|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
NEDEN İNSANLARIN GENLERİ BU KADAR AZ?
|
|
|
|
|
|
|
|
Önde gelen biyologlar, 1990'ların sonlarında insan genomunun dizilimini ortaya çıkarmak için harekete geçtiklerinde, DNA'mızı oluşturan 3 milyon baz çiftinin içerdiği gen sayısı üzerinde bahse tutuştular. Çok azı gerçek sayıyı kestirebildi. On yıl öncesine kadar, geleneksel görüş, vücudumuzdaki işlevleri yerine getiren çok sayıda hücresel işlemin gerçekleşmesi için yaklaşık 100.000 gene gereksinimimiz olduğu yönündeydi. Ancak projenin sonunda, genlerimizin sayısının yalnızca 25.000 civarında, yani çok küçük bir çiçekli bitki olan suteresinin (Arabi-dopsis) gen sayısıyla aynı, bir solucanınkindense {Caenor-habditis elegans) biraz daha fazla olduğu ortaya çıktı.
Bu büyük sürpriz, genetikçiler arasında yaygınlaşmakta olan bir gerçeği güçlendirdi: Bizim genomumuz ve diğer memelilerin genomları, sanıldığından daha esnek ve karmaşıktı. Böylece, eski "bir gen / bir protein" tezi çürütülmüş oldu. Artık birçok genin birden fazla proteini yapabildiği biliniyor. Düzenleyici proteinler, RNA, DNA'nın şifre içermeyen parçaları, hatta genomun kendisindeki kimyasal ve yapısal değişimler bile genin nasıl, nerede ve ne zaman 'ifade' edileceğini belirleyebiliyorlar. Bütün bu öğelerin, genin ifade edilmesinde nasıl bir arada uyumlu çalıştıklarını ortaya çıkarmak, biyologların önünde aşılması gereken engellerden biri.
Geçtiğimiz birkaç yıl içinde, insan genomunun bu kadar az genle bu kadar karmaşık bir yapı oluşturabilmesinin ardında yatan nedenlerden birinin, mRNA üretimi sırasında kullanılan seçenekli kesme (alternative splicing), adlı bir mekanizma olduğu anlaşıldı. İnsan genleri hem protein yapımı için gerekli şifreleri taşıyan DNA (ekson) parçalan, hem de hiçbir şifre içermeyen DNA (intron) parçaları içeriyor. Ki-
|
mi genlerde eksonların farklı bileşimleri, farklı zamanlarda etkin oluyor ve her bileşim farklı bir proteinin üretimiyle sonuçlanıyor.
Uzun bir süre boyunca, seçenekli kesme sürecinin, DNA yazılımı (transkripsiyon) sırasında ender oluşan küçük bir atlamadan kaynaklandığı düşünüldü. Ancak araştırmacılar, bu durumun genlerimizin yarısında -kimilerine göre neredeyse tamamında- görülebildiğini ortaya çıkardılar. Bu bulgu, bu kadar az genle yüzbinlerce farklı proteinin üretiminin nasıl mümkün olduğunu açıklama yönünde atılmış önemli bir adım oldu. Ancak, DNA yazılım sisteminin, belirli bir zamanda, genin hangi parçasını okuyacağına nasıl karar verdiği, hâlâ gizemini koruyan bîr soru.
Aynı şey, belirli zamanlarda ve yerlerde, hangi genlerin ya da gen takımlarının etkin hale geleceğini ya da etkinliğini durduracağını belirleyen mekanizmalar için de geçerli. Son araştırmalar, her genin, işlevini gerçekleştirebilmek için yüzlerce destek birime gereksinimi olduğunu gösteriyor. Bunlardan bazıları, kimyasal süreçlerle (örneğin DNA'ya asetil ya da metil grupları ekleyerek) geni etkin hale getiren ya da genin etkinliğini durduran proteinler. "Transkripsiyon faktörleri'' adlı proteinler-se, genlerle daha doğrudan etkileşimde bulunuyorlar ve denetimleri altındaki gene yakın yerde bulunan bağlanma bölgelerine tutunu-yorlar. Seçenekli kesmede olduğu gibi, bağlanma bölgelerinin farklı kombinasyonlarının etkin hale getirilmesi de, genin İfade edilme sürecini en iyi biçimde kontrol altında tutmayı sağlıyor; ancak araştırmacılar tüm bu düzenleyici öğelerin gerçekte nasıl işlediğini ve seçenekli kesmeyle nasıl bir arada yer alabildiklerini henüz tam olarak anlayabilmiş değiller.
|
Son on yıl içinde, gen ifadesinin düzenlenmesinde kromotin proteinlerinin ve RNA'nın ne kadar önemli roller oynadıklarını da anlaşıldı. Kromatin proteinleri, temelde kromozomları düzgün sarmallar halinde tutarak DNA'yı bir anlamda paketlemiş oluyorlar. Kromatin, hafifçe biçim değiştirerek, farklı genleri DNA yazılımı sistemine sokabiliyor.
Genlerde RNA'nın yönlendiriciliği de önemli. Şu anda, geni kontrol eden diğer öğelerle birlikte, çoğu 30'dan az baz çifti içeren küçük RNA molekülleri de büyüteç altında. Daha önceleri ilgilerini mRNA ve diğer büyük RNA molekülleri üzerinde yoğunlaştıran birçok araştırmacı, geçtiğimiz beş yıl içinde, bunların "mik-roRNA" ve "küçük çekirdek RNA'sı" gibi daha küçük akrabalarına yönelmiş bulunuyor. Ortaya çıkan oldukça ilginç sonuçlara göreyse, karşımıza çeşitli biçimlerde çıkan bu RNA molekülleri, 'kapanma' özelliğine sahip: açıldıkla-rındaysa gen ifadesini etkileyebiliyorlar. Bunlar, aynı zamanda, organizmaların gelişimindeki hücre farklılaşmasında da önemli bir rol oynuyorlar; ancak işleme biçimleri tam olarak anlaşılmış değil.
Araştırmacılar, genlere ilişkin çeşitli mekanizmaları tam olarak belirleyip tanımlama yolunda büyük adımlar attılar. Genetikçiler, evrim ağacının farklı dallarında yer alan organizmaların gen haritalarını çıkararak düzenleyici bölgelerin yerini belirliyor ve seçenekli kesme gibi mekanizmaların nasıl evrildiğini kavramaya çalışıyorlar. Bu araştırmaların, söz konusu bölgelerin nasıl çalıştığını aydınlatacağı umuluyor. Fareler üzerinde yapılan -düzenleyici bölgelerin çıkarılması ya da eklenmesi, RNA üzerinde oynamalar yapılması gibi- deneyler ve bilgisayar modellemeleri de bu çalışmalar İçin yararlı olacak. Ancak tüm bu gelişmelere karşın, temel soru uzun süre çözülmeden kalacak gibi görünüyor: Tüm bu parçalar nasıl bir araya geliyor da bizi bütün bir organizma haline getiriyor?
Pennisi E. "Why Do Humans Have So Few Genes"
Science, Temmuz 2005
Çeviri: Tuğba Can
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Proton bozunur ma?
Herşeyin Kuramı'na göre kuarklar (ki protonları oluştururlar) bir şekilde leptonlara (örneğin elektronlara) dönüşebilirler; bu nedenle bozun-ma halindeki bir protonu yakalamak, parçacık fiziğinde yeni yasalar ortaya koyabilir.
Kütleçekiminin doğası nedir?
Kütleçekimi, kuan-tum kuramıyla uyuşmuyor; "standart model"e oturmuyor. Kütleçeki-mini mümkün kılan par-
|
|
çacık şu ana kadar bulunabilmiş değil. New-ton'un elması, karmaşık bir sorunun kaynağı olarak yerini koruyor.
Neden zaman diğer boyutlardan farklı?
Zamanın, öteki üç uzamsal boyut gibi bir boyut olduğu ve zamanla uzay arasında oldukça sıkı bir ilişki bulunduğunu anlamak, biliminsanlarının bin yıllarını aldı. Görelie-lik kuramıyla ilgili denklemler anlamlı olsa da, neden "şimdi"ye ilişkin bir algımız olduğu ya da neden zamanın bu şekilde akıp gittiği sorularını açıklamada yetersiz kalıyorlar.
|
|
|
|
|
|
Madde, neden karşımaddeden daha fazla?
Parçacık fizikçilerine göre, madde ve karşı-madde neredeyse aynı şeyler. (Karşımadde, maddenin, onunla aynı kütleyi ve aynı özellikleri, ama ters elektrik yükü taşıyan karşılığına verilen isim.) Maddenin çok yaygın, karşımaddenin de ender oluşu-nunu açıklaması, olasılıkla ince ayrıntılarda yatıyor.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
BİLİMveTEKNiK 40 Eylül 2005
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
GENETİK FARKLILIKLAR VE
BİREYSEL SAĞLIK BİRBİRİYLE
NE KADAR İLİŞKİLİ?
|
|
|
|
|
|
|
|
Doktorlar, anestezi sırasında süksinil kolin alan kimi hastaların normal biçimde uyanırken, kimilerinin de geçici felç ve solunum sorunları yaşamasının nedenlerini kırk yıl önce anladılar: Kimi hastalar, ilacın yavaş metabolize edilmesini (enzimler aracılığıyla parçalanmasını) sağlayan kalıtımsal bir özellik taşıyorlardı. Sonra, biliminsanlan yavaş işleyen süksinil kolin metabolizmasının izini sürerek belirli bir genin varyantına (farklı bir tipine) ulaştılar. Yaklaşık 3500 insandan biri bu gen varyantını taşıyor, bu da o kişiyi ilacın ciddi yan etkisi ba-kımından yüksek risk altında bırakıyor.
Süksinil kolin bilmecesinin çözülmesi, vücudun ilaca tepkisiyle genetik farklılık arasında kurulan ilk bağlantılar arasındaydı. Bundan sonra ilaç metabolizmasındaki küçük, ancak artan oranda görülen farklılıklar genetikle iliş-kilendirildi; bu da neden belirli ilaçların kimi hastalara yarar sağladığını, kimilerinde etkisiz kaldığını, diğerlerinde de zehir etkisi yarattığını anlamamıza yardım etti.
Günümüzde genetik farklılığın, birçok hastalığa yakalanma riskinde de önemli rol oynadığı biliniyor. Alzheimer'dan göğüs kanserine kadar, hastalıklara yakalanmayı artıran riskler, gen varyantlarıyla ilişkilendiriliyor ve bunlar, kimi sigara tiryakilerinin neden akciğer kanserine yakalanırken kimilerinin yakalanmadığı örneğindeki gibi, nedenleri açıklamaya yardım edebilir.
Bu gelişmeler, genetik testlerle hastalık riskleri, hastalığın önlenmesi için önceden belirlenecek yollar ve tedavilerin belirlendiği bireysel tıp çağının eşiğinde, umutları biraz da aşırı biçimde artırdı. Ancak sorumlu DNA'yı (tabii gerçekten sorumluysa) bulmak ve bu bilgiyi genetik testlerle ortaya çıkarmak, sağlık bilimlerinin ulaşması gereken önemli bir hedef.
Farklı kanser tipleri, kalp krizi, lupus, depresyon gibi birçok hastalık, görünüşe göre belirli genlerin, vüdumuza giren nikotin ya da yağlı besinlerle etkileşimi sonucu ortaya çıkı-
|
yor. Bu çoklu gen etkileşimleri, tek bir genden kaynaklanan hemofili ve kistik fibroz gibi hastalıklarla karşılaştırıldığında daha karmaşık ve belirsiz. Tek bir genden kaynaklanan hastalıklarda, kliniklerde kanıtlanmamış gen testlerine maruz kalmadan istatistiksel analizler, dikkatli deneyler tekrar tekrar yapılabiliyor. Ancak, tedavi yöntemlerini belirlemek daha az karmaşık değil. Örneğin biliminsanları geçen yıl, kan kanserine karşı kullanılan dört ilaca gösterilen dirençle ilişkili 124 farklı gen buldular.
|
çalışmaları son hızda yol almakta. Psikiyatrik hastalıklar gibi başka alanlardaysa bu hız daha düşük. Şiddetli depresyon ya da şizofreni hastalarının, hangi ilacı hangi dozda alacaklarını belirleyecek testlerden görecekleri yarar çok büyük olsa da, bu hastalıklarda, astım gibilerinden farklı olarak ilaca verilecek tepkiyi biyolojik olarak belirlemek zor. Bu gerçek, doğal olarak ilaç-genetik özellikler bağlantısını ortaya koymayı da güçleştiriyor.
DNA dizilimi daha iyi anlaşılıp teknolojiler geliştikçe sağlığı etkileyen genetik desen açığa çıkacak gibi görünüyor. Genetik araçlar, hâlâ yapım aşamasında; örneğin yaygın hastalıkların arkasındaki genetik farklılıkları ortaya çıkaracak "haploid genotip haritası" kullanılabilecek, bu da genetik hastalıkların araştırmasını hızlandıracak.
Sonraki aşama, klinik olarak karar vermeyi sağlamak üzere DNA testleri tasarlamak ve kullanmak olacak. Daha önce de yaşandığı gibi, böyle testleri standart uygulamalara dönüştürmek zaman alacak. Kalp krizi, akut kanser ya da astım atağı gibi acil durumlarda, böyle testler ancak hızlı sonuç alınabilirse işe yarayacak. Kapsamlı bireysel tıp, ancak ilaç şirketlerinin talepleri sonucu ortaya çıkacak, araştırma ve geliştirme alanında çok büyük yatırımlar gerektirecek. Birçok şirket, genetik farklılıkları test etmenin ilaç piyasasını kısıtlayacağı ve kârı düşüreceğinden endişeli.
Araştırmacılar, hala yeni fırsatlar arıyorlar. Mayısta, İzlanda'daki deCODE Genetics şirketi, ilaç devi Bayer'in deney aşamasında bıraktığı astım ilacının, belirli gen varyantları taşıyan 170'den fazla hastada, kalp krizi riskini azalttığını duyurdu. İlaç, bu genlerden biri tarafından üretilen proteini hedef alıyor. Bu bulgu, DNA dizilimi, ilaçlar ve hastalıklar yavaş yavaş çözümlendikçe sırada bekleyen birçok iyi haberin öncüsü gibi görünüyor.
Couzin 1. 'To What Extent Are Genetic Variation and
Personal Health Linked" Science, Temmuz 2005
Çeviri: Tuğba Can
|
|
|
|
|
|
|
|
Ancak, genler arasındaki etkileşimi belirlemek, işin başlangıç noktası. Zorluklardan biri, özellikle astım ya da kimi çocukluk çağı kanserleri gibi belirli yaşta az sayıda bireyi etkileyen, kalıtımla doğrudan ilgili olmayan ve araştırılması zor hastalıklarda bu çalışmaları tekrarlamak. Birçok klinik deneyde katılımcılardan düzenli olarak DNA örneği alınmıyor. Bu da biliminsanlarının genlerle hastalık ya da ilaca tepki arasında ilişki kurmalarını zorlaştırıyor. Bir seferde düzinelerce genin 'ifade'sinin İncelenmesini sağlayan "gen mikrodizilimi teknolojisiyle, değişken ve tutarsız sonuçlar alınıyor. Üstelik maliyetleri de gen çalışmalarını engelliyor.
Yine de, kanser, astım, kalp hastalıkları gibi bazı hastalıklarla ilgili genetik çözümleme
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Kuarklardan daha küçük yapıtaşları var mı?
Atomların "bölünemez" olduğu söyleniyordu. Ancak, daha sonra biliminsanları protonları, nötronları ve diğer atomaltı parçacıklarını, sonra da, bunları oluşturduğu anlaşılan kuark ve gluonları keşfettiler. Acaba bunlardan da kü- çük, daha temel yapıtaşları var mı?
Nötrinolar, kendilerinin karşı-parçacıkiarı mı?
Bununla ilgili birtakım deneyler sessiz sedasız yürütülmekte olsa da, kimse nötrinolar için yöneltilen bu temel sorunun yanıtını bilmiyor. Bu
|
|
soruyu yanıtlamak, evrendeki maddenin kökenini anlamak bakımından, çok önemli bir adım olacak.
Etkileşim halindeki butun elektron
sistemlerini açıklayan birleşik bir kuram var mı?
Yüksek sıcaklık süperiletkenle-ri ve devasa manyetodirençli malzemelerin hepsinde elektonların birbirinden bağımsız değil, toplu ve uyumlu hareketleri sözkonusu. Ancak şu anda bunu anlamıza yarayacak ortak bir yapı yok.
|
|
|
|
|
|
|
Araştırmacıların üretebildiği en güçlü lazer hangisi?
Kuramcılar, yeterince güçlü bir lazer alanının, fotonları elek-tron-pozitron çiftlerine parçalayabileceğin! söylüyor. Ancak hiç kimse bu noktaya ulaşmanın mümkün olup olmadığını bilmiyor.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Eylül 2005 41 BİLİMveTEKNİK
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CEVAP LAN AMAYAN 125 SORU
|
|
|
|
|
|
|
|
|
İNSAN ÖMRÜ NE KADAR UZATILABİLİR?
|
|
|
|
|
|
|
|
Jeanne Calment, 1997 yılında Fransa'nın güneyindeki bir huzurevinde yaşama veda ettiğinde, 122 yaşında ve belgelenmiş en uzun ömürlü insan konumundaydı. Ancak Cal-ment'ın hiç de olağan sayılamayacak olan bu konumu, bazı biyolog ve nüfusbilimcilerin tahminlerinin doğru çıkması durumunda, birkaç onyıl içinde parıltısını yitireceğe benzer. İnsanlarda ömür uzunluğuna ilişkin eğilimlerden çıkarılan sonuçların, mayadan fareye birçok türde ortalama yaşam süresinin uzatılması gerçeğiyle birleşmesi, bir grup bilimciyi ortalama insan ömrünün de 100-110 yıl civarında seyredeceği konusunda ikna etmeye yetmiş durumda. (Günümüzde sanayileşmiş ülkelerde 100 yaş veya üstünde olanların oranı 10 binde 1 kadar.) Diğerleriyse bu kadar iyimser değil. Onlara göre de, başka türlerde bu açıdan varolan esneklik bizde olmayabilir. Bunun da ötesinde, ömür uzatmaya yönelik denemeleri insanlar üzerinde yürütmek, hem uygulama hem etik açısından bakıldığında neredeyse olanaksız görünüyor.
Bundan yalnızca 20-30 yıl kadar önce, yaşlanma konusunu kapsayan araştırmalar oldukça durağan bir alan oluşturuyordu. Ancak molekü-ler biyologlar, yaşam süresini uzatmak için yollar aramaya başladıktan sonra, bu sürenin oldukça değişken olabileceğini gördüler. Sözgelimi, insülin almacına benzer bir almacın etkinliğini düşürmek, bazı solucanların ömrünü ikiye katlayarak onlar için inanılmaz bir değere, 6 haftaya çıkarıyordu. Aldıkları besin miktarı büyük ölçüde düşürülen, ancak yine de besleyici niteliği yüksek yiyecekler verilen bir fare türününse normalden % 50 kadar daha fazla yaşadığı ortaya çıktı.
Tabii bu etkilerin bir kısmı türe özgü olabilir; bir solucanın, yaşamı için kritik önem taşıyan ve kış uykusunu andıran bir duruma geçebiliyor olması gibi. Ayrıca, solucanlar ve mey-vesinekleri gibi, yaşlanmanın en sıklıkla gecik-
|
tirilebildiği türler, yaşam süresine ilişkin uygulamalara en çok yanıt veren türler olabilir.
Bu konudaki başarılı yaşlaşımlarsa, birkaç kilit alana odaklanmaya başlamış durumda: kalori alımının kısıtlanması, bir protein olan "insüline benzer büyüme fastörü-1" (IGF-1) düzeyinin düşürülmesi ve vücut dokularında oksidasyona bağlı olarak oluşabilecek hasarların önlenmesi. Bu üç etkenin birbirlerine bağlı olabileği düşüncesiyse henüz kesin bir şekilde doğrulanmış değil. (Ancak bilinen bir gerçek, kalori kısıtlamasına tabi hayvanların IGF-1 düzeylerinin de düşük olduğu.)
|
olduğu için çalışma sonuçlarından en çok yarar görmesi beklenen genç gönüllülerden alınan verileri toplamak öylesine uzun zaman alacak ki, sonuçlar nihayet biraraya geldiğinde, çalışmayı başlatanlar çoktan ölüp gitmiş olacak!
Uzun yaşama becerilerini belki de atalarından almış olan 100 yaş ve üzerindekileri kapsayan genetik çalışmalaraysa, olası yeni bakış açılarının bir kaynağı gözüyle bakılıyor. Birçok biliminsanı, ortalama insan ömrünün doğal bir üst sınırı olduğuna inanmakla birlikte bu sınırın 85 mi, 100 mü, 150 mi olduğu konusunda fikir birliği içinde değiller.
En önemli ve yanıtlanması en güç sorulardan biriyse, tüm bu yaşlanma yavaşlatma, ömür uzatma çalışmalarının ana hedefinin ne olduğu. Bilimin-sanları ister istemez yaşamı, en yıpranmış döneminde uzatmak yerine, yaşlanmayı yavaşlatacak ve yaşlılığa bağlı hastalıkları dışlayacak yöntemleri yeğliyorlar. Ancak yaşlanma sürecini yavaşlatmanın bile tahmin edilemeyecek kadar derin toplumsal etkileri olabilir.
Sonra, adalet sorunu da var. Yaşlanma önleyici yöntem ve tedaviler ulaşılabilir hale gelirse, ne ölçüde pa-halı olacaklar? Bunlardan kimler yararlanabilecek? Maddi güçleri kendi yaşamlarını uzatmaya uygun bireyler olsa da aynı şeyi bunca populasyon için söylemek fazla iddialı olsa gerek. Gerçi, nüfusbilimciler ortalama yaşam süresinin, onyıllardır olduğu gibi tırmanmaya devam edeceğine inanıyorlar. Eğer bu gerçekleşirse, yaşam süresindeki artışın çoğu, kalp hastalıkları ve kanserin önlenmesi gibi gerçekleşmesi daha mümkün stratejilerle sağlanabilir. Bununsa, uzun bir yaşamın sonunu da daha dayanılabilir, daha kolay hale getireceği kesin.
Couzin, J. "How Much Can Human Life Be Extended"
Science, 1 Temmuz 2005
Çeviri: Zeynep Tozar
|
|
|
|
Bu stratejilere yönelmek insanların daha uzun yaşamasına yardımcı olabilir mi? Ve olup olamayacağına nasıl karar vereceğiz? Kanser ya da kalp hastalıklarının tedavisi için öne sürülen ilaçlardan farklı olarak, yaşlanmaya karşı uygulanacak yöntemlerin yararları sorgulanmaya daha açık. Bu da çalışmaları planlama ve yorumlamayı daha zor kılıyor.
En basitinden güvenilirlik kesin değil. Kalori kısıtlamasının laboratuvar hayvanlarında doğurganlık düzeyini düşürdüğü, ayrıca daha uzun yaşamaları sağlanmış laboratuvar sineklerinin" doğal ortamda yaşayan soydaş-larıyla rekabet edemedikleri saptanmış. Dahası, özellikle de yaşlanma düzeyleri asgari
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Camsı yapıların özelliği nedir?
Camdaki moleküller, sıvıdakilere benzer şekilde düzenlenmiş olmakla birlikte, daha sıkı paketlenmiş durumdadırlar. Sıvının bitip camın başladığı yer neresi?
|
|
|
|
|
|
Yüksek atom numarasına sahip kararlı elementler var mı?
184 nötron ve 114 protonlu bir süperağır element, görece kararlı olsa gerek. Tabii fizikçiler onu elde edebilirlerse.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Suyun yapısı nedir?
Araştırmacılar, her bir H2O molekülünün, en yakındaki komşularıyla kaç bağ yaptığı konusunda birbirleriyle didişmeye devam etmekteler.
|
'Anlamlı' kimyasal sentezin bir sınırı var mı?
Sentetik moleküller büyüdükçe, bunların biçimlerini denetlemek ve işe yarayacak sayıda kopya elde etmek de o kadar güçleşir. Yaratılarının büyüyüp durmasını engellemek için, kimyacıların yeni araçlara gereksinimleri olacak.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Eylül 2005 43 BİLİMveTEKNİK
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ORGAN YENİLENMESİNİ KONTROL EDEN ŞEY NE?
|
|
|
|
|
|
|
|
Otomobillerden farklı olarak insanlar yaşamlarının büyük kısmını kendi orijinal parçalarıyla geçirmeyi başarırlar. Elbette organlar da bazen iflas eder, ancak en azından şimdilik motor tamiri ya da yeni bir su pompası için bir makine ustasına gidemiyoruz. Tıp dünyası, geçtiğimiz yüzyıllarda insan yaşamını kısaltan enfeksiyon gibi akut (kısa dönemli) tehditlerin pek çoğunu geri püskürttü. Şimdiyse, sanayileşmiş ülkelerdeki en önemli sağlık sorunlarını, kronik hastalıklar ve bozulan organlar oluşturuyor. Ve nüfus yaşlandıkça bunun önemi daha da artacak. Organ ve dokuları yeniden inşa eden rejeneratif tıp, belki de 20. yüzyılın antibiyotiklerinin 21. yüzyıldaki karşılığı olacak. Bunun olabilmesi için araştırmacıların önce yenilenmeyi kontrol eden sinyalleri anlamaları gerekiyor.
Araştırmacılar yüzyıllar boyunca, vücudumuzdaki uzuvların kendilerini nasıl yenilediğini çözmeye çalıştılar. Örneğin, 1700'lerin ortalarında İsviçreli araştırmacı Abraham Trembley, tatlı suda yaşayan ve vücutları tüp şeklinde canlılar olan hidraların, parçalara doğrandıklarından yeniden bütün birer organizma haline gelebildiklerinden sözetmiş. Dönemin diğer biliminsanları, semenderlerin, koparı kuyruklarının yerine yenisini geliştirebilme yeteneklerini incelemişler. Bir yüzyıl sonra, Thomas Hunt Morgan, 279 parçaya bölündüğünde bile kendisini yenileyebilen bir yassı solucanlar olan planaryayı incelemiş. Ancak yenilenmenin, kontrol edilmesi zor bir sorun olduğu kararına varmış ve planaryaları bir yana bırakarak meyvesineklerine yönelmiş.
Daha sonra biyolojide Morgan'ın izinde ilerlenerek, genetik ve embriyonik gelişmeleri çalışmak için uygun olan hayvanlar üzerine odaklanılmış. Ancak bazı araştırmacılar yenilenmenin yıldızlarıyla çalışma konusunda ısrarcı davranarak, bu organizmaların genetiğinin üstesinden gelmek için yeni stratejiler geliştirmişler. Şimdilerdeyse bu çabaların yanısı-ra, kendini yenileme örneği olarak üzerinde çalışılan bazı yeni hayvanlar (zebra balıkları ve bazı fare soyları gibi), yenilenmeyi yönlen-
|
diren ve önleyen güçleri ortaya çıkarmaya başlamış durumda.
Hayvanlar, organlarını yenilemek için üç ana strateji kullanıyorlar. İlkinde, semenderlerin kalplerinde olduğu gibi, normalde bölünmeyen ve işler durumdaki organ hücreleri çoğalarak, kaybolan dokuyu yeniden oluşturmak üzere gelişebiliyorlar. İkinci stratejide, özelleşmiş hücreler kendi temel işlevlerini yapmak yerine önce, özelleşme süreçlerini geriye çevirerek almış oldukları 'eğitimi' sıfırlıyor, sonra da kaybolan kısmı yeniden oluşturmak üzere yeniden özelleşiyorlar. Semenderler bu stratejiyle kopmuş kol, bacak gibi uzuvlarını iyileştirip yeniden oluşturuyorlar. Zebra balıkları da yüzgeçlerini yenilemede bu yolu kullanıyorlar. Üçüncü stratejideyse, kök hücre havuzlan işin içine giriyor ve gerekli onarım ve yenilemeleri yerine getiriyor.
|
den oluşturuyorlar. Biz de embriyo döneminde uzuvlarımızı şekillendirmek için benzer yolları kullanıyoruz; ancak olasılıkla yenilenme için gerekli olan hücre bölünmesi kanser riskini yükselttiğinden, evrim süreci, bu yeteneğimizi yetişkinlik döneminde uygulama özgürlüğünü elimizden almış olabilir. Bunun yerine adımları hızlandırmak daha fazla yara dokusu anlamına gelse de, enfeksiyonları geri püskürtmek için yaraları hızla iyileştirme yeteneğini geliştirmiş olabiliriz. Semenderler gibi canlılar hem yaralarını iyileştirebiliyorlar hem de yepyeni dokular oluşturabiliyorlar. Fibrotik doku oluşumunun önlenmesi, yenile-nebilme ve yenilenememe arasındaki fark anlamına gelebilir: Fare sinirlerine, yara oluşumu önlenecek şekilde deneysel olarak hasar verildiğinde, sinir canla başla kendini yenileyip uzabiliyor; ancak yara oluşursa sinirler kuruyuş gidiyor.
Yenilenmenin gizlerinin çözülmesi, yaraları iyileştirme sürecimizi, kendilerini yenileyebilen hayvanlarınkinden ayıran şeyin ne olduğunu anlamamıza bağlı. Bu, ince bir fark olsa gerek. Araştırmacılar, bir fare soyunun üyelerinin, birkaç hafta içinde kulak deliklerini ka-payabildiklerini belirlemişler. Bu, tipik türlerin asla yapamadığı bir şey. Bu etkinin temelini, görece makul sayıdaki genetik değişikliklerin oluşturduğu düşünülüyor. Belki, yalnızca bir avuç genimizde değişiklikler yapmak, bizleri de kendi kendimizi iyileştirebilir, yenileyebilir duruma getirmeye yeterli olacak. Ancak biliminsanları, insanlarda bu süreci başlatmakta başarılı olurlarsa, yeni sorular ortaya çıkacak: Yenileme yeteneğine sahip hücrelerin çığrından çıkıp canları istediği gibi etkinlik göstermesini engelleyen şey ne? Yenilenen bölgelerin doğru boyutlarda, doğru biçimde ve doğru konumda olmalarını sağlayan denetim mekanizması ne? Araştırmacılar bu bilmeceleri çözebilirlerse, belki bir gün yalnızca arabalarımız için değil, kendimiz için de yedek parça siparişi verebilir duruma geleceğiz.
Davenport R.J., "What Controls Organ Regeneration", Science, 1
Temmuz 2OO5 Çeviri: Meltem Yenal Coşkun
|
|
|
|
|
|
|
|
İnsanlar da bu mekanizmalardan belli bir dereceye kadar yararlanmaktalar. Örneğin karaciğerin bir bölümünün ameliyatla alınmasından sonra geride kalan karaciğer hücreleri, organın eski özgün ölçülerine gelmesi için büyüme ve bölünme mesajları almaya başlıyor. Araştırmacılar, uygun bir biçimde 'ikna' edildiklerinde, bazı özelleşmiş insan hücrelerinin, henüz olgunlaşmamış bir evreye dönüş yapabildiklerini keşfetmişler. Kök hücreler de kan, deri ve kemiklerimizi yenilemeye yardımcı oluyorlar. Öyleyse neden kalplerimiz yara dokularıyla dolu, göz merceklerimiz neden bulutlanıyor ve neden beyinlerimiz ölüyor?
Semender ve planarya gibi hayvanlar, embriyonik gelişim sırasında vücut yapısının şekillenmesini yönlendiren genetik mekanizmayı yeniden harekete geçirerek dokuları yeni-
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Fiizyon, her zaman "geleceğin enerji kaynağı" olarak mı kalacak?
Fiizyon enerjisinden bir enerji kaynağı olarak yararlanmamıza, yaklaşık son 50 yıldır "yalnızca 35 yıl kaldı"(!) Ve Öyle görünüyor ki, uluslararası bir zeminde işbirliği yapılmadığı sûrece en az birkaç onyıl daha "yalnızca 35 yıl kalmaya" devam edecek!
Güneş'in manyetik döngüsü, gücünü nereden alıyor?
Güneş'in yaklaşık her 22 yılda bir tamamlanan "güneş lekesi döngüsü"nün, Güneş'in farklı bölümlerindeki farklı dönüş hızlarından kaynak-
|
|
landığı düşünülüyor. Tek sorun, bu işleyişin bilgisayar benzetimlerinde (simülasyon) bir türlü gerçekleştirilememiş olması. Ya bir ayrıntıda sorun var, ya da herşeye sıfırdan başlamak gerekecek.
Gezegenler nasıl oluşur?
Toz ve buz parçalarıyla gaz kümelerinin, Güneş onları yutup yok etmeden nasıl olup da bira-raya gelerek gezegenleri oluşturdukları hâlâ tüm açıklığıyla bilinmiyor. İpuçları, büyük olasılıkla başka yıldızların çevrelerindeki gezegen sistemlerinden gelecek.
|
|
|
|
|
|
Fotovoltaik pillerin ulaşabildiği en büyük verimlİk nedir?
Geleneksel güneş pilleri, güneş ışığındaki enerjinin en fazla %32'sinİ elektriğe çevirebiliyor. Acaba araştırmacılar bu sınırı aşabilecekler mi?
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
BiLİMveTEKNİK 44 Eylül 2005
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
DERİ HÜCRESİ SİNİR HÜCRESİ HALİNE NASIL GELEBİLİR?
|
|
|
|
|
|
|
|
Tıpkı metalleri altına çevirecek bir iksir arayışındaki ortaçağ simyacıları gibi, biyolojinin modern simyacıları da, normal deri hücrelerim kök hücrelerine dönüştürmek, hatta tümüyle bir canlı oluşturmak için yumurta hücresi öncülü olan "oosit'leri nasıl kullanacaklarını öğrendiler. Biliminsanları artık sığır, kedi, fare, koyun, keçi ve domuz gibi hayvanlar elde etmek amacıyla neredeyse rutin bir biçimde çekirdek transferleri yapabiliyorlar. Hatta, Mayıs ayında Koreli bir ekibin açıklamasına göre, insan embriyonik kök hücrelerinin bile transferi yapılmakta. Amaçlan, bir adım daha ileri gitmek ve daha önce tedavi edilemeyen hastalıklar için, kök hücreler yoluyla tedavi yollan geliştirmek. Ancak, ortaçağ simyacıları gibi, bugünün klonlama ve kök hücre biyologları da, tümüyle anlayamadıkları süreçlerle uğraşıyorlar. Çünkü, çekirdeği yeniden programlamak için oositin içinde gerçekte neler olduğu hâlâ bir sır ve biliminsanlarının, hücrelerin farklılaşmasını, tıpkı doğanın gelişim programının döllenen yumurtadan her seferinde canlı bir bebek oluşturacak biçimde çeşitli hücreler oluşturması gibi rahatça yönetebil-meleri İçin, öğrenecekleri çok şey var.
Araştırmacılar, yarım yüzyıldır oositin yeniden programlama yeteneklerini araştırıyorlar. 1957'de gelişim biyologları ilk olarak yetişkin kurbağa hücrelerinin çekirdeğini kurbağa yumurtalarının içine yerleştirebileceklerini ve genetik olarak tümüyle aynı olan düzinelerce iribaş (kurbağa yavrusu) oluşturabileceklerini keşfettiler. Ancak 50 yıl geçmesine karşın oositlerin hâlâ anlayamadığımız sırları var.
Yanıtlar, hücre biyolojisinin derinlerinde yer alıyor. Biliminsanlan, gelişmeyi kontrol eden ve erişkin hücrelerde genelde kapalı olan genlerin, her nasılsa, oositçe tekrar açılabildiğini ve böylece hücrenin yeni döllenmiş bir yumurtanın potansiyeline sahip olabildiğini biliyorlar. Ancak bu açma-kapama mekanizmasının normal hücrelerdeki işleyişine ilişkin bilgileri daha az; özellikle de çe-
|
kirdek aktarımı sırasında meydana gelen bu olağandışı tersine çevrilmeye ilişkin bilgileri. Hücreler farklılaştığında, DNA'ları daha sıkı paketleniyor ve artık gerekli olmayan ya da ifade edilmemesi gereken genler engelleniyor. DNA, histon adı verilen proteinlerin etrafına sıkıca sarınıyor ve genler daha sonra, hücredeki protein üreten mekanizmaların onlara ulaşmasını engelleyen metil gruplarıyla işaretleniyor. Pek çok çalışma, bu metil gruplarını uzaklaştıran enzimlerin, çekirdek transferinin başarıya ulaşmasında kritik öneme sahip olduğunu göstermiş; Ancak, gereksinim duyulan tek şey değiller.
|
bölünmesi sırasında kromozomlara rehberlik eden protein yapısıyla, gerekli genleri açmada anahtar bir rol oynuyor olabilir. Bu durumda, bir hücrenin saatini geri döndüre-bilecek bir protein iksiri geliştirmek, yine kolay erişilemeyecek bir nokta.
Oositin gücünü gerçekten kullanmak için, araştırmacıların kök hücrelerinin gelişimini yönetmeyi ve onları belirli dokuları oluşturmak üzere yönlendirmeyi öğrenmeleri gerekiyor. Kök hücreler, özellikle de embriyonik olanları, kendiliğinden düzinelerce hücre tipi oluştururlar; ancak, bu gelişmeyi yalnızca bir hücre tipi üretmek amacıyla kontrol altında tutmak zordur. Bazı araştırmacılar, embriyonik kök hücrelerden, sinir hücrelerinin bazı türlerinin neredeyse saf kolonilerini üretmeyi başarmış olsalar da, hiç kimse, sözgelimi Parkinson hastalığında azalan dopamin üretici sinir hücrelerinin yerini alabilecek bir hücre reçetesi hazırlayabilmiş değil.
İşaretlerin, bir hücreyi kendi nihai kaderine yönlendirmek üzere birbirlerini nasıl etkilediği, yeni yeni anlaşılmakta. Gelişimsel biyolojideki onlarca yıllık çalışmalar bir başlangıç noktası sağlamış durumda: Biyologlar, gelişmekte olan bir hücrenin kemik ya da kas hücresine dönüşürkenki kararlılığını kontrol eden temel genlerin bazılarını belirlemek için mutasyona uğramış kurbağalar, sinekler, fareler, civcivler ve balıklar kullandılar. Ancak, bir genin yokluğunda neyin yanlış gittiğini gözlemlemek, bir kültür taba-ğındaki farklılaşmayı düzenlemeyi öğrenmekten çok daha kolay. Kabaca 25.000 insan geninin, dokuları oluşturmak üzere hep birlikte nasıl çalıştıklarını anlamak ve olgunlaşmamış bir hücrenin gelişimine rehberlik etmeleri için doğru genleri devreye sokmak, araştırmacıları daha on yıllarca meşgul edecek.
|
|
|
|
|
|
|
|
Biliminsanları oositin sırlarını çözebilirlerse, oositlerin kendini kullanmadan onların becerilerini kopyalamak olası hale gelebilecek. Böylece, bilim camiası hem oositlerin elde edilmesinin zorluğundan kaynaklanan, hem de kullanımlarının doğurduğu etik sorunlardan kurtulmuş olacak. Bu başarılabi-lirse uygulamalar da çok geniş olacak elbette. Laboratuvarlar, hastalardan alınan hücreleri gençleştirebilecek, belki daha sonra bunları ileri yaş ya da hastalık nedeniyle yıprananları onarmak üzere, yeni dokular haline dönüştürebilecekler.
Ancak, biliminsanlan böylesi hücresiz bir simyayı yaratabileceklerinden hiç de emin değiller. Çünkü, yumurtanın kendisi, hücre
|
|
|
|
Vogel, G-, "How Can a Skin Cell Become a Nerve Cell",
Science, 1Temmuz 2005
Çeviri: Meltem Yenal Coşkun
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Buzul çağlarına neden olan şey ne?
Yaklaşık her 100.000 yılda bir ortaya çıkan buzul çağlarının, gezegenimizin Güneş çevresinde aldığı yol boyunca bir şekilde geçirdiği küçük sarsıntılar, yalpalamalar, eğim değişikliklerinin-den kaynaklandığı düşünülüyor. Ancak elimizdeki tomarlarca iklim kaydı bile, bunun kesin nedenini açıklayabilmemize yeterli olamamış durumda.
Dünya'nın manyetik alanındaki tersinmelere neden olan şey ne?
Bilgisayar modelleri ve İaboratuvar deneyleri, Dünya'nın manyetik kutupla-
|
|
rının nasıl tersyüz olduklarına ilişkin yeni veriler ortaya çıkarmaktalar. Ancak asıl mesele, bilgisayar benzetimlerini, manyetik alanın yeterince fazla sayıdaki özelliğiyle eşleştirip, ikna edici bir tablo ortaya çıkarmakta.
İşe yarar tahminler yapılmasına olanak sağlayacak deprem habercileri var mı? Çok yakında gerçekleşecek bir depremle ilgili işa-
|
|
retler bulma ümidi, 1970'lerden beri giderek zayıflıyor. Fayların dinamiğini anlamada aşama kaydetmekte olduğumuz kesinse de, yakın tahminleri rutine bağlamak, şu an için bize biraz ulaşılmaz görünen devrimsel adımların atılmasına bağlı.
Güneş Sistemi'nin Dünya dışındaki bir gezegeninde yaşam var mı, ya da var mıydı?
Güneş Sistemi içinde yaşamın ya da geçmiş yaşamın arayışı, şu sıralarda NASA'nın gezegensel keşif programının temel itici gücü durumunda. Bu programın odak noktası, yaşamın oluşmasına uygun olabilecek ilk dönemlerinde, bol miktarda suya sahip olduğu düşünülen Mars gezegeni.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Eylül 2005 45 BİLİMveTEKNİK
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
TEK BİR BEDEN HÜCRESİ,
NASIL BÜTÜN BİR BİTKİYİ
OLUŞTURABİLİYOR?
|
|
|
|
|
|
|
|
Bitkiler, yaşamda kalabilmek ve nesillerini sürdürebilmek için büyük güçlüklere göğüs germek zorundalar. Köklerini suya doğru uza-tabilmeleri ve yapraklarını güneşe doğru çevire-bilmeleri gibi sınırlı hareketlerinin yanında, kendilerine eş bulabilmek ya da avcılarından korunabilmek için fazla seçenekleri yok. Bunu telafi edebilmek için, değişik hasar tamir mekanizmaları ve sperm ile yumurta birleşmeksizin üremelerini sağlayacak stratejiler geliştirmiş durumdalar. Bazı bitkiler, kök-gövde ya da yumrularından çıkan filizler yardımıyla üreyebilirlerken, bazıları daha kökten çözüm yolları üretmişler. Turunçgiller ailesinin üyesi olan ağaçların büyük bir kısmında, döllenmemiş eşey hücrelerinin çevresini saran dokulardan embriyo gelişimi görülüyor. Bu, hayvanlar alemi üyelerinin hiçbirinin asla başaramayacağı bir şey. Bir ev bitkisi olan Bryophyllum, yapraklarının kenarlarından embriyo sürgünleri verebiliyor.
Biliminsanları, yaklaşık 50 yıl önce, havuç hücrelerini benzer bir embriyo gelişimi konusunda 'ikna edebileceklerini' gördüler. O zamandan bu yana, kahve, manolya, gül ve mango gibi çok sayıda bitkinin çoğaltılmasında, sözkonu-su embriyo geliştirme tekniği kullanıldı. Bir Kanada firması, birkaç ovmanın tamamına, yaşamlarına doku kültürlerinde başlayan köknar ağaçları dikti. Ancak, tıpkı hayvanları klonlamakla ilgilenen araştırmacılar gibi, sözkonusu botanikçiler de bu sürecin nasıl kontrol edildiğini tam olarak anlayabilmiş değiller. Cevabın bulunması, gelişim sürecinde hücrelerin kaderlerinin nasıl belirlendiği ve bitkilerin nasıl olup da esnekliklerini yitirmediği konularını aydınlatacak.
Biliminsanlan henüz hangi hücrelerin em-briyogenez (embriyo oluşturacak şekilde gelişim gösterebilme) yeteneğine sahip oldukları konusunda yeterli bilgiye sahip değiller. Geçmiş çalışmaların tüm bitki hücrelerinin eşit miktarda esnekliğe sahip olduğunu kabul etmesine karşın, yakın zamana ait bulgular yalnızca belirli hücre tiplerinin embriyolara dönüşebilme yeteneğine sahip olduğunu gösteriyor. Ancak, bu
|
|
|
|
|
hücrelerin değişime geçişten hemen önce nasıl göründükleri bilinmiyor. Araştırmacılar, bu görünümleri tespit edebilmek için yaptıkları çalışmalardan başarılı sonuçlar alamadılar. Embriyoların gelişmekte odluğu kültürlerin video kayıtlarında bile, filizlenmek üzere olan hücrelerde herhangi bir görsel ipucu bulamadılar. Belirli gen ifadesi seyirlerine ilişkin boyama denemeleri de sonuçsuz kaldı.
Aslında biliminsanlarmın elinde, bu süreçte hangi moleküllerin rol oynuyor olabileceğine ilişkin ipuçları mevcut Örneğin, oksinler olarak bilinen bitkisel hormonların yapay bir görevde-şi olan 2,4-diklorofenoksiasetik asit adlı bitki öldürücü ilacın, kültüre alınmış bitki hücrelerinin uzamasına, hücre duvarı sentezine ve yeni embriyolar oluşturmak üzere bölünmeye başlamalarına neden olduğu biliniyor. Bitki bünyesinde çok çeşitli görevleri olan oksinlerin de, vücut hücrelerinden embriyo gelişimi süreci üzerinde
|
etkili olabileceği düşünülüyor. En azından Bryophyllum bitkisinde yaprakların kenarlarından çıkan embriyolar, büyük olasılıkla, yaprak uçlarında yüksek miktarda bulunan oksin hormonlarının etkisi altındalar. Yakın zamanda yapılan çalışmalar ayrıca, Arabidopsis bitkisinde bulunan bazı genlerin normalden daha düşük ya da daha yüksek oranlarda ifadesinin, normal görünümlü yaprak hücrelerinde embriyogenezi uyarabildiğini ortaya koydu.
Eşey hücrelerinden bağımsız embriyo gelişiminin gizeminin çözülebilmesi, bitkilerin büyümeyi kontrol altında tutarken bir yandan da gelişim kurallarına karşı esnek kalabilmelerini sağlayan hücresel şalterleri konusunda bilimin-sanlarına çok değerli bilgiler verebilir. Gelişim biyologları, bu mekanizmaların bitkilerde ve hayvanlarda ne şekilde değişiklik gösterdiğini öğrenebilmek için can atıyorlar. Bu mekanizmaların aydınlığa kavuşması ayrıca, ekonomik açıdan önem taşıyan bitkilerin, laboratuvar koşulları altında yeni tiplerinin de geliştirilebilmesini sağlayacağı için, büyük olasılıkla üreticileri ve tüketicileri de son derece mutlu edecek.
|
|
|
|
|
|
|
|
Vogel, G. "How Does a Single Somatic Cell Become A Whole Plant",
Science, 1 Temmuz 2005
Çeviri: Deniz Candaş
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Doğada belli moleküllerin hep aynı kimyasal simetriye sahip olmasının kökeni neye dayanıyor?
Moleküllerin bileşiminde yer alan atomlar, belirli karbon atomlarının etrafında bu- lunma düzlemlerine göre, moleküllere sağa ya da sola yönelimli kimyasal simetri özelliği kazandırıyorlar. Doğada bulunan çoğu bi-yomolekül, birbirinin ayna görüntüsü' olarak kabul edilebilecek her iki simetriye de sahip olacak şekilde sentezlenebiliyor. Ancak, canlıların bünyesinde yer alan aminoasitler sol yönelimli, şeker molekülleri de sağ yönelimli olarak sentezleniyor. Bu tercihin kökeniyse, hâlâ bir sır.
|
|
Proteinlerin nasıl katlanacaklarım tahmin debilmek olası mı?
Protein moleküllerinin biyolojik etkinlikleri, düz zincirli hallerinin belirli şekiller-de katlanması sonucu belirleniyor. Bir protein molekülünün katlanabilmesi için neredeyse sonsuz sayıda olasılık bulunuyor. Ancak, proteinler onlarca mikrosani-ye (mikrosaniye : saniyenin milyonda biri) adar kısa bir süre içinde bu kombinasyonlardan angisi seçeceklerine karar verebiliyorlar. Aynı işi bir bilgisayarın yapabilme süresiyse, 30 yıl. İnsan vücudunda kaç protein bulunuyor? Genlerimizi saymak zaten yeterince zor ve
|
|
uzun bir süreç oldu. .Bu genlerden sentezlenen proteinlerin farklı biçimlerde belirli bölgelerinden kesilip bünyelerine yeni etkin grupları ekleyebilme yeteneklerini de düşünecek olursak, vücudumuzda bulunan proteinlerin sayısını belirlemek şimdilik olanaksız görünüyor.
Proteinler, eşlerini nasıl buluyorlar?
Proteinlerin birbirleriyle etkileşimi, bir anlamda yaşamın merkezine oturuyor. Eş moleküllerin saniyeler içinde ve belirli konumlarla bir araya nasıl gelebildiklerini anlayabilmek için, araştırmacıların, hücrelerin biyokimyası ve yapısal düzenlenmesiyle ilgili daha çok yol almaları gerekiyor.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
BİLİNCİN BİYOLOJİK TEMELİ NEDİR?
|
|
|
|
|
|
|
|
Yüzyıllar boyunca, insan bilincinin doğası üzerine tartışmalar, filozofların özel alanıyla sınırlı kaldı. Ancak, son yıllarda bilinç üzerine yazılmış çok sayıda kitap bir gösterge olarak kabul edilirse, değişim ortada: artık biliminsanları da oyuna girmiş durumda.
Bilincin doğası, sonunda felsefi bir sorun olmaktan çıkıp, deneyler yoluyla çözülebilecek bilimsel bir sorun haline geldi mi? Bu konuyla ilgili birçok soru gibi bunun da yanıtı, sorunun kime sorulduğuna bağlı olarak değişiyor. Ancak, bu çok eski, "kaygan" soruya duyulan bilimsel ilginin önem kazandığı görülüyor. Şimdiye kadar bu konuda çok sayıda kuram öne sürülmüş olsa da, sağlam verilere az rastlanıyor.
İnsan bilinci konusundaki tartışmalar, 17. yüzyılın ortalarında, bedenle zihnin tümüyle farklı malzemelerden yapılmış olduğunu Öne süren Fransız filozof Rene Descartes'tan büyük ölçüde etkilenmişti. Descartes'a göre bunun nedeni, bedenin hem zaman hem de uzayda var olması, zihninse uzaysal bir boyutunun olmamasıydı.
Günümüzde, insan bilincini açıklamaya yönelik bilimsel temelli yaklaşımlar, genellikle Descartes'ın çözümünü reddediyor; kuramların çoğu, bedeni ve zihni, aynı şeyin farklı yönleri olarak ele alıyor. Bu bakış açısına göre, bilinç, beyindeki sinir hücrelerinin özelliklerinden ve düzenlenişinden kaynaklanıyor. Ancak, nasıl? Biliminsanları, nesnel gözlem ve ölçümlere bağlı kalarak, bilincin kişisel ve öznel dünyasına nasıl erişebilirler?
Yaralanma sonucu bilinçlerini yitirmiş nöroloji hastalarından, bununla ilgili ipuçları elde edilmiş. Evrimsel geçmişi eskiye dayanan beyin-kökündeki belli yapılar zarar gördüğünde, insanlar bilinçlerini tümüyle yitiriyor, komaya ya da bitkisel yaşama giriyorlar. Bu yapılar, bilincin en önemli anahtarı olabilir; ancak tek kaynağı olmadıkları biliniyor. Araştırmacılar, bilincin farklı yönlerinin, beynin farklı bölümlerince "üretildiğini" sanıyorlar. Örneğin, beyinkabuğu-nun (serebral korteks) görmeden sorumlu bölgelerinin zarar görmesi, yalnızca görsel farkın-dalıkta ilginç kayıplara yol açabiliyor. D.F. olarak bilinen ve üzerinde ayrıntılı çalışmalar yapı-
|
|
algılama süreci boyunca belirli sırayla etkinle-şen sinir hücrelerini belirlemeye ve algılamanın rotasını çizmeye çalışıyorlar. Bu sinir hücrelerinin, kendilerini bilinçli görsel farkındalıkta rol oynayan sistemlere götüreceğini; sonunda da, gözün ağtabakasına çarpan belli özellikteki fo-tonların, nasıl olup da (sözgelimi, bir gülü) görme deneyimine dönüştüğünü açıklayabilmeyi umuyorlar.
Şu sıralar, bilincin yalnızca belli parçalarını ele alan deneyler yürütülüyor. Bu deneylerden yalnızca çok azı bilinçli insan zihninin en gizemli yönünü hedef alıyor: benlik duygusu. Bu konudaki deneysel çalışmaların başlamış olması önemli bir aşama. Bu çalışmaların sonuçlan, bilincin, sinir hücrelerinin karmaşık etkileşimlerinden nasıl ortaya çıktığını kavramamıza yetmezse bile, en azından bir sonraki aşamada sorulacak soruların daha incelikli olmasını sağlayacak.
Sonunda, araştırmacılar, bilincin yalnızca biyolojik temelini değil, neden var olduğunu da anlamayı isteyecekler. Bilincin ortaya çıkmasına neden olan seçilim baskılarını ve bu özelliğimizi hangi başka canlılarla paylaştığımızı ortaya çıkarmaya çalışacaklar. Elbette, bu, bilincin nasıl tanımlandığına göre değişir; ancak, kimi araştırmacılar, bilincin yalnızca insanlara özgü olmadığından şüpheleniyorlar. Bilincin biyolojik ipuçlarının ortaya çıkarılması, bu sorunun çözülmesine yardımcı olabileceği gibi, bilincin yaşamın ilk yıllarında nasıl geliştiğine de ışık tutabilir. Bu tür İpuçları, hasta yakınlarının, tedaviye cevap vermeyen sevdiklerinin geleceği konusunda verecekleri kararlar açısından bilgilenmelerine de yardımcı olacaktır.
Çok yakın bir geçmişe kadar, bilinç konusunu ele almak, akademik açıdan belli bir konuma gelmemiş (örneğin bir Nobel ödülünü çantaya indirmemiş) araştırmacılar için akıllıca bir kariyer hamlesi sayılmazdı. Bu durum değişiyor; bugün, bilinç araştırmalarına daha çok genç araştırmacı katılıyor. Yanıtlanmamış sorular, daha uzun yıllar onları meşgul edecek.
Miller, G. "What is the biological basis of consciousness".
Science, 1 Temmuz 2005
Çeviri: Aslı Zülâl
|
|
|
|
lan bir nöroloji hastası, nesnelerin biçimlerini ya da dikey duran bir disk üzerinde bulunan ince bir çizgi biçimindeki deliğin yönünü belirle-yemiyor. Ancak, bir kart alıp kartı bu delikten içeri sokması istendiğinde, bunu çok kolay bir biçiminde yerine getiriyor. Kartı delikten sokabilmek için, D. F.'nin, deliğin yönünü bilmesi gerekiyor. Ancak, D. F., bunu bildiğini bilmiyor. Zekice düzenlenmiş deneyler, beyni hasar görmemiş insanlarda da bilinçli ve bilinçsiz bilgiler arasında benzer kopmalara yol açabilir. Araştırmacılar, bu deneyler sırasında deneye katılanların beyinlerini tarayarak, bilinçli deneyimler için gereken beyin etkinliklerine ilişkin ipuçları elde etmeyi umuyorlar. Maymunlar üzerinde yapılan çalışmalar da, bilincin, özellikle de görsel farkındalığın bazı yönlerine ışık tutabilir. Bu çalışmalarda kullanılan deneysel yaklaşımlardan biri. bir maymuna, bir an bir şey, bir an başka bir şey gibi görünen bir optik illüzyon yaratan görsel bir uyarıcı sunmak. (Bu tür uyarıcıların en bilinen örneklerinden biri "Necker Kübü".) Maymunlar, bu uyarıcının hangi versiyonunu gördüklerini belirtmek üzere eğitilebili-yorlar. Bu sırada, araştırmacılar da maymunda
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Neden bazı genomlar gerçekten büyükken ötekiler çok sıkışık?
Balon salığının genomu 400 milyon bazdan oluşurken, bir akciğerli balığınki 133 milyar baz uzunluğunda. Çoğaltılan DNA örnekleri bu ve bunun gibi büyüklük farklarının varlığını açıklaya-
|
|
limcilerinin çöpün arasında çok sayıda genetik mücevher bulmalarına yardım ediyor.
Yeni teknolojiler, dizilim çıkarma maliyetlerini ne kadar düşürecek?
Yeni aletler ve kavramsal gelişmeler, DNA dizili-minlerini ortaya çıkarmanın maliyetini önemli ölçüde düşürüyor. Bu düşüş, tıptan evrimsel biyolojiye kadar birçok alandaki araştırmaların ilerlemesini saölıvor.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Genomlarımızın içinde bu kadar "ıvır zıvır" ne işe yarıyor?
Genlerin arasındaki DNA'nın, genom işlevi ve yeni türlerin evrimindeki önemi giderek daha iyi anlaşılıyor. Karşılaştırmalı sıralama, mikrodizi çalışmaları ve laboratuvar çalışmaları, genom bi-
|
|
|
|
|
|
Telomer ve sentromerlerin genomun işle-vindeki rolü ne?
Bu kromozom yapıları, yeni teknolojiler onları sıralamayı başarana kadar gizemli kalacaklar.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
BİLİMveTEKNÎK 48 Eylül 2005
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CEVAP LAN AMAYAN 125 SORU
|
|
|
|
|
|
|
|
|
YAŞAM, DÜNYA ÜZERİNDE NEREDE VE NE ZAMAN ORTAYA ÇIKTI?
|
|
|
|
|
|
|
|
Biliminsanları son 50 yıldır, dünya üzerinde yaşamın nasıl bir anda ortaya çıkmış olabileceği sorusuna canla başla cevap arıyorlar. Bir kısım araştırmacı bu soruya son aşamadan yaklaşarak, günümüzdeki yaşamdan başlayıp en ilkel atalara doğru gitmeyi, diğerleri de ilk adımdan yola çıkmayı yeğliyor ve 4,5 milyar yıl yaşındaki Dünyamız üzerinde cansız kimyasalların yaşayan varlıklara dönüşmek üzere nasıl bir yoldan geçtiğini bulabilmek için uğraşıyorlar.
Günümüzden geriye doğru yapılan çalışmaların en büyük destekçisi fosil kayıtları. Paleon-tologların bulguları arasında, günümüzden 3,4 milyar yıl öncesine ait mikrobik organizmaların fosilleri bulunuyor. Daha yaşlı kayaçlara ait kimyasal analizlerse, fotosentez yapan canlıların dünya üzerinde 3,7 milyar yıldan bu yana var olduklarını gösteriyor. Araştırmacılar, bizlere yalnızca izlerini bırakabilmiş olan bu organizmaların, günümüz canlılarının hepsinde var olan temel özellikleri birebir paylaştığını düşünüyorlar. Serbest yaşayan canlıların tümü, genetik şifrelerini DNA içeriğinde saklıyor ve kimyasal tepkimeleri yürütmek için çeşitli proteinleri kullanıyorlar. DNA'nın ve proteinlerin devamlılığı birbirlerine o kadar hassas dengelerle bağlı ki, ilk önce hangisinin ortaya çıktığı üzerinde fikir yürütmek çok zor. Tabii ki her iki organik molekülün aynı prebiyotik (yaşam öncesi) çorbadan hemen hemen aynı anda ortaya çıkmış olabileceği de bir olasılık.
Konuya ilişkin deneylerse, erken yaşam formlarının, günümüz canlılarının yapısında yer alan üçüncü bir moleküle dayalı olabileceğini öne sürüyor: RNA. Bir zamanlar yalnızca basit bir hücre içi habercisi olduğu düşünülen RNA, aslında çok yönlü bir molekül. Genetik bilgiyi taşımakla yükümlü olmasının yanında bir protein gibi de işlev görebilen RNA'nın. genleri açıp kapatarak işlevleri üzerinde etki gösteren, ya da proteinler gibi organik moleküllere bağlanabilen çeşitli türleri bulunuyor. Laboratuvar deneyleri de, RNA'nın pekâlâ kendini eşlemiş ve ilkel bir hücreyi canlı tutabilmek için gereken diğer tüm işlevleri başarıyla yerine getirmiş olabileceğini öneriyor.
Biliminsanları yaşamın, bildiğimiz yüzünün
|
şekillenmesinden önce böyle bir "RNA devrinden geçtiğini, RNA'dan çok daha başarılı tepkime yürütücüleri olan proteinlerin ve daha güvenilir bir genetik şifre saklayıcısı olan DNA'nınsa sonradan ortaya çıkarak, doğal seçilim sayesinde görevi devraldığını düşünüyorlar. Bir kısım araştırmacıysa, prebiyotik dünyanın cansız kimyasallarından, RNA dünyasına geçişin nasıl olduğuna yanıt arıyorlar. Bu yöndeki en önemli adım, 1953 yılında Stanley Miller ve Harold Urey tarafından yapılan ünlü deney. Miller ve Urey, dünyanın ilkin atmosferinde var olduğu düşünülen amonyak, metan ve diğer gazlan barındıran bir karışım hazırlayıp
|
nizlerdeki taban deliklerinden çıkan, mineralce zengin kaynar sularda atılmış olabileceği görüşü yaygınlaştı. Günümüzde canlılığını devam ettiren en ilkel mikropların çok sıcak sularda bile başarıyla yaşıyor oluşu da, bu görüşü destekleyen en büyük kanıt kabul edildi. Ancak, çalışmalar sonucunda bu mikropların yaşayan fosiller olmadıklarının anlaşılması, bu "sıcak başlangıç" düşüncesinin, biraz olsun serinlemesine neden oldu. Belki de bu canlılar, kendilerinden daha az dayanıklı canlılardan evrimleşerek, sıcağa karşı böyle bir direnç geliştirmişlerdi. RNA gibi narin bir molekülün bu denli yüksek sıcaklıklarda nasıl olup da hasar görmeden hayatta kalabildiği de, ayrı bir giz... Tüm bunlara karşın, sıcak başlangıç varsayımının yerini alabilecek tek bir güçlü varsayım daha geliştirilemedi.
Deneysel çalışmalar, artık RNA temelli hücrelerin üreyebilecekleri ve evrimleşebilecekleri koşullar üzerine yoğunlaşmaya başladı. ABD Ulusal Havacılık ve Uzay Dairesi NASA ve Avrupa Uzay Ajansı ESA, kuyrukluyıldızları ziyaret edecek uzay sondaları yardımıyla, bir zamanlar dünyaya ulaşmış olabilecek organik karışımda yer alan maddeler listesini daraltmayı hedefliyor.
En heyecan vericisiyse, hiç kuşkusuz Mars'ta yaşama ait izlerin aranması çalışmaları. Kırmızı gezegene yakın zamanda yapılan keşif görevleri, gezegenin bir zamanlar sıvı sulardan oluşan sığ denizlere sahip olduğunu gösteriyor. Bu da, Mars'ın bir zamanlar canlılığa karşı misafirperver davranmış olabileceğinin bir göstergesi. Gelecek Mars görevleriyse, yeraltında saklanan yaşam formlarını ya da soyu tükenmiş canlılara ait fosilleri aramaya yoğunlaşacak. Eğer canlılık izine ulaşılabilirse, bu büyük keşif, yaşamın her iki gezegen üzerinde birbirinden bağımsız olarak ortaya çıkmış olabileceği ya da bir gezegenden diğerine bir şekilde yayılmış olabileceği; her durumda evrende yalnız olmadığımız anlamına gelecek. Belki de, steril dünyamız, milyarlarca yıl önce Marslı mikropları taşıyan bir kuyrukluyıldız tarafından "enfekte" edilmişti...
Zimmer, C. "How and Where Did Life On Earth Arise"
Science, 1 Temmuz 2005.
Çeviri: Deniz Çandaş
|
|
|
|
|
|
|
|
bu karışımdan elektrik akımı geçirerek, amino asitlerin ve canlılığın temel yapıtaşları olan bazı önemli moleküllerin üretilebileceğini buldular.
Günümüzde birçok biliminsanı, ilkin atmosferde karbondioksit gibi başka gazların da yüksek miktarlarda bulunup bulunmadığı üzerinde tartışıyor. Yakın zamanda yapılan deneylerse, canlılığın yapıtaşlarının büyük bir bölümünün bu koşullar altında oluşabileceğini gösteriyor. Bir başka düşünce de, göktaşları ve kuyrukluyıldızlar aracılığıyla uzaydan Dünyaya organik bileşiklerin taşınmış olabileceği.
Yaşamın söz konusu yapıtaşlarının ilkel yaşam formlarını oluşturacak şekilde nerede bir araya gelmeye başlamış olabileceğiyse, başlıba-şına bir tartışma konusu. 1980'li yılların başından itibaren, yaşamın ilk adımlarının, derin de-
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Genom üzerindeki oluşan ve mutasyon olmayan değişiklikler nasıl kalıtılabiliyor?
Araştırmacılar, "epigenetik" adı verilen bu süreçle ilgili olarak gittikçe daha fazla örneğe rastlamaktalar; ancak değişiklikleri ortaya çıkaran ve kalmalarını sağlayan etkenleri henüz bulabilmiş değiller.
Embriyonun simetrisi nasıl belirleniyor?
Embriyoyu çevreleyen ve sürekli hareket halinde olan sil (kirpikçik) benzeri yapılar, embriyonun sağını ve solunu ayırdetmesini sağlıyor. Ancak biliminsanları, neredeyse bir küre şeklinde olan hücrelerin üst, alt, yan, ön ve arka gibi yön-
|
|
lerinin ilk belirlenişinin nasıl gerçekleştiğini bulmaya uğraşıyorlar.
Kol-bacak gibi vücut uzantıları, yüzgeçler, yüzler nasıl gelişiyor ve evrimleşîyor?
Burun uzunluğu ya da kanat açıklığı gibi koşulları belirleyen genler, uzun vadeli doğal ve eşeysel seçiIimlere bağlı. Bu seçilimlerin ne şekilde İşlediğini anlamak, gelişime bağlı evrimleşmenin mekanizmasının da anlaşılmasını sağlayacak.
|
|
|
|
|
|
Organlar ve organizmalar, büyümelerini ne zaman durduracaklarını nerden biliyorlar?
Bacaklarınıza bir bakın. Sağ ve sol bacağınızın hemen hemen aynı uzunlukta olduğunu göreceksiniz. Öte yandan minicik bir farenin ya da kocaman bir filin kalbi, göğüs kafeslerine tam uyum gösterecek boyutta. Genlerin hücre boyutları ve sayıları üzerinde ne şekilde sınırlama yapabildiği, araştırmacıları hâlâ şaşırtmaya devam ediyor.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Eylül 2005 49 BİLİM veTEKNİK.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CEVAP LAN AMAYAN 125 SORU
|
|
|
|
|
|
|
|
|
TÜRLERİN OLAĞANÜSTÜ ÇEŞİTLİLİĞİNİN KAYNAĞI NE?
|
|
|
|
|
|
|
|
Karaların ve denizlerin her karışı sayısız bitki, hayvan ve mikroorganizmayla dolup taşıyor. Tüm bu canlılar, güneş ışığını yaşamın yakıtı olacak enerjiye çevirerek, karbon ve azot gibi elementlerin organik ve inorganik maddeler arasında çevrimini sağlayarak, ve yeryüzünü şekillendirerek, dünyanın ilerleyişini belirliyor.
Biyologlar, tropikler gibi bazı bölgelerdeki olağanüstü tür çeşitliliğine karşın, yüksek enlemlerde yer alan bölgelerde bu çeşitliliğin neden belirgin oranda azaldığının nedenini, yıllardır anlamaya çalışıyorlar. Türlerin birbirleriyle ya da çevreleriyle olan ilişkilerinin, türler üzerindeki insan etkisinin, av-avcı ilişkilerinin ve besin ağı ilişkilerinin tür çeşitliliği üzerinde büyük rol oynadığı su götürmez bir gerçek. Ancak, tüm bunların ve ilk anda akla gelmeyen diğer koşulların, çeşitliliği şekillendirmek üzere nasıl birlikte çalıştıkları hâlâ bir gizem.
Araştırmacıların yararlanabileceği kaynakların başında gelen tür veri tabanlarının içerik bakımından büyük ölçüde eksik olmaları, çalışmalarda büyük sorun yaratıyor. Dünyamız üzerinde var olan bitki ya da hayvan türlerinin gerçek sayısını henüz bilmiyoruz. Mikro-dünyanın sakinleri olan organizmaların tür çeşitliliği ya da tür sayısı konusundaysa, tahmin bile yürütülemiyor. Bir diğer zorluksa, türlerin evriminin birkaç günden milyonlarca yıla kadar uzanabîlmesi nedeniyle, izlenebilecek tekbiçim bir zaman Ölçeğinin bulunmaması. Bazı durumlarda tür içi çeşitliliğin, çok yakın akraba olan iki farklı tür arasındaki çeşitlilik kadar zengin olabilmesi, ve ne tür genetik değişimlerin yeni bir tür oluşumuyla sonuçlanacağı gibi verilerin net bir şekilde açıklanmamış olması da, diğer yıldırıcı gerçekler.
Türlerin çeşitliliğini neyin şekillendirdiğini anlayabilmek, kapsamlı arazi çalışmalarından fosilbilim incelemelerine, laboratuvar deneylerine, genom karşılaştırmalarına ve etkin istatistik çözümlemelerine kadar uzanan bir disiplinlerarası çaba gerektiriyor. Birleşmiş Milletlerin "Milenyum Projesi'' gibi dünya ça-
|
|
olan genlerin evrime ne şekilde katkı sağladığı konusunda çalışan "gelişimsel evrim" adlı yeni bilim dalı da, yaşamın tarihine ışık tutma yolunda diğer çalışmalara destek çıkacağa benziyor.
Fosilbilimciler, belirli canlıların dağılımında geçtiğimiz bin yıl boyunca görülen genişleme ve daralmaları izleme çalışmalarında önemli gelişmeler kaydediyorlar. Görülen o ki, coğrafi dağılımlar, türleşme üzerinde büyük rol oynuyor. Bu tür çalışmaların devamı. toplu yokoluşların kökenleri ve bu doğal felaketlerin yeni türlerin oluşumu üzerindeki etkileri konularında daha fazla bilgi sağlayabilir.
Araştırmacılar, bitkiler ve hayvanlar üzerine yapılan arazi çalışmaları sonucunda, ha-bitatın dış görünüş, davranış ve özellikle de eşeysel tercihler üzerindeki etkilerinin, tür-leşmenin hızı üzerinde büyük rol oynadığını gördüler. Evrim biyologlarıysa, birbirinden ayrı olan populasyonlann yeniden bir araya gelmesinin, genomların birbirinden ayrılmasını engellemesi nedeniyle, türleşmeyi gecik-tirebildiğini ortaya koydular. Türleşme üzerinde etkisi olan diğer durumlar da, mutas-yon hızları ve bazı alellerin (alel : bir karakter üzerinde aynı ya da farklı yönde etkili olan, iki ya da daha fazla genden her biri) bir nesilden diğerine geçiş oranlarındaki farklılık gibi moleküler güçler.
Bazı durumlarda da, ekosistemin kendi içindeki tür çeşitliliğinde farklılıklar görülebiliyor. Örneğin, sınırları belirli olan ekosis-temlerin "kenar"' bölgelerinde, sıklıkla iç bölgelerden daha az sayıda tür barınabiliyor. Evrimsel biyologların şimdiki görevi, tüm bu etkenlerin, farklı organizma topluluklarında nasıl farklı şekillerde bir arada çalıştığını anlayabilmek. Tür çeşitliliğini nelerin şekillendirdiğini kavrayabilmek, yokoluşların doğasını anlayabilmek ve bunu yavaşlatabilmeye yönelik stratejiler planlayabilmek açısından son derece önemli.
Pennisi, E. "What Determines Species Diversity",
Science, 1 Temmuz 2005
Çeviren: Deniz Candaş
|
|
|
|
pındaki bazı genom envanter çalışmaları veri tabanlarının zenginleştirilmesine yardımcı olsa da, yüzeyden çok fazla derine inmeye yeterli olmayacakları bir gerçek. Gelişimde rolü
|
|
|
|
|
|
|
|
|
derece "kök hücre" özelliği taşıyor olabileceğinin belirlen-mesi, tümörlerin daha erken
teşhis edilebilmesini ve daha etkili biçimde yok edilebilmesini sağlayacak tekniklerin ge-. liştirilmesine yardımcı olabilir.
|
|
yor. Bu savunma mekanizması, kansere karşı bağışıklık tedavileri geliştirebilmeyi uman araştırmacıların kafasını karıştırıyor.
Kanserin, tedavi yerine kontrol edilebilmesi olası mı?
Bazı ilaçlar, kan damarlarının gelişimini durdurmak gibi yollarla kanserli hücrelerin yakıt teminini kesebiliyor. Bu şekilde de, kanser gelişimini kolaylıkla kontrol edebilmeye ve hatta bazı durumlarda geri çevirebilmeye yardımcı oluyorlar. Ancak, bu ilaçların ne süreyle . etkili kalabildikleri henüz bilinmiyor.
|
|
|
|
|
|
Ergenliğe geçişi ne sağlıyor?
Embriyonun gelişim sürecindeki ve doğum sonrasındaki beslenmenin, gizemli biyolojik saatimiz üzerinde son derece etkili olduğu düşünülüyor. Bazı dış koşulların de ergenliğe geçiş yaşı üzerinde etkili olduğu biliniyor. Ancak, çocukluktan ergenliğe geçişin tam olarak neyle tetikiendi-ğini henüz hiç kimse bilmiyor.
Kanserlerin esas sorumlusu kök hücreler mi?
En haşin kanser hücrelerinin kök hücrelere benzerliği son derece dikkat çekici. Eğer kanserler gerçekten de kendilerini kaybetmiş kök hücreler nedeniyle ortaya çıkıyorsa, bir hücrenin ne
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Kanserler, bağışıklık sisteminin kontrolüne karşı dirençli mi?
Bağışıklık sisteminin tepkisi tümör geiişimini bir ölçüye kadar bas-tırabilse de, tümör hücrelerinin bu- ; yük bir kısmı bu tepkilerle son derece başarılı bir biçimde başaçıkabili-
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
BİLİMveTEKNİK 50 Eylül 2005
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
HANGİ GENETİK DEĞİŞİKLİKLER BİZİ İNSAN YAPTI?
|
|
|
|
|
|
|
|
Bizi insan yapanın ne olduğunu keşfetmek, her kuşaktan antropolog için bir uğraştır. Ünlü paleoantropolog Louis Leakey, alet yapma becerilerinin insanı insan yaptığını düşünmüş ve 1960'larda Tanzanya'da taştan yapılma aletlerin yanında hominid (insansı) kemikleri bulduğunda, bunları alet yapabildiği ve kullanabildiği kabul edilen insan türünün ilk üyeleri olan homo habilis olarak etiketle-misti. Ancak daha sonraları primatolog Jane Goodall şempanzelerin de aletler kullandıklarını kanıtladı ve bugün araştırmacılar H. habi lis'in gerçekten Homo'ya ait olup olmadığını tartışıyorlar. Daha sonraki çalışmalar, iki ayaklılık, kültür, dil, mizah ve elbette türümüzün doğuştan gelen benzersiz özelliği olan büyük bir beyine sahip olma gibi özellikleri dikkate alıyorlar. Ancak bu özelliklerin pek çoğu, en azından belli bir dereceye kadar, diğer canlılarda bulunabiliyor. Örneğin, şempanzelerin basit de olsa bir kültürleri var, papağanlar konuşabiliyor, bazı farelerse gıdıklandıklarında sanki kıkırdıyorlar.
Kuşku götürmeyen tek şey, tıpkı diğer tüm türler gibi insanların da, kendi evrimsel geçmişlerinin şekillendirdiği, kendine özgü bir genoma sahip olduğu. Bu sayede, antropolojinin temel sorusu, yeni bir düzeye yük-seltilebiliyor: Bizi insan yapan genetik değişiklikler nedir?
Eldeki insan genomu ve belirmeye başlayan primat genomu bilgisiyle, bizleri en yakın akrabalarımızdan ayırmaya yardımcı olacak genetik değişiklikleri tam olarak saptayabileceğimiz bir döneme giriyoruz. Şempanze gen diziliminin kaba bir taslağı yayımlandı bile ve daha ayrıntılı hali kısa zamanda bekleniyor. Makak genomu neredeyse tamamlanmış durumda; orangutan genomunun üzerindeki ça-lışmalarsa devam ediyor. Tüm bunlar, primat ağacında kilit noktalardaki atalara ilişkin ge-notipi ortaya çıkarmaya yardım edecek.
Açıklandığı kadarıyla, insanlarla şempanzeler arasındaki genetik farklılıklar, olasılıkla çok büyük. Üstelik, birçok kez tekrarlanan, DNA'mızın yaklaşık yalnızca %1,2'sinin şem-panzelerinkinden farklı olduğunu gösteren is-
|
|
ni izlemişler. Bu yaklaşımla belirlenen genler bulunuyor. Örneğin, MCPH1 ve ASPM mu-tasyona uğradığında mikrosefaliye (kafa, kafa çevresi ve beynin normalden küçük olması durumu) neden oluyor; FOXP2 konuşma bozukluklarına neden oluyor ve bu genlerin hepsi de şempanze evriminin tersine, İnsan evrimi sırasında seçilim baskısı belirtisi gösteriyor. Bu yüzden, insanların büyük beyinli olma ve konuşabilme özelliklerinin evriminde rol oynamış olabilirler.
Ancak bu tür genlerin bile ne yaptıklarından tümüyle emin olmak genelde zor. Bir gendeki mutasyonun neden olduğu bozuklukları incelemek ve genlerin işlevini ortaya çıkarmak üzere, organizmayı bir ya da daha fazla geninden yoksun bırakarak yapılan klasik deneyler de etik nedenlerden ötürü İnsanlar ve maymunlarla yapılamıyor. Bu yüzden çalışmanın büyük çoğunluğu, çok sayıda insan ve maymunun genom ve fenotiplerinin (genetik yapının belirlediği, ancak dış etkilerin de söz sahibi olduğu gözle görülür özellikler) karşılaştırmalı incelemesini gerektiriyor. Bazı araştırmacılar, maymunlarla ilgili genom bilgilerini fenotipik bilgilerle karşılaştırmak için "büyük maymun fenomu projesi" ni tamamlamaya çalışıyorlar. Bazılarıysa, işlev İpuçlarının en İyi doğal insan çeşitliliğini kurcalayarak, yaşayan insanlardaki mutasyonları biyoloji ve davranışlardaki İnce farklılıklarla karşılaştırarak toplanabileceğini savunuyorlar. Her iki strateji de lojistik ve etik sorunlarla yüzyüze; ancak gelişmeler yok değil.
Tüm bunların yanı sıra, yalnızca insanlara özgü özellikleri tümüyle anlamak, DNA'dan daha fazlasını kapsayacak. Bilimininsanları sonunda doğa kadar yetiştirmenin de önemli bir rol oynadığı karmaşık dil, kültür ve teknolojinin uzun zamandır tartışılan özelliklerine geri dönüş yapabilirler. Genom çağında olmamıza karşın, insanı insan yapanın, genlerden çok daha fazlası olduğunu da kabul ediyoruz..
Culotta E., "What Genetic Changes Made Us Uniquely Human",
Science, 1 Temmuz 2005
Çevirt: Meltem Venal Coşkun
|
|
|
|
tatistiğe karşın. Her 100. bazdaki bir değişiklik, binlerce geni etkileyebiliyor ve eklenen ve çıkanları da sayarsanız yüzde farklılığı çok daha büyük oluyor. Peki, insanlar ve şempanzeler arasındaki 40 milyon olası dizilim farklılıkları belgelenirse, bu ne anlama gelecek? Pek çoğu büyük olasılıkla basitçe, beden ya da davranış üzerine çok az etkisi olan, 6 milyon yıllık genetik sürüklenmenin bir sonucu. Ancak diğer küçük değişiklikler dramatik sonuçlara sahip olabilir.
Farklılıkların yarısı bir insandan çok bir şempanzeyi tanımlayabilir. Bunların tümünün nasıl düzenleneceği bir soru işareti. Bir yol, insanlarda doğal seçilimle tercih edilen genleri sıfırlamak. İnsanların ve diğer primatların DNA'larındaki seçilimin gizli işaretlerini araştıran çalışmalarda, özellikle hasta ve hastalığa neden olan mikrop etkileşimi, üreme, koku alma, tat alma gibi duyularla ilgili olan, düzinelerce gen belirlenmiş.
Ancak tüm bu genler, bizleri kuzenlerimizden köken olarak ayırmaya yardımcı olmuyor. Genomlarımız, bizlerin sıtmaya tepki olarak evrim geçirdiğimizi gösteriyor; ancak, bizi insan yapan, sıtmadan korunabilmemiz değil. Bu yüzden bazı araştırmacılar, anahtar roldeki özellikleri zayıflatan klinik mutasyon-larla işe başlayıp, daha sonra genlerin evrimi-
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Yangı, bütün kronik hastalıklarda temel rot oynuyor mu?
Eklem iltihaplarında yangının oynadığı rol tartışılmaz. Peki ya Kanser ve kalp hastalıklarında? Zaman geçtikçe, yanıtın "evet"e doğru daha kesin bir şekilde kayıyor. Bu durumda geriye kalan sorular, "neden" ve "nasıl".
Prion hastalıklarının me-kanizması ne?
Prionları yanlış katlanmış proteinler olduklarını kabul
|
|
|
|
|
|
etmek, ne yazık ki bu konudaki tüm soruların yanıtlarını vermiyor. Sözgelimi, sindirim sisteminden beyine nasıl gidiyorlar? Ya da buraya bir kez ulaştıktan sonra hücreleri nasıl öldürüyorlar?
Bunlar gibi yanıt bekleyen başka
sorular da var.
|
|
sonradan kazanılan (uyumsal) bağışıklık tepkilerinden önce gelen bir sistem. Bu önceliğin canlıya kazandırdığı avantajlar açık değil; ama bunu çözmeye yönelik çalışmalar yürütülmekte.
Bağışıklık sisteminin "belleği", varolmak için antijenlere sürekli maruz kalmayı mı gerektiriyor?
Bazı araştırmacılara göre, evet. Ama farelerle yapılmakta olan deneyler buna karşıgörüş-ler de ortaya çıkarmaya başlamış durumda.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Omurgalılar, enfeksiyonlarla savaşmada doğuştan var olan bağışıklık sistemlerine ne ölçüde güveniyorlar?
Omurgalılarda doğuşta var olan bağışıklık sistemi,
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Eylül 2005 51 BİLİM veTEKNİK
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
AN ILAR NAS IL SAKLAN IR VE YENİDEN NASIL AÇIĞA ÇIKAR?
|
|
|
|
|
|
|
|
Bildiğimiz herşey, iki kulağımızın arasındaki bir-birbuçuk kiloluk sinirsel kütle içinde paketlenmiş duruyor. Dünya hakkındaki yararlı ya da önemsiz gerçekler, yaşamlarımızın tarihi, bisiklete binmekten tutun da çocuğumuzu kedilere süt vermeye ikna etmeye kadar edindiğimiz her türlü beceri... Her birimizi tek ve benzersiz kılan, yaşamımıza süreklilik katan, sahip olduğumuz anı ve yaşantılarımız. Anılarımızı belleğimizde nasıl depoladığımızı anlamaksa, kendimizi anlamaya doğru atılmış önemli bir adım sayılmalı.
Sim'rbilimciler bu çabayı üstlenmiş ve anahtar rol üstlenen beyin bölgeleriyle birlikte olası moleküler mekanizmaları belirleme konusunda şimdiden büyük aşamalar kaydetmiş durumdalar. Yine de aydınlatılmayı bekleyen birçok soru, moleküler araştırmalarla genel beyin araştırmaları arasında da durup duran koca bir uçurum var.
Bellekle ilgili modern anlamdaki çalışmaların, genellikle 1957 yılında yayımlanan ve bir nöroloji hastası olan H.M. ile ilgili araştırmayla doğduğu kabul ediliyor. Kronik (sürekli) sara hastalığı olan H.M.'ye 27 yaşındayken son çare olarak beyin ameliyatı yapılarak, beynin her iki temporal (şakak) lobundan büyük parçalar alınmıştı. Ameliyat sara açısından işe yaramış, ama belleğe ilişkin beyinsel İşlevlerde büyük kayba yol açmıştı. H.M. ameliyat sonrası dönemde hiç-birşeyi 'kaydedemez' olmuştu ve ne olayları, ne de karşılaştığı insanları hatırlayabiliyordu. Bu olay, hipokampus adı verilen yapıyı da içeren temporal lob bölgesinin (medial temporal lob ■ MTL) yeni durumları kaydetmeyle ilgili çok önemli bir rol üstlendiğini göstermişti. Daha ayrıntılı incelemeler, belleğin yekpare bir yapısı olmadığını da ortaya koydu. Kendisine aynayla gerçekleştirilen 'hileli' bir çizim testi verilen H.M., bir önceki deneyimi hakkında hiç bİrşey hatırlamadığı halde 3 gün İçinde epeyi aşama kaydetmişti. Anlaşılıyor ki, beyin sözkonusu olduğunda "nasıPı hatırlamak "ne"yi hatırlamakla aynı şey değil.
Hayvanlarla yapılan deneyler ve beyin görüntüleme teknikleri sayesinde bilimciler artık yalnızca belleğin değişik biçimleri değil, her bi-
|
|
bellek) işlev gören birçok molekül de var; üstelik deniz sümüklüböcekleri, kemiriciler ve sir-kesinekleri gibi birbirinden çok farklı hayvan gruplarında. Araştırmacılar, bu koşullarda belleğin oluşturulmasında işlev gören moleküler mekanizmaların geniş bir yelpazede korunmuş olabileceğini söylüyorlar. Bu yöndeki çalışmalardan ortaya çıkan önemli bir sonuç şu: Birkaç dakikalık ömre sahip kısa-dönemli bellek, sinir hücreleri arasında sinaps adı verilen bağlantı noktalarını güçlendirici kimyasal değişiklikleri, uzun-dönemli bellekse protein sentezini ve belki de yeni sinapsların inşasını gerektiriyor olabilir.
Çalışma sonuçlarını genel beyin araştırmalarına bağlamaksa büyük iddia taşıyan bir iş. Olası bir köprü, sinaps bölgesini güçlendirmekten geçen bir süreç. Bazı kemiricilerin hipokampus-lanndan kesitler alınarak incelenmiş olan bu sürece, belleğin fizyolojik temeli gözüyle bakılıyor. Bunu günün birinde tam ve kesin biçimde doğrulayacak olan çalışmaysa, kesinlikle büyük bir atılım olarak değerlendirilecek.
Bu arada, yavaş yavaş başka sorular da gündeme gelmeye başladı. Yakın geçmişte yapılan bir çalışma, bir hayvanın yeni bir şey öğrendiği sırada ortaya çıkan sinirsel örüntülerin, daha sonra uyku sırasında bir tür "playback" sürecinden geçtiğini gösterdi. Bu durumun, anıları ve belleği pekiştirmede bir rolü olabilir mi? Diğer bazı çalışmalarsa, belleğimizin genelde sandığımız kadar güvenilir olmadığını ortaya koymuş durumda. Belleği bu kadar 'kaygan' yapan ne? Bu konudaki ipuçlarından birinin, anıların her hatırlamada değişikliğe uğrama 'kırılganlığına' sahip olduğu yolundaki tartışmalı görüşü yeniden gündeme getiren yeni çalışmalardan gelebileceği düşünülüyor. Önemli bir nokta da, hipo-kampusun tam anlamıyla bir sinir hücresi kreşi konumunda olduğunun 1990'larda gösterilmesiyle, yetişkin beyninde yeni sinir hücresi oluşamayacağı yönündeki baskın düşüncenin yerle bir olması. Bilinmeyen, bu yeni doğmuş hücrelerin öğrenme ve belleği ne ölçüde destekledikleri.
Miller, G. "How Are Memories Stored and Retrieved"
Science, 1 Temmuz 2005
Çeviri: Zeynep Tozar
|
|
|
|
Amigdala
Hipokampus
rinde hangi beyin yapılarının rol oynadığı konusunda da bilgi sahibi olmuş durumdalar. Bu, yine de inatçı bazı açıklar olmadığı anlamına gelmiyor. MTL'nin gerçekten de "açık bellek"te (istemli olarak anımsanarak sözlü olarak ifade edilebilecek anılardan oluşan bellek) önemli rol oynadığı doğrulanmışsa da bölge, gizemli bîr ka-rakutu olarak kalmakta direniyor. Çünkü anıların beyinde kodlanması ve geri çağrılması sırasında, içerdiği çeşitli yapıların birbirleriyle nasıl etkileştiği henüz çözülememiş durumda. Bunun da ötesinde MTL, hatırlanan şeylerin nihai deposu konumunda da değil. Bilmen şu kî, bu tür anıların uzun-dönemli depo yeri, beyin kor-teksi. Ama bunun nasıl gerçekleştiği, anıların kortekste ne şekilde temsil edildiği açık değil.
Bundan yaklaşık bir yüzyıl önce, ünlü İspanyol noroanatomici Santiago Ramon y Cajal, bir yaşantının anı stütüsüne dönüşmesi için sinir hücrelerinin, birbirleriyle bağlantılarını güçlendirmeleri gerektiğini öne sürmüştü. 0 zamanki yerleşik düşünce, yetişkin beyninde herhangi yeni bir sinir hücresinin oluşamayacağı yönünde olduğu için, Cajal da doğal olarak, anahtar değişikliklerin varolan sinir hücreleri arasında gerçekleşmesi gerektiği sonucuna varmıştı. Yakın bir geçmişe kadarsa bilimciler, bunun nasıl gerçekleşebileceğine İlişkin ipuçlarına sahip değildiler.
Ancak 1970'li yıllardan bu yana, yalıtılmış sinir sistemi dokuları üzerinde yapılan çalışmalarla, belleğin oluşumunda rol oynayan çok sayıda molekül belirlenmiş durumda. Hem açık, hem de örtülü bellekte (istemli olarak anımsanıp sözlü olarak ifade edilemeyen, anı ya da becerilerimizi, onların tekrarlanmasıyla depolayan
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Hamile kadınların bağışıklık sistemi fetusu neden reddetmez?
|
|
Bir canlının biyolojik saatini düzenleyen nedir?
"Biyolojik saat genleri", birçok canlıda ve vü cudun birçok bölümünde ortaya çıkmaya başladı. Şimdi asıl soru, bütün bu genlerin birbirleriyle nasıl bir uyum içinde oldukları ve sonuçta saatlerin hepsini aynı zamana ayarlayan etkenin ne olduğu..
Göç eden canlılar yollarını nasıl bulur?
Kuşlar, kelebekekler ve balinalar her yıl binlerce kilometreye ula-
|
|
|
|
|
|
şabilen yolculuklar yapıyorlar. Yıldızların konumu ya da manyetik alan gibi ipuçlarından yararlandıklarını bilmekle birlikte, ayrıntılar bizim için gizemini koruyor.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Son araştırmalar gösteri-
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
yor ki hamile kadınların bağışıklık sistemleri, genle-
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
rinin yarısını babasından almış olduğu halde fetusu 'yabancı' olarak algılamıyor; daha doğrusu
|
|
|
Neden uyuyoruz?
İyi bir uykunun, organ ve kasları tazelemede ya da hayvanları karanlıkla birlikte gelen tehlikelerden korumada işe yaradığını biliyoruz. Ama uykunun asıl gizemi büyük olasılıkla, biz horul horul uyurken bile etkin olan beynin içinde bir yerlerde saklı.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
onun yabancı olduğunu 'an-
|
|
|
|
|
|
|
|
|
lamıyor'. Ancak Nobel ödüllü Peter Medawar'ın, 1952'de bu soruyu ilk olarak gündeme getirdiğinde söylediği gibi, "karar henüz temyize gitmedi."
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
BİLİM ve TEKNİK 52 Eylül 2005
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
TOPLUMLARDA İŞBİRLİĞİ NASIL GELİŞTİ?
|
|
|
|
|
|
|
|
Charles Darwin türlerin kökeniyle İlgili ünlü kuramı üzerinde çalışırken, karıncalardan İnsanlara kadar toplumsal yaşamı seçmiş bütün hayvanlarda, grup içindeki bireylerin çoğunun, genel yarar için çalıştığını görerek şaşırmıştı. Bu onun, uzun dönemde hayatta kalmak için birey yararının anahtar rol oynadığı düşüncesine tersti. Darwin "İnsanın Türeyişi" (Descent of Man| kitabını yazdığı sıralarda, bazı yanıtlar elde etmişti bile. Doğal seçilimin akrabalar arasında bazı fedakarlıkları tetiklediğini ve bunun da 'ailenin' üreme potansiyelini artırdığını ileri sürerek "karşılıklılık" fikrini de ortaya attı: Birbiriyle akraba olmayan ama birbirlerini tanıyan bireylerden her ikisi de fedakar (altruistik) ise. karşılıklı yardımlaşma sözkonusuydu. Yüzyıl boyunca süren çalışmalar ve toplumsal türler üzerine geliştirilen çeşitli fikirlere karşın işbirliğinin nasıl ve neden geliştiğinin ayrıntıları hâlâ bir yanıt bekliyor. Bu soruların yanıtlanması, insan davranışlarını evrimsel açıdan açıklamaya, sözgelimi boğulmakta olan bir yabancı için neden yaşamımızı tehlikeye attığımız gibi sorulara yanıt vermeye yardımcı olacak.
Hayvanlar birbirlerine çeşitli biçimlerde yardım ederler. Balardan gibi toplumsal hayvanlarda akrabalık ilişkileri yardımlaşmayı destekler. Dişiler, baskın dişiye yardımcı olmak için üremekten vazgeçebilir. Ayrıca, yapılan ortak işler, birbiriyle akraba olmayan bireylerin birlikte çalışmasına olanak sağlar. Sözgelimi erkek şempanzeler, bir çete gibi, potansiyel riske rağmen birbirlerini yırtıcı hayvanlara karşı korur. Cömertlik, insanlar arasında yaygındır. Bazı antropologlara göre, kişinin akraba ve yakınlarına güvenme eğiliminde yaşanan evrim, insanların dünyanın hakimi olmasına yardım etti. Birlikte çalışma becerisi, atalarımıza daha fazla besin, daha çok korunma, daha İyi çocuk bakımı gibi üremeye yönelik başarı için gereken konularda yardımcı oluyordu.
Bununla birlikte, bu dayanışmanın derecesi farklılıklar gösterebiliyor; sözgelimi "hile-karlar", en azından kısa dönemde diğer insan-
|
|
taya çıkacak davranışsal sonuçlan öngörme-de uygulamaya sokuyor. Oyun kuramı, adıl olmak için doğuştan gelen istekleri açığa çıkarmada işe yaramış durumda. Sözgelimi, oyuncuların, kendilerine bir yaran olmasa bile adil olmayan davranışları cezalandırmak için zaman ve enerji harcadıkları saptanmış. Benzer çalışmalar gösteriyor ki iki insan yalnızca bir kez karşılaşmış bile olsalar, birbirlerine karşı adil davranma eğilimi gösteriyorlar. Bu davranışları açıklamak zor, çünkü bunlar dayanışmanın aslında kişisel çıkarlara yönelik olduğu açıklamasıyla uyuşmuyor.
Bu oyunlardan yola çıkılarak geliştirilen kuramlar henüz kusursuz olmaktan uzak. Bunlar, sözgelimi duyguların dayanışma üzerindeki rolünü gereğince kapsayabilmiş değil. Yine de kuramcılar, oyun kuramının yeterli düzeye ulaşmasıyla, karmaşık toplumları yönlendiren etmenler üzerinde daha berrak bir görüşe sahip olacağına inanıyorlar.
Tüm bu çabalar, Darwin'in dayanışma ve işbirliği üzerinde yaptığı gözlemlerin üzerine birşeyler inşa etmesine yardımcı oluyor. Darwin'in Öngördüğü gibi, karşılıklılık güçlü bir uyum taktiği. Ama İstisnalar da yok değil..
Günümüz araştırmacılarına göre, İyi bir bellek önkoşul. Öyle görünüyor ki karşılıklılık, yalnızca kimin yararlı ve yardımcı olduğu, kimin olmadığını aklında tutabilenlerce uygulanıyor. İnsanlar, yüzleri ömürleri boyunca akıllarında tutacak kadar geniş bir belleğe sahipler ve bu şekilde, yıllardır görmedikleri biri İçin ömür iyi ya da kötü duygu besleyebiliyorlar. Diğer türler içinse karşılıklılık bu bağlamda daha sınırlı zamana yayılmış durumda.
Darwin, kendi kişisel gözlemleriyle sınırlı olduğu İçin dayanışma davranışlarını genel bir çerçevede değerlendirebilmişti. Şimdiyse oyun kuramları ve ilgili birçok konu üzerinde çalışan araştırmacılar, Darwin'in fikirlerini geliştirip İşbirliği kuramına yeni boyutlar katmayı umuyorlar.
Pennisi, E. "How Did Cooperative Behavior Evoleve"
Science, 1 Tem muz ı 2005
Çeviri: Gökhan Tok
|
|
|
|
lar önünde bîr adım öndeymiş gibi görünüyor. Yine de dayanışma, uzun dönemde türler için etnik, politik, dini, hatta aileler arası çekişmelere karşın, daha baskın bir hayatta kalma stratejisi gibi görünüyor.
Evrimsel biyologlar ve hayvan davranışları üzerine araştırma yapanlar, toplumsallaşma için gereken çevresel ve davranışsal etkilerin yanısıra, dayanışmanın genetik temelleri ve moleküler etmenler üzerine çalışıyorlar. Sinirbîlimciler, tarla farelerinden sırtlanlara dek pek çok memelinin beynindeki kimyasallarla toplumsal .stratejileri arasındaki anahtar bağlantıları inceliyorlar. Başkalarıysa daha matematiksel bir yolla, aslında ekonomi alanı için geliştirilmiş "evrimsel oyun kuramı"nı, işbirliğini niceli eştirmek ve farklı koşullarda or-
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Neden rüya görürüz?
freud'a göre rüyalarımız, bilinçaltı isteklerimizin dışa vurumuydu. Günümüzdeyse sinirbilîm-ciler, rüyaların ortaya çıktığı REM uykusu sırasındaki beyin etkinliğinin, öğrenmek için çok gerekli olduğunu düşünüyor. Yoksa rüya görmek öğrenmenin bir yan ürünü mü?
|
|
ler ve kurallarla boğuşurken, çocukların dili nasıl kolaylıkla 'kaptığını' açığa çıkarabilir.
Feromonlar insan davranışlarını etkiliyor mu?
Hayvanların birçoğu haberleşmek İçin, özellikle de çiftleşme dönemlerinde havada uçuşan |;i kimyasallardan yararlanır. Kimi tartışmalı araştırmalar, insanların da feromonları kullandığını gösteriyor. Bu feromonları belirli lemek, toplumsal yaşamımızı nasıl etkilediklerini anlamak İçin d yeni bir yol olabilir.
|
|
Genel anestezi nasıl işliyor?
Biliminsanları ilaçların tek tek sinir hücreleri üzerinde ne tür etkiler yaptığını çözmeye çalışıyorlar. Ama, bilinçsiz duruma nasıl geçtiğimizin mekanizmasını açıklamak çok da kolay değil.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Dil öğrenmek neden bazı dönemlerde daha kolay?
Küçük çocukların (bebekler de/ dahil) zihinsel etkinliklerinin görüntüleme teknikleriyle incelenmesi, ye-, tişkinlerin dil öğrenmek için temel-*
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Eylül 2005 53 BİLİM ve TEKNİK
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
BİYOLOJİK VERİLER DENİZİNDEN
BÜYÜK RESİMLER NASIL ORTAYA ÇIKACAK?
|
|
|
|
|
|
|
|
Biyoloji, betimsel veriler bakımından oldukça zengin ve zenginleşmeye de devam ediyor. Örnek toplamak için geliştirilen DNA dizilimi, mikro ışınlar, otomatik gen işlevi çalışmaları gibi geniş ölçekli çalışmalar, yeni bilgiler elde etmeye yarıyor. Biyomeka-nikten ekolojiye dek pek çok alt alanda araştırmalar sayısallaştıkça daha kesin ve daha bol bilgiye ulaşılabiliyor. Şimdi ortaya çıkan soru şu: Biyolojinin bütün alanlarında akan bu verilerin ışığında, biliminsanları sistemlerin ve organizmaların nasıl işlediğini anlayıp, bunları açıklayabilecek mi? Bütün bu verilerin bir elemeden geçirilmesi, düzenlenmesi, derlenmesi ve en önemlisi, araştırmacıların öngörülerde bulunmasını sağlayacak hale getirilmesi gerekiyor.
Bu noktada, "sistemler biyolojisi' devreye giriyor. Henüz çok iyi tanımlanmamış ve yolunu bulmaya çalışan bu yeni yaklaşım, on yıllardır ortaya çıkmakta olan moleküler, hücresel, çevresel ve canlılara yönelik gözlemlerin ortaya çıkarılan noktalarını birleştirmeyi amaçlıyor. Bu yaklaşımın yandaşları matematik, mühendislik ve bilgisayar bilimlerini kullanarak biyolojiyi daha nicel bir hale getirmeyi hedefliyor ve bu alanda ilerlemenin, yalnızca bu şekilde olabileceğini savunuyorlar. Biyotıbbın, özellikle de hastalıkların, risk faktörünü belirlemede büyük yarar sağlayacağını öne sürüyorlar.
Bu alan, insan genom projesinin bitirilmesinden sonra büyük ilerleme kaydetti. İnsan kalıtımının biyokimyası tanımlandı ve ölçüldü. Bu da araştırmacılara, yaşamın diğer yanlarını da bilinir kılmak İçin esin kaynağı oldu.
Moleküler genetikçiler, gen ağının işleyişini geniş biçimde ortaya koymayı hayal ediyor, sözgelimi, tek bir DNA zincirinin farklı proteinleri nasıl belirlediğini, ya da proteinlerin farklı koşullarda ne tür çeşitlilikler gösterdiğini göstermeye çalışıyorlar. Hücre biyologları, hücrenin sağlığı için geçerli kural-
|
|
ler olarak görüyor. Aynı şey, sinirbilimciler için de söylenebilir; karmaşık beyin köşelerinde gizli üst dü2ey düşüncelerin nasıl oluştuğunu çözmek de onların işi. Küresel ısınma gibi ekolojik değişikliklerin nasıl olduğunu anlamak içinse, çevrebilimcîlerin, fiziksel olduğu kadar biyolojik veriye de ihtiyaçları var.
Sistem biyologları bugün görece basit ağlar üzerinde çalışıyorlar. Sözgelimi, bira mayasının bir karbonhidrat olan galaktozu hangi metabolİk yolla parçaladığını ortaya çıkarıldı. Başka araştırmacılar, bazı genetik yazılım etkenlerinin gen ifadesini zaman içinde nasıl değiştirdiğini ortaya çıkarmak amacıyla, deniz kestanelerinin de içinde olduğu bir grup deniz canlısının embriyonik dönemde geçirdikleri ilk birkaç saati ayrıntısıyla ortaya koydular. Şu sıralarda yapılmakta olan bir çalışma kapsammdaysa, hücrelerdeki haberleşme ağları ve basit beyin devrelerinin modelleri oluşturuluyor.
Ancak bu alandaki gelişmeler, biyolojik örüntüleri bilgisayar modellerine aktarmanın güçlüğü nedeniyle oldukça yavaş ilerlemekte. Bilgisayar ağ programlarının kendileri de aslında şu durumuyla yetersiz; sonuçları araştırmacıların anlayıp yorumlayacağı bir tablo durumuna getirebilmeleri için, bu programların da iyileştirilmesi gerekiyor.
Şimdilerde dünyanın çeşitli yerlerindeki yeni kurum ve kuruluşlar matematik, bilgisayar bilimleri ve biyoloji arasında disiplin-lerarası bağlar kurmak için uğraş vermekte. Ancak çalışmalar, henüz başlangıç döneminde. Yoğun disiplinlerarası çalışma ve geliştirilmiş bilgisayar teknolojisinin araştırmacılara, yaşamın işleyişiyle ilgili kapsamlı ve yeterince ayrıntılı bir resim sunup sunamayacağını ise, kimse henüz söyleyemiyor.
Pennisi, E. "How Will Big Pictures Emerge
From a Sea of Biological Data"
Science, 1 Temmuz 2005
Çeviri: Gökhan Tok
|
|
|
|
ların karmaşık iletişim yapılarını basitleştirmeye çalışıyorlar. Gelişim biyologlarının ça-basıysa, embriyodaki bir avuç hücrenin nasıl çok sayıda kemik, kan ve deri dokusuna dönüştüğünün etraflı bir resmini çizmek. Sistemler biyolojisi yandaşları, bu zor bulmacaları, yalnızca bu disiplinin çözebileceği şey-
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Alzheimer hastalığını ne kadar uzakta tutabiliriz?
Bu ileri yaş hastalığının, genelde olduğundan bir 5-10 yıl kadar geç orta-ya çıkması, milyonlarca yaşlı için hayatı çok daha kolaylaştırabilir. Araştırmacılar, şu sıralarda hormon ya da antioksidanlarla tedavinin, ya da zihinsel ve fiziksel egzersizlerin işe yarayıp yaramayacağı üzerinde çalışıyorlar.
Bağımlılığın biyolojik temeli ne?
Bağımlılık, beynin "ödül devresi"nde gerçekleşen bir aksaklıkla yakından ilgili. Ama bu kar-
|
|
maşık davranış biçiminin ortaya çıkmasında kişilik özellikleri de rol oynuyor.
|
|
|
|
|
|
Şizofreniye neden olan şey ne.'
Araştırmacılar şizofreniye neden olan genin izini sürüyorlar. Şizofrenik hastalarla normal kişilerin paylaştıkları özelliklerin araştırılmasıyla da ipuçları elde edilebileceği düşünülüyor.
Otizmin nedeni ne?
Bu bozukluğun temelinde çevresel faktörler kadar, birçok genin de etkisi var. Erken tanı için biyolojik işaretleyiciler, var olan tedaviyi geliştirmek j İçin yararlı olabilir; ama tam bir tedavi için daha çok yol alınması gerekiyor.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
BİLİMv.TEKNİKBI Eylül 2005
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CEVAP LAN AMAYAN 125 SORU
|
|
|
|
|
|
|
|
|
KENDİLİĞİNDEN BİRARAYA
GELME SÜRECİNİN SINIRLARINI
NE KADAR ZORLAYABİLİRİZ?
|
|
|
|
|
|
|
|
|
için biraraya geliyorlar. Günümüzde kimyacılar, doğanın rutin biçimde, kolaylıkla yapıyormuş göründüğü bu karmaşıklığın yanına bile yaklaşabilmiş değiller. Acaba, bu karmaşık yapıların nasıl kendiliğinden biraraya geldiklerini öğrenebilecekler mi?
Bunun için başlangıç düğmesine basıldı bile. Geçtiğimiz 30 yıl içinde, kovalent olmayan bağ yapmanın temel kurallarını öğrenmek yolunda Önemli adımlar atıldı. Bu kurallardan ilki "benzerler birbirini tercih eder". Bu kuralın varlığını, lipit moleküllerini suda hücrelerin çevresini kaplama görevi gören çift tabakalı zarlar oluşturmak üzere kapalı bir ortama doğru iten susevmez (hidrofobik) ve susever (hidrofilik) etkileşimler arasında görebiliriz. Bunlar suyla herhangi bir etkile-
|
ri salman bir moleküler anahtar görevi gören ve kendiliğinden biraraya gelen "rotaxane" molekülleri, gelecekte molekül temelli bilgisayarların anahtarları da olmaya aday.
Ancak, bilgisayar devrelerinin sürekli olarak küçültülmesi ve nanoteknolojinin yükseli-şiyle birlikte, bu karmaşıklığın artırılması gereksinimi de büyüyor. Bilgisayar çiplerinin küçülmesi eğiliminin egemenliğiyle birlikte, bu denli küçük parçaların üretim maliyetleri de hızla artıyor. Bilgisayar şirketleri parçaları istenen boylarda küçültüyorlar. Bununla birlikte bîr noktada, bunları tasarlamak daha ucuz hale gelecek ve tümüyle kimyasal olarak üretilebilecekler.
Kendiliğinden biraraya gelme, çok çeşitli nanoyapılar üretebilmek için de tek pratik yaklaşım. Bununla birlikte, öğelerin doğru biçimde kendiliğinden biraraya geldiklerinden emin olmak, pek kolay bir iş değil. İşbaşında-ki kuvvetler çok küçük olduğundan, kendiliğinden biraraya gelen moleküller istenmeyen uyumsuzluklar gösterebilir ya da kaçınılması mümkün olmayan eksiklere yol açabilir. Bu ilke üzerine kurulacak yeni sistem, hataları kaldırabilecek ya da onarabilecek beceride olmalı. Biyolojide bu duruma uygun örnekleri DNA sarmalında bulabiliriz. Enzimler hücre bölünmesi sırasında DNA iplikçiğini kopyalarken A yerine T koymak gibi bir hata oluşabilir. Bu hataların bazıları kalır; ancak çoğu, ye-ni sentezlenen iplikçikleri denetleyen ve kopyalama hatalarını düzelten DNA onarım en-zimlerince yakalanır.
Bu tür stratejileri taklit etmeye çalışmak kimyacılar için kolay olmayacak. Ama eğer, başından sonuna kadar daha karmaşık, daha düzenli yapılar yapmayı istiyorlarsa biraz daha "doğa gibi" düşünmeyi öğrenmeleri gerekecek.
|
|
|
|
Bugünlerde birçok biliminsanı doğanın gizlerini çözmeye çalışmakla meşgul. Örneğin, kimyacılar yeni yapılar ortaya çıkarmaya çalışıyorlar. Şimdilik, yapay gökbilim ya da yapay fizik yok. Ama molekülleri biraraya getirmek için yeni yollar yaratmak, kimyacılara iyi geliyor. Aslında 100 yıldır bunu, atomlar arasındaki elektron paylaşımıyla oluşan güçlü kovalent bağlar kurarak ya da bu bağlan kırarak gerçekleştiriyorlardı. Bu İpucunu kullanarak, hoşlarına giden moleküler birleşimlerde binlerce atomu biraraya getirmenin yolunu öğrendiler.
Çevremize bakınca gördüğümüz doğanın sadeliğiyle karşılaştırılınca, bu karmaşıklık düzeyi gerçekten etkileyici. Hücreden sedir ağaçlarına kadar her şeyin yapısı, küçük moleküllerin çok sayıda zayıf bağlarla biraraya getirilmesiyle kurulmuş durumda. Ünlü DNA sarmalından, H2O moleküllerinin birbirlerine bağlanarak oluşturdukları suya kadar, her şe-yin oluşumunu hidrojen bağlan, van der Wa-als kuvvetleri ve pi - pi etkileşimleri gibi zayıf etkileşimler yönetiyorlar. Bu tür "İnce ayar" kuvvetler, molekülleri gütmek yerine yapıların çok karmaşık bir hiyerarşide kendi kendilerine biraraya gelmelerini olası kılıyor. Lipitler zar hücrelerini oluşturmak, hücreler dokuları, dokular da organizmaları yaratmak
|
|
|
|
şimden kaçınmak için, yağlı kuyruk kısımlarını biraraya getirip kutupsal başlarını suyun üstünde tutmaya çalışırlar. Bir diğer kural "kendiliğinden biraraya gelme enerjik bakımından uygun tepkimelerce yönetilir". Bir başka deyişle, "doğru molekül bileşenlerini bırak, onlar karmaşık dizili yapılar içinde kendiliğinden biraraya gelirler".
Kimyacılar tüm bu kuralları, görece "gösterişsiz'" karmaşıklık düzeylerinde kendiliğinden biraraya gelen sistemler tasarlamada kullanmayı öğrendiler. İlaç taşıyıcı lipozomlar, hastalarda kanserli hücrelere İlaç ulaştırmada kullanılıyor. İki kararlı evre arasında ileri ge-
|
|
|
|
Kaynak: Service R.,F, "How Far Can We Push Chemical
Self-Assembly", Science, 1 Temmuz 2005
Çeviri: Elif Yılmaz
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Cinsel Eğilimin Biyolojik Kökleri Nedir?
Çevresel etkilerin eşcinselliğe katkısının, büyük oranda doğum öncesi hormon oranlarıyla ilintili olabileceği düşünülüyor; bu nedenle sorunun yanıtlanması, "eşcinsel genleri" avlamaktan daha fazlasını gerektiriyor.
|
|
|
|
|
|
Ahlak Beyinle Sıkı Sıkıya Bağlantılı mı?
Bu soru felsefeciler için büyük bir yap-boz-dur. Şimdilerde nörologlar beyin görüntüleme yöntemiyle, beyin devrelerinin muhakeme becerisini de içerdiğini ortaya çıkardıklarını söylüyorlar.
Makinelerden Öğrenmenin Sınırları Ne?
Bilgisayarlar dünyanın en iyi satranç ustalarını yendiler ve isteyenlerin İnternet'ten ulaşabilecekleri bir bilgi zenginliğine sahipler. Ancak soyut düşünebilme becerisi, tüm makinelere hâlâ çok uzak.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Kişiliğin Ne Kadarı Kalıtsal?
Kişilik özellikleri genlerden etkilenir, çevre-de genetik etkileri değiştirir. Göreli katkılar hâlâ tartışmalı.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
SEÇİCİ OLARAK BAĞIŞIKLIK TEPKİLERİMİZİ KAPATABİLİR MİYİZ?
|
|
|
|
|
|
|
|
Geride bıraktığımız birkaç on yıl içinde organ naklinde deneysellikten rutine geçildi. Yalnızca ABD'de her yıl 20.000'den fazla kalp, karaciğer ve böbrek nakli gerçekleştiriliyor. Ancak nakil yapılacak kişiler için değişmeyen bir-şey var: bağışıklık sistemini baskılamak için yaşam boyu ciddi yan etkileri olabilen kuvvetli ilaçlar kullanılması. Araştırmacılar uzun zamandır bağışıklık sistemini, nakilleri reddetmemesi için kandırmanın yollarını arıyorlar. Ancak bunu vücudun tüm savunmalarını köreltmeden gerçekleştirmek gerekiyor ve ne yazık ki şu ana kadar çok az başarı elde edilebildi.
Araştırmacıların karşı karşıya olduğu rakip oldukça dişli. Bazı nadir olgularda bağışıklık toleransı oluşabiliyor. Yani, nakil yapılan hasta bağışıklık sistemini baskılayıcı ilaçları almayı bıraksa da, bedenleri yabana organı reddetmiyor. Ancak araştırmacıların elinde, bu toleransı sağlamak için moleküler ve hücresel düzeyde neler olduğunu gösterecek net bir resim yok. Bağışıklık sistemiyle oynamak biraz mekanik bir saatle oynamaya benziyor. Yalnızca bir kısmı kurcalandığında tüm mekanizma bozulabiliyor. Ayrıca, tolerans sağlamak üzere tasarlanan İlaçları deneme açısından da büyük bir engel var: Bağışıklık sistemini baskılayıcı İlaçlar geri çekilmeden, işe yarayıp yaramadıklarını anlamak çok zor. Bu geri çekmekse, organın reddedilme riskini doğuruyor. Eğer araştırmacılar, bağışıklık sistemine nakil organlarını tolere etmeyi öğretmenin yolunu bulurlarsa, bu bilgi, otoimmün hastalıkların (bağışıklık sisteminin organizmanın kendi yapılarına karşı yanıt oluşturması durumunda oluşan hastalıklar.) tedavisi için anlamlı olacak.
Science dergisinde 60 yıl önce yayımlanan bir haber, sonradan bir maratona dönüşen nakil toleransı sağlama yarışında başlangıç noktası olmuş. Wisconsin Üniversitesi'nden Ray Owen, çift yumurta ikizi sığırların bazen bir plasentayı paylaştıklarını ve birbirlerinin kırmızı kan hücreleriyle doğduklarını belirtmiş. "Karışık kimerizm" olarak adlandırılan bu durumda sığırlar görünüşte bir sorun olmadan yabancı hücreleri tolere etmişler. Kimerizm, allo-jeneik (aynı türün bireyleri arasında) kök hücre nakli sonrası alıcı ve verici hücrelerinin bir
|
arada bulunması durumu. Alıcıda oluşan tüm kan yapıcı ve lenfoid hücreler tümüyle verici hücrelerinden kaynaklanıyorsa tam kimerizm-den; hem verici hem de alıcının hücreleri birlikte bulunuyorsa karışık kimerizmden söz ediliyor.)
Birkaç yıl sonra, Birmingham Üniversite-si'nden Peter Medawar ve ekibi, karışık kime-rizmli çift yumurta İkizi sığırların, birbirlerinin deri nakillerini kolayca kabul ettiklerini göstermiş. Medawar ilk başlarda kendi çalışmasının Owen'in çalışmasıyla ilişkisini değerlendirmemiş; ancak bu bağı gördüğünde, henüz rahimde olan doğmamış farelere farklı soydan farelerden aldığı dokuları enjekte etmeye karar vermiş. Araştırmacılar, 1953'te Nature dergisinde yayımlanan bir yazıda, doğumdan sonra bu farelerden bazılarının farklı soylardan alınan deri nakillerini reddetmediğini gostermiş-
|
lâ bağışıklık sisteminin nasıl çalıştığını çözmek ve onu ustaca yönetmenin güvenli yollarını bulmak gerekiyor.
Nakil araştırmacıları, tolerans sağlamak için üç temel stratejiyi takip ediyorlar. Birincisinde, Medawar'in deneyinde olduğu gibi, kimerizmden yararlanmaya çalışıyorlar. Araştırmacılar, organ bağışında bulunan kişinin bağışıklık hücrelerinin yeni ev sahibine nakli tolere etmeyi öğretmesi umuduyla, hastayı vericinin kemik iliğiyle aşılıyorlar. Ancak bazıları. nakledilen organla birlikte gelen, vericiye ait bağışıklık hücrelerinin de alıcıya tolerans öğretebileceğim iddia ediyor. İkinci stratejide, T hücrelerine nakledilen dokudaki yabancı antijenleri gördüklerinde anerjik olmayı ya da intihar etmeyi öğreten ilaçlar kullanılıyor. Üçüncü yaklaşımsa, belirli bağışıklık hücrelerinin kendilerini kopyalamasını engelleyen ve ayrıca, si-tokin denen, hücrelerarası iletişimden sorumlu doku hormonlarını salgılayarak reddetmeyi baskılayabilen T düzenleyici hücrelerinin üretimini etkiliyor.
Tüm bu stratejiler ortak bir sorunla yüzyü-zeler: Yaklaşımın başarılı mı yoksa başarısız mı olduğunu değerlendirmek oldukça zor. Çünkü bir kişinin nakledilen bir organı tolere edip etmediğini gösteren güvenilir biyoişaretleyiciler bulunmuyor. Bu yüzden toleransı değerlendirmenin tek yolu, ilaç tedavisini durdurmak; ki bu da, hastanın vücudunun nakil organı reddetmesi riskini doğuruyor. Benzer şekilde, etik endişeler de, araştırmacıların tolerans sağlamada kullanılacak ilaçları, bağışıklık sistemini baskılayıcı tedaviyle birlikte denemelerini gerektiriyor. Bu durumda da, ilacın etkinliği zayıflayabiliyor; çünkü ilaçların kendilerinden bekleneni yapması için tümüyle çalışan bir bağışıklık sistemine gereksinim var.
Eğer araştırmacılar, bağışıklık toleransını güvenli ve seçici bir biçimde sağlamak üzere 50 yıllık maceralarını tamamlayabilirlerse, binlerce nakil alıcısıyla birlikte, otoimmün hastalıkların kontrolü için de umutlar bir hayli artacak.
Cohen, J., "Can We Selectively Shut Off Immune Responses",
Science. 1 Temmuz 2005
Çeviri: Meltem Venal Coşkun
|
|
|
|
|
|
|
|
ler. Bu etkili deney, pek çok biliminsanının kariyerini nakil konusuna adamasına önderlik etmiş ve bu tür çalışmalarla, otoimmün hastalıklara çare bulunabileceği umutları yükselmiş.
Büyük çoğunluğu farelerle çalışan bağışık-lıkbil imcileri, şimdiye kadar, toleransın arkasında çeşitli ayrıntılı mekanizmalar olduğunu belirttiler. Örneğin bağışıklık sistemi, kendine karşı bağışıklık ataklarını baskılayan "düzenleyici" hücreleri salabiliyor; zararlı bağışıklık hücrelerini intihar etmeye ya da anerji denilen, durgunluk, enerji üretiminde eksiklik ya da belli bir antijene karşı bağışıklık tepkisinin olmaması biçimindeki işlev bozukluğuna zorla-yabiliyor. Aslında araştırmacılar artık bu süreçleri yürüten genler, almaçlar ve hücre iletişi-rniyle İlgili ince ayrıntıları biliyorlar. Ancak, ha-
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Strese dayanıklı bitkilerdeki çeşitliliğin temeli ne?
Kuraklık, soğuk gibi zorlayıcı çevresel etkilere dayanıklı olan bitkilere gereksinimimiz var. Ancak birbirleriyle karmaşık etkileşim içinde bulunan genlerin sayısı o kadar çok ki, kimse henüz hangi birinin nasıl çalıştığını ortaya koyabilmiş değil.
|
|
|
|
|
|
verimli ürünlerin elde edilmesinde işe yarayabilir.
Neden bütün bitkilerin, bütün hastalıklara karşı bağışıklıkları yok?
Bitkiler, genel bağışıklık tepkisi verebilmenin yamsıra, belirli hastalık yapıcıları hedefleyen moleküler "nişancı"la-ra da sahipler. Bitklbilimcilerin merak ettiği, farklı bitki türlerinin, hatta birbirleriyle yakın akraba olan türlerin bile neden farklı savunma ordularına sahip oldukları. Bu sorunun yanıtı, daha dayanıklı ürünler alınmasını sağlayabilir.
|
|
|
|
|
|
Çiçekler nasıl evrimleşti?
Darwin'in "büyük muamma" olarak nitelediği bu soru, bizler için de hemen hemen aynı niteliği taşıyor.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Bitki büyümesi nasıl denetleniyor?
Sözgelimi, kızılağaçlar 100'lerce metre uzunluğa ulaşabilirken, boyu 10 cm'yi aşmayan ağaçlar bile var. Bu farkın nedenlerini anlamak, daha
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Eylül 2005 57 BİLİM ve TEKNİK
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CEVAP LAN AMAYA N 125 SORU
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ETKİLİ BİR HIV AŞISI MÜMKÜN MÜ?
|
|
|
|
|
|
|
|
|
sü ve tüberküloz basili gibi HIV benzeri virüslere karşı çok az başarı elde edebilmiş olduklarına İşaret ediyorlar.
AİDS aşısı araştırmacıları, başarılı olacaklarına inanmak için birtakım geçerli nedenlere sahipler. Maymunlarla yapılan deneyler, aşıların HlV'in bir benzeri olan SIV'e karşı koruyucu olabileceklerini gösterdi. Çeşitli çalışmalar, HlV'e maruz kalmış, ancak hastalığa yakalanmamış birçok İnsan olduğunu, bir şeylerin bu virüsü durdurduğunu gösteriyor. Virüs bulaşmış kimselerin küçük bir yüzdesi
|
feksiyona yol açmayı başardığında, ikinci bir savunma hattı olan hücresel bağışıklık, HIV bulaşmış hücreleri hedef alır. Günümüzde, hücresel bağışıklık sisteminin savaşçıları olan bu katil hücrelerin üretimini sağlayan çeşitli aşılar deneniyor. Ancak, hücresel bağışıklık sistemi, başka hücreleri de işin içine katıyor; makrofajlar, sitokin olarak adlandırılan kimyasal habercilerden oluşan ağ, ve doğal öldürücü hücreler gibi. Antikor bazlı aşı geliştirme çabalan, araştırmacıların tersine düşünmelerini gerektirse de, bir tür rönesansa doğru gidiyor. Aşı araştırmacıları tipik olarak antijenlerle işe başlıyor (bu durumda HIV parçaları) ve bunların tetiklediği antikorları değerlendiriyorlar. Araştırmacılar şimdilik, enfeksiyon kapmış ve HIV enfeksiyonunu durdurmuş insanlardan aldıkları bir düzineden fazla antikoru test tüpünde ayırt edebilmiş durumdalar. Buradaki canalıcı nokta, hangi antijenlerin bu antikorların üretimini tetiklediğini bulmak olacak.
Başarılı bir AIDS aşısının hem antikor üretimini hem de hücresel bağışıklığı geliştirmesi gerekiyor. Bundaki anahtar belki de HlV'in vücuda girdiği mukozalı bölgelerdeki bağışıklık tepkisini canlandırmak olabilir. Hatta, araştırmacıların günümüzde bilinmeyen türden bir bağışıklık tepkisini keşfetmeleri bile olası. Ya da yanıt, belki de bağışıklık sistemiyle insan genetik çeşitliliğinin karşılıklı etkileşiminde yatıyor. Çalışmalar, HfV enfeksiyonuna ve hastalığa yatkınlığın genlerle İlişkili olduğunu gösteriyor.
Bu soruların çözülmesi, HIV gibi bağışıklık sistemine saldıran ve milyonlarca insanı öldüren hastalıklara karşı aşı geliştirilmesine katkıda bulunacak. Bu aşılan geliştirmek için çalışanların, yanıtları belki de hiç beklenmedik yerlerde aramaları gerekiyor. AIDS aşısı araştırmacılarının, henüz tam olarak çözülememiş olan bağışıklık sistemi hakkında ortaya çıkardıkları, gereksiz bir çalışma da olabilir.
Cohen J. "Is an Effective HIV Vaccine Possible?"
Science, 1 Temmu; 2005
Çeviri: Alp Akoğlu
|
|
|
|
|
|
|
|
Araştırmacıların AiDS'in nedeni olarak HIV virüsünü ortaya koymalarından bu yana geçen 20 yıl içinde, tarihte herhangi bir virüse karşı harcanandan daha fazla para harcandı. Bu süre içinde, Amerikan Ulusal Sağlık Enstitüsü, tek başına yılda yaklaşık 500 milyon dolarlık yatırım yaparak 50'den fazla ilacı klinik deneylere sundu. Ne var ki, milyonlarca yeni H1V enfeksiyonunu önleyebilecek etkili bir AİDS aşısı hâlâ uzak bir düş olarak duruyor.
AİDS araştırmacıları, virüsün içini dışına çıkarmış ve onun bağışıklık sistemini nasıl mahvettiğini dikkatlice ortaya koymuş olmalarına karşın, ne tür bir bağışıklık tepkisinin insanları enfeksiyondan koruyacağı anlaşılmış değil.
Bu duruma kuşkuyla yaklaşanlar, hiçbir aşının HIV'i durduramayacağını öne sürüyorlar. Virüs, çok hızlı kopyalandığı için bu sırada çok fazla genetik farklılık ortaya çıkıyor. Bu nedenle, aşıların tüm HIV tiplerini etkisiz duruma getirmesi pek mümkün olamıyor. HIV, aynı zamanda vücudun verdiği bağışıklık tepkisine karşı da birtakım mekanizmalar geliştiriyor. Yüzey proteinini şekerlerle kaplayan virüs, antikorlardan saklanabiliyor ve bağışıklık sağlayan başka savaşçıların üretimini engelleyecek proteinler üretiyor. Aşının başarısına kuşkuyla yaklaşanlar, aşı geliştirmek için çalışan araştırmacıların, bağışıklık sistemini çökerten Malaria paraziti, hepatit C virü-
|
|
|
|
herhangi bir zarar görmezken, başkaları bağışıklık hasan göstermeden on yıl, hatta daha uzun süre virüsü saklayabiliyorlar. Bunun yanında biliminsanlan, bazı ender antikorların test tüpündeki Örneklere karşı güçlü bir şekilde savaştıklarını buldular.
Başlangıçta, araştırmacılar HlV'in yüzey proteinine saldıran antikorların üretimine yönelik aşılara ümit bağlamışlardı. Bu yaklaşım virüsün, yüzey proteinini beyaz kan hücrelerine bağlanmada kullanması ve enfeksiyona bu şekilde neden olması nedeniyle, ümit vaa-detmişti. Ancak klinik deneylerde, bu aşıların yararsız olduğu görüldü.
Şimdi, araştırmacılar farklı yaklaşımlar uyguluyorlar. HIV, antikorları altetmeyi ve en-
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
İnsan kültürünün kökleri neler?
Hiçbir hayvan, çeşitli keşiflerde bulunma ve gelişmeleri gelecek kuşaklara aktarma gibi bir yetenek konusunda İnsanın yanına bile yaklaşamıyor. Bu farkın nedeninin anlaşılması, insan kültürünün nasıl geliştiğinin anlaşılmasına yardımcı olacak.
Dil ve müziğin evrimsel kökleri neler?
Konuşma ve müzik yapma üzerine çalışan si-nirbilimciler, bu değerli yeteneklerin nasıl ortaya çıktığını anlama yjnünde çeşitli ipuçları bulmaya başladılar.
|
|
|
|
|
rünün ortaya çıktığını düşündürüyor. Daha iyi ta-rihlendirme ve daha çok malzeme, bu bulguların onaylanmasına ya da reddedilmesine yardımcı olacak.
Modern insan davranışının ortaya çıkmasına ne yol açtı?
Homo sapiens, basit düşünme, dii ve sanat yeteneğini yavaş yavaş mı, yoksa 40.000 yıl önce Avrupa'da meydana gelen bir "kültürel büyük patlamayla" mı kazandı? Türümüzün ortaya çıktığı Afrika'daki veriler, bu sorunun anahtarı olabilir.
|
|
|
|
|
|
akın geçmişte kaç insan turu vardı ve bunların birbirleriyle İlişkileri nasıldı?
Endonezya'da bulunan yeni cüce insan fosili, geçmiş 100.000 yıl içinde en azından 4 insan, tü-
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Eylül 2005 59 BİLİMveTEKNİK.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
