Geri kalan yüzde 1’5 kısmı ise Potasyum, Sülfür, Sodyum, Klor, Magnezyum ve eser miktarda Bor, Krom, Kobalt, Bakır, Flor, İyot, Demir, Manganez, Molibden, Selenyum, Silikon, Kalay, Vanadyum ve Çinkodan oluşur.
Bu elementler, vücudumuzu oluşturan 37 trilyon kadar hücrenin yanı sıra, hücre zarının dışında kalan hücre dışı yapılarda da bulunur.
Ortalama bir erkek vücudunun yüzde 60’ı sudur. Bu 42 litreye tekabül eder. Bunun 23 litresi hücrelerin içinde, 19 litresi ise hücre dışında yer alır. Hücre dışı suyun 8,4 litresini dokular arası sıvı, 3,2 litresini ise kan plazma sıvısı oluşturur.
5 soruda zatürre: Belirtileri, bulaşma yolları, korunma yöntemleri için yorumlar kapalısağlık, tedavi
Dünya genelinde zatürre vakalarında olağandışı bir artış yaşanıyor.
Tıbbi terimle “pnömoni” olarak adlandırılan zatürre, kısaca akciğer dokusunun iltihaplanması demek. Zatürreye çeşitli virüsler ve bakteriler yol açabiliyor.
Bu hastalığa yakalanan bir hasta göğsünde rahatsızlık, ağrı, nefes alma ve solunum güçlükleri hissediyor. Kandaki oksijen seviyesinin düşmesiyle hastalık daha ağır bir tabloya neden olabiliyor.
Kasım 2023’te Çin’de sağlık yetkilileri influenza, Covid ve bakteriyel rahatsızlıklar dahil bazı hastalıklarda artış yaşandığını bildirdi. Çin medyasına göre, çocukları etkileyen zatürre vakalarında da artış görüldü.
Dünya Sağlık Örgütü (WHO), vakaların incelenmesi sonucu, olağan dışı bir mikrobun ya da hastalık nedeninin saptanmadığını kaydetti.
İçerisinde bulunduğumuz kış ayları, Çin’de katı Covid sınırlamaları sonrası geçirilen ilk kış. Covid önlemleri sırasında toplumun bağışıklığının düşmüş olabileceği değerlendiriliyor.
WHO da özellikle çocuklarda, Covid sınırlamaları döneminde bağışıklık eksikliği yaşanabildiği değerlendirmesini yapıyor.
İngiltere, Fransa, Danimarka ve ABD gibi ülkelerde de pandemi yasaklarının kalkmasıyla grip ve benzeri hastalıklarda kayda değer artışlar görüldü.
Bu hastalıkların ve patojenlerin yayılması sonucu, zatürre vakalarının da görülme sıklığında artış yaşanıyor.
WHO verilerine göre zatürre tüm dünyada çocuk ölüm nedenlerinde ilk sırada.
2019’da 5 yaş altı çocuklarda görülen ölümlerin yüzde 14’ü zatürreden kaynaklandı. Verilere göre 740 binden fazla çocuk 2019’de zatürre sonucu hayatını kaybetti.
Zatürre nedir?
Türk Toraks Derneği’ne göre zatürre, tıbbi adıyla pnömoni, akciğer dokusunun iltihaplanmasıdır. Bakteriler başta olmak üzere virüsler ve mantarlar gibi çeşitli mikroplara bağlı olarak gelişmektedir.
Zatürre herkeste görülebilir ancak hastalık bazı kişiler için daha büyük tehlike arz eder.
Küçük çocuklarda, yaşlılarda, kronik sağlık sorunları olan kişiler, zatürreye karşı daha savunmasız olabilirler. Örneğin kalp hastalıkları, diyabet ve akciğer sorunları olanlar, bağışıklık sistemi düşük olan kişiler ve bazı kanser hastaları.
Zatürre belirtileri nelerdir?
Zatürre belirtileri arasında yüksek ateş, titreme, öksürük, iltihaplı balgam, nefes darlığı ve güçsüzlük sayılabilir.
Belirtiler aniden ortaya çıkabildiği gibi, bazı durumlarda hastalığın ‘daha sinsi’ bir seyir izleyebildiği de belirtiliyor. Birkaç gün devam eden halsizlik, iştahsızlık ve ardından başlayan nefes darlığı, yine zatürre kaynaklı olabilir.
Çocuklarda zatürre belirtileri çocuğun yaşına ve zatürreye yol açan etkene göre değişim gösterebilir. En sık bulgu ateş, öksürük ve hızlı solunumdur.
Kesin tanı için mutlaka doktora ve sağlık kuruluşlarına başvurulmalıdır.
Hastalığın erken teşhisi ve tedavi, daha ciddi ve hayati komplikasyonlardan korunmak için kritik önemdedir.
Zatürre nasıl bulaşır?
Zatürre birkaç yolla bulaşabilir. Çocuk ve yetişkinlerde, solunum yoluyla vücuda giren virüsler ve bazı bakteriler akciğerlere ulaşarak hastalığa neden olabilir.
Hasta bireylerin öksürmesi ve hapşırmasıyla havaya yayılan damlacıkların solunması ya da bu patojenlerin bulunduğu cisimlerle temas, hastalıkların yayılmasında başlıca etkenlerdir.
Türk Toraks Derneği’ne göre örneğin grip virüsü, bizzat kendisi zatürreye yol açabildiği gibi, solunum yollarında oluşturduğu hasar sonucu, diğer mikroplara bağlı zatürre türlerinin ortaya çıkmasını da kolaylaştırabilir. Covid ve influenza gibi solunum yoluyla bulaşan virüsler için de bu geçerlidir.
Zatürre nasıl tedavi edilir?
Enfeksiyonun antibiyotikle tedavisi mümkünse, hekimler hastalar için antibiyotik tedavisine karar verebilir. Bazı hastalarda bu gerekli değil.
Bol sıvı alımı, dinlenme, ağrı kesiciler ve ateş düşürücüler gibi tedaviler de kullanılır. Bazı hastaların sağlık durumuna göre hastaneye yatış gerekebilir.
Solunumu kolaylaştırmak için oksijen desteğine de ihtiyaç duyulabilir.
Hastaların iyileşmesi genellikle 2-4 hafta sürüyor.
Doktorlar akciğer filmleri ve kan testleri yardımıyla hastanın durumunu gözlemleyebilir.
Cinsel Yolla Bulaşan Enfeksiyon ne demek, bu hastalıklardan nasıl korunabilirsiniz? için yorumlar kapalıbilim, sağlık, tedavi
Cinsel Yolla Bulaşan Enfeksiyon (CYBE), cinsel ilişki veya cinsel temas yoluyla bir kişiden diğerine geçen enfeksiyonlara verilen genel ad.
Dünya Sağlık Örgütü’ne (WHO) göre, dünya çapında her gün bir milyondan fazla kişi cinsel ilişki kaynaklı enfeksiyon kapıyor.
Bu enfeksiyonların çoğu bir semptom göstermiyor ve zor tespit ediliyor.
Bir hastalık olarak ortaya çıktıklarında veya semptom gösterdiklerinde ise buna Cinsel Yolla Bulaşan Hastalık (CYBH) adı veriliyor.
CYBE’ler genellikle cinsel ilişkiyle bulaşıyor, ancak bazı özel durumlarda tensel cinsel temas ile de bulaş gerçekleşebiliyor.
Bazı CYBE’ler ise hamilelik, doğum veya emzirme sırasında anneden çocuğa geçebiliyor. Kan nakli veya iğne paylaşımı ile de bulaşabiliyor.
CYBE’ler kanser, kronik pelvik ağrı, dış gebelik ve kısırlık gibi ciddi sonuçlar doğurabiliyor.
CYBE türleri nelerdir?
Cinsel temas yoluyla bulaşabilen 30’dan fazla farklı bakteri, virüs ve parazit bulunuyor.
Bireyler aynı anda birden fazla cinsel hastalık da taşıyabiliyor.
En yaygın CYBE’ler frengi, bel soğukluğu, klamidya ve trikomoniyazdır. Ve bu enfeksiyonların hepsi tedavi edilebilir.
Frengi hastalığı genital bölgede lezyonlar olarak ortaya çıkabilir
Semptomları neler?
Cinsel yolla bulaşan enfeksiyonlar genellikle asemptomatiktir yani semptom göstermezler. Veya yalnızca hafif semptomlara neden olurlar.
Farkında olmadan da bu enfeksiyonları kapmak mümkündür.
Ancak semptom göstermeseler de bu enfeksiyonlar cinsel yolla bulaşabilir ve tehlikeli olabilir.
Olası cinsel hastalık semptomları:
· Penisten veya vajinadan olağandışı akıntı
· Genital bölgede yaralar veya siğiller
· Ağrılı veya sık idrara çıkma
· Genital bölgede kaşıntı ve kızarıklık
· Ağız içinde veya çevresinde kabarcıklar veya yaralar
· Anormal vajinal koku
· Anal kaşıntı, ağrı veya kanama
· Karın ağrısı
CYBE’ler neden bu kadar yaygın?
WHO, 2020 yılında en yaygın dört CYBE türünden en az biri kaynaklı olarak 374 milyon yeni enfeksiyon tespit edildiğini açıkladı.
Bunlar arasında 156 milyon ile Trikomoniyaz başı çekiyor.
Klamidya 129 milyon ile ikinci, bel soğukluğu 82 milyonla üçüncü ve frengi yedi milyon ile dördüncü en yaygın CYBE olarak tespit edildi.
2016 yılında yapılan araştırmalar, 490 milyondan fazla insanın genital herpes ile yaşadığı tahminini açıkladı. Dünya genelinde 300 milyon kişinin de HPV enfeksiyonu ile yaşadığı düşünülüyor.
WHO istatistikleri, HPV enfeksiyonunun kadınlarda rahim ağzı kanserinin ve eşcinsel erkeklerde de anal kanserin birincil nedeni konumunda olduğunu gösteriyor.
WHO Küresel HIV, Hepatit ve CYBE Program Direktörü Dr. Teodora Elvira C. Wi, verilerin bu kadar yüksek olmasını, “Seks biyolojik bir ihtiyaçtır. Bu, yemek içmek gibi, insan doğasının bir parçası. Ve seks yapıyorsanız CYBE kapabilirsiniz” diyerek açıklıyor.
Doktor Wi ayrıca CYBE’lerin çoğunlukla asemptomatik olması nedeniyle insanların bu enfeksiyonları bilmeden başkalarına aktarabildiğine dikkat çekiyor.
Wi, kültürel dönüşüm içinde insanların daha sık ve daha fazla partnerle cinsel ilişki kurmaya başlamasının CYBE’lere yakalanma riskini artırdığını söylüyor ve flört uygulamalarının artan kullanımının da altını çiziyor.
Ancak son araştırmalar, gelişigüzel cinsel ilişki kuran bekar genç yetişkinlerin sayısının azaldığına işaret etse de, prezervatif kullanımında da bir azalma olduğu görülüyor.
Doktor Wi, HIV tedavisinin bulunmadığı dönemde cinsel olarak aktif kişilerin, prezervatif olmadan gelişigüzel cinsel ilişki kurma konusunda dikkatli olduklarını vurguluyor.
Wi, dünyanın birçok yerinde insanların HIV testi yaptırıp ilaçlarını aldıktan sonra iyileşebileceklerine inanmaya başlamalarının “prezervatif kullanımını azalttığını” söylüyor.
WHO verilerine göre 2022 yılında 1,3 milyon kişiye HIV virüsü bulaştı.
Kuruluş, her yıl 600 binden fazla kişinin HIV taşıdıklarının farkında olmama, tedavi görmeme veya tedaviye çok geç başlama gibi sebeplerle bu virüsten öldüğünü açıklıyor.
Kendinizi CYBE’den nasıl koruyabilirsiniz?
WHO CYBE Program Direktörü Dr. Teodora Elvira C. Wi bu soruya, “Lütfen prezervatif kullanın. Sizi bir CYBE’ye yakalanmaktan koruyacak olan tek şey budur” yanıtını veriyor:
“Çok iyi tanımadığın biriyle seks yapacaksan ya da bu gelişigüzel bir cinsel ilişkiyse bu noktada sorumluluk sahibi olman gerekiyor. Prezervatif kullanmayı ve prezervatifli ilişkiden zevk almayı öğrensen iyi olur.”
Uzmanlara göre prezervatiflerin doğru kullanımı CYBE’lere yakalanma ve bulaştırma riskini büyük ölçüde azaltıyor, ancak tamamen ortadan kaldırmıyor.
Latekse alerjisi olan kişilereyse, poliüretan prezervatif kullanmaları tavsiye ediliyor.
CYBE belirtileri gösteren kişilere de, derhal bir sağlık kuruluşuna giderek test yaptırması öneriliyor.
Dr. Wi, “Eczaneye gitmek çözüm değil çünkü bunun bir faydası olmayacak. Eğer doğru tedavi edilmezseniz, bunun kısırlık gibi ciddi sonuçları olabilir” uyarısını yapıyor:
“CYBE’leri ihmal etmek pelvik inflamatuar ve sorunlu hamilelik gibi ciddi sağlık sorunlarına yol açabilir. Bel soğukluğu ve Klamidya nedeniyle her yıl bir ila iki milyon kısırlık vakası ile karşılaşılıyor.”
Hamilelik sırasında frenginin her yıl 143 ölü doğum ve 61 bin neonatal ölüme neden olduğu söyleyen Wi, 355 bin civarında sorunlu doğumun nedeni olarak bu hastalığı gösteriyor.
HPV’nin de yılda yaklaşık 342 bin rahim ağzı kanseri ölümüne neden olduğunu kaydediyor.
CYBE’lerin tedavileri nelerdir?
Bakteri veya parazitlerin neden olduğu cinsel yolla bulaşan enfeksiyonlar antibiyotiklerle tedavi edilebilir ancak herpes veya HPV gibi virüslerin neden olduğu CYBE’lerin tedavisi bulunmuyor.
Ancak ilaçlar semptomları hafifletebiliyor ve enfeksiyonun yayılma riskini azaltabiliyor.
HPV ve hepatit B’yi önleyen aşılar da bulunuyor.
Dr Wi, DSÖ’nün bel soğukluğu aşısı ile ilgili araştırmalarını sürdürdüğünü, genital herpes için tedavi edici bir aşının da benzer şekilde geliştirilme aşamasında olduğunu söylüyor.
Klamidya aşı ile ilgili çalışmalar henüz başlangıç aşamada bulunuyor. Dr Wi, frengi aşısının geliştirilmesine yönelik de çalışmalar olduğunu anlatıyor.
Kars’taki mahkeme kararı ile gündeme gelen topuk kanı uygulaması nedir, neden önemli? için yorumlar kapalıbilim, sağlık
Hilken Doğaç Boran ,İstanbul, BBC Türkçe
Kars’ta bir mahkeme geçen hafta, bebeklerinden topuk kanı alınmasına karşı çıkan aile lehinde hüküm verdi. Hakimin kararın gerekçesinde alternatif tıbba ithafta bulunması tıp camiası tarafından eleştirildi. BBC Türkçe’ye konuşan uzmanlar ise topuk kanının tedavi edilebilir kalıtsal hastalıkların teşhisinde kilit rol oynadığını söyledi.
Ebeveynlerin topuk kanı alınmasını reddetmesinin üzerine Kars İl Sağlık Müdürlüğü, konuyu yargıya taşıdı.
Ancak Kars Aile Mahkemesi 20 Ağustos’ta, “Topuk kanı almanın çocuğun Anayasa ile korunan yaşam ve sağlık hakkı üzerinde yapacağı olumlu sonuçlarının tıbbi otoritelerce ispatlanmamış olması ve olası bir teşhis ve tedavinin de tıp otoritelerince hala tartışmalı olması” gerekçesiyle aile lehinde hüküm verdi.
Hakim, kararında “alternatif tıp uzmanı” olarak adlandırdığı bir yazarın topuk kanı almanın “çocuğa yapılacak en büyük kötülüklerden olduğunu” ifade etti.
Bunun üzerine Sağlık Bakanlığı karara itiraz etti. Bakanlıktan yapılan açıklamada, “Kesin hüküm niteliği taşımayan mezkur kararın hatalı olduğunu değerlendirdiğimizden, bu karara karşı Bakanlığımızca istinaf yoluna başvuru süreci ivedilikle başlatılmıştır” denildi.
Açıklamada ayrıca “Hukukun, adalet ve doğruluk temelinde vereceği karara olan inancımız tam olduğundan, yargı süreci sonuçlanıncaya kadar Yenidoğan Tarama Programı aynı şekilde devam edecektir” ifadeleri yer aldı.
Açıklamada, “Bu karar sadece çocuklarımızda engellenebilir zekâ geriliklerinin artışına neden olmayacaktır; bu yolun açılması zincirleme olarak birçok hastalık durumunda kendi kararını veremeyecek çocuklar hakkında ailelerin keyfi kararlar alarak çocukların tanı ve tedavilerini reddetmelerine zemin hazırlayacaktır” denildi.
Topuktan kan alınması zararlı mı?
BBC Türkçe‘ye konuşan Hacettepe Üniversitesi Çocuk Hastanesi Beslenme ve Metabolizma Bölümü Başkanı Profesör Doktor Ayşegül Tokatlı, topuktan kan alma işleminin bebeklere zarar vermediğini söyledi.
Tokatlı, “Çocuk ve yetişkinden kapiller kan parmaktan alınır, ilk ayda bebeğin parmağından kan alınması zordur, hatta imkansızdır, bu nedenle topuktan alınır. Bunun zararlı olduğunu ifade etmek mantığın alacağı bir şey değildir” dedi ve ekledi:
“Anne babalar bebeklerinden kan aldırmazsa her yıl bu hastalıklarla yüzlerce, belki binlerce bebek geriye dönüşü olmayan olumsuzluklar yaşadıktan sonra tanı alacaklardır. Hatta bunların bir kısmı ölüme yol açabilen hastalıklardır ve bebekler erken tanım durumunda tedavi edilebilecek hastalıklar yüzünden ölebilir, hayatta kalanlar da engelli kalabilir.”
TTB Başkanı Prof. Dr. Alpay Azap da topuk kanı uygulamasıyla ilgili “Bebeğin yalnızca canı yanabilir, bunun dışında hiçbir zararı yok. Ama karşılığında paha biçilmez bilgilere ulaştığımız, bebekleri ciddi hastalıktan, ölümden koruyabileceğimiz bir işlem” ifadelerini kullandı.
Topuk kanı nasıl fark yaratıyor?
Türkiye’de “Ulusal Tarama Programı” kapsamında uygulanan yenidoğan tarama testleri ile Fenilketonüri (PKU), Konjenital Hipotiroidi, Biyotinidaz Enzim Eksikliği, Konjenital Adrenal Hiperplazi, Kistik Fibrosis ve Spinal Musküler Atrofi (SMA) gibi kalıtımsal hastalıkların varlığı tespit edilebiliyor.
BBC Türkçe‘ye konuşan Prof. Dr. Alpay Azap, erken teşhisin özellikle PKU hastaları için büyük öneme sahip olduğunu şu sözlerle vurguladı:
“Bu hastalığa sahip bebekler bir proteini kullanamıyor, o da beyin ve sinir dokusunda birikiyor. Zamanla zeka geriliği ve sinir sistemi sorununa yol açıyor. Ama kişi bu proteini içermeyen bir diyetle beslenirse sağlıklı bir insan olarak hayatını sürebiliyor.”
PKU Aile Derneği Başkanı Deniz Yılmaz Atakay, erken tanının kızının hayatını kurtardığını söyledi.
Atakay, BBC Türkçe‘ye verdiği demeçte “PKU Aile Derneği hikayesi Kızım Lâl ile başladı. 2001’de PKU tanısı aldı. Tanı aşamasında engelli olma durumundan bahsediliyordu. Doğru tedavi ve diyet uygulanmazsa zihinsel engelli olacağı söylendi. Kızımın topuk kanı sayesinde erken tanı alması hayat kurtarıcı oldu” dedi ve ekledi:
“PKU’lu birine maksimum 5-10 gün içinde tanı konulduğu takdirde, ki Türkiye ortalaması 20 gündür, hayat boyu tedaviyle ve özel, düşük proteinli beslenmeyle gayet sağlıklı, hatta ve hatta toplumda örnek alınabilecek düzeyde yetkin bir birey olabilir. Bunu çocuklarımızdan gayet iyi biliyoruz.”
Hücre biyolojisi, hücre yapısı ve işlevini inceleyen bir bilimdir ve hücrenin yaşamın temel birimi olduğu kavramı etrafında döner. Hücreye odaklanmak, hücreleri oluşturan dokular ve organizmalar hakkında ayrıntılı bir anlayışa izin verir. Bazı organizmaların yalnızca bir hücresi vardır, diğerleri ise çok sayıda hücreden oluşan işbirlikçi gruplar halinde organize olmuştur. Genel olarak, hücre biyolojisi, tüm hücreler tarafından paylaşılan en genel özelliklerden, uzmanlaşmış hücrelere özgü benzersiz, oldukça karmaşık işlevlere kadar bir hücrenin yapısı ve işlevine odaklanır.
Bu disiplinin başlangıç noktası 1830’lar olarak düşünülebilir. Bilim insanları yüzyıllardır mikroskop kullanıyor olsalar da, her zaman neye baktıklarından emin değillerdi. Robert Hooke’un 1665’te mantar dilimlerinde bitki hücre duvarlarını ilk gözlemlemesinin ardından, kısa bir süre sonra Antonie van Leeuwenhoek’un gözle görülür şekilde hareket eden parçalara sahip canlı hücrelerin ilk tanımları geldi. 1830’larda meslektaş olan iki bilim insanı -bitki hücrelerine bakan Schleiden ve ilk önce hayvan hücrelerine bakan Schwann- hücrenin ilk açıkça belirtilen tanımını yaptılar. Tanımları, hem basit hem de karmaşık tüm canlıların bir veya daha fazla hücreden oluştuğunu ve hücrenin yaşamın yapısal ve işlevsel birimi olduğunu belirtmiştir; bu kavram hücre teorisi olarak bilinir hale gelmiştir.
On dokuzuncu ve yirminci yüzyıllarda mikroskoplar ve boyama teknikleri geliştikçe, bilim insanları hücrelerin içindeki daha fazla iç ayrıntıyı görebildiler. Van Leeuwenhoek tarafından kullanılan mikroskoplar muhtemelen örnekleri birkaç yüz kat büyütüyordu. Günümüzde yüksek güçlü elektron mikroskopları örnekleri bir milyondan fazla kez büyütebilir ve organellerin şekillerini bir mikron ve altındaki ölçeklerde ortaya çıkarabilir. Konfokal mikroskopi ile bir dizi görüntü birleştirilebilir ve araştırmacıların hücrelerin ayrıntılı üç boyutlu temsillerini oluşturmalarına olanak tanır. Bu gelişmiş görüntüleme teknikleri, hücrelerin ve oluşturdukları yapıların harika karmaşıklığını daha iyi anlamamıza yardımcı oldu. Hücre biyolojisinde birkaç ana alt alan vardır. Bunlardan biri hücre enerjisinin ve hücre metabolizmasını
destekleyen biyokimyasal mekanizmaların incelenmesidir . Hücreler kendi başlarına makineler olduğundan, hücre enerjisine odaklanma, milyarlarca yıl önce orijinal ilkel hücrelerde enerjinin ilk nasıl ortaya çıktığı sorularının araştırılmasıyla örtüşmektedir . Hücre biyolojisinin bir başka alt alanı, hücrenin genetiği ve genetik bilginin çekirdekten hücre sitoplazmasına salınmasını kontrol eden proteinlerle sıkı bağlantısıyla ilgilenir. Bir başka alt alan ise hücre altı bölmeler olarak bilinen hücre bileşenlerinin yapısına odaklanır . Birçok biyolojik disiplini kesen, hücre iletişimiyle ilgilenen hücre biyolojisinin ek alt alanıdırve sinyalleme, hücrelerin diğer hücrelere ve kendilerine verdiği ve onlardan aldığı mesajlara yoğunlaşır. Ve son olarak, esas olarak hücre döngüsüyle ilgilenen , hücre bölünmesiyle başlayan ve biten fazların rotasyonu ve farklı büyüme ve DNA replikasyon dönemlerine odaklanan alt alan vardır. Hücreleri daha karmaşık şekillerde analiz etme yeteneğimiz genişledikçe, birçok hücre biyoloğu bu alt alanlardan ikisinin veya daha fazlasının kesiştiği noktada durmaktadır
Zebra Balıkları Omuriliklerini Şaşırtıcı Şekilde Yeniliyor için yorumlar kapalı
Paris’teki Pasteur Enstitüsünde bulunan bir laboratuvardaki tankta şeffaf bir zebra balığı, 20 Haziran 2023. Fotoğraf: Christophe Archambault/AFP, Getty Images aracılığıyla
Bu balıkların nöronlarının nasıl çalıştığını çözmek, omurilik zedelenmelerinde daha iyi tedavilere yol açabilir.
Bilim insanları ilk defa bir zebra balığının sinir hücrelerinin detaylı atlasını oluşturdu. Bu özel balıkların kopan bir omuriliği nasıl tamamen iyileştirebildiğini gösteren bu atlas, insanlardaki omurilik zedelenmelerinde iyileştirme stratejilerinin nasıl geliştirilebileceğine yönelik ipuçları sağlayabilir. Bulgular, 15 Ağustos’ta Nature Communications bülteninde yayımlanan bir çalışmada detaylarıyla aktarılıyor.
Kök hücreler yalnız değil
Ufak ve şeffaf zebra balıkları, kopmuş bir omuriliği tamamen iyileştiren elit bir omurgalı grubuna ait. Bu grubun diğer üyeleri arasında semenderler, aksolotlar ve yılanbalığı benzeri bofa balıkları gibi kuyruklu yüzergezerler bulunuyor. İnsanlarda bir omurilik zedelenmesi hayatı tümüyle değiştirebiliyor ve kalıcı his ya da hareket kaybına sebep olabiliyor. Bunun bir sebebi de hasar gören nöronların her zaman ölmesi.
Bir zebra balığının omuriliği hasar gördüğünde, hasarlı nöronlar hücresel işlevlerini değiştirerek çarpıcı bir yanıt veriyor. İyileşmelerini mümkün kılan faaliyetleri yönetmede yeni ve merkezi bir rol üstleniyorlar. Bilim insanları zebra balığı nöronlarının omurilik hasarından canlı kurtulabildiğini bilse de yeni araştırma bunun nasıl olduğunu gösteriyor.
Kopan nöronların hayatta kalması ve uyum sağlayabilmesi, omuriliğin tamamen yeniden oluşması için bir zorunluluk. Bir diğer şaşırtıcı durum ise yeni nöronlar oluşturabilen ve genellikle yenilenmede merkezi rol oynadığı düşünülen kök hücrelerin burada daha tamamlayıcı bir rol oynaması. Burada hasar önleyen farklı bir nöron takımı başı çekiyor.
St. Louis – Washington Üniversitesi Tıp Fakültesinde çalışan makale yazarı ve gelişimsel biyolog Mayssa Mokalled, “İnsanlarda ulaşmaya çalıştığımız nöral onarımın tümü olmasa bile çoğunun zebra balıklarında doğal şekilde gerçekleştiğini keşfettik” diyor bir açıklamada. “Yaptığımız şaşırtıcı gözlem, hasarın hemen sonrasında nöronsal açıdan kuvvetli koruma ve onarım mekanizmalarının gerçekleştiği yönündeydi.”
Araştırma takımı bu koruyucu mekanizmaların, nöronların ilk olarak hasardan sağ çıkmasına olanak sağladığını düşünüyor. Ardından ise bir “spontane plastisite” veya işlevlerinde esneklik sahneliyorlar. Bu durum zebra balıklarına tam iyileşme için gereken yeni nöronları tekrar oluşturması için zaman sağlıyor.
“Çalışmamızda, insanlar ve diğer memelilerde bu tip bir plastisiteyi teşvik etmeye yardımcı olacak genetik hedefler belirledik” diyor.
Yenilenmede görev alan çeşitli hücre tiplerinin evrimleşen rollerini detaylarıyla gösteren araştırma takımı, hasar gören nöronların esnekliği ve hasardan sonra hemen tekrar yeniden programlanma kabiliyetlerinin, bir omuriliğin tümüyle yeniden oluşması için gereken olay zincirini başlattığını keşfetmiş. Hasardan kurtulan nöronlar devre dışı kalırsa, yenileyici kök hücreler hâlâ orada olsalar bile balıklar normal yüzme kabiliyetlerini yeniden kazanmıyor.
Toksik nöronlar
İnsanlar ve diğer memelilerde omuriliği meydana getiren uzun hat kesilir veya ezilirse, nöronları öldüren bir toksisite olayları zinciri başlıyor ve omurilik ortamı, onarım mekanizmalarına karşı toksik ve düşman hale geliyor. Bu nöronsal toksisite, insanlardaki omurilik zedelenmelerine tedavi uygulamak amacıyla kök hücrelerden faydalanma girişimlerinin neden çok iyi sonuç vermemesinin bazı sebeplerini açıklayabilir. Yeni makalede insanlardaki omurilik zedelenmelerini iyileştirmede uygulanacak yeni yöntemlerin kök hücrelerle yenilenmeye odaklanmak yerine, hasar gören nöronları ölmekten kurtarmakla başlaması gerektiği ileri sürülüyor.
Üstteki görüntü, yaralanmadan bir hafta sonra iyileşmekte olan bir zebrabalığının flüorışıl şekilde işaretlenen hücrelerini gösteriyor. Alttaki görüntü ise yaralanmadan dört hafta sonraki iyileşmeyi gösteriyor. Fotoğraf: Mokalled Laboratuvarı
“Diğer hücrelere bağlantıları olmayan nöronlar hayatta kalmıyor” diyor Mokalled. “Zebra balıklarında kopan nöronların hasar stresinin üstesinden, esneklikleri sayesinde hasarın hemen sonrasında yeni bölgesel bağlantılar kurabilmeleri sayesinde gelebildiklerini düşünüyoruz. Araştırmamız, bunun zaman kazandıran ve nöronları ölümden koruyup, sistemin nöronsal devreyi korumasına olanak sağlarken ana omuriliği inşa eden ve yeniden oluşturan geçici bir mekanizma olduğunu akla getiriyor.”
Memeli nöronlarında bu iyileşme kapasitesinin mevcut olduğu ancak etkin olmadığını gösteren bazı bulgular var. Araştırma takımına göre yeni terapilere giden yol, bunların bulunması olabilir.
“Zebra balıklarındaki bu koruyucu süreci yöneten genleri belirlemenin, insanlardaki nöronları omurilik zedelenmelerinden sonra gördüğümüz hücre ölümü dalgalarından korumanın yollarını bulmamıza yardımcı olacağını ümit ediyoruz. Bu genlerin versiyonları insan genomunda da mevcut” diyor Mokalled.
Çalışmada nöronlara odaklanılmışsa da omurilik yenilenmesi son derece karmaşık bir süreç. Gelecekteki çalışmalarda muhtemelen bu yeni hücre atlasına dalınıp, diğer hücre tiplerinin omurilik yenilenmesinde ne yaptığı anlaşılmaya çalışılacak. Araştırma takımı, omuriliğin yeniden oluşması sırasında bağışıklık hücrelerine ek olarak glia adı verilen ve nöronsal olmayan bazı hücre tiplerinin de neler yaptığına özel ilgi gösteriyor. Zebra balıklarındaki bulguların fare ve insanlardaki sinir dokularında gerçekleşen olaylarla karşılaştırıldığı çalışmalar da devam ediyor.
Yazar: Laura Baisas/Popular Science. Çeviren: Ozan Zaloğlu.
Bu Kan, Dünyada En Nadir Bulunan Kan Tipi için yorumlar kapalı
Dünyada en nadir bulunan kan tipi hangisi? Popular Science arşivinden dünyanın en nadir kan tipi: İnsanlarda sekiz ortak kan grubu bulunuyor. Buradaki anahtar kelime, ortak. Eğer kan hakkında bildiğiniz her şey burada bitiyorsa, işler şimdi daha karmaşık bir hale gelecek. Kelimenin tam anlamıyla milyonlarca kan tipi bulunuyor. Dünya üzerinde en nadir olan kan grubuysa 45 kişide var.
Kan gruplarının detayları, zannettiğinizden çok daha karmaşık. Vücudumuz, oksijen taşıyan kırmızı kan hücreleriyle dolu. Bu hücrelerin üzerinde, pasta süsüne benzeyen antijenler bulunuyor. Kırmızı kan hücrelerinizde bulunan antijenlerin görüntüsü, vücudunuzun onları tanımasını ve antikorların bunlara saldırmamasını sağlıyor. Beyaz kan hücreleriniz bu antijenlere tutunarak, enfeksiyona karşı bir kalkan görevi görüyor.
A ve B olmak üzere iki temel antijen bulunuyor. Sizdekiler ise ebeveynlerinizden aldığınız gen çeşitleriyle belirleniyor. A ve B’ler baskın iken, karşılığı olan bir antijenin bulunmadığı 0 ise çekinik özellik taşıyor. Farklı bir grupta da Rh etmeni şeklinde adlandırılan Rhesus D antijeni bulunuyor ve kanın potizif/negatif özelliklerini sağlıyor. Rh etmeni pozitif kanda bulunurken (D antijeni içeriyor), negatifte bulunmuyor. Uluslararası Kan Nakli Derneği‘nin tanıdığı 35 kan grubu mevcut. Fakat kolaylık olması açısından, çoğu kişinin sadece en önemli iki tanesini bilmesi gerekiyor (AB0 ve Rh sistemi).
Eğer bu 35 kan grubu sizi afallatmadıysa, şimdi işler daha da zorlaşacak. Bunlardan fazla bahsedilmemesinin sebebi, insanların yüzde 99,9’undan fazlasının Vel antijeni taşıması. Kan grubunuzun sonuna Vel eklemek (ör. ABVel+) muhtemelen gereksiz olurdu…
342 kan grubu antijeninden 160 kadarı ise çok yaygın. Eğer insanların yüzde 99’unun sahip olduğu bir antijen sizde yoksa, kanınızın nadir olduğu düşünülüyor. Var olan en nadir kan tipi ise Rhnull kanı. Bu tipin Rh sisteminde (ki bu en geniş kan grubu sistemi) hiç antijen bulunmuyor. Bu tip o kadar nadir ki, dünyada sadece 43 kişide tespit edilmiş ve yalnızca dokuz aktif bağışçısı var. Bu yüzden bazıları bunun altın kan olduğunu söylüyor.
1961 yılına kadar doktorlar, hiçbir Rh antijeni bulunmayan bir bebeğin rahimden canlı çıkmayı başaramayacağını sanıyormuş. Rhnull ve diğer nadir kanlar, kişiyi çok özel hissettirmenin yanısıra son derece değerliler. Rhnull kanı, Rh sistemi içerisinde nadir kan tipine sahip biri için ‘evrensel’ kan tipi şeklinde düşünülebilir. Bu yüzden muazzam bir yaşam kurtarma kabiliyeti bulunuyor. Hal böyle olunca, bu kan tipi çok değer görüyor ancak hastalara sadece olağanüstü şartlarda ve çok titiz biçimde düşünüldükten sonra veriliyor; çünkü yenisini bulmak neredeyse imkansız olabilir.
Prokaryotlarda Hücre Savunması ve Evrimi: CRISPR-Cas Sistemi. için yorumlar kapalı
Moleküler düzeydeki evrimsel savaşın en serti patojenler (yani hastalık yapan organizmalar) ile konak canlıların bağışıklık sistemi arasında gerçekleşmektedir desek abartmış olmayız sanırım. Birlikte evrimin en güzel örneklerini görebileceğimiz bu çekişme aslında temel olarak bir organizmanın “ben ve diğerleri” ayrımını yapabilmesine dayanmakta. Patojenler için evrimsel başarı ise bu ayrımdan kaçabilmelerine bağlı.
Modern tıbbın önlenebilir hastalıklara karşı bağışıklık sistemimiz kadar iyi bir iş çıkardığını reddedemeyiz. Tedavi ve aşı yöntemleri sayesinde (ve tabi ki gıda, temizlik gibi birçok faktörün de birleşimi ile) insan ömrü 1900’lerin başından bu yana iki katına çıkmıştır. Fakat elbette bu bağışıklık sistemlerini araştırmayı bir kenara bırakacağımız anlamına gelmiyor. Henüz çare bekleyen birçok hastalığın yanında aslında bu sistemler birazdan da anlatmaya çalışacağım gibi hiç tahmin edemeyeceğimiz teknolojik yeniliklere yol açabilir ki zaten temel bilim çalışmalarının tamamı böyle değil midir?
Bağışıklık Sistemini Tanıyalım
Öncelikle kısaca bağışıklık sistemini tanıtmak faydalı olur. Bahsettiğimiz gibi bağışıklık sistemi bir organizmanın kendi hücrelerini yabancı hücreler ve maddelerden ayırabilmesi ve bunları etkisiz hale getirebilmesi adına özelleşmiş hücre, protein ve etki mekanizmalarının tümüne verilen addır. Bu sistemi temel olarak ikiye ayırabiliriz; doğuştan gelen bağışıklık ve edinilmiş bağışıklık. Doğuştan gelen bağışıklık evrimsel olarak daha eskidir ve tüm canlılarda bulunur. Bu sistemin elemanları, bakterilerde işgalci virüs DNA’larını kesen nükleaz enzimleri olabildiği gibi bizlerde vücuda giren yabancı maddeye ilk tepkiyi veren fagositler, mast hücreleri gibi hücreler de olabilir. Bu yazının esas konusu ve üzerinde daha detaylı duracağımız sistem ise edinilmiş bağışıklık sistemidir.
Edinilmiş bağışıklık sistemi üzerine küçük bir araştırma yapmak bile insanı heyecanlandırmaya yeter aslında. Bu sistemin özelliği ileri düzeyde özelleşmiş, neredeyse her patojeni tanıyabilecek potansiyele sahip hücrelerden ve bir sefer tanıdığı patojeni uzun zaman hafızasında tutabilecek (mekanik bir hafızadan bahsediyoruz) etki sistemlerinden oluşmasıdır. Bazı aşıların insan ömrü boyunca tek bir sefer yapılmasının yeterli olmasının sebebi de bu hafızadır. Edinilmiş bağışıklığın omurgalılara has bir sistem olduğu söylese de diğer canlılarda da bu tür benzer sistemlerin ipuçlarını görebiliyoruz, özellikle birazdan bahsedeceğimiz gibi.
İnsandaki ve daha genel anlamda omurgalılardaki edinilmiş bağışıklık sistemini biraz detaylandıracak olursak T ve B hücrelerinden bahsetmemiz gerekli. Bu hücreler birbirlerine oldukça benzeseler de bir enfeksiyon durumunda aktif hale geçmelerinin ardından önemli farklılıklar göstermeye başlarlar. T hücreleri patojen ile girdikleri doğrudan hücre etkileşimi ile savunmada görev alırlar. Kimi T hücreleri yardımcı olarak adlandırılır ve diğer savunma hücrelerinin enfekte olmuş bölgeye çağırılmasında görev alır, kimileri ise katil olarak adlandırılır ve bakterilerin veya enfekte olmuş insan hücrelerinin yok edilmesini sağlar. B hücreleri ise mutlaka bir şekilde duymuş olduğunuz antikor denilen maddelerin üretiminde temel görevi üstlenen hücrelerdir.
Antikorlar Y şeklindeki proteinlerdir ve en önemli özelliği patojenlerin tanınmasına olanak sağlaması ve hatta bazı durumlarda bu patojenleri öldürebilmesidir. Bu noktada biraz teknik ayrıntıya girmek sistemin heyecan verici yanını anlamamıza yardım edecek. Antikorlar, antijen denilen ve bakteri ve virüslerin yüzeyinde bulunan maddelere bağlanarak işaretleme yaparlar. Antijenler özel maddeler olmak zorunda değildir, yani eğer bir antikor bakterinin yüzeyinde, bakteriye özgü herhangi bir proteine bağlanıyorsa artık o protein antijen olarak adlandırılır.
Burada “herhangi” kelimesi önemlidir çünkü antikorların “herhangi” bir yabancı proteini tanıyabilecek çeşitlilikte olması gerekir. Bu çeşitliliğin kaynağı ise –evet, doğru tahmin ettiniz– mutasyonlardır. Bir B hücresinin olgunlaşması aslında bize evrim sürecinin minik bir sunumunu verir diyebiliriz. Olgunlaşmamış B hücrelerinin tamamı, diğer vücut hücrelerimizle birlikte aynı genetik yapıya sahiptir. Fakat olgunlaşma sürecinde özellikle antikorların antijen ile etkileşen kısımlarının üretiminden sorumlu gen bölgeleri yani VDJ genleri önemli değişiklikler yaşar. Bu değişimlerden biri somatik hipermutasyon dediğimiz süreçtir. Antikorların antijen ile bağ kurabilmesinin temeli, 3 boyutlu şekillerinin birbirlerine olan uyumudur, bunu bir anahtar-kilit analojisi ile anlamaya çalışmak en kolayıdır. İşte somatik hipermutasyon da bir antikorun antijen ile bağ kuran aktif bölgesini (yani bizim anahtarımızın tırtıklı yüzeyini) rasgele bir şekilde değiştirmeye yarar. İstatistiksel olarak somatik hipermutasyona maruz kalan bölgelerdeki mutasyon oranı, vücudumuzun diğer bölgelerine oranla 1.000.000 kat daha fazladır ki bu da her yeni B hücresinin birkaç adet mutasyon taşıdığı anlamına gelir. Bir diğer değişim ise VDJ rekombinasyonları veya somatik rekombinasyon denilen süreçtir. VDJ genleri olgunlaşmamış bir B hücresinde çok çeşitli sayıda bulunurken (VVVVV DDDD JJJJJJ gibi) hücrenin olgunlaşması sırasında rastgele bir şekilde seçilerek sayıları tek bir antikor üretebilecek kadar azaltılır (VVDJ). Bu iki süreç sonunda ise her bir olgunlaşmış B hücresinin farklı bir antikor üretebildiği bir hücre havuzu elde etmiş oluruz.
Elimizdeki bu çeşitliliğin üzerindeki seçilim baskısı ise antijenler tarafından oluşturulur. Ürettiği antikor, bir antijene bağlanabilen B hücreleri seçilir ve bağışıklık hafızası dediğimiz mekanizma ile korunurlar. Aynı patojen ile tekrar enfeksiyon durumunda hızlı bir şekilde çoğaltılarak çok daha çabuk ve etkili tepki verilmesini sağlarlar. Diğer B hücreleri ise ömürlerini tamamlayana kadar vücutta dolaştıktan sonra yok edilirler. İşte size ekolojik anlamda kullandığımızın aynısı olmasa da sadece en uyumluların hayatta kaldığı bir evrimsel süreç örneği. Tabi burada bu süreçlerin somatik olduğunu yani vücut hücrelerinde gerçekleştiğini ve yavrulara aktarılmadığını belirtmek gerekir. Zaten bu sebeple edinilmiş bağışıklık sistemi, canlının ömrü boyunca karşılaştığı patojenlere karşı direnç sağlar.
Prokaryotların Dünyasına Yolculuk
Şimdi gelin üzerinde konuştuğumuz boyutu değiştirelim ve prokaryotların yani zarlı organel bulundurmayan tek hücreli canlıların dünyasına girelim. Evrimsel olarak canlılığı en temel düzeyde 3 gruba ayırırız. Bunlardan biri ökaryotlardır ki çevrenizde görebildiğiniz canlıların tamamı bu gruba dâhildir. Bir diğeri bakterilerdir, birçoğumuz bakterilere de aşinayız. Fakat 3. grup olan arkeleri çok tanıdığımız söylenemez. Bu aslında doğal çünkü uzun bir süre boyunca arkeler bakteriler grubuna dâhil edilmişti. Ta ki 1977 yılında, ünlü mikrobiyolog Carl Woose 16S ribozomal RNA benzerliklerini incelemesinin ardından onları ayrı bir grup olarak tanımlayana kadar.
Geçen 35 yıl boyunca arkeler üzerinde birçok çalışma yapıldı ve bugün Carl Woose’un önerdiği 3 gruplu sınıflandırma sisteminin oldukça tutarlı olduğunu biliyoruz. Daha da önemlisi evrimsel açıdan arkeler ve ökaryotların birbirlerine bakterilerden daha yakın olduğunu da biliyoruz. Şöyle ki her ne kadar arkeler, prokaryot canlılar olsa da DNA eşleme, protein sentezi gibi işlevleri gerçekleştirirken kullandıkları proteinler bakterilerden çok ökaryotların proteinlerine benzemekte. Hatta bu benzerlik ve arkelerin etkili DNA tamir sistemlerinden faydalanarak bu canlıların kanser araştırmalarında kullanılması ile ilgili çalışmalar yürütülmekte.
Prokaryotlarda Hücre Savunması
Bu ön bilgiler eşliğinde daha fazla dağılmadan konumuza dönelim. Patojenlerin oluşturduğu sıkıntılar maalesef tek hücrelilerin dünyasını da sarmış durumda. İster insan bağırsağında yaşayan bir bakteri olun ister 75 derecede aşırı asidik ortamda yaşayan bir arke, başınız asla virüslerden kurtulmaz. Bu da doğal olarak tek hücreli canlıların da virüslere karşı bir savunma mekanizmasına sahip olmasını zorunlu kılar. Virüslerin etki mekanizmasını kısaca şöyle özetleyebiliriz: Virüslerin yüzey proteinlerini kullanarak hücreye tutunması, kendi genetik materyalini konak hücrenin içine aktarması, bu genetik materyalin, hücrenin protein sistemini kullanarak kendini eşlemesi ve sonunda oluşan çok sayıda yeni virüs sebebi ile konak hücrenin patlaması ve virüslerin yeni konaklar bulmak üzere dağılması.
Bakteri ve arkelerin doğuştan gelen bağışıklık sistemi genellikle virüslerin tutunduğu reseptörlerin yapısını değiştirmek ve restriksiyon – modifikasyon enzimleri yardımı ile hücrenin DNA’sına girmiş virüs DNA’sını kesmek şeklinde işliyor. Ancak son zamanlarda yapılan çalışmalar ile bu canlıların bir de edinilmiş bağışıklık mekanizmasına sahip olduğu ortaya çıktı. Evet, yanlış duymadınız. Sadece omurgalılara özgü olduğunu düşündüğümüz edinilmiş bağışıklık sistemi, talihsiz bir şekilde “ilkel” olarak nitelendirdiğimiz prokaryotlarda da bulundu.
Bilinen arkelerin tamamına yakınında ve bakterilerin de yarısında bulunan bu sistem CRISPR-Cas sistemi olarak adlandırılıyor. CRISPR’ın açılımı “clustered regularly interspaced palindromic repeats”. Henüz bir Türkçe karşılığına denk gelmedim, o sebeple ilk çeviri önerisini burada sunup “düzenli aralıklarla bölünmüş palindromik tekrar kümeleri” diyebilirim. CRISPR denildiğinde kastedilen teknik anlamda canlının DNA dizisi üzerinde, CRISPR lokusunu tanımlayan gen dizileridir. Bunlar cas genleri, onu takip eden lider dizi ve sonrasında gelen tekrar (repeat) ve aralık (spacer) dizileridir. Tekrar dizileri bir canlı için tamamen aynı olmakla birlikte bu tekrarların arasındaki aralık dizileri birbirinden farklılık göstermektedir. Cas ise bu bağışıklık sisteminde görev alan proteinlerin genel adıdır.
CRISPR kümelerinin varlığı 1980’lerden beri bilinse de canlının savunma mekanizmasındaki rolü görece yeni kanıtlanmış durumda. Bu çıkarıma giden araştırmalar ise 2005 yılında CRISPR genleri üzerine çalışan 3 farklı grubun keşfi ile başladı. Bu grupların keşfettiği şey, CRISPR kümelerinde bulunan aralık genlerinin, o canlıyı enfekte eden bazı virüsler ile aynı diziye sahip olmasıydı. Ayrıca bir virüs DNA’sı ile aynı diziye sahip aralık genine sahip olmak o virüse karşı bir direnç veriyordu. Elbette buradan CRISPR sisteminin nükleik asit temelli bir bağışıklık mekanizması olabileceği hipotezi ortaya çıktı ve yapılan araştırmalar sonucunda bugün bu hipotezin büyük oranda doğrulanmış olduğunu söyleyebiliriz.
Genel hatları ile sistemi şu şekilde özetleyebiliriz: Öncelikle organizma bir virüs tarafından enfekte edilir. Ardından bu virüsün DNA’sı hücre tarafından parçalanır ve bu parçalar arasından bir ön-aralık (protospacer) geni seçilir. Seçilen bu gen çeşitli proteinler tarafından işlendikten sonra CRISPR lokusunda lider genin hemen sonrasına, yeni bir tekrar geni ile birlikte eklenir ve aralık geni adını alır. Bu da bize neden aralık genlerinin birbirinden farklı olduğunu anlatıyor; çünkü her biri farklı bir virüsten alınmış. Daha sonra bu tekrar ve aralık bölgelerinden sentezlenen CRISPR RNA’lar (crRNA) belirli Cas proteinlerinin de yardımı ile kesilir ve işlenir. İşlenmiş crRNA’lar başka Cas proteinleri ile birleşerek CRISPR ribonükleoprotein komplekslerini (crRNP) oluşturur. Hücrenin aynı virüs ile tekrar enfekte edilmesi durumunda ise virüsün DNA’sına karşılık gelen aralık dizisini taşıyan crRNP’ler virüs DNA’sını tanır ve Cas proteinlerinin nükleaz aktivitesi ile yabancı DNA parçalanır.
Cas proteinlerini de bu sisteme uygun olarak 4 gruba ayırabiliriz. İlki yeni karşılaşılan virüslerden aralık genlerinin elde edilmesini sağlayan nükleaz ve rekombinaz proteinleri. İkincisi crRNA işlenmesinde görev alan ribonükleaz enzimleri. Üçüncüsü olgun crRNA’lar ile bağ kurup crRNP oluşturulmasını sağlayan ve yabancı DNA’nın tanınmasında rol alan proteinler. Dördüncüsü de yabancı DNA’ların parçalanmasını sağlayan nükleazlar.
Araştırmalar bize CRISPR-Cas sistemlerinin temel olarak 3 gruba ayrılabileceğini gösteriyor. Tip 1, 2 ve 3 olarak adlandırılan bu sistemlerden Tip 1 ve 3 birbirlerinden filogenetik olarak oldukça uzak birçok bakteri ve arkede bulunmakla birlikte tip 2 sistemlere sadece bakterilerde rastlanmış. Ayrıca bazı plazmidlerde de CRISPR-Cas sistemlerini bulmak bize bu sistemlerin sıklıkla yatay gen transferi aracılığı ile paylaşıldığını gösteriyor. Tabi ki bu da sistemin kökenine ilişkin evrimsel çalışmaları oldukça zorlaştıran bir durum. Bir diğer ilginç nokta da Tip 3-B olarak adlandırılan sistemin DNA yerine RNA’yı hedef alması ve parçalaması.
Elbette burada akla gelen en önemli sorulardan biri şu ki nasıl oluyor da bu sistemler kendi DNA’larını parçalamıyor? Sonuçta virüsün DNA’sı ile bu DNA’dan elde edilen aralık geni birbirlerinin aynısı. Bu durumda oluşturulan crRNP hücrenin kendi aralık genini de bir yabancı DNA gibi algılayıp ve parçalamaz mı? İşte burada, daha önce bahsettiğimiz ve bir bağışıklık sisteminin temeli olan ben ve diğerleri ayrımını yapabilme yeteneği işin içine giriyor. Tip 1 ve 2 sistemlerde PAM (Protospacer Adjacent Motifs) olarak adlandırılan bir DNA dizisi, crRNP’lerin DNA parçalama aktivitesini tetikliyor. PAM dizisinin özelliği, ön-aralık dizisinden (yani işgalci DNA’nın crRNP tarafından tanınan parçası) hemen önce gelmesidir. İkinci bir özelliği ise bariz bir şekilde CRISPR lokusundaki tekrar dizilerinden farklı olmasıdır.
Bunu gözünüzde canlandırmaya çalışırsanız bu hücrenin nasıl ben ve diğerleri ayrımını yaptığını fark edeceksiniz. Hücrenin kendi DNA’sında bir tekrar dizisi ve hemen ardından gelen aralık dizisi var. Yabancı DNA’da ise PAM dizisi ve hemen ardından gelen ön-aralık dizisi var (terimler aklınızı karıştırmasın, ön-aralık dizisi ile aralık dizisi birbirinin aynısıdır). PAM dizisine bağlanmak da crRNP’lerin nükleaz aktivitesini tetiklerken tekrar dizisine bağlanmak herhangi bir etki yaratmıyor. Tip 3 sistemlerde ise durum biraz farklı. Bu sistemlerde PAM motifleri kullanılmamakta fakat tekrar dizisine bağlanmak crRNP’nin inaktif hale gelmesine sebep olmaktadır.
Moleküler biyoloji ve özellikle genetik mühendislik tekniklerine aşina olan okurlar belki de CRISPR sisteminin sağlayabileceği avantajı fark etmiştir bile. Bunu çok daha önceden fark eden Dr. Jennifer Doudna ve ekibi 2012 yılında yayınladıkları bir dizi makale ile bu sistemler üzerinden geliştirdikleri tekniği nasıl genetik mühendisliğinde kullanabileceklerini gösterdiler. İşin güzelliği ise insanı hayrete düşürecek basitliğinde yatıyor. CRISPR sisteminin özelliği belirli bir DNA dizisi üzerinde işlemesidir. Bu da demektir ki herhangi bir DNA’yı yüksek hassaslıkta ve doğrulukta kesebilmemiz için bize gereken tek şey o DNA’nın baz dizisi ve hücre içinde crRNP oluşturabilecek, aktif bir Cas nükleaz proteini. DNA’nın baz dizisine karşılık gelen bir crRNA oluşturuyoruz, bu crRNAyı Cas proteini ile birleştiriyoruz ve hücrenin içine salıyoruz. Bundan sonra tek yapmamız gereken oluşturduğumuz crRNP kompleksinin gidip DNA’yı bizim belirlediğimiz yerden kesmesini beklemek.
Bu sayede doğuştan gelen genetik hastalıklardan kansere ve AIDS’e kadar birçok hastalığın tedavisinde kullanılabilecek bir yol açmış oluyoruz. Birçok araştırmacı tarafından “insanın ağzını açık bırakacak” bir teknik olarak tanımlanan bu teknik şu zamana kadar insan kök hücreleri dâhil birçok canlıda denendi ve oldukça olumlu sonuçlar aldı. Hatta Science dergisi 2013 yılının en önemli bilimsel gelişmelerinden biri olarak bu tekniğin geliştirilmesini seçti. Elbette henüz tekniğin optimize edilmesi adına çok çalışmalar yapılmalı ancak yine de bu çok daha başarılı tedavilerin yakın olduğunu hissetmemizi engellemiyor.
Prokaryotlarda Genetik Varyasyon… için yorumlar kapalı
Önemli noktalar:
Transformasyon sırasında, bakteriler, ortamlarında bulunan DNA parçalarını alırlar.
Transdüksiyon sırasında, DNA, bir virüs aracılığı ile bir bakteriden yanlışlıkla alınır.
Konjügasyon sırasında, DNA hücreler arasındaki bir tüp aracılığı ile bakteriler arasında aktarılır.
Genetik malzemenin genomda yer değiştirebilen segmentleri, bir yerden diğerine atlayabilen DNA parçalarıdır. Bakterilere antibiyotik direnci kazandıran ya da hastalık yapıcı olmalarını sağlayan bakteriyel genleri hareket ettirebilirler.
Giriş
“Klon” kelimsini duyduğunuzda aklınıza ne geliyor? Dolly isimli koyun ya da moleküler biyoloji laboratuvarlarında yapılan deneyler mi? Bunlara ek olarak, çevrenizdeki bakteriler (derinizdeki, bağırsağınızdaki ya da mutfak lavabosunda büyümekte olanlar) de sürekli olarak kendilerini “klonlamaktadırlar”.
Bakteriler, ikili fisyon aracılığı ile ikiye bölünerek çoğalırlar. İkili fisyon ya da ikiye bölünme sonucu, ebeveyn bakterilerin klonları ya da genetik olarak tıpatıp aynı kopyaları meydana gelir. “Çocuk” bakteriler, genetik olarak ebeveyn bakterilerin birebir aynısı oldukları için, ikili fisyon, gentik rekombinasyon ya da genetik çeşitlilik anlamında herhangi bir fırsat sunmaz (arada sırada meydana gelen rasgele mutasyonlar harici). Bu, eşeyli üremeden tamamen farklıdır.
Genetik varyasyon yine de, türlerin çevrelerindeki değişime, doğal seçilim yoluyla uyum sağlamalarına olanak sağlayarak hayatta kalmaları açısından büyük önem taşır. Bu bakteriler için olduğu kadar bitkiler ve hayvanlar için de doğrudur. Bu yüzden de, prokaryotların, konjügasyon, transformasyon ve transdüksiyon adı verilen bu üç mekanizma ile genlerini paylaşabiklerine şaşırmamak gerekir.
Transformasyon
Transformasyon sırasında bakteriler, çoğu zaman diğer bakterilerin bıraktıkları DNA parçalarını alırlar. Laboratuvarda DNA bilim insanları tarafından da eklenebilir (isterseniz biyoteknoloji makalesine göz atabilirsiniz). DNA, plazmid adı verilen dairesel formda bulunuyorsa, alıcı hücre tarafından kopyalanıp, sonraki nesillere aktarılabilir.
Bu neden önemlidir? Zararsız bir bakterinin, patojen (hastalık yapan) bir bakteriden bir toksin aldığını ele alalım. Alıcı hücre, aldığı DNA’yı kendi kromozomuna entega ederse (homolog rekombinasyon adı verilen bir süreçle) o da patojen özellikler kazanabilir.
Evet! Bakteriler de virüs kapabilir! Bakteriyofaj adı verilen virüsler, bakterileri enfekte ederler. Diğer virüsler gibi, bakteriyofajlar da, biyolojik dünyanın korsanlarıdır: hücrelerin kaynaklarına hükmederek daha fazla bakteriyofaj elde etmek için onları kullanırlar.
Bu süreç, yarım yamalak bir süreçtir. Konak hücrenin DNA parçaları bazen yeni bakteriyofajın içinde kalır. Bu “hatalı” bakteriyofajların biri diğer hücreleri enfekte ettiğinde, DNA’sını aktarır. Bazı bakteriyofajlar, konak hücre DNA’sını parçalar ve bu transferin daha olası hale gelmesini sağlar\[^1\].
Bakteriler dışındaki diğer prokaryotlardan olan arkeler, bakteriyofajlar tarafından enfekte edilemezler ancak genetik malzemelerini bir bireyden diğerine aktaran, onlara özel virüsler de mevcuttur.
Konjugasyon
Konjügasyonda, DNA bir bakteriden diğerine aktarılır. Verici hücre, pilus adı verilen bir yapı ile kendini alıcı hücreye doğru çektiğinde, hücreler arasında DNA aktarımı gerçekleşir. DNA çoğu durumda plazmid formundadır.
Verici hücreler, üreme faktörü (ya da F faktörü) adı verilen DNA parçaları içerdikleri için tipik olarak verici olarak davranırlar. Bu DNA parçaları, cinsiyet piluslarını oluşturan proteinleri kodlar. Ek olarak, konjügasyon başladığında DNA transferinin gerçekleştiği özel bir bölgeye de sahiptirler\[^2\].
F faktörü, konjügasyon sırasında aktarılırsa, alıcı hücre, F\[^+\] vericisine dönüşür ve kendi piluslarını oluşturarak, diğer hücrelere DNA aktarabilir. Bir vampirin, ısırarak diğer insanları vampire dönüştürmesini bir benzetme olarak düşünebiliriz.
Genetik malzemenin genomda yer değiştirebilen segmentleri
Genetik malzemenin genomda yer değiştirebilen segmentleri de bakteri genetiği açısından önemlidir\[^3\]. Bu DNA parçaları, bir genom içinde bir yerden diğerine, kendilerinin kopyasını yapıp yapıştırarak ya da yeni yerlere ekleyerek “atlayabilir”. Genetik malzemenin genomda yer değiştirebilen segmentlerini, sadece bakterilerde değil, siz ve ben gibi diğer birçok organizmada da bulabiliriz.
Genetik malzemenin genomda yer değiştirebilen segmentleri, bakterilerde antibiyotik direncini ve patojen genleri (bakterilerin hastalık yapıcı özellikler kazanmalarını sağlayan genler) taşıyabilir\[^{4, 5,6}\]. Genetik malzemenin genomda yer değiştirebilen segmentlerinden biri, kromozomdan bir plazmidin içine atlarsa, taşıdığı genler transformasyon ya da konjügasyon yoluyla diğer bakterilere aktarılabilir. Bu da genlerin popülasyon içinde hızlı bir şekilde yayılmasını sağlar.
Sonuç
Bakterilerde üreme çok hızlıdır, bir nesil bazı türlerde birkaç dakika içerisinde gelişebilmektedir. Nesil süresinin bu kadar kısa olması, rasgele mutasyonlarla ve makalede gördüğümüz gentik rekombinasyon mekanizması ile bir araya geldiğinde, bakteriler ve diğer prokaryotların çok hızlı bir şekilde evrimleşmesini sağlar.
Bu iyi bir şey midir? Bakış açısına göre değişir. Hızlı evrimleşme, bakterilerin, ortama antibiyotik verilmesi gibi çevresel değişimlere çok hızlı bir şekilde uyum sağlamasını sağlar. Bu onlar açısından iyi olsa da bizim açımızdan, özellikle de enfekte edildiysek son derece kötü bir durumdur.Antibiyotik direncinin nasıl evrimleşebileceği hakkında daha fazla bilgi edinmek ister misiniz?
Moleküler Biyoloji ve Genetik Dersleri için yorumlar kapalı
Moleküler biyoloji ve genetik, canlı organizmaların temel yapı taşları olan moleküllerin yapılarını, işlevlerini ve etkileşimlerini inceleyen disiplinlerdir. Bu alanlar, genetik materyalin (DNA ve RNA) yapısını ve işlevini, gen ifadesinin düzenlenmesini, hücre içi sinyal iletimini, protein sentezini ve hücre döngüsünü kapsar. Ayrıca, genetik varyasyonun neden olduğu fenotipik farklılıkları ve kalıtımın mekanizmalarını da araştırır.
Moleküler biyoloji ve genetik bölümünde, öğrencilere hücre biyolojisi, genetik, mikrobiyoloji, biyokimya, biyoinformatik, biyoteknoloji ve çevre biyolojisi gibi derslerin yanı sıra laboratuvar deneyimleri de sağlanır. Bu sayede öğrenciler, moleküler düzeydeki biyolojik süreçleri anlamaya ve analiz etmeye yönelik temel bilgi ve beceriler kazanırlar.
Moleküler Biyoloji ve Genetik Dersleri
Moleküler Biyolojiye Giriş: Bu ders, hücrelerin temel yapı taşları olan moleküllerin (DNA, RNA, proteinler vb.) yapısını, işlevlerini ve etkileşimlerini inceler.
Hücre Biyolojisi: Bu ders, hücrenin yapısı, işlevleri, metabolizması, bölünmesi ve özelleşmesi gibi konuları kapsar.
Genetik: Genetik, organizmaların kalıtsal özelliklerinin nasıl geçtiğini ve değiştiğini inceleyen bir alandır. Bu ders genetik prensiplerini, kalıtımın temel yasalarını ve genetik mühendisliği gibi konuları ele alır.
Moleküler Hücre Biyolojisi: Bu ders, hücre içindeki moleküler işlemleri daha derinlemesine inceler. Özellikle hücrenin genetik materyalinin nasıl işlendiği, ifade edildiği ve düzenlendiği konularına odaklanır.
Biyoinformatik: Bu ders, biyolojik verilerin bilgisayar aracılığıyla analiz edilmesini ve yorumlanmasını sağlayan yöntemleri öğretir. Gen dizilim analizi, protein yapıları ve fonksiyonları gibi konular bu dersin içeriğini oluşturur.
Türk Dili 1, 2: Bu dersler, öğrencilere Türkçe dilbilgisi, yazım kuralları, sözcük bilgisi, dilin yapısal özellikleri ve dilin işlevleri gibi konuları öğretir. Ayrıca, dilin doğru ve etkili bir şekilde kullanımını geliştirmeyi amaçlar.
Genel Kimya: Genel Kimya, kimyanın temel prensiplerini ve kavramlarını içeren bir ders olarak başlar. Atom yapısı, kimyasal bağlar, gazlar, sıvılar, katılar, termodinamik gibi konuları kapsar.
Atatürk İlkeleri ve İnkılap Tarihi 1, 2: Bu dersler, Türkiye Cumhuriyeti’nin kurucusu Mustafa Kemal Atatürk’ün hayatı, ilkeleri ve yaptığı inkılapları öğretir. Türkiye’nin modernleşme süreci ve cumhuriyetin kuruluşu bu derslerin odak noktasıdır.
Genel Matematik: Bu ders, temel matematik prensiplerini içerir: cebir, geometri, trigonometri, fonksiyonlar, limitler ve türevler gibi konuları kapsar. Matematiksel düşünme becerilerini geliştirir.
İngilizce 1, 2: Bu dersler, öğrencilere İngilizce dilbilgisi, kelime bilgisi, dinleme, konuşma, okuma ve yazma becerilerini öğretir. İngilizce’nin iletişim aracı olarak kullanılmasını sağlar.
Genel Biyoloji Laboratuvarı: Bu ders, biyolojinin temel prensiplerini uygulamalı bir şekilde öğretir. Mikroskopi, hücre gözlemi, organizma sınıflandırması gibi konular laboratuvar deneyleriyle desteklenir.
Değerlerimiz: Bu ders, öğrencilere etik, ahlak, kültürel değerler ve toplumsal sorumluluklar hakkında bilgi verir. İnsan ilişkilerini, hoşgörüyü ve toplumsal uyumu güçlendirir.
Kariyer Planlama: Bu ders, öğrencilere kariyer hedefleri belirleme, iş arama becerileri, özgeçmiş hazırlama ve mülakat teknikleri gibi konularda rehberlik eder.
Organik Tarım: Organik tarımın prensipleri, uygulama yöntemleri, organik tarımın çevresel ve sağlık üzerindeki etkileri gibi konuları kapsar.
Hücre Biyolojisi: Bu ders, hücrenin yapısal ve işlevsel özelliklerini, metabolizmasını, bölünmesini ve özelleşmesini inceler.
Mikrobiyoloji: Bu ders, mikroskobik organizmaları, özellikle bakteri, virüs, mantar ve protozoaları inceler. Mikroorganizmaların yapısı, fizyolojisi, çoğalma şekilleri, patojenite mekanizmaları ve mikrobiyal biyoteknoloji gibi konuları kapsar.
Bakteriyoloji: Bu ders, bakterilerin yapısal özellikleri, fizyolojileri, çoğalma biçimleri, patojenitesi ve uygulamalı alanlardaki rolleri gibi konuları inceler.
Viroloji: Bu ders, virüslerin yapısı, replikasyonu, enfeksiyon mekanizmaları, evrimi ve virüs hastalıklarının önlenmesi ve tedavisi gibi konuları kapsar.
Metagenomiks: Bu ders, karmaşık mikrobiyal topluluklardaki genetik materyalin analizini ve yorumlanmasını içerir. Özellikle çevresel örneklerden elde edilen genomik verilerin analizine odaklanır.
Bitki Biyoteknolojisi: Bu ders, bitkilerin genetik mühendisliği, bitki hücre kültürü, bitki hastalıkları ve zararlılarına karşı mücadelede biyoteknolojik yaklaşımlar gibi konuları inceler.
Mikrobiyal Biyoteknoloji: Bu ders, mikroorganizmaların endüstriyel ve tarımsal uygulamalarda kullanılmasını inceler. Fermentasyon, biyoyakıt üretimi, gıda endüstrisi ve biyoremidiasyon gibi konular bu dersin içeriğini oluşturur.
Hücre Döngüsü ve Apoptoz: Bu ders, hücrenin yaşam döngüsünü (proliferasyon, büyüme, bölünme) ve programlı hücre ölümü olan apoptozisi inceler.
Fizyoloji: Bu ders, canlı organizmaların fonksiyonlarını ve bu fonksiyonların fizyolojik mekanizmalarını inceler. Özellikle insan fizyolojisi üzerine odaklanabilir.
Stres Biyolojisi: Bu ders, organizmaların stres yanıtlarını ve stresin biyolojik etkilerini inceler. Stres hormonları, stres adaptasyonu ve stresle başa çıkma mekanizmaları gibi konuları kapsar.
Çevre Biyoteknolojisi: Bu ders, biyoteknolojik yöntemlerin çevresel uygulamalarını inceler. Kirleticilerin biyolojik arıtılması, atık yönetimi ve çevresel koruma stratejileri gibi konuları ele alır.
Nanobiyoteknoloji: Bu ders, nanoteknolojinin biyoloji ve tıp alanındaki uygulamalarını inceler. Özellikle nanoölçekte malzemelerin tasarımı, sentezi ve biyolojik sistemlerle etkileşimi üzerine odaklanır.
Model Organizmalar: Bu ders, biyolojik araştırmalarda sıkça kullanılan model organizmaları (örneğin, fare, meyve sineği, maya, solucan vb.) inceler. Bu organizmalar, temel biyolojik süreçlerin anlaşılmasında ve hastalık modellerinin geliştirilmesinde önemli bir rol oynar.
Klinik Biyokimya: Bu ders, biyokimyanın tıbbi uygulamalarını inceler. Özellikle laboratuvar testlerinin prensipleri, hastalıkların tanısında ve tedavisinde biyokimyanın rolü üzerine odaklanır.
Hesaplamalı Biyoloji: Bu ders, biyolojik verilerin analizi ve modellemesi için bilgisayar tabanlı yaklaşımları inceler. Biyoinformatik, veri madenciliği, yapay zeka ve sistem biyolojisi gibi konuları kapsar.
İnsan Genetiği: Bu ders, insan genetiğinin temel prensiplerini ve insan sağlığı ile ilişkisini inceler. Genetik hastalıklar, genetik testler, farmakogenetik ve kişisel tıp gibi konuları ele alır.
Biyopolimerler: Bu ders, biyolojik kaynaklardan elde edilen polimerlerin yapıları, özellikleri ve uygulamalarını inceler. Özellikle biyo-plastikler, biyomalzemeler ve ilaç taşıyıcı sistemler gibi konuları kapsar.
Gelişim Biyolojisi: Bu ders, organizmaların embriyonik gelişimini ve morfolojik farklılaşmasını inceler. Hücre farklılaşması, organogenez, morfogenez ve gelişimdeki genetik kontrol mekanizmaları gibi konuları ele alır.
Yaz Stajı: Bu ders, öğrencilere yaz aylarında staj yapma fırsatı sunar. Bu stajlar, endüstriyel laboratuvarlarda, araştırma enstitülerinde veya klinik ortamlarda gerçekleştirilebilir ve öğrencilere pratik deneyim kazandırır.
Biyoteknoloji: Bu ders, biyolojik organizmaların ve sistemlerin endüstriyel ve tıbbi uygulamalarını inceler. Özellikle genetik mühendislik, biyomedikal teknolojiler, tarım biyoteknolojisi gibi konuları ele alır.
Biyoinformatik: Bu ders, biyolojik verilerin bilgisayar tabanlı analizini ve yorumlanmasını sağlar. Genomik, proteomik, filogenetik ve yapısal biyoinformatik gibi konuları kapsar.
Bağışıklık Sistemi Hastalıkları: Bu ders, bağışıklık sistemi ile ilişkili hastalıkları inceler. Otoimmün hastalıklar, alerjik reaksiyonlar, immün yetmezlik durumları gibi konuları ele alır.
Bitirme Projesi 1, 2: Bu ders, öğrencilerin bir araştırma veya uygulama projesi yürütmelerini ve sonuçlarını sunmalarını içerir. Öğrenciler genellikle danışmanları ile birlikte çalışarak bir bilimsel makale veya sunum hazırlarlar.
Moleküler Biyoloji Laboratuvarı Teknikleri: Bu ders, moleküler biyoloji laboratuvarlarında kullanılan temel teknikleri öğretir. PCR, DNA izolasyonu, elektroforez, DNA dizileme gibi teknikler uygulanır.
Biyokimya Laboratuvarı 1, 2: Bu ders, biyokimya prensiplerini laboratuvar ortamında uygulamayı sağlar. Protein analizi, enzim kinetiği, metabolizma analizi gibi konuları kapsar.
Hücre Biyolojisi Laboratuvarı: Bu ders, hücre biyolojisi ile ilgili deneylerin yapılmasını içerir. Hücre kültürü, hücre bölünmesi, hücre sinyalleşmesi gibi konuları uygulamalı olarak ele alır.
Moleküler Genetik Laboratuvarı: Bu ders, genetik araştırmalarda kullanılan moleküler teknikleri öğretir. Gen klonlaması, gen ifadesinin analizi, genetik manipülasyon gibi konular üzerinde durur.
Moleküler Hücre Biyolojisi Laboratuvarı: Bu ders, hücre içi moleküler süreçlerin incelenmesine yönelik laboratuvar deneylerini içerir. Protein-protein etkileşimleri, hücre sinyalleşmesi, hücre çoğalması gibi konuları kapsar.
Mikrobiyoloji Laboratuvarı: Bu ders, mikroorganizmaların izolasyonu, tanımlanması ve karakterizasyonunu içerir. Bakteri kültürü, mikrobiyal analiz teknikleri, antimikrobiyal duyarlılık testleri gibi konuları uygulamalı olarak işler.
