralar, listerialar ve diğer mikroorganizmalar girerek hastalık yapabilirler. Yukarıda yapılan ayrım kesin bir durum göstermez. Yani bir mikrop birçok yollardan vücuda girerek hastalık yapabilir. Örn, brusella sindirim, deri ve çiftleşme ile; tüberküloz, deri, sindirim ve solunum; antraks basilleri deri, sindirim ve solunum yolu ile bulaşabilir. Çeşitli yollardan infeksiyon meydana getirebilen mikroorganizmaların yaptığı hastalığın klinik tablosu girdiği yere göre değişebilir. Örn, B. anthracis sporları solunum yolu ile alınmışsa, akciğer antraksı, deriden alınmışsa girdiği yerde püstül ve ödem (kasap çıbanı), tüberküloz mikrobu deriden girerse deri tüberkülozu, barsaktan girerse barsak ve solunum yolu ile alınırsa akciğer tüberkülozunu meydana getirir. C. tetani, deride bulunan derin ve kirli yaralarda yerleşerek ürer ve toksin meydana getirir. Bu toksin kana karışarak hastalık yapar. Botulismde ise, toksin ihtiva eden gıdaların alınması sonu barsak yolu ile zehirlenme olur. Mantarların çoğu da, deri, solunum ve sindirim sisteminden girerek mikozeslere neden olurlar. Mikroorganizmaların hastalık yapabilmeleri için, bunların uygun yolla girmeleri de gereklidir. Örn, S. typhi sindirim yolu ile alınırsa vücudu istila edebilir ve hastalık meydana getirebilir. Deriden girerse çok nadiren vücuda yayılabilir. Buna karşın grup A hemolitik streptokoklar deriden girerek yayılma kabiliyetine sahiptirler: F. tularensis, derideki yaralardan girerse lenf yumrularında lokalize olur. Kana geçip istila edemez. Bu durumda ölüm oranı %5 kadardır. Halbuki, aynı etken sokucu sinek veya keneler aracılığı ile dokulara kadar iletilirse septisemi meydana getirir ve %95 ölüme sebep olabilir. Aynı şekilde, tetanoz toksinleri sindirim sisteminden girerse hastalandıramaz. Neisseria gonorrhoea ağızdan bulaşamaz. Beyin, damar ve periton içine verilen mikroorganizmalar, diğer yollardan, daha çabuk hastalık meydana getirirler. Vücudu mikroplardan koruyan sistemlerden biri de deri ve mukozaların mikroplar üzerine olan inhibitör ve öldürücü etkileri çok önemlidir. Deri dokusu salgılarıyla birçok mikroorganizmaların ölmesine sebep olmasına rağmen, derideki kıl ve yağ folliküllerinden ve çok küçük yaralardan mikroplar girerek infeksiyonlar yapabilirler (S. aureus, streptokoklar ve korinebakteriler, leptospiralar, vs.). Solunum ve genital organlarda bulunan mukus salgılayan hücreler de mikropların mukoza hücrelerine yerleşmesine mani olur. Bazı mikroplar lizozim enziminin etkisiyle öldürebilirler. Fakat, buna rağmen yine buralardan mikroplar girebilirler. Göz yaşının da aynı şekilde, mikroplar üzerine olumsuz etkisi vardır. Fakat, göz konjonktivası yolu ile de mikroplar hastalık yapabilirler. Mide asiditesi bazı salmonellaları inhibe eder. Fakat, bu asiditenin bozulduğu zamanlarda mikroplar mideyi kolayca geçebilirler. Bazı mikroplar normal deri ve mukozadan geçemezler. Ancak, deride ve mukozada meydana gelecek çok ufak mikroskobik yaralar mikropların giriş kapısı vazifesini görürler. Deri üzerinde sokucu insektlerin açtığı yaralardan mikroplar kolayca girebilirler. Su ile fazla yumuşamış deriden leptospiralar ve brucellalar kolaylıkla geçebilirler. 2- Mikrobun dozu (miktarı): Vücuda porantrelerden giren mikroorganizmalar, bir infeksiyonu başlatabilecek miktarda, olmalıdırlar (MİD minimum infektif doz). Bu limitin altında girenler, vücudun hücresel ve humoral savunma sistemleri ile kolayca yok edilirler. Mikrop sayısı ne kadar fazla olursa, konakçının hastalanma şansı o derece artar. Hastalık yapma veya başlatma limiti mikropların virulensine ve konakçının duyarlılığına göre de değişir. Virulensi fazla olan mikroorganizmalar çok hassas konakçıya az sayıda girseler bile, bir infeksiyonu başlatabilirler. Pasteurella multocidae için güvercinler, antraks basilleri için fareler örnek verilebilir. Mikroplar girdiği yerde yerleşmesine, üremesine ve buradan çeşitli yollarla (kan, lenf ve sinir sistemi) dokulara yayılmasına invazyon kabiliyeti adı verilir. Enterobakterilerin invazyon kabiliyeti, fazladır. Buna karşılık, deride yerleşen streptokok veya stafilokoklar, genellikle, burada lokalize olurlar. Bazen bitişik dokulara yayılırlar. 3. Konakçıya Ait Faktörler 3.01. Bağışıklık Mikroorganizmalar ne kadar virulent olurlarsa olsunlar konakçı duyarlı değilse ve savunma mekanizmaları tarafından önleniyorsa infeksiyon meydana gelemez. Konakçının direncine etkileyen bir çok faktörler vardır. Bunlar yerine göre işbirliği içinde, konakçıyı korumaya çalışırlar. Ancak, bu savunma mekanizmaları bazen yetersiz kalmakta ve canlılar hastalanmaktadırlar. Bir hastalıktan iyileşen şahsın, aynı infeksiyona, genellikle, ikinci kez yakalanmadığı veya en azından, uzun bir süre direnç gösterdiği eskiden beri bilinmektedir. On birinci asırda Çinliler, çiçek hastalığı geçirenlerin hayat boyu bu infeksiyona tutulmadıklarını bilmekteydiler. Bu nedenle, iyileşmiş kişilerin, hastalarla ilgilenmelerinin ve onlara yardım etmelerinin bir sakınca yaratmayacağını belirtmektedirler. Bu görüşler hastalıkların nedeni üzerinde durulmaksızın ve bilinmeksizin, Edward Jenner’e kadar muhafaza edilmiştir. Bağışıklığın kurucusu olarak kabul edilen bu bilim adamı, sığır çiçeği alan bir şahsın, insan çiçeğine karşı bağışık olacağını ve hastalanmayacağını deneysel olarak göstermiş ve böylece aşılama ile immunitenin elde edilebileceğini kanıtlamıştır (1798). Bağışıklık genel anlamda, vücuda giren veya verilen yabancı substanslara (mikroorganizma, toksin, toksoid, protein, polisakkarid, kompleks yapıdaki moleküller, vs.) karşı vücudun bütün genel ve özel savunma mekanizmaları ile karşı koyması, direnç göstermesi, kendini koruması ve zararlı maddeyi elimine etmesi olarak tanımlanabilir. Bağışıklık, bu genel tarifi içinde vücutta, birbirlerini tamamlayan ve çok yakın ilişkide bulunan başlıca iki temel korunma mekanizması tarafından sağlanmaktadır. DoğaI Bağışıklık 1)Genetik faktörler 2)Fizyolojik faktörler 3)Primer savunma mekanizması 4)Sekonder savunma mekanizması Edinsel Bağışıklık 1)Aktif bağışıklık a)Doğal aktif bağışıklık b) Suni aktif bağışıklık 2) Pasif bağışıklık a)Doğal pasif bağışıklık b) Suni pasif bağışıklık 3) Adoptif bağışıklık 3.02. Doğal Direnç (Yapısal direnç, Kalıtsal direnç, Nonspesifik direnç, Doğal Bağışıklık) Canlıların yapısal (anatomik, fizyolojik, fiziksel, kimyasal, vs) ve kalıtsal karakterleri ile ilişkili olarak, dışardan giren patojenik, apatojenik etkenlere ve diğer substanslara yönelik olarak genel savunma mekanizması yardımı ile karşı koyması ve kendini koruması doğal direnç (doğal bağışıklık) kapsamı içinde bulunmaktadır. Genetik olarak kontrol edilen ve kalıtımla nesillere aktarılabilen bu tür direnci, ayrıca, destekleyen ve yardımcı olan bir çok sekonder faktörler de vardır. Doğal dirençte etkinliği olan başlıca faktörler aşağıda gösterilmiştir. Genetik Faktörler Doğal direnci oluşturan faktörlerin başında genetik nitelikte olanları bulunmaktadır. Yavrulara kalıtsal olarak aktarılan bu karakter türler, ırklar ve bireyler arasında bazı değişiklikler göstermektedir. 1) Türlere ait direnç: İnsanlarda rastlanılan kızıl, kızamık, boğmaca, kolera, kabakulak, tifo, gibi bir kısım hastalığa ait bakteriyel ve viral etkenler hayvanlarda hastalık oluşturmazlar. Kanatlıların bir çok viral hastalığı da (AE, LL, Marek, IB, ILT, EDS, gibi) insan ve diğer memeli hayvanlarda bozukluklar meydana getirmezler. Hayvan türleri arasında da türlere özgü hastalıklar vardır. Şöyle ki, At vebası hastalığı tek tırnaklılarda, sığır vebası hastalığı da çift tırnaklılarda görülür. 2) Irklara (soy) ait direnç: Aynı tür içinde bazı ırklar (soylar), türün, genelde duyarlı bulunduğu infeksiyonlara, değişik derecede hassasiyet gösterirler. Örn, koyunlar, genel olarak, B. anthracis ’e duyarlıdırlar. Ancak, Cezayir koyunları, bu infeksiyona daha fazla doğal bir direnç gösterir ve hastalığı almazlar. Merinos koyunları, Piroplasmosis ve deri hastalıklarına daha fazla yakalanırlar. İnsanlar arasında, Negrolar Tüberkulozis ve mantar hastalıklarına, Anglosaksonlar solunum sistemi infeksiyonlarına daha duyarlıdırlar. Tavuk yumurta lizozimi, strain B10 farelerinde supresyon oluşturmasına karşın, B10 A ırklarında ise antikor sen¤¤¤ini uyarmaktadır. Poli-L-lizin, strain 2 kobaylarda hücresel bir yanıt meydana getirmesine karşın, strain 13’lerde hiç bir immunolojik cevap oluşturmamaktadır. Leghorn ırkı yumurtacı tavuklar, S. gallinarum infeksiyonlarına dirençli oldukları halde, Newhampshireler ise çok duyarlıdırlar. 3) Bireylere ait direnç: Bireyler arasında da hastalıklara yakalanma yönünden bazı farklar vardır. Ancak, bu durum genetik faktörler kadar, diğer nedenlerin etkisi (şahısların konstitüsyonel özellikleri yanı sıra, kondisyonel durumları, beslenme, kendini koruma ve diğer faktörler) altında da oluşmaktadır. İnsanlar arasında bir hastalığa (Örn, Grip), erken veya geç yakalananlar, hiç hastalanmayanlar, çok hafif veya çok şiddetli geçirenler bulunmaktadır. Hayvanlar için de benzer durumlar vardır. 4)Hücrelere ait direnç: Canlılar arasında türlere ve ırklara ait dirençte, hücrelerin yüzeyindeki özel reseptörlerin rolleri fazladır. Eğer, hastalık, ajanları, hücrelere kendinin bağlanmasına yardımcı olan reseptörleri bulamazsa tutunamaz, kolonize olamaz ve üreyemezler. Bunun sonunda da hastalık oluşturamazlar. Bir vücutta bazı doku ve organlar, mikroorganizmalarını yerleşmesine çok daha fazla duyarlı olabilmektedir. Fizyolojik Faktörler Doğal direnci destekleyen yan faktörler arasında bazı fizyolojik özellikler de bulunmaktadır. Bunlar da, 1) Vücut ısısı: Normal koşullarda, ısısı yüksek (41-42°C) olan kanatlıların hastalıkları (bakteriyel veya viral), ısısı 37-38°C arası olan memelilerde görülmemektedir. Bunun tersi de mümkündür. Ancak, kanatlılar normal koşullarda B. anthracis ’ten ileri gelen infeksiyonlara yakalanmamalarına karşın, bu hayvanların tüyleri yolunduktan sonra belli bir süre 37°C de tutulurlarsa deneysel olarak infekte olabilirler. Soğuk kanlılardan olan balıkların ve diğer hayvanların hastalıkları da, sıcak kanlılara bulaşmamaktadır. 2) Yaş durumu: Yeni doğanlar ile çok yaşlılar, immun sistem fonksiyonlarının yeterince aktif olmamaları ve hücresel aktivite noksanlığı nedenleriyle, gençlere veya erginlere oranla, bir çok infeksiyonlara daha duyarlıdırlar. Ancak, maternal antikorlar yeni doğanlarda önemli koruyucu etkiye sahiptir. Bazı hastalıklar da gençler arasında, erginlerden daha fazladır. 3) Hormonlar: Hormonları normal çalışan bireyler, hastalıklara daha dirençli olmasına karşın, hormonal bozukluk hallerinde vücut duyarlı hale gelmektedir. Ayrıca, hormon tedavileri de, doz ve süre iyi ayarlanmazsa, vücut direncinde azalmalara yol açmaktadırlar. 4) Beslenme: Yeni doğanlar için çok gerekli olan kolostrum ve spesifik antikorlar yanı sıra vitamin, karbonhidrat, yağ, protein, mineraller ve bazı sitokinler (TNF-a, TGF-b, IL-1b, vs) yönünden oldukça zengindir. Bu nedenle, neonatallar için çok gerekli bir besini oluşturur ve hayatın ilk günlerinde çeşitli bakteriyel, viral ve mantar infeksiyonlarına karşı koruma sağladığı gibi direnci de arttırır. Dengeli beslenmenin çeşitli infeksiyonlara karşı korumada çok önemli rolü vardır. Yetersiz gıda ve iyi beslenememe vücudun direncini zayıflattığı gibi antikor yapımına da olumsuz yönde etkiler. 5) Diğer fizyolojik faktörler: Öksürük, tıksırık, barsak peristaltiği, urinasyon, defekasyon, burun akıntısı, deskuamasyon, solunum sistemindeki siliar aktivite vs. gibi fizyolojik olgular mikroorganizmaların dışarı atılmasında önemli rollere sahiptirler. Primer Savunma Mekanizması Bir çok önemli ve nonspesifik komponentin işbirliği ile gerçekleştirilen bu savunma sisteminin, dışardan girebilecek her türlü hastalık yapıcı ajanlara karşı vücudu korumada önemli rolü vardır. Konakçı duyarlı, çevresel koşullar uygun ve mikroorganizmalar da virulent olsalar bile, yine bu sistem bütün elementleri ile direnç göstererek etkenlerin girmesine, kolonize olmasına ve yayılmasına mani olmaya çalışır. Primer savunma mekanizması, genelde, vücut yüzeyinde ve mukoz membranlarda aktivite gösterdiğinden, buna aynı zamanda tam karşılığı olmasa bile, dış savunma sistemi de denilmektedir. Bu savunmada rolleri olan başlıca faktörler aşağıda bildirilmiştir. 1) Tüyler: Hayvanların derisi üzerinde bulunan yapağı, tüy, yün veya kıl örtüsü bir çok tehlikeli mikroorganizmanın vücuda girmesine mani olduğu gibi, derinin yaralanmasına ve bütünlüğünün bozulmasına da karşı koymaktadır. Bu örtü, ayrıca, deri ve vücudu, aşırı soğuk ve sıcaktan, mekanik, fiziksel, kimyasal diğer faktörlerin zararlı etkisinde de korumaktadır. 2) Deri: Sağlam derinin epitel örtüsü mikroorganizmaların girişini önleyen önemli ve iyi bir bariyerdir. Bu epitel katmanının yaralanmaması ve bütünlüğünün bozulmaması gereklidir. Birçok patojenik mikroorganizma sağlam deriden geçememektedir. Ancak, bazıları (leptospiralar, brucellalar, vs) su ile yumuşamış sağlam deriden girerek infeksiyon meydana getirebilmektedir. Deride oluşan her türlü mikroskobik veya makroskobik lezyonlar mikroplar için uygun birer porantredirler. Fakat, her mikroorganizmanın infeksiyon oluşturabilmesi için virulensi yanı sıra, vücuda uygun bir yoldan ve yeterli miktarda da girmesi gerekmektedir. Örn, Mycobacterium tuberculosis ve B. anthracis insanlara deriden girerse, burada lokalize olabilir ve generalizasyon meydana gelmeyebilir. Stafilokok ve streptokoklar için de benzer durum söz konusudur. Deride bulunan ter ve yağ bezlerinin salgıları, bir çok patojenik mikroorganizmanın deride lokalize olmasına ve deriden içeri girmesine mani olurlar. Bu salgılar, mikroorganizmalar üzerine inhibitör veya öldürücü etkiye sahiptirler.Yağ bezi salgısının içinde bulunan doymamış uzun zincirli yağ asitleri (oleik asit gibi) hem deri yüzey pH’sını (3.5-5.5) düşürür ve hem de mikroplar üzerine antibakteriyel bir etki yapar. Sebumda bulunan kaproik ve kaprilik asitler bakterisidal bir etkiye sahiptirler. Terdeki laktik asit ve lizozim de benzer tarzda etkide bulunurlar. Terin içinde bulunan tuz konsantrasyonu da yüzeyde yüksek bir ozmotik basınç meydana getirir. Deri üzerindeki yerleşik mikrofloranın antagonist etkisi birçok patojenik etkenin kolonize olmasını önler. Deride komensal olarak bulunan C. acnea ’nin, özellikle S. aureus ve S. pyogenes gibi mikroorganizmalar üzerine bakteriostatik etkisi vardır. Deskuamasyon da deri üzerinde yerleşik mikroorganizmanın bir kısmının atılmasında büyük bir etkinlik gösterir. Derinin yıkanması veya dezenfekte edilmesi, folliküllere ve yağ bezlerine kadar girmiş olan etkenleri tam olarak elimine edemez. Derinin yukarıda belirtilen koruyucu etkinliği yanı sıra, immunolojik yönden de savunmaya katkısı olmaktadır. Özellikle, antijen işleyen ve sunan dendritik karakterdeki makrofajların (Langerhans hücreleri), T-hücrelerine (Th-lenfositleri) antijen sunmada ve salgıladıkları İL-1 ile de B- ve T- hücrelerini uyarmada önemli rolleri bulunmaktadır. 3) Mukoz membranlar ve salgıları: Sağlam mukozal yüzeyler, genellikle, bazı mikroorganizmalar için uygun giriş kapıları olarak düşünülmemektedir. Mikroorganizmaların içeri girmeleri için, önce mukus bariyerini geçmesi ve sonra da epitel hücrelere temas ederek onlara tutunması gerekmektedir. Eğer mukozal yüzeylerde, çeşitli nedenlerden ileri gelen porantreler varsa, mikropların girişi çok daha kolay olur. Vücutta bazı bölgelerdeki mukoz membranlar (ağız, yemek borusu, mide) çok katlı epitel hücrelerden oluştuğundan hastalık ajanlarına girişlerine karşı daha fazla direnç gösterirler. Solunum, sindirim ve ürogenital sistemlerin mukozaları üzerinde mukoid salgı daha fazla bulunmaktadır. Bunların koruyucu etkisi oldukça fazladır. Mukoz membranların yüzeyini örten mukoid tabaka (Mukus, MA: 530000) ve bunun devamlı hareket halinde olması mikropların hücrelerle direk temasını zorlaştırır. Birbirlerine disülfid bağlarla birleşmiş bir glikoprotein yapısında olan mukus, ayrıca, siliar aktivite nedeniyle de bir hareket hali gösterir. Ancak, piluslara sahip olan etkenler ile hareketli patojenik mikroorganizmalar bu mukoid tabakayı bazı noktalardan kolayca geçerek epitel hücrelerine ulaşabilirler. Ayrıca, mukoid katmanın zayıf olduğu yerler de bulunduğundan, buralardan hareketli veya hareketsiz bir çok mikroorganizma epitel hücrelerine tutunabilirler. Bu salgı tabakasının içinde bulunan bazı antibakteriyel substanslar (lizozim, sİgA, enzimler, mikrobial flora, fibronektin, vs) birçok etkenin kolonize olmasını önleyecek bir karakter gösterir. Bu aktivitede sİgA’ların özel bir yeri ve önemi vardır. Bazı mikroorganizmalar (N. meningitidis, N. gonorrhoea, H. influenzae, S. pneumonia, vs) salgıladıkları bazı maddelerle (sİgA protease), özellikle, sİgAl’in yapısını bozarak etkisiz hale getirir. Bu enzim, immunglobulini Fab- ve Fc-porsiyonlarına ayırır. Bazı bakteriler de (Bacterioides asaccharolyticus, B. melaninogeniscus) sİgAl, sİgA2 ve İgG yi ayrıştıracak enzim sen¤¤¤lerler. Barsaklarda yerleşik bulunan anaerobik mikroorganizmalardan kaynaklanan yağ asitleri, bazı salmonella ve shigella türlerinin üremelerini inhibe ettiği belirtilmiştir. Glisin ve taurin bileşikleri halinde sen¤¤¤lenen safra tuzlarının, barsakta anaerobik mikroorganizmalar tarafından kompleks safra kompozitlerine dönüştürülmesi, Bacteroides fragilis ve C. perfringens, laktobasil ve enterobakterilerin üzerine inhibitör etkisi bulunmaktadır. 4) Mikrofloranın etkinliği: Vücutta mukozal yüzeylerden (solunum sistemi, sindirim sistemi, ürogenital sistemlerin mukozaları ve göz konjunktivası yerleşik olarak bulunan ve bu yüzeylere daimi mikroflorasını oluşturan çeşitli tür ve sayıda mikroorganizmalar bulunmaktadır. Bunlar birbirleriyle kompetasyon (rekabet) halinde yaşayarak bir denge kurmuşlardır. Bu duyarlı denge, mikroorganizmaların salgıladıkları çeşitli türden antimikrobial substanslarla (bakteriyolisinler, lizozim, diğer enzimler, sIgA'lar, yağ asitleri, safra tuzları, vs) birbirlerinin üremelerinin belli limitler içinde kalmasını sağlarlar. Ayrıca dışardan gelen patojenik ve apatojenik etkenlerin de yerleşmesine mani olurlar. Bu dengenin bozulduğu durumlarda bazıları üreyerek konakçısını hastalandırabilirler.

http://www.biyologlar.com/infeksiyonun-mekanizmasi

Bakterilerde Okaryotik Prokaryotik Hucre

Mikroorganizmaların Hücre Yapıları Ökaryötik Hücre Nedir; Ökaryötik yapılı canlı hücresinin (alg, maya, mantar, protozoon, ve gelişmiş canlılar) temel özelliği, genetik şifreleri taşıyan DNA’nın bir zarla çevrili olan çekirdekte bulun­masıdır. Prokaryotik Hücre Nedir; Prokaryotik yapıdaki hücrelerde (Bakteriler) ise hücre duvarların kompleks olması ve tek kromozomdan ibaret olan genetik materyalin sitoplazma içerisinde dağınık bir şe­kilde bulunmasıdır. Bakterilerde Hücre Yapısı Bakteri hücresi ışık mikrokobu ile incelendiğinde, yuvarlak (kok), basil (çomak, çu­buk), virgül, filament (uzun saç benzeri) gibi morfolojik yapısı ile, kapsül, flagella ve spor gibi yapıları görülebilir. Gram boyama metodu kullanıldığında hücre duvarı yapı­sı hakkında (Gram pozitif veya Gram negatif) bilgi edinilir Bir bakteri hücresinin ana yapıları merkezden dışa doğru şunlardır: 1- Genetik materyal (kromozom) 2- Sitoplazma 3- Sitoplazmik membran 4- Periplazmik boşluk 5- Hücre duvarı 6- Kapsül (bazılarında) 7- Pilus/fimbria (bazılarında) 8- Flagella (bazılarında) 9- Spor (bazılarında) Genetik Materyal (Çekirdek, DNA) Bakteri hücresi elektronmikroskop ile incelendiğinde; genetik materyalin, memeli hücrelerindeki gibi bir zarla çevrilmediği, fibriler yapıda merkezde olmakla beraber si­toplazma içerisinde dağınık bir şekilde olduğu ve mitotik aygıt bulunmadığı görülür. Bakterilerde DNA yapısındaki genetik yapının 1 kromozomlu olduğu kabul edilir. Yak­laşık 1 mcm boyundaki bir bakteri hücresinin kromozomunun boyu 1 mm (1000 mcm) kadardır. Bu da kromozomun sitoplazma içerisinde ancak katlanarak sığabilece­ğini anlatır. Bakteri kromozomunun moleküler ağırlığı, yaklaşık 2-3 X 109 daltondur. Sitoplazma Nedir ve Sitoplazma İçi Yapılar, Sitoplazma Özellikleri Bakteri hücresinin iç kısmı sitoplazma sıvısı ile doludur. Sitoplazma, saydam, hafif akış­kan kıvamda ve kolloidal karakterdedir. Sitoplazmada bakteri hücresinin yaşlanmasına bağlı olarak artan ve ozmotik olarak inert nötral polimer yapısında bir kısım granüller bulunabilir. Bakteri hücresi bu granülleri rezerv maddeler olarak kullanır. Bazı bakteri­ler protein ve nükleik asit sentezi sırasında bu granülleri karbon kaynağı olarak kullanır. Bazı bakterilerdeki sülfür granüllerini okside ederek hidrojen sülfür (H2S) oluşturur. Sitoplazmada mikrokopla görülemeyen ancak ultra santrifüj teknikleri ile ortaya konabilen bazı yapılar bulunur. Bunların en önemlisi ribozomlardır. Ribozomlar, ribo-nükleik asid ile protein moleküllerinin karışımlarından ibaret enzimleri yapan ünite­ler olarak bilinirler. Ribozomlar bakteri hücresi için gereken her türlü protein ve enzi­min sentezlendiği ünitelerdir. Ribozomlar yaklaşık 10-20 nanometre (nm) çapındadırlar. Bir bakteri hücresinde 10000-15000 kadar bulunabilir. Temel olarak ribozomal PNA’yı oluştururlar. Hücre rRNA’sının % 80-90′ı ribozomlarda bulunur. Bakteri ribo-zomları 70 S’lik ribozomal RNA özelliği gösterirken, ökaryotik hücrelerde 80 S’lik ribozomal RNA bulunur. Bakteri sitoplazmasında sık rastlanan bir yapıda “ekstra kromozomal genetik elementler” olarak tanımlanan plazmidlerdir. Bunlar DNA yapısında olup, bakteri genomundan bağımsız olarak replikasyon (çoğalma) yaparlar. Bir bakteriden diğerine F pilusları va­sıtasıyla aktarılabilen-bulaştırılabilen- plazmidler, toplumda bilinçsiz antibiyotik kullanımı neticesinde artan antibiyotiklere dirençlilikten, enterik bakterilerde enterotoksin sentezinden ve barsaklara tutunma faktörlerinin hücrede sentezinden sorumlu genleri taşımakla sorumludurlar. Bazı bakterilerde bakteri virusları olarak da bilinen bakteriofaj genomlar (DNA veya RNA) da bulunur. Sitoplazmik Membran Nedir Hücre zarı, hücre membranı olarak da bilinen bu yapı, fosfolipid ve protein yapısında­dır. Ökaryotların aksine bakteri sitopiazmik membranında sterol bulunmaz. Sito­piazmik membranın başlıca görevleri, 1- Hücreye girecek-hücreden çıkacak maddelerin taşınması ve seçimi, 2- Sitoplazmanm sarılarak kolloidal yapısının korunması, 3- Enzimlerin birçoğunun depolanması, 4- DNA replikasyonu sırasında mezozom oluşturmak, 5- Hücre için gerekli bir çok protein, lipid, enzim vs’nin sentezinde gerekli madde­lerin taşınması, barındırılmasını sağlamak, 6- Hidrolitik enzimlerin periplazmik aralığa salgılanması ve hücre dışındaki besinle­rin parçalanması ve hücre içine alınacak hale getirilmesinde yardımcı olmaktır. Periplazmik Boşluk Hücre duvarı ile sitopiazmik membran arasında kalan bu kısım, jelimsi karakterde olup peptidoglikan ile doludur. Periplazmik aralık olarak da tanımlanan bölgede bazı proteinler, enzimler ve oligosakkaridler bulunur. Bunlar jel içerisinde serbestçe diffüze olurlar. Periplazmik proteinler arasında, hücre dışından içeriye alınacak besinleri par­çalayacak enzimler bulunur. Periplazmik oligosakkaridler ise ozmoregulasyonda gö­revlidirler. Hücre Duvarı Yapısı, Bakteri Hücre Duvarı Bakteri hücresinin sitopiazmik membranı ile kapsülü arasındaki yapılar (pilus ve flagellalar hariç) hücre duvarını oluştururlar. Hücre duvarının yapısı; Gram negatif ve Gram pozitif bakterilerde birbirinden farklıdır. Bakterilerin Gram negatif veya pozitif olarak sınıflandırılmaları hücre duvarlarındaki yapı farklılarından ötürüdür. Gram po­zitiflerde protein ağırlıklı yapı olduğundan mor, Gram negatiflerde hücre duvarı LP ve LPS ağırlıklı olduğundan pembe boyanırlar. Bu farklılık rutin mikrobiyolojide oldukça pratik bir şekilde bakterilerin tasnifinde işe yarar. Hekimlikte kullanılacak antibi­yotiklerin seçiminde de bu özellik göz önünde tutulur. Gram pozitif bakterilerin hücre duvarları temel olarak başlıca peptidoglikan (PG) ve teikoik asitten ibaret iken, Gram negatif bakterilerde içten dışa doğru peptidoglikan (PG), lipoprotein (LP), dış membran ve lipopolisakkarid (LPS) katmanlardan oluşur. Bakteri cinsleri hatta bazılarında türler arasında hücre duvarlarının antijenik özellik­leri farklıdır. Bu antijenik farklılıklardan faydalanılarak hasta kan serumundan bakteri enfeksiyonları teşhis edilebilmektedir. Gram negatif bakterilerin hücre duvarlarındaki LPS katmanındaki (lipid A ve polisakkarid) lipid A, endotoksin dir. Bu tür bakterilerin inaktive edilmiş (öldürülmüş) hücreleri bile konakçıda pirojenik (vücut ısısını arttıran) etki gösterir. Bakteriler, izotonik bir ortamda tutulurlarsa, dezenfektanlar, antibiyotikler veya bazı kimyasal maddelerin etkileri ile hücre duvarları parçalanabilir veya sentezleri durdu­rulabilir. Böylece hücre duvarsız (involusyon form) kalabilirler. Basiller iç basınçtan ötürü yuvarlak-şekilsiz bir hal alır. Gram pozitiflerde bu duruma protoplast, Gram ne­gatiflerde ise sferoblast adı verilir. Gram pozitiflerde peptidoglikan katman Gram negatiflerden yaklaşık 40 kat daha fazla bulunur. Gram negatiflerde PG sitoplazmik membranm hemen üstünde yerleşmiştir. Peptidoglikan, N-asetil muramik asit (NAMA) ve N-asetil glikoz amin (NAGA) mole­küllerinin B-l, 4 glikozid bağlarıyla birleşmelerinden oluşmuş heteropolimerlerdir. Gram negatiflerdeki Lipoprotein (LP) molekülleri, dış membran ve PG tabakalarını bir­birlerine bağlar. Gram negatif bakteri hücre duvarının en önemli yapı birimi olup, bir molekül LP 57 aminoasitten oluşur. Dış membran, periplazmik proteinlerin sızmasını önler. Özellikle Enterobacteriaceae familyasındaki bakterileri safra tuzlarından ve hidrolitik enzimlerden koruyucu görev ifa eder. Dış membran, sitoplazmik membran gibi yapısında fosfolipid molekülleri ve bazı özel proteinleri sıvı mozaik yapıdadır. Dış membranda proteinimsi porların olması bu katmanın küçük moleküllere karşı per-meable (geçirgen) yapar. Lipopolisakkaridler, dış membrana hidrofobik bağlarla bağ­lanmış olan yüzey yapıları gibi hücre duvarı katmanı olup, bazı işlemlerle saf olarak elde edilebilirler. Lipid A ve polisakkarid olarak 2 temel alt birimden oluşan LPS’lerin Lipid A kısımları Gram negatif bakterilerin enfeksiyon mekanizmasındaki önemli si­lahlarından olan endotoksinler olarak etkirler. Okaryotik hücrelerde bulunan otolitik enzimler, bakteri hücresinde de bulunur. Bun­lar PG’a bağlı olan amidaz, glikosidaz ve peptidaz enzimleridir. Bu enzimler bakteri hücresinin gelişmesinde, bölünmesinde, çoğalmasında ve nihayet ölümünde görev alırlar. PG, lizozim enzimi (tükürük, gözyaşı, vajen akıntısı, ter, yumurta akı, makro-faj hücreleri vs) ile kolaylıkla hidrolize edilir. Kapsül Bakterilerin tümünde kapsül olamamakla beraber önemli bir çoğunluğu doğal orta­mında veya doğala yakın hazırlanmış besiyerlerinde üretildiklerinde kapsül oluşturur­lar. Kapsül, tüm bakterilerde polisakkarid (Bacillus anthracis te ise poli-D-glutamik asit) yapısındadır. Bakteriyi konakçının fagositik hücrelerinden koruyarak daha patojen olmasını sağlarlar. Vücut hücrelerine tutunmada da (adhezyon) işe yarar. Birkaç kat olduğunda gliko-kaliks adını alır. Besiyerlerinde mukoid koloni oluşturarak üreyen bakteriler genellikle kapsüllüdürler. Kapsül bazı bakterilerde mikrokapsül halinde bulunabilir. Bakteri kapsülü negatif bo­yama veya kapsül boyama metotları ile ışık mikroskobunda görülebilir. Değişik cins ve türdeki bakterilerde kapsülün aminoasit dizilişi değişiklik gösterdiğinden antijenik yapıları da farklılık gösterir. Flagella Bakteri flagellası 130 nm çapında protein yapısında ve sitoplazmadan köken alan iplik benzeri uzantılar olup, bakterinin hareketli olmasını sağlar. Her bakteride bulunmaz. Bir bakterideki flagella sayısı, bakterinin cins ve türlerine göre değiştiği gibi yerleşim yerleri de farklılık gösterir. Bulundukları konuma göre monotrik (bir flagellalı), multitrik (çok flagellalı), lofotrik (bir uçta toplanmış flagellalar), amfitrik (karşılıklı iki uçta top­lanmış flagellalar), peritrik (bakteri hücresinin her tarafında flagella bulunması) gibi isimler alır. Bir flagella, flagellin adı verilen alt birim proteinlerden oluşur. Flagellalarm sentezleri, bakteri genomunun kontrolündedir. Sıvı besiyerlerinde üremiş bakterilerin flagellalan çalkalanarak koparılabilir. 3-6 dakikada yeniden sentezlenir. Flagellinlerde türlere göre (hatta aynı tür içerisinde bile) farklı antijenite gösterebilir. Pilus (Fimbria) Flagellalardan daha kısa ve daha ince tüysü yapılar olup, sitoplazmik membrandan kö­ken alırlar. Protein yapısındadırlar. Antijenik farklılıkları vardır. Bakterilerde iki çeşit pilus bulunabilir. 1. Konakçının hücre ve dokularına tutunmaya yarayan piluslar (Escherchia coli’lerdeki Colonisatioıı Factor Antigens I, CFA II, CFA III, üropatojen E. coli’lerdeki P pi­luslar, Streptococcus’lardaki M ve X proteinler gibi). 2. Bakteriyel konjugasyonda verici hücrenin alıcıya tutunmasına ve plazmid akta­rılmasında görevli olan F piluslar. Bakter Serin biı çoğunda pilus sentezi, plaz-midlerin genetik kontrolündedir. Spor Bakterilerde spor, zor çevre şartlarından kendi neslini koruma için geliştirdiği bir form değişikliği olup, bakteri sporlu iken üreyip çoğalamaz ancak yıllarca (örneğin B. anthracis’te 2500 yıl) sonra bile vejetatif hale gelebilecek şekilde, korunabilmektedir. Aerobik bakterilerden Bacillus cinsi (B. anthracis, B. subtilis, B. ccreus, B. megatarium) ile anaerobik bakterilerden Clostridium cinsi (Cl. tetani, Cl botulinum, Cl. perfiringens, Cl. septicum, vs) bakterilerde bulunur. Koklarda (bazı Sarcinia türleri hariç) Gram negatif­lerde ve spiroketlerde spor oluşumu tespit edilmemiştir. Aerob bakterilerde spor sade­ce in vitro gelişirken, anaerob bakterilerde hem in vitro hem de in vivo oluşabilmektedir. Vejetatif bakterilerin % 70′i su iken, bakteri sporlarında su oranı % 5-20 kadardır. Bakteri sporlanacağı zaman, hücre içerisine yeterli besin maddelerini depoladıktan sonra vejetatif hücre için gerekli bazı genlerin çalışmasını durdurarak, spor oluşumun­da görevli genleri faaliyete geçirir. Önce bakteri genomu sporun oluşacağı kısma doğru uzamaya başlar. Çift katmanlı zar oluşması diğer dış katmanların sentezi için pre-kürsör (başlatıcı) görevi görür. İki kat membran arasına PG, dipikolinik asit ve kalsi­yumca zengin maddeler birikerek korteks şekillenir. Spor oluşumu 50 kadar gen tara­fından kontrol edilmektedir. Yukarıda da belirtildiği gibi sporlanmış bakteri uygun or­tamda yıllarca korunabilir. Çevre, bakteri için uygun hale geldiğinde veya sporlu bakte­riler insan veya hayvanlarca alındığında, bakteri vejetatif hale geçer. Bu 3 aşamada olur. 1. Aktivasyon. Sporun ısı, ışık, nem, pH, uygun aminoasitler vs bulunan bir orta­ma kavuşması, vejetatif hale geçmesini uyarır. 2. Jerminasyon. Aktive olmuş sporun bazı aminoasitlere minerallere (özellikle Mn++) ve suya gereksinimi vardır. Bu maddeler aktivasyon sırasında oluşan çatlamalardan içeriye girerek spordaki dipikolinik asit ve kalsiyumun spordan atılmasını sağlar ve bakteri vejetatif hale dönüşür. 3. Basilin boyu uzar ve normal şekle döner. Bakteri sporları genellikle oval veya yuvarlak şekilli olup, basilin uç kısmında (termi­nal), ortasında (sentral) veya ikisi arasında (subterminal) yerleşebilir.

http://www.biyologlar.com/bakterilerde-okaryotik-prokaryotik-hucre

Virusların Genel Özellikleri

Virusların Genel Özellikleri

Viruslar, protein veya kompleks bir yapıdan (glikolipoprotein) oluşan bir muhafaza içine paketlenmiş DNA veya RNA'lardan sadece birine sahip çok küçük infeksiyöz ajanlardır. Latince zehir anlamına gelen virus(lar) bu basit ve çok küçük yapıları ile cansız ortamlarda üreyebilecek yetenekte değildirler. Çünkü, taşıdıkları genetik bilgiler ve buna bağlı olarak gen sayısı kendilerinin bağımsız replikasyonlarını sağlayacak yeterlilik taşımamaktadır. Bu nedenle de canlı hücrelerin ekspresyon mekanizmalarına ve makromoleküllerine gereksinim duyarlar. Diğer bir ifade ile viruslar, bağımsız çoğalmalarını sağlayacak mekanizmalardan ve moleküllerden yoksundurlar. Bunları ancak, infekte ettikleri hücrelerde buldukları için, hücrelere bağımlıdırlar ve birer hücre paraziti olarak kabul edilirler. Bu noksanlıkları nedeniyle de, viruslar, bakteriler gibi tam bir hücre olarak değil "bazı genetik informasyonlara sahip infeksiyöz ajanlar" olarak tanımlanmaktadırlar. Viruslar, infekte ettikleri hücrelerde kendi replikasyonlarını sağlayacak makromolekülleri her zaman hazır bulamazlar. Bulunanlar da replikasyonları için uygun veya yeterli olmayabilir. Böyle dezavantajları gidermek için, bazı viruslarda, replikasyonları için önemli fonksiyonu olan bazı enzimlerin kodlarını taşırlar. Ayrıca, viral genom hücreye (sitoplasma) girdikten sonra, hücrenin bütün mekanizmalarına hakim olmakta ve sadece kendilerinin replikasyonu için programlama ve yönlendirme yapmaktadır. Böylece, viral replikasyon güvence altına alınmaktadır.Litik infeksiyonlarda infekte hücreler, kendileri için değil, sadece virus için bütün olanaklarını (ekspresyon mekanizmaları, makromolekülleri, vs.) seferber eder. Hücrelerde metabolizma, replikasyon ve sentez olguları tamamıyla durur ve sonunda hücreler ölürler. Bakteriler ise, viruslardan çok daha fazla büyüktürler. Genomlarında ve sitoplasmalarında kendi bağımsız replikasyonlarını sağlayabilecek genlere, genetik bilgilere, ekspresyon mekanizmalarına, enerji ve makromolekül oluşturabilecek bütün olanaklara sahiptirler. Bu nedenle de, bakteriler, canlı veya cansız bütün ortamlarda kolayca üreyebilmektedirler. Bakteri olarak kabul edilen, klamidia ve riketsiyalar canlı hücrelerde üremelerine karşın kendilerinde bağımsız replikasyonlarını yapabilecek tüm mekanizmalar bulunmaktadır. Bazı bakteriler de (mikoplasma, riketsiya ve klamidia) boyutları yönünden viruslara yaklaşır bir konumdadır. Diğer bir ifade ile, bakteriler ile viruslar arasında ölçülere sahiptirler. Bunlardan, mikoplasmalar hariç tutulursa, riketsiya ve klamidialar sadece canlı ortamlarda üreyebilmektedirler. Bu özelliğinin dışında, bu iki cinse ait etkenler ile mikoplasmalar tam bir bakteri karakteri gösterirler. Bu nedenlerle de, bakteriler arasında klasifiye edilmektedirler. Bakteriler ile virusların bazı özellikleri aşağıdaki tabloda gösterilmiştir. Viruslardan, çiçek grubuna ait olanlar hariç tutulursa, diğerleri normal ışık mikroskopu ile görülmezler. Ancak, bazılarının hücrelerde meydana getirdiği intrasellüler veya intranükleer inklusiyon cisimleri kolayca gözlenebilir. Virusların morfolojilerini izlemede elektron mikroskoplardan yararlanılır. Virusların aksine, bakterilerde, DNA, RNA ve ribozomların hepsi bulunur. Viruslar antibiyotiklerden etkilenmedikleri halde bakteriler değişik tarzda olmak üzere duyarlılık gösterirler. Bakteriler ortadan bölünerek çoğalırlar ve filtrelerden geçemezler. Hayvan viruslarının etrafında bulunan kapsid veya zarf oluşumuna bazı bitki viruslarında rastlanamamıştır (viroid: tek iplikçik, sirküler RNA). Virusların bakterilere oranla 10-20 kat daha küçük olmaları, bir çok yönlerinin eksik kalmasına yol açmaktadır. Hem viral genom çok küçük olmakta ve hem de içinde bulunan gen sayısı ve buna bağlı olarak genetik informasyonlar bakterilere oranla daha az olmaktadır. Virusların boyutları da 20-300 nm arasında değişmektedir. En küçük virus parvoviruslar (20 nm) ve en büyükleri ise çiçek virusları 300 nm). Çiçek virusları bu ölçüleri ile ışık mikroskobunda kolayca görülmektedirler. Virus gruplarına göre değişmek üzere, infekte hücrelerde çok sayıda (yüzlerce, binlerce) virus partikülü sentezlenebilir. Böyle infeksiyonlar sonunda hücreler parçalanarak olgun viruslar saçılırlar (litik infeksiyon). Hücrelerde oluşan morfolojik bozukluklar (sitopatik efektler, CPE), hücre ve virus türlerine göre bazı değişiklikler ve özellikler gösterebilir. Bazı viruslar da hücrelerde sitopatik etkiler veya lizis oluşturmazlar (nonlitik infeksiyonlar). Böyle karakter gösteren virusların bazıları, hücrelerde yavaş ürerler ve hücrelerden tomurcuklanma ile olgunlaşarak dışarı çıkarlar. Hücrelerde her hangi bir bozukluk görülmez, hücreler hem virus üretmeye ve hem de çoğalmalarına devam ederler (persistent infeksiyonlar). Virusların diğer bir bölümü de, infekte hücrelerde bulunmalarına karşın herhangi bir üreme göstermezler. Böyle viruslar, hücrelerinin genomu ile birleşerek latent döneme girerler (latent infeksiyonlar). Latent infeksiyonlar, hücrelere yeni karakterler ve yeni antijenik determinantlar kazandırabilir. Bakterilerdeki, fajlar tarafından oluşturulan latent infeksiyonlarda toksin sentezi ve antijenik konversiyonlar meydana gelmektedir (C. diphtheriae ve C. botulinum C). Böyle durumlarda insan ve hayvan hücrelerinde de malignansi vs. gelişebilmektedir (retroviruslarda). Canlılar böyle latent viruslarla uzun süre birlikte yaşayabilirler. Viruslar çok geniş bir konakçı spektrumuna sahiptirler. Bazıları (kuduz) zoonotik infeksiyonlara yol açmasına karşın, bir bölümü de sadece insan veya sadece hayvanlara özgü kalmaktadır. Hayvan türlerinin de kendilerine ait viral infeksiyonları bulunmaktadır. Şöyle ki, kızamık, kabakulak, polio vs. viral hastalıklar insanlarda görülmesine karşın hayvanlarda rastlanamamaktadır. Buna karşın hayvan viruslarından, At vebası virusu at ve diğer tek tırnaklılarda, Sığır vebası virusu sığır ve diğer çift tırnaklı hayvanlarda hastalık yapar, insanlarda infeksiyon meydana getiremez. Konakçı affinitesine göre viruslar aşağıdaki tarzda klasifiye edilmektedir.  Virusların Klasifikasyonu Ve İsimlendirilmesi Doğada bulunan bütün organizmaların (hayvan, bitki, mantar, alg, parazit, bakteri, protozoon, vs.) kendine özgü bir veya birkaç virusla infekte olabileceği görüşü eskiden beri bilinmektedir. Bunlar arasında insan, hayvan ve bitkilerde hastalıklara yol açan değişik karakterde ve çeşitli özellikte viruslar saptanmış ve her geçen 5-10 yıl içinde de yeni viruslar ortaya çıkmaktadır. Virusların ilk saptanması, bakterilerden sonra olmuştur. Bu gecikmede, virusların boylarının bakterilerden çok küçük olmaları nedeniyle normal ışık mikroskoplarıyla görülememesi, cansız sıvı ve katı besi yerlerinde ürememesi ve filtreleri geçmesi esas nedeni oluşturmuştur. Bugün, virusların varlığını ortaya koyabilecek, izole ve identifiye edebilecek, üretebilecek bir çok teknik geliştirilmiştir. Elektron mikroskoplar da virusları görüntülemede ve morfolojilerini belirlemede çok yararlı olmaktadırlar. Viruslar hastalık oluşturduğu canlılara göre sınıflandırıldığı gibi (insan, hayvan, bitki, insekt, virusları, vs.) meydana getirdiği bozuklukların lokalizasyonuna göre de bir klasifikasyona tabi tutulmuştur. Şöyle ki, afinitesi (tropizm) olduğu doku ve organlara göre: enterotropik viruslar, neurotropik viruslar, dermatropik viruslar, pneumotropik viruslar, vs. Ayrıca, viruslar enzimatik, immunolojik, bazı kimyasal maddelere duyarlılık, replikasyon stratejileri, vs. özellikleri de dikkate alınarak sınıflandırmalar yapılmıştır. Virusları klasifiye etmede "İnternational Committee on taxonomy of viruses" tarafından önerilen bazı kriterler belirlenmiştir. 1966 ve1982 yıllarında bu komite, 3 önemli kriter üzerinde durmuştur. 1) Nukleik asit karakteri: DNA-RNA, polaritesi, tek-çift iplikçikli, lineer-sirküler, molekül ağırlığı, spesifik enzim kodları, segmentleri, vs. 2) Replikasyon tarzları :Rolling circle, semikonservatif, vs. 3) Virion morfolojisi :Kübik simetri, sarmal simetri, kompleks yapı, çıplak-zarflı oluşu, kapsomer sayısı, büyüklüğü, vs. Ancak, şunu da belirtmek gerekir ki, virusların ayrıntılı incelenmesi sonu ortaya çıkan yeni buluşlar standart ve devamlı geçerli bir klasifikasyona engel olmaktadır. Virus sınıf, familya, alt familya ve cinslerini belirlemede aşağıda açıklanan son ekler kabul edilmiştir. Virus Sınıfları için :-virales son eki Virus familyaları için :-viridae " Virus alt familyaları için :-virinae " Virus cinsleri için :-virus " 03. Başlıca Virus Grupları Başlıca virus familyaları (alfabetik sıraya göre dizilmişlerdir). DNA Virusları Familya-1 : Adenoviridae Cins -1 : Mastadenovirus (memelilerin) Cins -2 : Aviadenovirus (kanatlıların) Familya-2 : Circoviridae Familya-3 : Hepadnaviridae Familya-4 : Herpesviridae Alt familya-1 : Alphaherpesvirinae Cins -1 : Simplexvirus Cins -2 : Varicellavirus Alt familya-2 : Betaherpesvirinae Cins -1 : Cytomegalovirus Cins -2 : Muromegalovirus Alt familya-3 : Gammaherpesvirinae Cins -1 : Lymphocryptovirus Cins -2 : Rhadinovirus Cins -3 : Thetaly phocrytovirus Familya-5 : İridoviridae Familya-6 : Papovaviridae Cins -1 : Papillomavirus Cins -2 : Polyomavirus Familya-7 : Parvoviridae Cins -1 : Parvovirus Cins -2 : Dependovirus Cins -3 : Densovirus Familya-8 : Poxviridae Cins -1 : Orthopoxvirus Cins -2 : Leporipoxvirus Cins -3 : Avipoxvirus Cins -4 : Capripoxvirus Cins -5 : Suipoxvirus Cins -6 : Parapoxvirus Cins -7 : Molluscipoxvirus Cins -8 : Yatapoxvirus RNA Virusları Familya-1 : Arenaviridae Familya-2 : Birnaviridae Familya-3 : Bunyaviridae Cins -1 : Bunyavirus Cins -2 : Phlebovirus Cins -3 : Nairovirus Cins -4 : Hantavirus Familya-4 : Caliciviridae Familya-5 : Coronaviridae Familya-6 : Filoviridae Familya-7 : Flaviviridae Cins -1 : Flavivirus Cins -2 : Pestivirus Familya-8 : Orthomyxoviridae Cins -1 : Influenza Familya-9 : Paramyxoviridae Alt familya -1 : Paramyxovirinae Cins -1 : Paramyxovirus Cins -2 : Morbillivirus Cins -3 : Rubellavirus Alt familya -2 : Pneumovirinae Cins -1 : Pneumovirus Familya-10 : Picornaviridae Cins -1 : Enterovirus Cins -2 : Cardiovirus Cins -3 : Rhinovirus Cins -4 : Aphthovirus Familya-11 : Reoviridae Cins -1 : Orthoreovirus Cins -2 : Orbivirus Cins -3 : Cypovirus Cins -4 : Rotavirus Cins -5 : Fijivirus Familya-12 : Retroviridae Alt familya -1 : Oncovirinae Cins -1 : Oncovirus (C) Cins -2 : Oncovirus ( Cins -3 : Oncovirus ( Alt familya -2 : Lentivirinae Alt familya -3 : Supunavirinae Familya-13 : Rhabdoviridae Cins -1 : Vesiculovirus Cins -2 : Lyssavirus Familya-14 : Togaviridae Cins -1 : Alphavirus Cins -2 : Rubivirus Cins -3 : Pestivirus Cins -4 : Arterivirus Familya-15 :Toroviridae (tam sınıflandırılamadı) Familya-16 : Astroviridae (tam sınıflandırılamadı) Kaynak: Kaynak : Temel Mikrobiyoloji

http://www.biyologlar.com/viruslarin-genel-ozellikleri

Virusların Klasifikasyonu Ve İsimlendirilmesi

Doğada bulunan bütün organizmaların (hayvan, bitki, mantar, alg, parazit, bakteri, protozoon, vs.) kendine özgü bir veya birkaç virusla infekte olabileceği görüşü eskiden beri bilinmektedir. Bunlar arasında insan, hayvan ve bitkilerde hastalıklara yol açan değişik karakterde ve çeşitli özellikte viruslar saptanmış ve her geçen 5-10 yıl içinde de yeni viruslar ortaya çıkmaktadır. Virusların ilk saptanması, bakterilerden sonra olmuştur. Bu gecikmede, virusların boylarının bakterilerden çok küçük olmaları nedeniyle normal ışık mikroskoplarıyla görülememesi, cansız sıvı ve katı besi yerlerinde ürememesi ve filtreleri geçmesi esas nedeni oluşturmuştur. Bugün, virusların varlığını ortaya koyabilecek, izole ve identifiye edebilecek, üretebilecek bir çok teknik geliştirilmiştir. Elektron mikroskoplar da virusları görüntülemede ve morfolojilerini belirlemede çok yararlı olmaktadırlar. Viruslar hastalık oluşturduğu canlılara göre sınıflandırıldığı gibi (insan, hayvan, bitki, insekt, virusları, vs.) meydana getirdiği bozuklukların lokalizasyonuna göre de bir klasifikasyona tabi tutulmuştur. Şöyle ki, afinitesi (tropizm) olduğu doku ve organlara göre: enterotropik viruslar, neurotropik viruslar, dermatropik viruslar, pneumotropik viruslar, vs. Ayrıca, viruslar enzimatik, immunolojik, bazı kimyasal maddelere duyarlılık, replikasyon stratejileri, vs. özellikleri de dikkate alınarak sınıflandırmalar yapılmıştır. Virusları klasifiye etmede "İnternational Committee on taxonomy of viruses" tarafından önerilen bazı kriterler belirlenmiştir. 1966 ve1982 yıllarında bu komite, 3 önemli kriter üzerinde durmuştur. 1) Nukleik asit karakteri: DNA-RNA, polaritesi, tek-çift iplikçikli, lineer-sirküler, molekül ağırlığı, spesifik enzim kodları, segmentleri, vs. 2) Replikasyon tarzları :Rolling circle, semikonservatif, vs. 3) Virion morfolojisi :Kübik simetri, sarmal simetri, kompleks yapı, çıplak-zarflı oluşu, kapsomer sayısı, büyüklüğü, vs. Ancak, şunu da belirtmek gerekir ki, virusların ayrıntılı incelenmesi sonu ortaya çıkan yeni buluşlar standart ve devamlı geçerli bir klasifikasyona engel olmaktadır. Virus sınıf, familya, alt familya ve cinslerini belirlemede aşağıda açıklanan son ekler kabul edilmiştir. Virus Sınıfları için :-virales son eki Virus familyaları için :-viridae " Virus alt familyaları için :-virinae " Virus cinsleri için :-virus " 03. Başlıca Virus Grupları Başlıca virus familyaları (alfabetik sıraya göre dizilmişlerdir). DNA Virusları Familya-1 : Adenoviridae Cins -1 : Mastadenovirus (memelilerin) Cins -2 : Aviadenovirus (kanatlıların) Familya-2 : Circoviridae Familya-3 : Hepadnaviridae Familya-4 : Herpesviridae Alt familya-1 : Alphaherpesvirinae Cins -1 : Simplexvirus Cins -2 : Varicellavirus Alt familya-2 : Betaherpesvirinae Cins -1 : Cytomegalovirus Cins -2 : Muromegalovirus Alt familya-3 : Gammaherpesvirinae Cins -1 : Lymphocryptovirus Cins -2 : Rhadinovirus Cins -3 : Thetaly phocrytovirus Familya-5 : İridoviridae Familya-6 : Papovaviridae Cins -1 : Papillomavirus Cins -2 : Polyomavirus Familya-7 : Parvoviridae Cins -1 : Parvovirus Cins -2 : Dependovirus Cins -3 : Densovirus Familya-8 : Poxviridae Cins -1 : Orthopoxvirus Cins -2 : Leporipoxvirus Cins -3 : Avipoxvirus Cins -4 : Capripoxvirus Cins -5 : Suipoxvirus Cins -6 : Parapoxvirus Cins -7 : Molluscipoxvirus Cins -8 : Yatapoxvirus RNA Virusları Familya-1 : Arenaviridae Familya-2 : Birnaviridae Familya-3 : Bunyaviridae Cins -1 : Bunyavirus Cins -2 : Phlebovirus Cins -3 : Nairovirus Cins -4 : Hantavirus Familya-4 : Caliciviridae Familya-5 : Coronaviridae Familya-6 : Filoviridae Familya-7 : Flaviviridae Cins -1 : Flavivirus Cins -2 : Pestivirus Familya-8 : Orthomyxoviridae Cins -1 : Influenza Familya-9 : Paramyxoviridae Alt familya -1 : Paramyxovirinae Cins -1 : Paramyxovirus Cins -2 : Morbillivirus Cins -3 : Rubellavirus Alt familya -2 : Pneumovirinae Cins -1 : Pneumovirus Familya-10 : Picornaviridae Cins -1 : Enterovirus Cins -2 : Cardiovirus Cins -3 : Rhinovirus Cins -4 : Aphthovirus Familya-11 : Reoviridae Cins -1 : Orthoreovirus Cins -2 : Orbivirus Cins -3 : Cypovirus Cins -4 : Rotavirus Cins -5 : Fijivirus Familya-12 : Retroviridae Alt familya -1 : Oncovirinae Cins -1 : Oncovirus (C) Cins -2 : Oncovirus Cins -3 : Oncovirus Alt familya -2 : Lentivirinae Alt familya -3 : Supunavirinae Familya-13 : Rhabdoviridae Cins -1 : Vesiculovirus Cins -2 : Lyssavirus Familya-14 : Togaviridae Cins -1 : Alphavirus Cins -2 : Rubivirus Cins -3 : Pestivirus Cins -4 : Arterivirus Familya-15 :Toroviridae (tam sınıflandırılamadı) Familya-16 : Astroviridae (tam sınıflandırılamadı) Kaynak: Kaynak : Temel Mikrobiyoloji

http://www.biyologlar.com/viruslarin-klasifikasyonu-ve-isimlendirilmesi

Virusların Morfolojik ve Kimyasal Özellikleri

İnsan ve hayvanlarda infeksiyon ve/veya hastalık oluşturan viruslar (genel bir terim olarak, hayvan virusları) morfolojik özellikleri yönünden fazla çeşitlilik göstermemekle beraber, elektron mikroskopik muayenelerde olgun viruslarda bazı farklı formlar gözlemlenmiştir. Normal ışık mikroskopları ile görülebilen (1000 x veya 1500 x büyütmeli) Poxviridae familyası virusları hariç tutulursa, diğer virusların morfolojik karakterleri (olgun virus partiküllerinin genel görünümü ve yapıları) hakkında ayrıntılı bilgiler ve görüntüler, ancak, elektron mikroskopların keşfinden ve viroloji alanında kullanılmaya başlamasından sonra elde edilebilmiştir. Negatif boyama, X- ışınları difraksiyon, krioelektron mikroskopi, elektron mikroskop (TEM, SEM) ve diğer tekniklerin uygulanması, virusların daha net, ayrıntılı ve açık görüntülenmesine çok büyük katkısı olmuştur. Yapılan çalışmalarla virusların başlıca 4 morfolojik form gösterdikleri belirlenmiştir. 1) Yuvarlak (sferik) formlar: İkosahedral simetriye sahip bazı DNA (Adenoviridae, Herpesviridae, Papovaviridae, Iridoviridae, Hepadnaviridae) ve RNA virus familyaları (Birnaviridae, Caliciviridae, Picornaviridae, Reoviridae ve diğer bazı familyalar) ile helikal simetriye sahip olanlar (Arenaviridae, Bunyaviridae, Coronaviridae, Orthoymxoviridae, vs) bu grup içinde yer almaktadırlar. 2) Flamentöz formlar: Filoviridae virusları (Ebola ve Marburg virusları) flamentöz morfolojik bir özellik gösterirler. 3) Mermi benzeri formlar: Rhabdoviridae virusları (kuduz virusu) mermi benzeri formlara sahiptirler. 4) Briket (tuğla) benzeri formlar: Poxviridae virusları (variola, vaccinia, Cowpox, Orf, BPS, Molluscum contagiosum, vs) bu gruba dahildirler. Her ne kadar hayvan virusları başlıca 4 temel form gösteriyorlarsa da sferik olanlar daha fazla familya ile temsil edilmekte ve diğer 3 grup ise birer familyada bulunmaktadırlar. Bakteri viruslarında (bakteriyofajlar): Bradley klasifikasyonunda, A,B, ve C grupları) rastlanan kuyruklu formlar, hayvan viruslarında görülmemektedir. Yuvarlak DNA viruslarının boyutları 18-300 nm (nanometre) arasında değişmektedir (parvoviruslar, 18-26 nm ve iridoviruslar, 125-300 nm); RNA virusları, 25-300 nm (picornaviruslar, 25-30 nm ve paramyxoviruslar, 150-300 nm); Filoviruslar, 80 x 79-970 nm; rhabdoviruslar, 75 x 180 nm ve poxviruslar, 140-170 x 230-350 nm arası ölçülere sahiptirler. Aynı familya içinde bulunan cinslere ait virusların boyutları arasında farklar bulunmaktadır. Her ne kadar virusların bireysel formlarını ışık mikroskopları ile görüntülemek olası değilse de (poxvirusları hariç), ancak, bunların hücre içinde ürerlerken veya üredikten sonra oluşturdukları intrasitoplasmik veya intranukleer inklusiyon cisimciklerini görmek mümkündür. Işık mikroskopları ile kolayca gözlemlenen bu cisimcikler, ya sadece intrasitoplasmik (çiçek virusu, kuduz virusu, vs) veya sadece intranukleer (adenoviruslar, herpesviruslar, papovaviruslar, vs) oluşabilecekleri gibi her iki bölgede de aynı anda lokalizasyon gösterebilirler (CMV, kızamık virusu). Hayvan virusları, elektron mikroskopla saptanabilen başlıca 3 temel yapısal karakter göstermektedirler. 1) Kapsomerler ve kapsid 2) Zarf 3) Nukleik asitler (viral genom, DNA ve RNA) 01.01. Kapsomerler ve Kapsid Hayvan viruslarının genetik materyallerinin (DNA ve RNA) etraflarında belli sayıda ve birbirleri ile non kovalent bağlarla birleşmiş protein alt üniteleri (kapsomerler) bulunmaktadır. Kapsomerler, ikosahedral simetriye sahip viruslarda, belli bir düzen içinde yanana gelerek birleşir ve böylece genomun etrafında proteinden bir muhafaza oluşturur ki buna kapsid adı verilir. Helikal simetrili viruslarda ise, kapsomerler, viral nukleik asitin üzerinde yan yana gelmiş ve genoma bağlanmış durumdadırlar. Viruslar, kapsid simetrilerine göre başlıca iki kısma ayrılmaktadırlar. Ancak, bu iki temel gruba uymayan poxvirusları 3. bir bölüm içinde toplanmış ve böylece hayvan virusları 3 kısımda incelenmektedirler. 1) İkosahedral (kübik) simetri 2) Helikal (sarmal) simetri 3) Kompleks yapı 1)İkosahedral (kübik) simetri: Kapsomerlerin yan yana gelerek oluşturdukları düzenli formlar arasında kübik simetrinin özel bir önemi bulunmaktadır. İkosahedral simetri gösteren bir kapsid (isometrik kapsid), 12 köşe, 20 eşkenar üçgen yüzey ve 30 kenardan oluşmaktadır. Kapsidin köşelerinde yer alan her bir kapsomer 5 tane komşu kapsomerle (pentamer, penton), kenar ile yüzeylerde bulunan her bir kapsomerde 6 tane komşu kapsomerle (hekzamer, hekzon) çevrilmiştir. Bunlar bazı viruslarda aynı ve bir kısımlarında ise farklı yapıda polipeptidlerden oluşmaktadır. Adenoviruslarında da köşelerden çıkan, kısa ve uçları şişkince (tokmak benzeri) uzantılar (fiber) bulunmaktadır. Protein karakterinde olan fiberler, virusun hücrelere tutunmasında görev alırlar. Viruslara şekil veren, koruyan, viral genomun hücre içine girmesine yardımcı olan kapsid, protein yapısında olması nedeniyle de çok iyi bir antijeniteye sahiptir. Kapsidlerin eşkenar üçgenlerinin kenarlarında eşit sayıda kapsomer bulunur. Üçgenlerin her biri de kendi içinde daha küçük üçgenlere ayrılabilir üçgenleşme (triangulasyon). Eşkenar üçgenlerin bir kenarındaki kapsomer sayısı (n) bilinirse, kapsiddeki toplam kapsomer sayısı (N) hesaplanabilir. Örn, adenoviruslarında her bir kenarda 6 kapsomer bulunur. Buna göre kapsidin toplam kapsomer sayısı aşağıdaki formül yardımı ile saptanabilir. N = 10 (n-1)2 + 2 N = 10 (6-1)2 + 2 = 252 Kübik simetrili viruslarda nukleik asitler, kapsidin orta kısmında lokalize olmuştur. Genom ile kapsidin oluşturduğu birliğe, genellikle, nukleokapsid adı verilmektedir. İkosahedral simetrili viruslara, hem DNA ve hem de RNA virus familyalarının bazılarında rastlanmaktadır. DNA viruslarından herpes ve hepadnavirusları, ile RNA viruslarından togavirus ve flaviviruslarının etrafında (kapsidin dışında) diğer bir muhafaza daha bulur(zarf). Virusların protein yapısındaki kapsidlerinde, farklı familyalara ait olanlarınki ile kros reaksiyon vermeyen ve vücutta spesifik immunolojik yanıtı stimule eden tip spesifik protein molekülleri vardır. Bunlar, SDS-PAGE'de (sodium dodecyl sulfate - polyacrylamide gel electrophoresis) molekül ağırlıklarına göre yapılan separasyonlarda jel üzerinde farklı aralıklarla oluşan bant düzenleri virus familya ve cinslerini belirlemede önemli rol oynarlar. Ayrıca, penton ve hekzonlarda veya aynı kapsid üzerinde değişik yerlerinde lokalize olmuş spesifik antijenik protein molekülleri bulunabilir ve bunlar teşhiste önemli fonksiyonlara sahiptirler. Adenoviruslarının fiberleri de aynı şekilde spesifik antijenik uyarım yapabilecek güçtedirler. Reovirusların kapsidin etrafında iki adet konsantrik ve proteinden yapılmış muhafaza bulunmaktadır. İki muhafazalı olan virion infeksiyöz bir özellik taşır. 2) Helikal (sarmal) simetri: Helikal simetrili viruslara RNA virus familyalarında rastlanmaktadır. DNA viruslarında bu form bulunmamaktadır. Sarmal simetrili viruslarda spiral formda bulunan genetik materyalin üzerinde, bir tür polipeptidden oluşan, oval veya yuvarlak şekilli kapsomerler yan yana gelerek genomla birleşmişlerdir. Böylece, nukleik asit (RNA) kapsomerlerle birlikte helikal (spiral) bir form alır (helikal simetri). Kapsomerler, RNA genomla birlikte olduklarından da helikal nukleokapsid özelliği taşır. Helikal simetri gösteren hayvan viruslarının nukleokapsidlerinin etraflarında ayrıca sellüler lipidlerden zengin bir zarf bulunur (zarflı viruslar). Nukleokapsid bazı viruslarda bu zarf içinde ikincil kıvrımlar (yumak gibi) yapabilir. Hayvan viruslarının aksine, bitki viruslarından olan, tütün mozaik virusu (TMV) zarf taşımaz (zarfsızdır). TMV, sert ve nukleokapsid uzun (çomak gibi), düz ve RNA etrafında, her biri tek bir polipeptidden oluşan, yaklaşık 2130 oval kapsomer bulunur. 3) Kompleks yapı formu: Yukarda açıklanan temel iki kapsid simetrisine uymayan Poxviridae familyası virusları kompleks yapı formu grubu içinde incelenmektedirler. Böyle yapıya sahip viruslarının yüzeylerinde tübüler elementler bulunur. Çiçek viruslarında, DNA karakterindeki viral genom ortada ve bikonkav bir lokalizasyon gösterir. Ayrıca, orta kısımlarda da lateral cisimcikler yer almışlardır (orthopoxvirusları). Parapoxviruslarının yüzeylerinde çapraz strüktürler bulunur. Poxviruslarının etraflarında lipidden zengin zarf vardır. Virusların başlıca yapısal formları yandaki şekilde gösterilmektedir. 01.02. Zarf Bazı DNA (herpesvirusları, hepadnaviruslar, poxvirusları) ve RNA virusları (arenavirusları, bunyavirusları ve diğerleri) nukleokapsidlerinin etraflarında, viruslar hücrelerden tomurcuklanarak olgunlaştıkları sırada hücreye ait membranlara sarılarak dışarı salınırlar. Bu nedenle de zarfın yapısı, hücre membranlarının (sitoplasmik membran, nükleer membran, endoplasmik retikulum) kimyasal yapısı ile çok büyük benzerlik gösterir. İki katmanlı (bilayer) olan zarf, hücreler tarafından kodlanmasına karşın, zarfta bulunan peplomerler (glikoprotein yapısında, spike) ise viruslar tarafından spesifiye edilirler. Tomurcuklanarak hücrelerden çıkan zarflı viruslar hücrelere zarar vermezler ve hücreler normal yaşamlarını sürdürürler. Diğer bir ifade ile, hücrelerde morfolojik değişiklikler (sitopatik efektler, CPE) yapmazlar. Ayrıca, böyle viruslar, persistent infeksiyonlara yol açabilirler. Buna karşın hücre içinde olgunlaşan bazı viruslar da hücrelerde parçalanma (sitolizis) yaparak dışarı çıkarlar. Bilayer zarfın yüzeyinde lokalize olan ve viruslarca kodlanan peplomerler (spike; hemaglutinin, neuraminidaz, F-proteini), protein ve glikoprotein yapısında olduklarından da iyi bir antijeniteye sahiptirler. Vücutta, spesifik immunolojik bir yanıt oluştururlar. Peplomerler, elektron mikrografide çıkıntılar halinde görülürler. Bunlardan ayrı olarak ta bazı virusların (rhabdoviruslar, reoviruslar, orthomyxoviruslar, vs) zarflarının iç yüzeylerinde ve zarfın sağlamlığını destekleyen nonglikozile matriks proteini (M proteini) yer almaktadır. Viruslarda kapsid ve zarfın çok önemli fonksiyonları bulunmaktadır. Bunlardan bazıları aşağıda belirtilmiştir, a) Kapsidler ve zarflar, virusları, hem hücre içi (nukleazlardan) ve vücut içi antiviral maddelerden ve hem de vücut dışı fiziksel, kimyasal ve diğer virusidal faktörlerin zararlı etkilerinden de korurlar, b) Kapsidler ve zarflar (peplomerler), protein ve glikoprotein yapısında olduklarından ve virus grupları arasında farklı kimyasal özellik taşıdıklarından, vücutta spesifik bağışıklığı uyararak özgül antikor sentezini sağlarlar, c) Kapsidler ve zarflar, hücre yüzeylerindeki spesifik reseptörlere bağlanmada önemli rol oynarlar ve virusların infeksiyon oluşturmasının veya hücrelere girişinin de ilk basamağını sağlarlar, d) Kapsidler ve zarflar, virusların güvenli olarak sitoplasmik membranı geçmesini ve hücre içine (sitoplasmaya) ulaşmasına yardımcı olurlar, e) Kapsidler ve zarflar, virusların morfolojik özelliklerini belirlemede de fonksiyoneldirler, f) Kapsidler ve zarflar (peplomerler), vücutta oluşan spesifik antikorların tanınmasında ve bunlara bağlanmada ve antikor-antijen interaksiyonlarında önemli görevlere sahiptirler. g) Bazı poxvirusları hariç tutulursa, zarfın bütünlüğü infektivite için gereklidir. Zarflı viruslarda, glikoprotein yapısında olan peplomerlerin yanı sıra Transport kanal proteinlerinin varlığı da bildirilmektedir. Bunlar, membranın (zarfın) permeabilitesinde değişiklikler yapmakta, virionun internal ortamını modifiye etmekte ve virionun olgunlaşmasına katkıda bulunmaktadırlar. 01.03. Viral Nukleik Asitler (viral genom, DNA ve RNA) Virusların genetik yapılarını oluşturan nukleik asitler (viral genom), deoksiribonukleik asit(DNA) veya ribonukleik asit (RNA)lerden sadece birinden oluşur. Diğer bir ifade ile, virionda ya DNA veya RNA'lardan sadece biri vardır ikisi birden bulunmamaktadır. Bunlara karşın, bakterilerin genetik materyallerini hem DNA ve hem de RNA oluşturur. Ancak bunlardan mRNA'da genetik bilgiler bulunur. Diğer RNA'lar (tRNA ve rRNA) nongenomiktirler. Viral genom, hücre içinde kendi replikasyonunda fonksiyonu olan enzimlerden bazılarının kodlarına sahip olmasına karşın, gerekli diğer enzimleri, makromolekülleri, replikasyon ve ekspresyon mekanizmalarını, içinde üredikleri hücrelerden sağlarlar ve yararlanırlar. Bazı nukleik asitler, hücrelere girdiklerinde, infeksiyonu başlatabilir ve infeksiyöz yeni nesiller oluşturabilir. Buna karşın, bir kısım viruslar da, genetik informasyonların hemen hepsi bulunduğu halde, viral genom infeksiyöz değildir. RNA viruslarında, viral genom, eğer negatif (sens) polariteli ise, veya çift iplikçikli ise, bunlardan pozitif polariteli mRNA( +mRNA)'nın meydana gelebilmesi (transkripsiyonu) için viriona bağımlı transkriptaz enzimine gereksinim vardır. Bazı viruslarda da, transkripsiyonda sellüler transkriptaz kullanılır. Retrovirusların pozitif polariteli iki molekül tek iplikçik RNA'ları infeksiyöz bir özellikte değildir. Bu virusların ancak, proviral çift iplikçikli DNA'ları hücre genomuna integre olduktan sonra replikasyonları başlar. Retroviruslar hariç, diğer virusların genomlarında, her genin sadece bir kopyası bulunur. Viral genom, taşıdıkları genetik materyal türü yönünden başlıca iki kısma ayrılırlar. 1) Deoksiribonukleik asit (DNA): Bütün DNA viruslarında tek bir molekül genom bulunur. Bu da ya tek iplikçikli (ssDNA, parvoviruslar) veya çift iplikçikli (dsDNA), lineer veya sirküler bir özelliğe sahiptirler. Bunlar hakkında ayrıntılı bilgiler tablo 44.2 gösterilmiştir. Papovaviruslarında sirküler olan dsDNA, genellikle, süpersarmal (süperheliks) bir form gösterir. Çift iplikçikli ve sirküler hepadnaviruslarında DNA iplikçiklerinden biri diğerinden daha kısadır ve bunu bağlı olarak ta genom kısmen tek iplikçikli bir özellik taşır (ss/dsDNA). Poxvirusların lineer iki iplikçiğinin uçları birbirlerine kovalent bağlıdır ve denatürasyon durumunda sirküler tek iplikçik form oluşmaktadır. Lineer çift iplikçikli bazı herpesviruslarında genomun sonunda tekrarlanan sekanslar vardır. Adenoviruslarında, terminal tekrarlar birbirlerine ters oriyentasyon gösterirler (inverted terminal repeat, ITR). Parvoviruslarında da uçlarda palindromik sekanslar bulunur ve bunlar bir saç tokası görünümü alabilmektedirler. Terminal strüktürler yapışkan uçlar oluşturmaları yönünden de önemlidir. DNA viruslarında, bazı RNA viruslarında rastlanan segment oluşumu, saptanamamıştır. Bazı DNA virusları, kendi nukleik asitlerin sentezinde önemli rolleri olan proteinlerin (özellikle, enzimlerin) kodlarını taşırlar. Örn, hepadnaviruslar DNA'ya bağımlı DNA polimeraz ve poxvirusları da çok sayıda (polimeraz, nukleertopoizomeraz, fosfohidrolaz, vs gibi enzimlerin kodlarına sahiptir. DNA viruslarında genom büyüklüğü, küçük DNA viruslarında (parvoviruslar) 4-5 kb (MA: 1.5-2.2 x 106) ve büyük DNA viruslarında (poxvirusları) 130-280 kbp (MA: 130-200 x 106) arası bir varyasyon gösterir. Genellikle, 1 kb veya 1 kbp uzunluk, ortalama büyüklükte bir proteini kodlayacak bilgilere sahip olduğu kabul edilir. Bu nedenle de genomları 4-200 kb uzunlukta olanlar hem 4-200 gene ve dolayısıyla da 4-200 proteini kodlayabilecek kapasiteye sahip olmaktadırlar. Ancak, kodlamayan sekanslar (intron), tekrarlanan baz sıraları ve diğer nedenler göz önüne alınırsa, yukarıdaki görüş pek gerçekleşememektedir. Poxvirusları hariç tutulursa, DNA viruslarının hemen hepsi ikosahedral simetriye sahiptirler. ds : Çift iplikçik Jawetz, 1998;Ustaçelebi, 1993;Fenner, 1993, Akan, 1994 ss : Tek iplikçik + : Pozitif polarite (+ sens) - : Negatif polarite (- sens) RT: Reverse transkriptaz 2) Ribonukleik asit (RNA): RNA karakterinde genoma sahip viruslar, nukleik asitlerinin yapısal özellikleri yönünden, DNA viruslarından daha komplike bir durum gösterirler. Bunlar da, tek veya çift iplikçikli, lineer, segmentli ve segmentsiz bir yapısal organizasyona sahiptirler. RNA viruslarında sirküler genom bulunmamaktadır: Retroviruslarında genom, iki adet tek iplikçik ve pozitif polariteli RNA molekül yapısındadır. Bazı virus familyalarındaki (Bunyaviridae, Orthomyxoviridae, Reoviridae, vs) viruslarda bulunan segmentlerin her biri ayrı bir gen olduğu ve segmentlerin birbirlerinden tam ayrı olmadığı ve birbirlerine non kovalent bağlarla birleştiği kabul edilmektedir. RNA viruslarında genom hem ikosahedral ve hem de helikal simetri gösterir. Tek iplikçik RNA viruslarından picornaviruslar ve caliciviruslar dışındaki, ssRNA taşıyan virusların etraflarında lipidden zengin bilayer bir zarf bulunur. ssRNA virusları, viral nukleik asitlerinin polarite durumlarına göre pozitif (+) veya negatif (-) polarite (sens) olmak üzere iki kategoriye ayrılmaktadırlar. Eğer RNA hücre içinde mRNA fonksiyonuna sahipse, pozitif polariteli (+) RNA ve eğer böyle bir etkinliği bulunmuyorsa negatif polariteli olarak (-) RNA olarak kabul edilir. Viral RNA'nın (+) polariteli olduğu durumlarda, genomun 3'-ucu, genellikle, poliadenilatlı (pol AAA....) bulunmaktadır (örn, caliciviruslar, coronaviruslar, picornaviruslar, togaviruslar); bazılarının 5'-ucu ise kepli (cap)'dir (7-metil guanosin). Örn, coronaviruslar, flaviviruslar, togaviruslar, vs). Picornavirusları ve caliciviruslarda, RNA'nın 5'-terminusunda protein molekülü vardır. RNA viruslarında replikasyonda görev alan bazı enzimlerin kodları yer almaktadır. Örn, retroviruslarında, RNA'ya bağımlı DNA polimeraz; orthomyxovirusları, paramyxo-filo, bunya, reo ve arenaviruslarında, RNA'ya bağımlı RNA polimeraz enzimi gibi. RNA viruslarının genom büyüklüğü, 7,5 kb (picornavirusları, MA: 2.3-2.8 x 106) ile 27-33 kb (coronaviruslar, 7 x 106) arasında değişmektedir. 02. Virusların Kimyasal Yapıları Olgun bir virus partikülü, her ne kadar bir bakteri kadar zengin ve çeşitli kimyasal komponentlere sahip değilse de duyarlı organizmaya girdiklerinde değişik derecede (virusa ve konakçıya bağlı olarak) immunolojik bir yanıt oluşturabilecek moleküllere ve kompleks yapılara sahip bulunmaktadırlar. Bu nedenle de, viruslar, immunolojik özellikleri bakımından, bakterilerden hiç de gerilerde değildir ve hatta daha da önde oldukları söylenebilir. Virusların kimyasal yapılarını oluşturan başlıca komponentler hakkında aşağıda kısa ve özlü bilgiler verilmektedir. 02.01. Viral Proteinler Virusların yapılarında bulunan proteinler (viral proteinler) başlıca iki karakter taşımaktadırlar. 1) Yapısal (strüktürel) proteinler: Bu tür proteinler virionun bir çok bölgesinde lokalize olmuşlardır. Bunlardan, kapsid proteinleri, bazı DNA ve RNA viruslarında kapsidi oluşturan protein alt ünitelerinin (kapsomerler) yapısında bulunurlar ve çok iyi immunojenik aktiviteye sahiptirler. Kapsid proteinleri, bir virionun yüzeyinde, değişik karakterlerde ve lokalizasyonlarda olabilirler (VP1, VP2, VP3......,gp,....). Helikal simetrili viruslarda ise, genomla birleşik olan kapsomerler, nukleokapsidi oluştururlar. Burada da kapsomerlerin yapısı yine proteinden meydana geldiğinden antijenik bir özellik taşır. Yapısal proteinlerin bazıları da virusun bağlanma proteinlerini (ligand) oluştururlar. Zarflı viruslarda zarfın yapısında bulunan proteinler (zarf proteinleri) virus tarafından kodlanan peplomerlerde lokalize olmuşlardır. Peplomerlerde virus tarafından kodlanan peplomerlerde lokalize olmuşlardır. Peplomerlerde (spike), başlıca hemaglutinin, neuraminidase ve F-proteinleri bulunmakta ve bunlar, hücre yüzeylerinde yerleşik olan spesifik reseptörlerle bağlanabilen ligandları oluştururlar. Protein ve glikoprotein özelliği taşıyan bu moleküller de çok iyi antijenik karaktere sahiptirler. Hemaglutininler (trimer molekül) genellikle, hem alyuvarlara bağlanarak hemaglutinasyon fenomenine neden olurlar ve hem de hücrelere bağlanmada etkin ligandları oluştururlar. Neuraminidase (tetramer molekül) ise, hücre yüzeylerinde lokalize olan reseptörlerin yapısındaki oligosakkaridlerdeki sialik asidi hidrolize ederek bunun aktivitesine mani olur ve virusun bağlantısını çözerek serbest kalmasını sağlar (elüsyon). Bu nedenle neuraminidaz "reseptör parçalayan enzim" olarak tanınmaktadır (parapoxvirusları, orthopoxviruslar ve diğerleri). Virusların hücre içlerine girmesinde bu olgunun önemi fazladır. F-proteini (füsyon proteini), bu moleküller, hücrelerin bir araya gelmesini sağladığı gibi, hücre membranları ile de interaksiyona girerek zarfın membranla bütünleşmesinde de önemli rol oynar ve nukleokapsidin sitoplasmaya girişini kolaylaştırır. Zarflı olmasına karşın, Coronaviridae ve Herpesviridae viruslarındaki peplomerlerin etkinliği, Orthomyxoviridae ve Paramyxoviridae virusları kadar değildir ve oldukça zayıftır. Bazı zarflı viruslarda da (rhabdoviruslar, reoviruslar, orthomyxoviruslar, vs) yapısal bir karakter taşıyan ve zarfın iç yüzünde lokalize olan nonglikozile matriks proteinleri (M-proteinleri) bulunmaktadır. Viruslara şekil vermede rollere sahip olan M-proteinlerine Arenaviridae, Bunyaviridae ve Coronaviridae familyası virusların da rastlanmamıştır. 2) Yapısal olmayan (non strüktürel) proteinler: Bu proteinler, genellikle, viruslar tarafından kodlanmakta olup enzim karakteri göstermektedirler. Bunlar, virusların hücre içinde replikasyonları ve transkripsiyon regulasyonunda görev almaktadırlar (transkriptaz, revers transkriptaz, erken gen proteinleri ve diğerleri). Poxviridae familyası virusları kodladığı proteinleri bakımından oldukça zengindirler. Retroviruslar da revers transkriptaz enziminin kodlarına sahiptirler. 02.02. Lipidler Bazı DNA (Herpesviridae, Hepadnaviridae, Iridoviridae) ve RNA virus familyalarında (Arenaviridae, Bunyaviridae ve diğerleri) nukleokapsidlerin dışında yer alan ve hücre orijinli olan zarflar genellikle lipidlerden zengindirler. Çünkü, zarflar, viruslar, hücre membranlarından (sitoplasmik membran, nükleer membran, endoplasmik retikulum) çıkarlarken (olgunlaşma sırasında) alırlar. Bu nedenle de zarfın kimyasal yapısı ile hücrelerinki arasında çok yakın bir benzerlik bulunmaktadır ve bunlar hücre tarafından kodlanırlar. Zarflarda bulunan lipidler, viruslara göre değişmek üzere, hücre kuru ağırlığının %20-35'i kadar olabilmektedirler. Herpes viruslarının zarfları, hücrelerin nükleer membranları, orthomyxovirus ve paramyxovirusların zarf lipidleri de sitoplasmik membranların kimyasal yapıları ile özdeştirler. Lipidlerin yapısında fosfolipid, kolesterol, nötral yağlar, trigliseridler, glikolipidler, vs. bulunmaktadır. Virusların etrafında bulunan zarfların lipid kompozisyonları ve moleküler yapıları, virus türlerine ve ayrıca, içinde üredikleri hücreler (özellikle, olgunlaşarak çıktıkları membranların yapısına) göre değişiklik göstermektedir. Hatta, aynı tür virusun zarf lipid kompozisyonu, üredikleri hücreler farklı ise, değişik yapısal karakter gösterebilir. Zarflar, genellikle iki katmanlıdır (bilayer). 02.03. Karbonhidratlar Karbonhidratlar, virusların değişik bölgelerinde lokalize olmuşlardır. Virusların genetik materyallerinde (DNA ve RNA) pentoz şekerleri bulunmaktadır. DNA viruslarında 2-deoxy D-ribose olan şeker, RNA viruslarında D-ribose molekülü halindedir. Bu durumları ile de, genoma ad verirler (DNA ve RNA gibi). Karbonhidratlar, genomun yapısındaki bazlar ile fosfat molekülleri arasında bağ kurarlar. Şöyle ki, pirimidin bazlarında, şekerin 1 no’lu karbon atomu ile bazın 3 no’lu nitrojeni ve pürin bazlarında da şekerin 1 no’lu karbon atomu ile, bazın 9 no’lu nitrojeni arasında beta glikozid bağları ile ve diğer taraftan da pentoz şekerleri 3. ve 5 no’lu karbon atomları ile fosfat moleküllerine fosfodiester bağları ile birleşerek kompleksler oluştururlar. Zarfların yüzeyinde bulunan peplomerlerin yapısında da şeker molekülleri bulunduğundan bunlar, glikoprotein yapısı taşırlar ve iyi bir antijeniteye de sahiptirler. Buna karşın, matriks proteininde (M-proteini) şeker molekülü bulunmamaktadır (nonglikozile). 02.04. Fosfatlar Fosfat molekülü (H3PO4), viral nukleik asitlerin 3. önemli yapısal komponentini oluşturur. Ayrıca, Poxviridae familyası viruslarında fosforilize olmuş bazı proteinlere (fosfoprotein) veya lipidlere (fosfolipid) rastlanılmaktadır. 02.05. Nukleik Asitler (viral genom) Viruslar, genetik materyal olarak DNA (deoksiribonukleik asit) veya RNA (ribonukleik asit)'lardan sadece birini taşırlar. Bütün viral genomlarda her genin sadece bir kopyası olmasına karşın, retroviruslarında iki molekül tek iplikçik RNA bulunmaktadır (2, ss RNA, diploid). Nukleik asitler, DNA veya RNA, 3 tür komponentten oluşmaktadır. Bunlar da, 1) Pirimidin veya pürin bazları: Pirimidin bazları timin (T), sitozin (C) ve pürin bazları adenin (A) ve guanin (G)'dir. Ancak, RNA'da timin yoktur bunun yerini urasil (U) almıştır. 2) Pentoz şekeri (C5H10O5) : DNA'nın yapısında 2-deoxy D-ribose (C5H10O4) bulunmasına karşın RNA'da D-ribose (C5H10O5) molekülü vardır. 3) Fosfat molekülü (H3PO4): DNA ve RNA'da aynı yapıda fosfat molekülü bulunmaktadır. Kaynak :Temel Mikrobiyoloji

http://www.biyologlar.com/viruslarin-morfolojik-ve-kimyasal-ozellikleri

Kübik simetrili Zarflı RNA virusları

Toga- ve Flaviviridae Arbovirus (artropod born), kan emen artropod konakçılar ile omurgalı konakçılarda çoğalma siklusuna sahip viruslar için kullanılan bir deyimdir. Artropodlarla bulaşan çok sayıda virus, önceleri serolojik yöntemler ile sınıflandırılmış daha sonra fizikokimyasal ve morfolojik özellikleri belirlenerek Togaviridae familyası içinde ayrı ayrı Alfavirus ve Flavivirus olmak üzere iki ana serogrupta toplanmışlardır. Diğer serogrup ve serolojik olarak farklı arboviruslar; Bunyaviridae, Rhabdoviridae, Reoviridae (orbivirus) aileleri içinde sınıflandırılmışlardır. Togaviridae familyasındaki arboviruslar ile benzer özellikler gösteren ancak arbo olmayan bazı viruslar Rubivirus, Pestivirus ve Arterivirus cinsleri içinde bu aile içine dahil edilmişlerdir. Replikasyon stratejileri farklı olan bazı viruslar Flavivirus cinsi içinde Flaviviridae ailesi içinde sınıflandırılmışlardır. Evcil hayvanlarda hastalığa neden olan Toga- ve Flaviviruslar Cins Virus Bulaşma Konakçı Hastalık Alfavirus Doğu at ensefalitis Sivrisinek At (insan) Ensefalitis Batı at ensefalitis Sivrisinek At (insan) Ensefalitis Venezuela at ensefalitis Sivrisinek At (insan) Ateşli enfeksiyon ve Ensefalitis Getah virus Sivrisinek At Ateşli enfeksiyon Pestivirus Sığır viral diyare Solunum, temas kongenital Sığır Generalize enfeksiyon, solunum ve genital sist. belirtiler ve ishal Solunum,temas, kongenital Koyun Border hastalığı, kongenital Domuz kolerası Solunum,temas, kongenital Domuz Generalize enfeksiyon Arterivirus At arteritis Solunum,temas, kongenital At Generalize enfeksiyon, abortus Flavivirus Sıçrama hastalığı (Louping ill) Kene Koyun (insan) Ensefalitis Wesselbron hastalık Sivrisinek Koyun (insan) Generalize enfeksiyon, abortus Japon ensefalitis Sivrisinek Domuz (insan) Ensefalitis, abortus Togavirus ve Flavivirusların özellikleri Togavirus ve flavivirus virionlarının morfolojileri birbirine oldukça benzer fakat her biri farklı genomik yapıya ve çoğalma stratejisine sahiptir. Alfavirus ve arteriviruslar 60-70 nm, flavivirus ve pestiviruslar 40-50 nm çapında küresel virionlardır. Virion, ikozahedral kapsid ve onu çevreleyen birbirine sıkıca sarılı çift katlı lipid zarf’tan oluşmaktadır. Zarfın yapısında glikoprotein peplomerler bulunur. Togavirusların zarfında E1 (45-53 K) ve E2 (53-59 K) olmak üzere iki farklı glikoprotein bulunmaktadır. Bu antijenler alfavirus serogrup ve altgrupları için spesifik olup nötralizan antikorlar ile reaksiyon verirler. Ayrıca 29-36 K’lık kapsid proteini de bulunmaktadır. Flavivirusların zarfında ise 50-60 kDa’luk nötralizan antikor oluşumuna neden olan tek bir E glikoprotein bulunmaktadır. Zarfta glikolizlenmemiş 8 K’lık M protein de vardır. Ayrıca 14 K’lık C kapsid proteini de bulunmaktadır. Togaviruslar stoplazmada çoğalır ve budding yolu ile hücreyi terk eder. Flaviviruslar ise stoplazma içinde çoğalır ancak olgunlaşma stoplazmik vesiküller içinde olur. Toga ve flaviviruslar çevre koşullarına dayanıklı değildir ve dezenfektanlar ile kolayca inaktive edilirler. Alfaviruslar ve flaviviruslar Vero (Afrika yeşil maymun böbrek) hücreleri, BHK 1 (bebek hamster böbreği) hücreleri, tavuk ve ördek embriyo fibroblastları ve sivrisinek hücrelerinde çoğalır ve sitopatik etki oluşturur. Pestivirus ve arteriviruslar konakçılarından hazırlanan hücre kültürlerinde çoğalmaktadır. Sığır viral diyare virusu sığır embriyonik böbrek hücrelerinde, domuz kolera virusu ise domuzların lenfoid veya böbrek hücrelerinde çoğalmaktadır. Bu viruslar bu hücrelerde çoğu zaman sitopatik etki oluşturmamaktadır. Bu nedenle virusun hücre kültüründe varlığı ancak immunofloresan veya immunoperoksidaz gibi indirek yöntemler ile tespit edilebilmektedir. Alfa- ve Flavivirusların Patogenezisi Ensefalitis, bu virus gruplarının neden olduğu enfeksiyonlarda görülen en önemli klinik bulgudur. Bir arbovirus canlıya enfekte olan bir artropod vektörün ısırması ile girer ve virus girdiği yere yakın hücrelerde ve/veya ısırığın olduğu yere yakın olan (lenfatik akımla ulaştığı) lenf nodüllerinde çoğalır. Buradan kana geçen virus sinir sistemi dışındaki belli doku ve organlara yayılır ve virus canlıda yüksek titreye ulaşır (sekonder viremi). Sinir sistemi dışında doku ve organlardaki enfeksiyon doğrudan doğruya klinik hastalığa neden olabilir. Örneğin; Venezuella At Ensefalitis (VEE) virusun lenfoid dokularda ve belki de çizgili kaslarda ve bağ dokuda çoğalması ile ateşli bir hastalık ortaya çıkar. Sarı humma virusun hepatositlerde çoğalması insanlardaki hastalığın nedenidir. Arbovirusların neden olduğu hastalıkların patogenezisinde önemli olduğu bilinen diğer organlar kalp kası, pankreas epitelyumu ve lenfoid dokulardır. Virusun merkezi sinir sistemine girişi çeşitli şekillerde olmaktadır. Ensefalitis olguları Alfavirus ve flavivirusların büyük olasılıkla hematojen yolla yayılması sonucu olmaktadır. Virus, MSS’e çeşitli yollardan geçmektedir. 1. Merkezi sinir sistemindeki kapillar damar endotel hücreleri aracılığı ile pasif diffuzyon 2. Damar endotel hücrelerinde çoğalan virusun serbest kalarak MSS paranşimasına geçmesi 3. Koroid pleksus ve ependim’in enfeksiyonu sonucu virusun cerebrospinal sıvıya geçmesi 4. Virusun, yangı veya lenfoid hücreler aracılığı ile MSS paranşimasına ulaşması Son yıllarda immunofloresan yöntemi ile yapılan çalışmalar, geçici viremi görülen hayvanlarda virus titresinin düşük olduğunu ve Flavivirusların, koku-duyu (olfactor) epitelinde yoğun bir şekilde çoğalabildiğini ve buradan aksonlar aracılığı ile beyin dokusuna yayılabildiğini göstermiştir. MSS dokusuna ulaşan virus herhangi bir anatomik ve fizyolojik engel ile karşılaşmadan MSS’deki hücrelerarası boşlukta yayılabilmektedir. Lezyonlar, nöyronların doğrudan doğruya infeksiyonu, tahribatı ve fonksiyonlarının bozulmasının sonucu olarak ortaya çıkar. Virus MSS’de kalır ve tekrar dolaşıma geçmediğinden ensefalitis’in bulaşmada bir rolü bulunmamaktadır. At ensefalitisi Doğu, Batı ve Venezuella at ensefalitis viruslarının neden olduğu hastalıkların klinik belirtileri çok değişkenlik göstermektedir. İnfeksiyonlar subklinik veya hafif ateşle birlikte, iştahsızlık ve depresyon ile kendini gösterebilir. Venezuella at ensefalitisinde (VAE) olduğu gibi yaygın sistemik hastalık daha çok sinirsel semptomlar ile kendini gösterir ve çoğu zaman ölümle sonuçlanır. Doğu at ensefalitisinde; başın öne düşmesi dil, dudak ve kulakların sarkması ile karakterize depresyon hali daha şiddetlidir ve mortalite yak. % 90’a ulaşır. BAE enfeksiyonlarında mortalite % 20-40, VAE’inde ise % 50-80 arasında değişiklik gösterir. Hastalığı geçiren hayvanlarda uzun süren bir koruyucu bağışıklık gelişir. Laboratuar teşhisi Hastalık sporadik olarak görüldüğünden ve Batı ve Doğu ensefalitis enfeksiyonlarının ilk mevsimsel vakalarının teşhisi önemli olduğundan, laboratuvar teşhisi gereklidir. Virus izolasyonu için kandan ve beyin dokularından alınan örnekler hücre kültürü ve yavru farelere inokule edilir. Dokulardaki virus titresi ensefalitisin oluşumundan önce azaldığından genellikle negatif sonuç alınır. Bir salgın durumunda sivrisineklerden etken izolasyonu yapılması çok daha yararlı olmaktadır. VAE salgınlarında ise, klinik tanı genellikle yeterli olmaktadır. Erken ateşli dönemde kandan etken izolasyonu ile enfeksiyonun kesin teşhisi yapılabilir. Virus izolatlarının identifikasyonu serolojik yöntemler ile yapılmaktadır. Olguların retrospektif tanısı (antikor tespiti) amacı ile serolojik testlerden yararlanılabilir. Serolojik testlerde kros reaksiyonlara bağlı yanıltıcı sonuç alınmasını önlemek için belli (4 hafta) aralıklarla alınan çift kan serumu örneklerindeki antikor titre artışının tespit edilmesi gerekir. Kontrol DAE, BAE ve VAE enfeksiyonlarının kontrolünde inaktif hücre kültürü aşılarından yararlanılmaktadır.VAE için canlı attenue aşılar da kullanılmaktadır. İnaktif bi- veya trivalan aşılar 7 gün arayla iki doz halinde her yıl bahar aylarında uygulanmaktadır. VAE canlı attenue aşılar daha uzun süre bağışıklık sağlamaktadır. Salgınlar sırasında, kısa vadede vektör kontrolü amacı ile malation ve sentetik piretrin gibi insektisitler kullanılarak virus’un bulaşması önlenmektedir. Bunun yanında At nakilleri yasaklanmaktadır. İnsanlarda enfeksiyon At ensefalitis virusları zoonotik olup insanlarda da hastalığa neden olur. DAE virusu sporadik olarak ölümcül sinirsel semptomlarla karakterize enfeksiyona neden olur. Klinik olgularda ölüm oranı % 70’lere ulaşabilir. BAE virusu genellikle daha hafif, ateşle seyreden sistemik bir enfeksiyona neden olmaktadır. Ölüm oranı yaklaşık % 1’dir. VAE virusu sistemik, ateşli bir hastalığa neden olur. Klinik ensefalitis olgularının yaklaşık % 1’inde ölüm görülür. Sağlık hizmetlerinin yetersiz olduğu bölgelerde çocuklardaki olguların % 25-30’u ölümle sonuçlanabilir. Sığırların Viral Diyaresi (BVD) BVD ve Mukozal Hastalık (MH) birbirinden farklı iki hastalık sendromudur ve ilk olarak farklı hastalık olarak tanımlanmışlardır. Hastalıklara aynı etkenin neden olduğu 1959 yılında kanıtlanmış olmasına rağmen bu iki isim kullanılmıştır. Günümüzde hastalık, sığırların viral diyaresi ve etken ise (Togaviridae ailesi Pestivirus cinsi) BVD virus olarak tanımlanmaktadır. Hastalık, dünyada yaygın olarak görülen ve süt ve besi sığırcılığında ekonomik kayıplara neden olan önemli bir enfeksiyondur. Epidemiyoloji ve Bulaşma Virus, hayvandan hayvana, sürüden sürüye, idrar, ağız-burun akıntıları, dışkı ve atık fetus ile kontamine yemler ile indirek temasla bulaşır. Virus akut ve/veya persiste enfekte hayvanlardan duyarlı hayvanlara direk olarak ta bulaşabilir. Persiste enfekte olan bazı dişi hayvanlar cinsel olgunluğa kadar yaşabilir ve persiste enfekte yavrular doğurabilir. Enfekte sürülerdeki hayvanların önemli bir kısmında bağışıklık gelişir. Sürüye yeni giren duyarlı hayvanlarda (düveler) sporadik olgular gözlenir. Enfeksiyondan ari sürülere persiste enfekte bir hayvanın girmesi sürüde önemli kayıplara neden olur. Enfeksiyon, koyun ve keçi, domuz, geyik, bizon ve diğer ruminantlarda görüldüğünden bu türler duyarlı sığır sürüleri için enfeksiyon kaynağı olabilir. Klinik özellikler BVD olarak tanımlanan akut enfeksiyon her yaş duyarlı sığırda bir kaç gün süren ve hafif semptomlarla karakterize bir hastalıktır. Mukozal hastalık olarak tanımlanan persiste enfeksiyon ise intra-uterin dönemde kazanılan, yüksek mortalite ve düşük bulaşma oranı ile spesifik immun-toleransın görüldüğü bir hastalıktır. Mukozal hastalık klinik olarak bir sürüde ilk olarak ateş, iştahsızlık, sulu diyare ve stomatitis eroziva ile kendini gösterir ve bazen pnömoni ve topallıkla ile komplike olur. Klinik ve patolojik bulgular hayvanın yaşı ve gebelik durumuna göre değişiklik gösterir. Gebe olmayan hayvanlardaki postnatal enfeksiyonlarda 5-7 günlük inkübasyon döneminden sonra ateş ve lökopeni görülür ancak çoğu zaman subklinik seyreder. Duyarlı sürülerde bazı hayvanlarda şiddetli ishal olguları görülebilir, bazı hayvanlarda göz-burun akıntısı, ağız mukozasında erozyonlar gibi klinik belirtiler görülür. Sürüde önemli ölçüde süt veriminde azalma vardır. Bu sığır viral diyaresi olarak tanımlanır. Hastalığın seyri sırasında bağışıklık sistemi baskılandığından özellikle genç hayvanlarda solunum ve sindirim sistemi ile ilgili fırsatçı enfeksiyonlar da görülür. Enfeksiyonun duyarlı sığırlara persiste enfekte boğaların sperması ile bulaştığı durumlarda, çoğu zaman fark edilmeyen embriyo ölümleri ve geçici infertilite sorunları vardır. Gebe hayvanlarda enfeksiyon virusun plasenta yolu ile fetus’u enfekte etmesiyle ile oluşur. Bu durumda fetus’un yaşı ve virus suşuna bağlı olarak; fetusun bağışıklık sitemi gelişmeden önce (gebeliğin 100. gününden önce) enfekte olduğu durumlarda, enfeksiyon fötus’un ölümü, mumifikasyonu, abortus, kongenital anomali, zayıf buzağı sendromu, veya klinik olarak normal buzağı doğumu ile sonuçlanabilir. Fetus, yaşamaya devam ederse virusa karşı karşı tolerans gelişir ve o virus suşuna karşı immun yanıt oluşturamaz ve ömür boyu enfekte kalırlar. Bu buzağılarda virusa karşı antikor oluşmadığından sero-negatiftirler ancak fazla miktarda virusu salgıları ile çevreye yayarlar. Bu persiste tolerant enfeksiyon olarak tanımlanır. Bu durum, virusun sürüdeki duyarlı diğer sığırlara bulaşmasında çok önemli rol oynar. Bu hayvanlarda klinik Mukozal Hastalık ta görülebilir. Fetus, gebeliğin 100-150. günleri arasında enfekte olduğunda serebral hiperplazi, serebrumda boşluk ve retinada displazi’ler gibi göz ve sinir sisteminin gelişimi ile ilgili bozukluklar ortaya çıkar. Fetus, immun sistemi geliştikten sonra (gebeliğin yaklaşık 125. gününde) enfekte olduğunda yaşamaya devam ederse genellikle virusa karşı nötralizan antikorlar oluşturur ve virusu elimine eder. Persiste enfekte sığırlar; virusun yeni bulaştığı sürülerde bir sonraki buzağılama döneminde doğan buzağıların önemli bir kısmı persiste enfekte olabilir. Bu buzağılarda mukozal hastalığa bağlı ölüm oranı ilk yıllarda % 50’ye ulaşabilir. Kronik ateş, iştahsızlık, sulu ishal, burun akıntısı, eroziv ve ülseratif stomatitis bu buzağılarda görülen başlıca klinik belirtilerdir. Ölümler dehidrasyon’a bağlı olarak birkaç hafta veya ay içinde gerçekleşir. Makrokobik patolojik bulgu olarak; ağızdan abomazuma kadar çok sayıda erozyon ve barsaklarda hiperemi ve hemoraji gözlenir. Laboratuvar teşhisi Teşhis, hastalığın sürü hikayesi, klinik belirtiler, sürünün verim kayıtlarının incelenmesi ve makroskobik ve histopatolojik bulgulara göre yapılabilir. Oral lezyonların varlığı hastalıktan şüphe ettirir. Kesin teşhis hücre kültüründe virus izolasyonu ve dokularda antijen ve antikor teşhisine yönelik serolojik yöntemler (ELISA vs.) kullanılarak yapılır. Virus izolasyonu amacı ile laboratuvara dışkı, burun akıntıları, otopside alınan kan ve doku örnekleri ile atık fetus gönderilir. Virus hücre kültürlerinde sitopatik etki göstermediğinden virusun hücre kültüründe varlığı immunofloresan yöntemi ile tespit edilir. Aynı yöntem, dokulardaki viral antijenlerin tespitinde de kullanılabilir. Ayrıca akut ve iyileşme döneminde ayrı ayrı alınacak kan örneklerinde spesifik antikorlar nötralizasyon testi ile tespit edilebilir. Seronegatif sonuçların değerlendirilmesinde persiste enfekte tolerant hayvanların seronegatif oldukları unutulmamalıdır. Koruma ve Kontrol Hastalığın, özellikle besi ve süt sığır sürülerinde önemli ekonomik kayıplara neden olmasına rağmen etkili bir kontrol yöntemi yoktur. En önemlisi sürüde persiste enfekte sığırların varlığını önlemektir. Bu nedenle bu tür hayvanların tespit edilerek sürüden uzaklaştırılması gerekir. Bir çok bölgede enfeksiyonun kontrolü için sadece aşılama yönteminden yararlanılmaktadır. Ancak kullanılan aşıların bazı olumsuz etkileri vardır. İnaktif aşılar ile edilen başarı sınırlıdır. Hücre kültüründe hazırlanan attenue canlı virus aşılar daha yaygın olarak kullanılmaktadır. Canlı aşıların kullanılmasında bazı olumsuz sonuçlar vardır. 1. Aşı suşunun yetersiz attenuasyonu veya aşı hazırlanırken virusun pasajlanması sırasında wild tip virusa dönüşmesine bağlı olarak buzağılarda bulaşma ve ölümler görülebilir. 2. Aşı suşlarının immunsupresyona neden olmasına bağlı olarak BVD ile kombine aşılarda diğer viral etkenlere karşı bağışıklığın yetersiz kalması ve aşı uygulanan hayvanlarda fırsatçı enfeksiyonların daha sık görülebilir. 3. Virulent virus suşları içeren buzağı (persiste enfekte) serumlarının kullanıldığı hücre kültürlerinde hazırlanan aşılar uygulandığı hayvanlarda enfeksiyona neden olabilir. kAYNAK: www.gencveteriner.com

http://www.biyologlar.com/kubik-simetrili-zarfli-rna-viruslari

YÖNETİCİ MOLEKÜLLER VE ÖZELLİKLERİ

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

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

DNA MOLEKÜLÜ VE ÖZELLİKLERİ

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

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

Bakterilerin Biyoteknolojide Kullanım Alanları

Son on yılda biyokimya, moleküler biyoloji ve bakteriyolojideki ilerlemeler, bakterilerin antikanser ajan olarak kullanımının yanı sıra, antikanser ilaçların verilmesinde kemoterapiye duyarlı ajan ve gen tedavisi için vektör olarak kullanımına kadar kullanışlı bir çok yönlerini ortaya koymuştur. Bu alanda özellikle Escherichia coli genleri ve enzimleri, kansere karşı vücut dışında etkisiz olan fakat vücut içinde oldukça aktif türlerine dönüşebilen ön-ilaç uygulamalarında yer almaktadır. Ayrıca Pseudomonas ekzotoksinlerine konjuge edilmiş IL-4, direkt olarak malignant beyin tümörlerine uygulanmış ve normal beyin hücreleri haricindeki hücrelerin IL-4 reseptörlerine yüksek afinite ile bağlandığı görülmüş ve böylece normal beyin dokusuna zarar vermeden tümörün büyük bir kısmının tahrip edildiği saptanmıştır. Bu derleme, bazı kanser tiplerinin tedavisi için kullanılan bakteriyel orijinli antikanser ajanlar üzerine odaklanmıştır. Bakterilerin organik maddelerin transformasyonundaki rolü 19‘uncu yüzyılın ortalarına kadar anlaşılamamıştır. Buna rağmen insanoğlu ilk çağlardan beri mikroorganizmaları gıda (peynir, ekmek, bira, şarap, sirke vs.) alanında kullana gelmişlerdir. Son yıllarda biyokimya ve moleküler biyolojide ki gelişmeler mikroorganizmaların antikanser ajan olarak özellikle kanser tedavisinin omurgasını oluşturan kemoterapide kullanımını gündeme getirmiştir. Kanser gen tedavisinde onkolitik ajan olan virüslerin vektör olarak kullanımı çok iyi bilinmesine rağmen, bugüne kadar bakterilerin antikanser potansiyeli ile ilgili fazla araştırma yapılmamıştır. İlk kez 1978’de malignant beyin tümörleri için bakteriler onkolitik ajan olarak kullanılmaya başlanmıştır. Yapılan bu çalışmada, hastalık oluşturmayan Clostridium butyricum M55 sporlarının karotid artere enjeksiyonu yapılmıştır. Bu sporlar beyin tümörlerine ulaştıktan bir hafta sonra da onkolizis oluştuğu gözlenmiş ve cerrahi olarak çıkarılmıştır 1. Benzer olarak, bakteriyoloji ve moleküler biyolojideki gelişmeler, kanser tedavisinde bakteriyel uygulama alanlarını ve olanakları genişletmiştir. Antikanser ajan olarak mikroorganizmaların kullanım alanları şunlardır (Jain Pharma Biotech) : 1. Onkolitik ajan olarak patojenik bakterilerin kullanımı 2. Antikanser ilacı yapan ajanlar olarak bakterilerin kullanımı 3. Tümörün seçici olarak tahribi için bakteriyel toksinler ve genetik olarak modifiye edilmiş bakterilerin kullanımı 4. Kanser gen tedavisi için Vibrio cholerae ve Yersinia enterocolitica’nın bakteriyel vektör olarak kullanımı 5. Kemoterapide kansere duyarlı bakterilerin kullanılmaları 6. Bazı mikrobiyal orijinli enzimlerin kanser kemoterapisinde ilaç olarak kullanımı Tedavi amacıyla genetik olarak değişikliğe uğratılmamış patojenik bakterilerin kullanımı arzulanan bir yöntem değildir. Bakterilerin pratik ve güvenli bir şekilde tedavide kullanımı için genetik işlem yapılabileceğine dair önemli bilgiler vardır. Bakteriyel toksinler de immun düzenleyici etki kadar tümör üzerine direkt etkili bir onkolitik ajan olarak kullanılabilirler. Bakterilerin genetik olarak modifikasyonu, bakteriyel genomların diziliminin belirlenmesi ile uygun hale gelebilir. Ayrıca genetik olarak modifiye edilmiş bakteriler antikanser ajana dönüşebilir ve kanser gen tedavisinin bir bölümünü oluşturabilirler. Genetik olarak modifiye edilmiş bakteriler, normal dokulara zarar vermeden seçici olarak tümörün tahribinde ilk ajan olarak da kullanılabilirler. 1. Bakterilerin Kanser Gen Tedavisindeki Rolü Kanser gen tedavisinin önündeki ana engel, bir antikanser gen ürününün solid bir tümör için spesifikliğinin sağlanmasıdır 2. Bir vektörün ilk olarak direkt bir tümörle karşılaşmasında gen ekspresyonunun kontrolünü bozan ciddi stratejiler bulunmaktadır. Bu sebeple solid tümörleri spesifik olarak hedefleyen sistemik bir buluşma metodu sağlanamamıştır. Bu duruma karşın E.coli genleri ve enzimleri, kanser için en iyi bilinen ön ilaç uygulamalarının bir parçasını oluşturmaktadır 2, 3. Ön-ilaçlar, farmakodinamik ve toksikolojik olarak etkisiz olan fakat in vivo koşullarda oldukça aktif türlerine dönüşebilen kimyasallardır 2. 1.1. Sitozin Deaminaz Genleri Bakteri ve mantarlarda bulunan bir enzim olan sitozin deaminaz (SD), sitozinin urasile deaminasyonunu katalizlemektedir. Ayrıca kanser tedavisinde sık kullanılan toksik antimetabolit olan 5-florourasin toksik olmayan analoğu 5-florositozine dönüşümünde de deaminasyon sağlamaktadır. Ayrıca insan kolorektal karsinoma hücre kültürlerine SD genlerinin uygulanması, 5-florositozine duyarlılığı arttırmıştır. İnsan kolorektal hücre serilerinde yapılan karşılaştırmalı çalışmalarda bu teknik, Herpes simplex virüs timidin kinaz (HSV-tk) stratejisine göre daha üstün bulunmuştur 4,5. 1.2. E.coli Pürin Nükleosid Fosforilaz Geni E.coli pürin nükleosid fosforilaz geni (PNP) kullanılarak kanserli hücrelerin tahribatı sağlanmaktadır. Bu olay toksik olmayan deoksiadenozinin, toksik olan adenin analoguna dönüşmesiyle gerçekleştirilmektedir 6. 1.3. Kanser Gen Tedavisinde Ön-İlaç Uygulamaları Bakteriler ile ilgili ön-ilaçların içinde; bakteriyel sitozin deaminazla aktive edilen 5-florositozin ve bakteriyel nitroredüktaz ile aktive edilen CB1954 yer almaktadır. İntihar (suicide) gen tedavisi ilaca duyarlı bir genin hedef hücrelerle buluşturulmasıdır. Daha sonra normal hücreleri etkilemeyen dozlardaki ilaç, hedef hücreleri öldürmektedir 7, 8. 1.4. E.coli gpt Geni Bu gen (gpt), bakteriyel bir enzim olan ve riboz fosfatıksantin ve analoglarına transfer eden ksantin-guaninfosforibozil transferazı kodlamaktadır. Bu genin rat glioma hücrelerini tahribi 6-tiyoksantin veya 6-tiyoguanin vasıtasıyla gerçekleşmektedir 8. 1.5. E.coli Nitroredüktaz B Geni Nitroredüktaz B enzimini kodlayan gendir ve HSV-tk sisteminde CB1954 ön- ilacı olarak kullanılmaktadır 9. E.coli nitroredüktaz geni, C. beijerinckii zinciri içine sokularak, CB1954 toksik olmayan ön-ilacının toksik olan bir antikanser ilaca aktifleşmesi sağlanmaktadır (9). 2.Tip III Sekresyon Sistemleri Çeşitli gram negatif patojenler, basit bir virulans mekanizması olan özel bir protein sekresyon sistemi kullanırlar. Buna Tip III sekresyon sistemi adı verilir ve proteinler ökaryotik hücrelerin sitozolüne enjekte (transloke) edilebilirler. Transloke edilen proteinler, konakçı hücrenin transdüksiyon ve diğer hücresel işlemlerini kullanarak bakteriyel patogenezi gerçekleştirirler 10. Tip III sekresyon sistemleri, Yersinia, Salmonella, Shigella, Bordotella türleri, Pseudomonas aeruginosa ve enteropatojenik E.coli’nin ökaryotik hücrenin yüzeyine tutunarak bakteriyel proteinlerini, hedef hücreyi tahrip etmesi için enjeksiyonuna izin verir 11, 12. Pseudomonas aeruginosa ekzoenzim S (ExoS), çift fonksiyonlu bir sitotoksindir. ExoS’in karboksi ucu, kültür hücrelerinde eksprese olabildiğinden sitotoksik etkisi olan ADPriboziltransferaz zincirinden oluşur. Patojenik potansiyeli olan bakterilerde Tip III sekresyon sisteminin varlığı, kanser tedavisinde kullanılabilecek normal floradan yayılan terapotik ajanların geliştirilmesi için bir hedef sağlayabilir 13. Tip III sekresyon sistemi aynı zamanda terapotik ajan olarak heterolog proteinlerin yapılması için de kullanılabilir (14). 3. Protein İfadesi Güçlendirilmiş Tümör Tedavisi (PİGTT) PİGTT, solid tümörleri tercih eden antikanser ilaçların oluşturulması için genetik olarak modifiye edilmiş bir bakteriyel vektör veya vektor olarak Salmonella bakterisisni kullanan bir yöntemdir. Bu çeşit biyomühendislik ürünü bakteriler, normal dokulara kıyasla tümörlerde daha fazla miktarda replikasyon gösterirler ve preklinik toksikolojik çalışmalarda da yüksek güvenirlilik profili sergilerler 15. Tümöre karşı adeta ilaç fabrikası haline getirilen PİGTT, daha konsantre, etkili ve normal dokular için daha az toksik bir kanser tedavisi haline dönüştürülür. A faz I klinik denemeleri, Ulusal Kanser Enstitüsü’nde (Bethesta, Maryland, ABD), en uygun tedaviye rağmen ilerlemiş kanser hastalarının damar içi PİGTT enjeksiyonunu tolere edilebilirliğini ve güvenilirliğini belirlemek için gerçekleştirilmektedir. Solid tümörler içinde PİGTT organizmalarının miktarındaki artış, mikroorganizmaların tümörlerde bulunan protein ve DNA elemanlarıyla beslenmesinden kaynaklanmaktadır. Bu, bakterilerin tümör büyümesini inhibe etmesini arttırmakta ve tümör hücrelerinde kendi başına devamlı antikanser ilaçları üretmelerine izin vermektedir. PİGTT bakterileri, damar içi olarak uygulanabilmekte ve farklı bir bölgeden inokülasyon sonrası metastazik tümörlerde yüksek konsantrasyonlara erişebilmektedirler 15. 4. Bakteriyel Toksinler 4.1. Escherichia coli toksinleri Escherichia coli, Shiga toksin (Stx) ailesinden olan bakteriyofajlar tarafından kodlanan Stx1 (VT1) veya Shiga benzeri toksin: (SLT1) ve Stx2 (VT2,SLT2) adlı iki tipi içermektedir. Bazı kötü huylu kanser hücrelerinin yüzeyindeki spesifik reseptörlere bağlanan ve onların protein sentezini engelleyerek öldüren VT1, antikanser etkisi için çalışılmıştır. Fındık farelerinde nakille geliştirilmiş insan astrositom tümörü verotoksin ile tedavi edilmiştir 16. Verotoksin, bir vazotoksin olarak da bilinmektedir (17). Otolog-kök hücre nakillerinin başarı ile gerçekleştirildiği CD77 + B hücre lenfoma vakalarında otolog kemik iliği naklinden önce insan kemik iliğinin arındırılması için VT1 kullanılmıştır. Bu çalışmaların sonuçları 18, VT1’in vücut dışında kullanımının myeloma, lenfoma ve meme kanseri otolog hücre greftlerinden VT1 reseptörü eksprese eden habis hücrelerin temizlenmesinde etkili olduğunu göstermiştir 19. Lenfoproliferatif hastalıklı doku nakli sonrası hastalardan alınan infiltre olmuş lenfoma hücrelerinde VT1’i tespit eden seçici boyama yardımıyla da CD77’nin bu hücrelerin yeni bir belirleyicisi olduğu gösterilmiştir 20. Bu gibi bireyler için VT1, habis durumların kontrolünde başvurulacak bir ajandır. VT1, N veya C ucunda influenza virüsüne ait matriks proteini kaynaklı MHC (major histokompatibilite kompleksi) sınıf 1 molekülü olan bir peptit taşıyacak şekilde genetik mühendisliği tarafından dizayn edilmiştir 21. 4.2. İmmunotoksinler Tümör hücrelerini hedefleyen ve kanser gen tedavisinde kullanılan bakteriyel orijinli immunotoksinler, Pseudomonas ekzotoksini ve difteri toksinidir 22. 4.3.Transferrin-CRM 107 İnsana ait transferrin (TS) ile difteri toksininin genetik bir mutantının konjugatıdır. Kan beyin bariyerine karşı interstisyel infüzyon ile glioblastomanın tedavisi için kullanılmaktadır 23. 4.4. IL-4 Toksin Bileşiği İlaç ismi NBI-3001 olan IL-4 toksin bileşiği (Neurocrine Biosciences, San Diego, ABD), IL-4 ile Pseudomonas ekzotoksininin birleştirilmesi ile elde edilmiştir. İlaç, bir kateter yardımıyla tümöre uygulanmaktadır ve IL-4 reseptörlerine yüksek afinite ile bağlanarak normal beyin hücrelerine zarar vermeden habis beyin tümörlerini yok etmektedir 24. 4.5. Pseudomonas Ekzotoksinleri İçeren Bileşik Toksinler İlk Pseudomonas ekzotoksinleri (PE) içeren bileşik toksin, transforme edilmiş büyüme faktörü (TGF) ile PE40 arasında gerçekleştirilmiştir 24. İdrar kesesi karsinomunda mesane içi tedavisi için klinik uygulamalara girmiştir 25. IL- 2 reseptörleri taşıyan hedef hücrelerin bulunduğu kanla ilgili tümörlerin hedeflenmesi için PE40 ile IL-2 birleştirilerek yetişkin T hücre lösemisinin tedavisinde terapötik bir ajan olarak kullanılmıştır 26,27. 5. Genetik Olarak Modifiye Edilmiş Bakteriler Bakteri genetik mühendisliği, proteinlerin rekombinant olarak üretilmesi üzerine kurulmuştur. Bakteriyel genomlar hakkındaki bilgi, genlerin silinmesi ve eklenmesiyle bakterilerin özelliklerinin değiştirilmesini mümkün kılmaktadır. 5.1. Bakteriyel Genomlar Şu ana kadar yaklaşık 100 mikroorganizmanın genomu çalışılmıştır. Yeni tedavilerin geliştirilmesi ile ilişkili olarak genomik dizilimi tamamen bilinen bakteriler ise şunlardır: Bacillus subtilis, Borrelia burdorgferi, Chlamidya trachomatis Clostridium tetani, Escherichia coli, Haemophilus influenza, Helicobacter pylori, Mycobacterium tuberculosis, Mycoplasma genitalium, Mycoplasma pneumonia, Neisseria meningitis, Proteus mirabilis, Pseudomonas aeruginosa, Rickettsia prozawekii, Salmonella typhimurium, Treponema pallidum. Bakteriyel genomun bilinmesi daha çok kansere yönelik ilaçların geliştirilmesinde yararlı olup aynı zamanda terapötik amaçlar için bakterilerin maniplasyonunu da mümkün kılmaktadır 28. .2. Tümöre Hedeflenen Bakteriler Gen tedavisindeki uygulamaların çoğu lipozomlar gibi viral veya viral olmayan vektörlere sahiptir. Bakterilerden özellikle Salmonella, antikanser vektörü olarak birçok potansiyel avantaja sahiptir: 1. Salmonella, anaerobik ya da aerobik koşullar altında üretilebilir. 2. Farklı bir inokulasyon bölgesinden birçok tümör hedeflenebilir. 3. Salmonella, Herpes simplex virüsü timidin kinazı (HSV-tk) gibi intihar genlerini eksprese etme yeteneğindedir. Yabani tip Salmonella tümör tedavisi için kullanıldığında tümör dokusunda yüksek konsantrasyonlara ulaştığı zaman hayvanların ölümüne sebep olmaktadır. Fakat atenüe edilmiş hiperinvazif mutant Salmonella türlerinin ise, tümör hedeflerini tahrip ederken sınırlı miktarda da patojenite gösterdiği rapor edilmiştir. HSV-tk geni içeren bir plazmid Salmonella’ya aktarılmış ve ganciclovir ile birlikte melanom taşıyan hayvanlara uygulandığında doza bağımlı olarak tümör büyümesini baskıladığı gösterilmiştir 28. Tümöre-hedefli Salmonella’nın msbB geninin çıkarılması ile genetik modifikasyonu, lipit A’yı değiştirmiş ve TNF indüksiyonunu azaltarak güvenliği arttırmıştır. Tümöre spesifik bakteriyel vektörlerin lipit modifikasyonu, septik şoku anlamlı bir şekilde azaltmış ve bakterilerin antitümör aktivitesinin TNF’den bağımsız olduğu ileri sürülmüştür. Genetik mühendisliği ürünü Salmonella, solid tümörleri seçici hedef olarak algılamıştır. Lipit A mutant-Salmonella’nın antitümör etkisi, tek başına ve röntgen ışınları eşliğinde B16F10 ya da Cloudman S91 melanomu taşıyan farelerde gösterilmiştir 29. Her bir tedavi tek başına tümör büyümesini yavaşlatmış ve yaşam süresini uzatmıştır. Tek dozlu Salmonella ile yükseltilen radyasyonla doza bağımlı çalışmalarda iki ajan hesaplanan aditif etkiden daha fazla tümör büyümesini geriletmiştir. Sonuçlar genetik mühendisliği ürünü Salmonella ile radyoterapinin birlikte melanom, akciğer, kalın barsak, meme, böbrek ve karaciğerin solid tümörleri için yeni ve yararlı bir tedavi olduğunu göstermiştir 30. 6. Bazı mikrobiyal orijinli enzimlerin kanser kemoterapisinde ilaç olarak kullanımı Bu çeşit uygulamada en yaygın kullanılan enzimden, bazı gram-negatif bakterilerden elde edilen L-asparaginazdır 31. L-asparaginaz enzimi çeşitli kanser (çocuk lösemisi başta olmak üzere, lemfosarkoma, melanosarkoma, non-Hodkin, vb.) türlerindeki yüksek terapötik değeri ile bilinmektedir 32. Geni insanlarda bulunmayan bu enzimin anti-lösemik etkisi sirkülasyonda bulunan L-asparagin amino asidini hızlı bir şekilde yıkmaya dayanmaktadır. Enzim, asparagini aspartat ve amonyağa çevirerek kanserli hücrelerin büyümek ve bölünmek için ihtiyaç duydukları essansiyel amino asitten yoksun bırakmaktadır. Normal hücreler için L-asparagin essansiyel bir amino asit olmadığından bu hücreler, böyle bir enzim muamelesinden etkilenmezler. Çünkü nedeni, normal hücreler kendi asparagin amino asidini aktif şekilde üreten asparagin sentetaz enzimine sahipken, kanserli hücrelerde bu enzim ya bulunmaz ya da normal hücrelerdeki seviyede sentezlenmemektedir. Dolayısı ile kanserli hücrelerde, sağlıklı hücrelerin tersine yeterince L-asaparagin sentezi yapılamamaktadır. Bu nedenle, kanserli hücreler dışardan alınan veya sağlıklı hücreler tarafından yapılarak kana verilen L-asparagine bağımlıdırlar. Dolaşımda serbest olarak bulunan bu amino asitin, enjekte edilen L-asparginazla yıkılması sonucu neoplastik hücrelerde protein sentezi bloke edilmiş olmaktadır. Böylece, hücre büyümesi durmakta ve aynı zamanda DNA replikasyonu gerçekleşmemektedir. Bu uygulama sonunda hücrelerin belli bir süre sonra normal apoptosis ile ortadan kalktıkları saptanmıştır 33. Enzim tedavisi görmüş lösemili çocuklarda, kanserli hücrelerinin zamanla ortadan kalktığı saptanırken, çeşitli kanser tümörlerinin ise büzüşerek kayboldukları rapor edilmiştir 34. Bu çeşit bir uygulamada kullanılan diğer bir enzim çeşidi ise L-lizin oksidazdır 35. Moleküler biyoloji, bakteriyoloji ve biyokimya alanındaki gelişmeler, mikroorganizmaların antikanser ajan olarak keşfini ve böylece kanser gen tedavisinde kullanımını gündeme getirmiştir. Özellikle son yıllarda yapılan çalışmalar sonucunda kanser tedavisinde mikroorganizmaların genlerinden yararlanılabileceği de ortaya konulmuştur. Fakat kanser vakalarında amaçlanan tedavinin anlamlı olması için tümörlerin % 100 ortadan kalkmasının gerekliliği sınırlamasını da beraberinde getirmektedir.

http://www.biyologlar.com/bakterilerin-biyoteknolojide-kullanim-alanlari

Türlerde Mutasyon Oranları

Bir türde mutasyon meydana gelme olasılıkları çok farklı yöntemlerle hesaplanabilmektedir. Burada akademik detaylara girmeden, Nature Genetics dergisinde bu konuda oldukça kapsamlı olarak yayımlanmış bir makalede verilen sayılardan giderek örnekler vereceğiz. İlk olarak sayıları nasıl değerlendireceğimize bakalım: mutasyon oranı olarak bilinen sayılar, bir türün genomundaki tek bir bazda, tek bir nesil içerisinde meydana gelebilecek mutasyonların sayısı olarak belirtilmektedir. Bu sayılar genellikle 10-5 veya 10-8 gibi çok küçük sayılardır. Bunun sebebi, az sonra göreceğimiz gibi, canlıların genomlarındaki baz sayısının milyarlarla ifade ediliyor olmasındandır. Mutasyon oranları ise bu milyarlarca baz dizisinden sadece 1 tanesinde meydana gelebilecek mutasyon oranlarını belirtmektedir. Bazı örnekler verelim: bildiğimiz en yüksek mutasyon oranlarını RNA virüslerinde (retrovirüslerde) görürüz. Yaklaşık 10.000 baz dizisinden oluşan ufak genomlara sahip bu "cansız" varlıklardaki mutasyon oranı, gen başına ve nesil başına 0.1 ila 1 mutasyon arasında değişir. İstatistiki olarak ve oldukça karmaşık metotlarla hesaplanan bu sayılara göre her bir replikasyon sonucunda, bir virüsün tüm genomunda yaklaşık 1000 ila 10.000 mutasyon meydana gelir. Virüslerin dakikalar içerisinde çoğalabildikleri düşünüldüğünde, bu sayıların ne kadar fazla olduğu anlaşılabilir. Günde 10.000 defa bölünebilen bir virüste tek bir gün içerisinde 10-100 milyon mutasyon meydana gelebilir. Bu da virüslerin aşırı hızlı evrim geçirebilmesinin nedenini açıklamaktadır. Bir türde mutasyon meydana gelme olasılıkları çok farklı yöntemlerle hesaplanabilmektedir. Burada akademik detaylara girmeden, Nature Genetics dergisinde bu konuda oldukça kapsamlı olarak yayımlanmış bir makalede verilen sayılardan giderek örnekler vereceğiz. İlk olarak sayıları nasıl değerlendireceğimize bakalım: mutasyon oranı olarak bilinen sayılar, bir türün genomundaki tek bir bazda, tek bir nesil içerisinde meydana gelebilecek mutasyonların sayısı olarak belirtilmektedir. Bu sayılar genellikle 10-5 veya 10-8 gibi çok küçük sayılardır. Bunun sebebi, az sonra göreceğimiz gibi, canlıların genomlarındaki baz sayısının milyarlarla ifade ediliyor olmasındandır. Mutasyon oranları ise bu milyarlarca baz dizisinden sadece 1 tanesinde meydana gelebilecek mutasyon oranlarını belirtmektedir. Bazı örnekler verelim: bildiğimiz en yüksek mutasyon oranlarını RNA virüslerinde (retrovirüslerde) görürüz. Yaklaşık 10.000 baz dizisinden oluşan ufak genomlara sahip bu "cansız" varlıklardaki mutasyon oranı, gen başına ve nesil başına 0.1 ila 1 mutasyon arasında değişir. İstatistiki olarak ve oldukça karmaşık metotlarla hesaplanan bu sayılara göre her bir replikasyon sonucunda, bir virüsün tüm genomunda yaklaşık 1000 ila 10.000 mutasyon meydana gelir. Virüslerin dakikalar içerisinde çoğalabildikleri düşünüldüğünde, bu sayıların ne kadar fazla olduğu anlaşılabilir. Günde 10.000 defa bölünebilen bir virüste tek bir gün içerisinde 10-100 milyon mutasyon meydana gelebilir. Bu da virüslerin aşırı hızlı evrim geçirebilmesinin nedenini açıklamaktadır.

http://www.biyologlar.com/turlerde-mutasyon-oranlari

 
3WTURK CMS v6.03WTURK CMS v6.0