‘teknik’ Arama Sonuçları

Günlük Ritim

Günlük Ritim

İnsanların tüm fizyolojik fonksiyonları, günün 24 saati boyunca ritmik değişiklikler gösterirler. Günlük ritim (Circadian Rythm) olarak bilinen fonksiyonel aktivite değişikliklerine göre, sabah saat 04:00 civarında; vücut ısısı, merkezi sinir sisteminin uyanıklığı, hormon salgıları ve benzeri beden fonksiyonları en düşük düzeylerine inerler. Bu saatlerden itibaren, bütün fonksiyonel aktivitelerdeki artış akşam saatlerine kadar devam eder. Akşam 20:00 civarında en yüksek düzeyine erişen bu fonksiyonlarda bir düşüş başlar ve fonksiyonlar yeniden en düşük düzeylerine erişirler. Akşam saatlerinde, günlük ritim düşüşü başlığında giderek artan bir uyku gereksinimi ortaya çıkar ve gece saatlerinde insan bedeni iyi bir uyku ile dinlendirilmelidir. Günlük ritmi en iyi temsil eden değişiklik metabolizmada ve buna bağlı olarak beden iç ısında görülür. Nitekim, beden iç ısısı en düşük düzeyinden başlayarak 2,5 0C kadar yükselir.

Gece Çalışmalarının Etkisi

Gece vardiyası olarak bilinen, gece çalışmalarında insan bedeninin biyolojik ritmi zorlanır ve zorunlu olarak birtakım değişiklikler geçirir. Bu değişiklikler, her insanda farklı sürelerde gerçekleşir. Gündüz vardiyasından geceye yada gece vardiyasından gündüze geçen işgörenlerde, yeterli bir günlük ritim uyumu yaklaşık 4-5 günde oluşur. Bazı işgörenlerde bu değişiklik daha uzun sürer ve ağır bir uyum stresi içinde kalırlar. Genelde, gece vardiyasından gündüze geçiş daha kolaydır. Uyumsuzluk gösteren işgörenlerin en önemli sorunu uyku saatlerindeki değişmedir. Gece uyumayan bu insanlar, gündüzleri de eski alışkanlıkları ile uyanık kalırlar yada düzensiz bir şekilde uyuyarak, gerektiği kadar dinlenemezler. Bu nedenle de iş verimleri de düşüktür. Verim düşüklülüğü bir vardiyadan diğerine geçiş ve uyum süreleri içinde daha da belirgindir. Ayrıca, yedi günü aşan gece vardiyalarından gündüze geçişte de önemli uyum zorlukları ortaya çıktığı saptanmıştır. Bu nedenle, gece vardiyalarının gerek mesai saatleri ve gerekse gün sayısı açısından kısa tutulması önerilir.

İnsanların günlük ritmi konusunda yapılan çalışmalarda, aşağıdaki bulgular ilgi çekmiştir.

Devamlı gece vardiyalarında, ilk dört hafta içinde verim gündüz vardiyasındaki verimin çok altındadır.

Bir gece vardiyasını izleyen gündüz vardiyalarında, işgörenlerin göreve gelmedikleri gün sayısı oldukça yüksektir.

İki haftalık gece vardiyalarında, işe gelmeme olayları, ikinci hafta giderek artmaktadır.

Gece vardiyası uygulamalarının süresi arttıkça, işe gelmeme olaylarında bir azalma görülmeye başlar. Örneğin dört haftalık gece vardiyalarında devamsızlık, iki haftalık vardiyalardan daha düşük orandadır.

Günlük ritim uyumu aktif iş şekillerinde daha çabuk oluşmaktadır.

Bir hafta süreli gece vardiyalarında sabah saat 04:00 saatlerindeki işlem hataları, gündüz vardiyalarına nazaran yüzde 100 daha fazla bulunmuştur.

Vardiya Seçenekleri

Vardiya çalışmalarına gereksinim duyulan işletmelerde, ne tip bir vardiya sisteminin seçileceğine karar verirken; biyolojik, teknik ve sosyal kriterler kullanılmaktadır. Bu konuda yapılan gözlemlerin sonuçları vardiya seçiminde yol gösterici olabilmektedir.

Biyolojik kriterlere göre vardiyalar, iki yada üç gün gibi kısa süreli yada en az dört hafta gibi uzun süreli olarak planlanmalıdır.

Teknolojik yaklaşımlarda, her işletmenin kendi gereksinimleri ve zorunlulukları dikkate alınmalıdır.

Sosyal gereksinimler kriterine göre vardiyalar, işgörenlerin sosyal yaşantısını tedirgin etmeyecek şekilde, kısa süreli yada kişinin içinde bulunduğu toplumun yerleşik kurallarına en uygun bir zamanlama olarak düşünülmelidir.

Kısa yada uzun vardiyalarda, biyolojik ritim etkisi hafta sonlarında bozulur. Uzun süreli vardiya sistemlerinde bu etki daha az bahsedilir.

Endüstrilerin çoğunda önerilen vardiya sistemleri genellikle, değişen ekiplerin çeşitli vardiyalarda çalışma günlerini en aza indirmeyi amaçlar. İler endüstrilerde geliştirilen vardiya sistemleri Tablo-1 de gösterilmektedir.

Tablo-1 Devamlı Değişen Vardiyalarda

Günler ve Ekipler

Pazar

Pazartesi

Salı

Çarşamba

Perşembe

Cuma

Cumartesi

Pazar

Pazartesi

Salı

2-2-2

2-2-3

2-3

Vardiya Saatleri

24 haftalık bir süre içinde dinlenme saatleri

0 = Dinlenme

2-2-2 sisteminde 21 defa 48 saat ve toplam 1008 saat

1 = 06:00 – 14::00

2-2-3 sisteminde 12 defa 48 saat

2 = 14:00 – 22:00

6 defa 72 saat ve toplam 1008 saat

3 = 22:00 – 16:00

2-3 sisteminde 16 defa 72 saat

8 defa 48 saat

8 defa 24 saat ve toplam 1728 saat

Devamlı vardiya sistemi ile çalışılan işletmelerde genellikle 2-2-3 sistemi tercih edilir. Bu sistemde her dört haftada bir 72 saatlik uzun dinlenme arasına rastlanmaktadır. Bu sistemin uygulandığı yerlerde, işçilerin genel sağlığında olumlu gelişmeler gözlemlenmiştir.

Gece vardiyası çalışmalarının insan organizmasına getirdiği yük ve ritim değişikliği sürecinde verim düşüklükleri gibi nedenlerle, vardiya sistemlerinin zorunlu olduğu işletmelerde bu çalışmaların yakından denetimi önerilmektedir. Özellikle yönetici kadrolarının, vardiya çalışanları ile birlikte olmaları ve onların bu zorunlu çalışmalarını paylaşarak, aynı özveriyi benimsemiş olmaları, işgörenlerin iş hevesini arttırarak verimliliği yükseltir.

Şüphesiz gece çalışanlara; ulaşım kolaylıkları, dinlenme aralarında sıcak servis ve kantin kolaylıkları gibi destek hizmetleri vermek de yararlı olacaktır.

Yorgunluk

Yorgunluk, belirli bir işi yada işlemi yapan insanın, fizyolojik nedenlerle, söz konusu iş daha fazla devam ettiremeyeceği ve psiko-somatik tükenme noktasına gelmesi şeklinde tarif edilebilir. Yorgunluk bazen, ölçülebilir ve görünür düzeylerde oluşur. Yorulan insanın iş gücü ve verimliliği düşer. Yorgunluk belirtilerinin ortaya çıkması için insanın çok ağır fiziksel işler yapması da gerekmeyebilir. Bazen insanın kendisini yorgun hisseder ve bir tür isteksizlik ve bezginlik şeklinde belirtiler gösterir. Bu nedenle, ergonomik yaklaşımlarda fizyolojik ve psikolojik yorgunluk hallerinden söz edilir.

Fizyolojik yorgunluk, kaslarda enerji metabolizmasının yavaşlaması ve yorgunluk kalıtıntılarının kas hücresi içinde birikmesi şeklinde oluşur. Çalışan kaslara kan gelmesini engelleyecek bir şekilde turnike kullandığında, çalışma devam ederken önce bu bölgede bir şişme, sertleşme ve ağrı ortaya çıkar. Kas etkinliği de giderek kaybolur. Aynı olay, ağır fiziksel işlerde, hücre içinde yorgunluk maddelerinin toplanması ve kas hücrelerinin şişmesi sonucu, aradaki kılcal damarları sıkıştırarak kılcal damar dolaşımını engellemesinde de görülür. Bunun sonucunda, kas hücrelerinde oksijen açığı meydana gelir ve hücre içi biyokimyasal enerji oluşumunu aksatır. Hücre içindeki bütün anerobik enerji kaynakları kullanıldıktan sonra artık kas hücresi işleyemez hale gelir.

Kas çalışması maksimum performans kapasitesinin altında bir iş yükü ile yapılıyorsa ve her uygulama ardından yeterli ölçüde dinlenme fırsatı da varsa, yorgunluk gecikir yada hiç oluşmaz. Fiziksel işin etkisi önemlidir. Kasların maksimum güç ve kapasitesine yaklaştıkça, fiziksel iş yükünün yorgunluk etkiside artar. Hafif iş yükü ile yapılan çalışmalar yorgunluk oluşturmadan uzun süre devam ettirilebilir. Bu tür çalışmalar, ağır fiziksel yük ve dinlenme araları ile çalışmaktan daha verimlidir. Ağır fiziksel işlerde yorgunluk hali görüldüğünde, iş yükünü düşürmek, işgörenlerin giderek dinlenmesine olanak sağlar. Bu arada, kaslar az sayıda kasılma ve iş görme hareketi sonrası dinlemeye alınırsa kolayca dinlenirler. Çok tekrarlı hareketlerden sonra dinlenme süresi önemli ölçülerde artar. Örneğin, belirli bir iş yükü ile 30 tekrarlı hareketten sonra yarım saatte dinlenebilen bir kas grubu, aynı iş yükü ile 60 kasılma yapmaya zorlanırsa ancak iki saatte dinlenebilir.

Yorgunluk araştırmalarında, ergonomik testler sırasında deneklere, fiziksel iş yükünün azaltıldığı söylenirse (iş yükünü sabit tutarak), gerçekten iş yükü azaltılmış gibi bir etki yaptığı saptanmıştır. Bu basit bulgu, yorgunluğun bir de psikolojik yönünün bulunduğunu göstermektedir.

Psikolojik yorgunluk bir tür kişilik özelliği gibi görünmektedir. Bezginlik şeklinde ifade edebileceğimiz bu tür bir yorgunluk, farklı düzeylerde olabildiği gibi, şahısların genel ruhsal haline göre de değişik özellikler gösterir. Psikolojik yorgunluk konusunda çarpıcı bir örnek, sportif bir yarışma sonunda galip gelen tarafın oyuncuları ile kaybeden tarafın oyuncuları arasında gözlemlenebilmektedir. Galip gelen ekip canlı, neşeli ve hareketli olduğu halde, aynı boyutlarda bir mücadele yapmış olan diğer takımın oyuncuları, yorgun bitkin ve bezgin görünürler. Psikolojik yorgunluk aslında kişinin moral gücüne de bağlıdır. Ayrıca her insan psikolojik yorgunluğunu farklı ölçülerde ortaya koymaktadır. Genelde psikolojik yorgunluk, fizyolojik yorgunluk gibi kolayca fark edilmez. Aşırı duyarlılık, içine dönük davranışlar, hatalara karşı aşırı duyarlılık ve reaksiyon erken acıkma, iş çevresinden şikayetlerin artması, gereksiz sızlanmalar ve genel bir mutsuzluk hali, psikolojik yorgunluğun belirtileri olabilmektedir. En önemlisi de, psikolojik yorgunluğun aynen fizyolojik yorgunluk gibi iş gücü kayıplarına neden olmasıdır (Şekil 1).

Besleneme yetersizliği

Genel

Oksijen yetersizliği

Fizyolojik

Kas ve Bağ zorlanması

Yerel

Yetersiz kan dolaşımı İşgücü ve

Performans

Can sıkıntısı Kayıpları

İş Hevesi ile İlgili

İçe dönüklük

Psikolojik

Gözlem hataları

Bilgi Alma ve İşlem

Bellek hataları

Şekil-1. Yorgunluk olayında neden / sonuç ilişkisi (Dünya Sağlık Örgütü)

Yorgunluğun incelenmesinde, belli bir iş ritmi ve verimi ile çalışırken oluşmaya başlayan imalat hataları, iş ritmi düzensizlikleri ve iş gecikmeleri gibi faktörler dikkate alınır. Aslında psikolojik yorgunluğun değerlendirilmesi oldukça güçtür. Çeşitli araştırmalarda; matematik muhakeme, kavrama karar verme yeteneği, reaksiyon zamanı ve el becerisi gibi değişik test yaklaşımları kullanılır. Bu testler genellikle, belli bir iş yükü ile çalışma ardından, hafif fakat aşırı dikkat isteyen işlerde ve uykusuzluk halinde çalışma gibi özel durumlarda kullanılarak duyarlılık açısından inceleme yaparlar. Çalışmaların yorgunluk olduğu kabul edilerek yapılan testlerde, kontrollü test yaklaşımının kullanılması önemlidir. Bazı işgörenler, çok yorgun olsalar da, test süresince aşırı bir çaba göstererek çeşitli yeteneklerini dinlenme zamanındaki düzeyinde koruyabilirler. Fizyolojik değerlendirmeler için en güvenilir ölçüler; kalp atım sayısı değişiklikleri, oksijen alma düzeyi, kan biyokimyası değişkenleri, beyinin elektiriki faaliyetlerinde EEG değişiklikleri, idrar kompozisyonunda değişiklilikler olmaktadır. Bu arada, Titreşen Işık Kayma Noktası olarak bilinen (Flicker Fussion Frequency) bir göz testi de yorgunluk değerlendirmelerinde kullanılmaktadır. Ancak, en büyük güçlük yorgunluğu ölçmek için önerilen tüm yaklaşımların, gerçek endüstri koşullarında pratiğinin çoğunca imkansız olmasıdır. Kısacası, yorgunluk oldukça karmaşık bir olaydır.

Çalışanların uyanıklılığı ve etkinliği konusunda da aynı düzeyde güçlükler vardır. Uyanıklık ve etkinliğin sınır noktasını saptamak çok titiz ve inatçı araştırma tekniklerini gerektirir. Örneğin, kalite kontrol hizmetlerinde görev yapan operatörler, genellikle önemli bir fiziksel efor sarf etmezler ve hafif işler düzeyinde bir fiziksel çalışma ile belirli malların bildikleri özelliklerini incelerler. Böyle bir iş düzenine rağmen, kalite kontrol elemanlarının yorgunluk belirtileri; iş verimi düşüşü ve işe dikkatlerinin azalması, fiziksel işler yapan işgörenlere nazaran, daha kısa zamanda görülmeye başlar. İnsanların işlerinin büyük ölçüde makineler tarafından yapılması, makine operatörlerinde de benzer gözlemlere neden olarak kabul edilmektedir. Nitekim, bu tip makine operatörlerinde performans, kalite kontrol elemanlarında olduğu gibi, yaklaşık yarım saat içinde bir düşüş göstermeye başlamaktadır.

Yorgunluk ve dikkatin dağılmasında genel çevre sorunlarının da önemli etkileri vardır. Aydınlatma, gürültü, ortam ısısı gibi faktörlerin stres boyutlarına ulaşması, yorgunluk etkisinin erken görülmesine neden olmaktadır. Bu gibi hallerde, kısa süreli dinlenmeler, dikkatin başka işe verilmesi gibi yaklaşımlar normal uyanıklık ve dikkatin toparlanmasına yardımcı olmaktadır. Bir makine operatörünün monoton işini bölecek ara işlemler vermek, onu kısa süreler dinlendirmek yada zaman zaman yerini değiştirmek dikkat ve uyanıklık kayıplarını tümü ile ortadan kaldırılabilmektedir. Buradaki yorgunluk daha çok psikolojik yorgunluktur. Operatörlerin ne yaptıklarını göremedikleri, yarı otomatik ve otomatik sistemlerde bu tip yorgunluk oluşmaktadır.

Çalışanların fizyolojik kapasiteleri farklı olduğu gibi, psikolojik özellikleride çok değişiktir. Bu nedenle, bir iş gören aşırı fiziksel yorgunluk yada psikolojik belirtiler gösterirken, aynı işi yapan diğer bir işgörende hiçbir yorgunluk belirtisi ortaya çıkmayabilir.bu arada, insanların iş hevesi, iş çevresine uyum, işini benimseme gibi özellikleri de onların yorgunluk halinin oluşmasında etkili olmaktadır.

12 Temmuz 2007

Botanik Park

BOTANİK PARK

Botanik:Bitkibilim olarak da bilinir,biyolojinin bitkilerle ilgilenen ve bütün bitkisel yaşam biçimlerinin yapısını,özelliklerini ve biyokimyasal süreçlerini inceleyen daldır.

Botanik genellikle dört ana bölüme ayrılır:Morfoloji,fizyoloji,ekoloji ve sistematik botanik.Bitkilerin yapısal özellikleri ve biçimleriyle ilgilenen morfolojinin altbölümleri,hücreyi inceleyen sitoloji ya da hücrebilim,dokuları inceleyen histoloji ya da dokubilim,dokuları organ düzeyinde ele alan bitki anatomisi,yaşam çevrimini inceleyen üreme morfolojisi ve bitkilerin gelişmesini inceleyen morfogenez ya da deneysel morfolojidir.Fizyoloji bitkilerin işlevsel birimleriyle ilgilenir.Ekoloji,bitkilerin yaşadıkları çevreyle karşılıklı ilişki ve etkileşimini konu alır.Sistematik botanik ise bitkilerin tanımlanması,sınıflandırılması ve adlandırılmasıyla ilgilidir.Botaniğin bu temel bölümlerine ek olarak,bakterileri inceleyen bakteriyoloji,mantarları inceleyen mikoloji,algleri inceleyen algoloji ya da fikoloji,karayosunlarını inceleyen briyoloji,eğrelti ve benzeri bitkileri inceleyen pteridoloji,fosil bitkileri inceleyen paleobotani,canlı ya da fosil sporları ve çiçektozlarını inceleyen palinoloji,bitki hastalıklarıyla ilgilenen bitki patolojisi,insana yararlı bitkilerle ilgilenen ekonomik botanik ile geçmişteki ve bugünkü gelişmemiş toplumların çeşitli amaçlarla kullandıkları bitkileri araştıran etnobotanik gibi uzmanlık dalları gelişmiştir.Öte yandan botaniğin tarım,bahçecilik,ormancılık,eczacılık gibi bilim dallarıyla da yakın ilişkisi vardır.

Aristoteles’in öğrencisi olan ve botaniğin kurucusu olarak kabul edilen Theophrastos’un bitki morfolojisi,sınıflandırması ve bitkilerin doğa tarihiyle ilgili kavramları yüzyıllarca tartışmasız olarak benimsenmiştir.Bu büyük bilginin tahminen 200 kadar botanik incelemesinden yalnızca ikisi,De causis plantarum(Bitkilerin Nedenleri Üstüne) ve De historia plantarum(Bitkiler Tarihi Üstüne) Latince çevirileriyle günümüze ulaşabilmiştir.iS 1. yüzyılda yaşamış Yunanlı botanikçi Pedanios Dioskorides ise Peri hyles iatrikes(Latince De materia medica;Bitkiler Kitabi) adlı yapıtında, 600 kadar bitkinin yetişme yerlerini, biçimsel özelliklerini ve tıbbi kullanımlarını tanımlamıştır. Bitkileri ağaçlar, çalılar ve otlar biçiminde sınıflandıran Theophrastos’a karşılık,Dioskorides aromatik bitkiler, yenen bitkiler ve şifalı bitkiler olarak üç ana gruba ayırır. Dioskorides’in çağdaşı olan Romalı doğa bilgini Plinius, öncüllerinden daha özgün çalışmalar yapmadı ama,Historia naturalis(Doğa Tarihi)adi altında derlediği 37 ciltlik büyük doğa ansiklopedisinin 16 cildini bitkilere ayırdı.

15 ve 16. yy’larda tıbbi bitkileri tanımlayan pek çok kitap yayımlandı.16. yüzyılda merceklerin bulunması ve birleşik mikroskobun geliştirilmesi,bitkilerle ilgili zengin buluşlar çağını açtı.17. yüzyıl botanikçileri yalnızca tıbbi bitkileri incelemekten vazgeçip,dünyanın her yerinde yetişen bütün bitkileri araştırmaya başladılar.Bu çağın en önemli botanikçilerinden biri olan Gaspard Bauhin,bitkileri iki sözcükle adlandırma sistemini Linnaeus’tan önce kullanan ilk botanikçidir.1665’te Robert Hooke,bitki dokuları üzerinde mikroskopla yaptığı gözlemlerin sonuçlarını Micrographia(Mikro çizimler) adıyla yayımladı.İzleyen 10 yıl içinde Nehemiah Grew ve Marcello Malphighi bitki anatomisi üzerinde önemli çalışmalar yaptılar.

Stephen Hales,başarılı çalışmalarıyla deneysel bitki fizyolojisinin temellerini attı ve Vegetable Statick’te (1727;Bitki Statiği) suyun bitkilerdeki hareketini açıkladı.1753’te Linnaeus, dünyanın çeşitli yerlerinde yetişen 6 bin bitki türünü tanımladığı Species plantorum’u (Bitki Türleri) yayımladı.Bugün bile bitki sınıflandırmasının temel başvuru kitabi sayılan bu yapıtında, bitkileri cins ve tür adıyla veren ikili adlandırma sistemini geliştirdi; ayrıca bitkileri eşey organlarına göre tanımlayıp sınıflandırmayı önerdi.

Günümüzde, bitki coğrafyası, bitki ekolojisi, bitki kimyası, topluluk genetiği gibi ilgili dalların ve bitki hücresinin incelenmesinde başvurulan yeni tekniklerin (hücre genetiği, hücre taksonomisi) katkısıyla, sistematik botanik büyük bir gelişmeye konu olmuştur.

Botanik park:Yalnızca çevreyi güzelleştirmek amacıyla düzenlenmediği için öbür bahçe ve parklardan oldukça farklıdır.Bu parklar,bir yörenin yerli bitkileriyle o iklimde yetişmeyen bitki örneklerini bir araya derleyip özel bakım altında iklime uyum sağlamalarını amaçlayan zengin bir bitki koleksiyonudur.Parkın görünümünü güzelleştirmek için bazen aralarına ağaç ve çalılar dikilse de, bitkilerin yerleşme düzeninde mutlaka bilimsel sınıflandırma gözetilir;yani aynı familya,cins ve türden bitkilerin bir arada bulunmasına özen gösterilir.Böylece hem aranan bitki kolayca bulunabilir,hem de türler arasındaki yapısal benzerlikler ön plana çıkar.Her bitki örneğinin yanına ya da üstüne de anayurdu,halk arasında bilinen adı ve Latince adı yazılır.

Özellikle bitki grupları arasındaki akrabalık ilişkilerini yansıtmak amacıyla düzenlenmiş canlı bitki koleksiyonudur.Bugün botanik parkları daha çok süs bitkilerini sergilerken akrabalıklarını yansıtmaya da özen göstererek, hem göz beğenisini okşamak, hem de taksonomi bilgisi vermek gibi ikili bir görev üstlenir.Bir zamanlar halk hekimliğinde kullanılan ve ilk botanik parklarının en değerli örnekleri olan tıbbi bitkiler bugün ancak tarihsel değer taşır ve çağdaş bitki koleksiyonunda özel bir yer tutmaz.Odunsu bitkilerin (ağaç ve çalılar) yetiştirildiği botanik parklarına arboretum denir.Arboretum, kendi başına ayrı bir koleksiyon oluşturabileceği gibi, botanik parkları içinde ayrı bir bölüm olarak da düzenlenebilir.Böyle bir koleksiyondaki bitki sayısı bahçeye ayrılan alanın büyüklüğüne, kuruluşun bilimsel ve mali kaynaklarına bağlı olarak da değişir.

Kentleşmenin artmasıyla botanik parkları da sanayileşmiş ülkenin kültür kaynakları arasına girmiştir.Bu parklar, doğadan uzak yaşayan kent insanlarına doğanın bir parçasını sunarak, istedikleri zaman toplumdan ve gürültüden uzaklaşma olanağı sağlar.

Botanik parklarının en eski örneklerine Çin’de ve Akdeniz kıyısındaki ülkelerde rastlanır.Bunlar gerçekte, meyve ağaçlarını, sebzeleri ve ilaç yapımında kullanılan şifalı bitkileri yetiştirmek için kullanılmıştır.

Matbaanın bulunmasından sonra, bitki konusunda yüzyıllardır yazılmış kitaplar geniş kitlelere yayıldı; ayrıca şifalı bitkiler konusundaki yayınlar arttı.Bu gelişmeler botanik parklarının kurulması düşüncesini akla getirdi. Avrupa’da 16. yüzyılın sonunda bu tür beş park varken, 20. yüzyıl ortalarına değin sayıları yüzleri buldu.Bu parklardan ilk ikisi İtalya’da Padova ve Piza’da kurulmuştu(1545). Başlangıçta botanik parkları üniversitelerin tıp okullarında kuruluyordu; o zamanın botanikçileri de tıp profesörleriydi. Parklarda ilaç yapımında kullanılan bitkilerin yetiştirilmesiyle ilgili eğitim yapılıyordu. Bu botanikçiler ayrıca başka hizmetler de verirlerdi.Örneğin 16. yüzyıl botanikçilerinden Carolus Clusius, Leiden’deki botanik parkında büyük bir soğanlı bitki koleksiyonu oluşturmuştu.Bu koleksiyon Felemenk’te soğanlı bitki endüstrisinin başlamasını sağladı.

İsviçreli bir hekim ve botanikçi olan Jean Gesner 1800’lerin başlarındaki bir yazısında 18. yüzyılın sonunda Avrupa’da 1600 botanik parkının bulunduğunu yazmıştı. 18 ve 19. yüzyıllarda botanik bilimi hızla gelişti; bu dönemde önemli botanikçilerin bir çoğu botanik parklarının yöneticileriydi.O zamandan bu yana, eğitim ve tıbbi bitki parkı biçimindeki klasik botanik parkları azaldı, onların yerini temelde bitki kültürünün ve süs bitkileri ile özel bitkilerin sergilenmesinin amaçlandığı parklar aldı.

Büyük canlı bitki koleksiyonları, hem araştırmacılar için önemli kaynaklar oluşturur hem de halkın bitkiler ve yetiştirilmeleri konusunda bilgi edinmesine olanak sağlar.Bazı botanik parklarında her yıl yetişkinler ve çocuklar için bitki yetiştirme kursları düzenlenir.

Botanik parkları, değerli genetik özellikler taşıyan türleri içerdiği için, yeni bitki çeşitlerinin üretilmesinde çok önemli birer kaynaktır.Örneğin Pennsylvania’daki Longwood Parkları, ABD Tarım Bakanlığı’nın iş birliği ile süs bitkileri ve yeni çeşitler üretebilecek türler toplamak üzere çeşitli geziler düzenlemektedir.İngiltere’deki Kew Kraliyet Botanik Parkı da bitki toplama gezileri düzenlemekte ve ekonomik değeri olan bitkileri, dünya üstünde yetişebildikleri en uygun ortamın bulunduğu yerleri dağıtmaktadır.Burası ayrıca kauçuk ağacı(Hevea brasiliensis), ananas, muz, çay, kahve, kakao, çeşitli kereste ağaçları ve kınakına gibi bitkilerle, ilaç ham maddesi elde edilen başka bazı bitkileri dünyaya tanıtmış ve yaymıştır.

Bir botanik parkı düzenlenirken benzer bitkilerin bir araya konması geleneksel bir uygulamadır.Gene de güzel görüntüler yaratmak göz ardı edilmez, ağaç ve çalılar, kendi taksonomik gruplarından otsu bitkilerin arasına serpiştirilir.

Botanik parklarında, genellikle bitkilerin çoğaltılmasında ya da mevsim değişikliklerinden etkilenen bitkilerin yetiştirilmesinde seralar kullanılır.Kışlar soğuk olan yerlerde tropik orkideler, tropik eğreltiler, tropik ve astropik bölgelerin ekonomik bitkileri, kaktüsler, Afrika menekşeleri ve begonyalar gibi bitkiler bu seralarda yetiştirilir.

Büyük bitki koleksiyonları oluşturulmak isteniyorsa, türler için belirli mevsimlerde uygun sıcaklık koşulları sağlayan depolama alanları kurulur. Aşırı soğuğa dayanamayan, ama soğuk bir döneme de gereksinim duyan genç bitkilerin kışı geçirmesi için de özel soğuk seralar da kullanılabilir. Gene sıcak yaz güneşine dayanamayan bitkilerin yetiştirilebileceği ve bazı bitkilerin de geçici olarak depolanabileceği, çıtalardan yapılmış gölgeliklerden yararlanabilir.

Birçok botanik parkında bir de herbaryum (kurutulmuş bitki koleksiyonu) vardır. Herbaryumdaki bitki türleri bilimsel adlarının yanısıra nereden toplandıkları, nasıl büyüdükleri gibi bilgileri içerecek biçimde etiketlenir. Türler familya ve cinslerine göre dosyalanır ve hazır örnek olarak elde bulundurulur.

Birçok botanik parkı üniversitelerde işbirliği içinde çalışır.Böyle bahçeler bitki taksonomistleri için gerekli hizmetleri de sunar. Büyük botanik parklarının çoğunda teknik dergiler ve halk için broşürler yayınlanır, ayrıca resimli kitaplar ve filmler hazırlanır.

Bitki koleksiyonlarının korunmasında ilk koşul, kuskusuz bitki kültürünün iyi yapılmasıdır.Kentlerdeki botanik parkları için çimenliklerin bakimi özellikle önemlidir;halkın gözünde bir bahçenin değeri bitki koleksiyonlarının yetkinliğinden çok, genel görünüşü ile ölçülür.Ağaç ve çalı koleksiyonları sistemli budama ister ve hiçbir önemli ağaç bakımsızlığa iki yıldan fazla dayanmaz.Yaslı ağaçların budanması özel ilgi gerektirir; yaraların çürümemesine dikkat edilmelidir.Parazit ve hastalıkların denetimi için sık sık ilaçlama yapılmalıdır.

Eskiden botanik parklarında yeni bitki çeşitleri, toplayıcıların çoğunlukla uzak yerleri araştırma gezilerine gönderilmesiyle elde edilirdi.Bu toplayıcılar, doğada yetişen yeni türleri araştırıp, istenen bitki örneklerini parka getirirlerdi.Günümüzde, fidecilik sanayisi çok gelişmiş ve birçok küçük kuruluş belirli bitki gruplarında uzmanlaşmıştır.Sayısız bitki türü ve kültür çeşidi dikilmeye hazır olarak, doğrudan böyle kuruluşlardan satın alınabilmektedir.Botanik parkları arasında da sık sık tohum ve nadir bitki değiş tokuşu yapılır.Bazı parklar, yıllık tohum değiş tokuş listeleri yayımlar.

Bitki koleksiyonlarının bakimi için gerekli donanım uygulamanın büyüklüğüne bağlıdır.Park personeli, alet ve benzeri için binalardan başka eğitim programı yürüten botanik parkları için sınıflar da gereklidir. Öğrencilerin uygulamaya yönelik çalışmaları için bir uygulama serası da düzenlenebilir.

Soğanlı Botanik Parkı:Günümüzde hızlı nüfus artışları ve kentlere olan göçler nedeniyle çevresel değişiklikleri de beraberinde getirmektedir. Bu durum kentlerdeki yaşamı olumsuz yönde etkilemektedir. Bursa da bu olumsuz gelişmelerden payını fazlasıyla alan şehirlerin başında gelmektedir.Soğanlı Botanik Parkı kente bol oksijen sağlamak, ova ile şehri doğal yaşam kültürünün zengin örnekleri ile birleştirmek ve yeşil Bursa’ya yeni bir dinlenme ve sağlıklı spor alanları kazandırmak amacıyla inşa edilmiştir.

Çevre ile uyumlu, sürdürülebilir kalkınma modellerinin geliştirilmesi ve yaşanabilir bir çevre için Bursa Büyükşehir Belediye Başkanı Erdem SAKER kent genelinde bir dizi Parklar Projelendirilmesi direktifi vermiştir.

Başkanın talimatları doğrultusunda Çağdaş bir kent tanımına uygun yeşil alanlar zincirinin ilk halkasını Soğanlı Kent Parkı oluşturmuştur.

Soğanlı Kent Parkı çağdaş kentlerde örnekleri görülen kent parkının Bursa halkına sunmayı hedeflediği aktiviteleri ve üniteleri ile şehrin yeni cazibe merkezi olmuştur.

1995 yılında yapımına başlanan Soğanlı Kent Parkı iki kısımdan oluşmaktadır.Toplam alanı 580.000 m²’dir. Birinci kısım 380.000 m² olup ikinci kısım ise 200.000 m² alanda Hayvanat Bahçesi olarak Projelendirilmiştir.500 araç kapasiteli 3 oto parkı, 3 giriş kapısı bulunan parkın birinci kısmında 1800 m.lik bisiklet yolu, 2000 m koşu yolu, 11.730 m yürüyüş yolu, 13.850 m² suni göl, idare binası, bir kafeterya, üç büfe, beş wc bulunmaktadır.Otantik Bursa Evlerinin mimarisinin yaratılacağı 5 adet restoran ve kebapçı gibi ün yapmış müessese sahipleri bu bölgede hizmet verecekleri binaların yapımını 10 yıllık kira karşılığı inşaatı üstlenmiş, işletmecilere verilmiştir.

Parkın içme suyu, aydınlatma ve otomatik sulama sistemleri tamamlanmıştır. Soğanlı Kent Parkında değişik türde 2500 ithal olmak üzere 7500 adet ağaç dikilmiştir. Ayrıca Park alanı içinde yer alan bir sahada 38 ayrı Hayvan figürlerinden oluşan ağaç dikilmiştir. 200.000 m².lik alan çimlendirilmiş, 40 bin adet çalı dikilmiştir.

Spor aktivitesi olarak koşu parkı, masa tenisi ve dünya standartlarında model otomobil yarış pisti halkın hizmetine sunulmuştur.

Park sahasında İngiliz bahçesi, Fransız bahçesi ve Japon bahçesinden oluşan ülke bahçeleri, gül bahçeleri, Rhdodendron-Azeleg bahçesi, renk (Kırmızı, Beyaz, Sari) bahçeleri, kokulu bitkiler bahçesi ve kuğu bahçesi bulunmaktadır.

12 Temmuz 2007

—————————–genetiğin Tarihsel Gelimişi ——————

—————————–GENETİĞİN TARİHSEL GELİMİŞİ —————————————————

Dünyada hayatın başladığı kabul edilen 4.6 milyar yıl önce, DNA(deoksiribonükleikasit) yaşamın hücresel metabolik aktivasyonlarını ortaya koyan genetik yapı olarak hizmet etmiştir. “Gen” terimi 1900. yıllara kadar kullanılmamasına rağmen genin fonksiyonu ile olan araştırma 1800 lü yıllarda başlamıştır. Gregor Mendel, Avusturyalı din adamı, manastırının bahçesinde yıllarca çalıştı, farklı bezelye varyetelerini melezlemiştir. Dikkatli kayıtlar tutarak, melezlerin döllerini saymış, bezelye şekli, çiçek rengi, bitki yüksekliği gibi özelliklere bakarak genlerin fenotipik ekspressiyonunu incelemiştir. Dikkatli gözlem, doğru kayıt tutarak verileri dikkatlice analiz yapmış ve her bir bitkinin erkek ve dişi ebeveynlerinin döllerine kalıtım üniteleri veya faktörlerin varlığı teorisini ortaya koymuştur. 1884 yılında Mendel öldüğü zaman çalışmasının değerini kimse bilmiyordu. Mendel’in bulduğu faktör veya kalıtım ünitelerini gen olduğu 1900 yıllara kadar anlaşılamadı.

Aynı dönem içerisinde, 1809-1882, İngiliz Charles Darwin, fizikçi ve biyoloji uzmanı Erasmuz Darwin’in torunu, biyolojik bilimlerde önemli ilerlemelere neden olan bilgileri topluyordu. Darwin tıp ve din konusunu çalıştı. Cambridge’den mezun olduktan sonra kariyerini geliştirmek istiyordu. Darwin bitki ve hayvanlar üzerinde çalıştı, örnekler topladı ve yaşayan canlıların özelliklerine göre çizdi. Bu çalışmayla güney amerika kıyılarında Galapagos Adaları üzerindeki çalışmayla ünlü oldu.

Darwin bu arada birçok fosil topladı ve bugünkü türlerin varlığını ortaya koyan hayvanların fosillerini buldu. Her adayı ziyaret edip türlerin karakterler yönünden varyasyon ortaya koyduğunu tespit etmiştir. İspinozlarda örneğin gaga şekli ve gaga uzunluğu güney amerika kıyılarında yaşayan türlerle adalarda yaşayan türlerin ayrılmasında yardımcı olmuştur.

Darwin, çalışmalarında ortaya çıkan son türlerin öncekilerden meydana gelmesi hakkındaki teorilerini belirtti. Darwin aynı zamanda doğada oluşan seçici işlemi savundu. Buna göre güçlü özelliklere sahip türler canlı kalmaya daha çok meyilli idi. Darwin’in çalışmalarına başlangıçta cevaplar negatif idi özellikle dini liderler özellikle dünya üzerinde yaşamın ortaya çıkması yorumu hakkındaki bu fikirlerden büyük üzüntü duydular. Bununla beraber bu iki çalışma genetik ve evolusyon hakkındaki biyolojik teorilerine öncülük etmişlerdir.

Dünyada Genetiğin Gelişimi

1900 yıllarda Mendelin çalışmalarının yeniden keşfinden sonra genin doğası hakkında büyük bir bilgi patlama olmuştur. Biyoloji alanında çalışan bilim adamları, hücredeki çekirdek ve kromozomun önemi üzerinde durdular. Çünkü gözlemlerde, kromozomlar yumurta ve polen/spermi oluşturmak üzere mayoz esnasında sayısını yarıya indiriyor ve sadece bölünme sırasında görülüyordu. Bu sebeple DNA moleküllerinin nasıl faaliyete geçerek organizmaları ürettiklerini anlamak için birçok çaba sarf edildi. Amerikalı James Watson ve İngiliz Francis Crick birkaç biyolog araştırmacıyla 1953 yılında DNA nın çift heliks yapısını incelediler. DNA kavramı yaşamın geleneksel dili olduğu bakterilerde, mantarlarda, bitki ve hayvanlarda yapılan çalışmalarla ortaya konuldu. Yaşayan organizmalar arasında yer alan bu ilişki biyoteknoloji ve genetik mühendislik biliminin gelişimine neden olmuştur. Mühendislik teknolojisi, bitki ve hayvanları geliştirmek için yaşayan diğer organizmaları ve canlıların kısımlarını kullanmıştır. 1970 yıllarında, araştırmacılar DNA’nın bir canlıdan kesilerek diğer canlıya yerleştirebileceklerini böylece rekombinant DNA teknolojisini buldular. Bu şekilde insülin, hormon, interferon ve TPA (doku plasminogen aktifleştirici) gibi ilaçları tıp dünyasına sundular. İnsan gen terapisi yöntemiyle genleri hasarlı olan veya eksik olan fertlere gen nakli gerçekleştirilmiştir. Üreme teknolojisinin gelişimiyle üremenin artırılmasına çalışılmıştır. İnsan üreme teknolojiyle uğraşan araştırmacılar insan embriyosunu in vitro koşullarda elde etti ve daha sonra kullanılmak üzere dondurdular. Anne ebeveynler kendilerine ait olmayan genetik döller vermişlerdir. 1993 de, l, George Üniversitesinde çalışmakta olan Dr Robert Stillman ve Jerry Hall insan embiryosunu klonladı ve 6 gün bunları yaşatmayı başardı.

Klonlama ya da genetik olarak benzer organizmanın üretimi ilk kez havuç bitkisinde başarılmıştır. Klonlama işleminde havuç kök hücreleri yeni bitki oluşturmak üzere kullanılmıştır. Bitki klonlama teknolojisindeki bu başarılar 1952 de kurbağalardaki klonlamaya kadar devam etmiştir. 1970 lerde fare, 1973 de sığır ve 1979 da koyun klonlaması olmuştur. Bu çalışmalar, hızlı çoğalan iyi bir sürü daha iyi süt üretimi amacıyla insanlık yararına gerçekleştirilmiştir. Gen teknolojisiyle biyoteknolojideki ilerlemeler zararlılara ve soğuğa dayanıklı bitki türleri, daha çok üreyebilen ve gelişkin çiftlik hayvanları üretimine başarılı olmuştur. Genetik olarak farklı domates türleri, rafta kalma süresi uzun olan varyetelerin gelişmesini sağlamıştır.1990 yıllarında Amerikada daha da ileri gidilerek İnsan Genom Projesi gündeme getirilmiş ve insan genlerinin tüm haritasının yapılması planlanmıştır. Bu projenin yaklaşık değeri yılda 200 milyon dolar olup 2005 yılında bitirilmesi planlanmaktadır. Cystic fibrosis, orak şekilli hücre anemisi ve Huntingon’s chorea gibi birçok hastalık için DNA kodları kromozomlarda yer alan özel bölgelerde kodlanmış olduğu bu sayede bulunmuştur.

Bununla beraber biyoteknolojinin hızlı gelişimi beraberinde birçok problemide ortaya koymuştur. Bilimsel tartışmalar ahlaki ve geleneksel sorular yeni gelişmelerle ortaya çıkmıştır. Bu nedenle genetik bilimi konusunda herkesin bilgiye ihtiyacı bulunmaktadır.

Dünyada Genetiğin Tarihi;

1858 yılında Charles Darwin – Alfred Russel Wallace doğal seleksiyon teorisini ortaya koydular ve çevreye iyi uyum gösteren populasyonların yaşadığını ve özelliklerini nesillerine aktardıklarını belirttiler.

1856 Charles Darwin, Türlerin Orijin adlı eserini yayınladı.

1866 Gregor Mendel bezelye bitkilerinde faktörlerin aklıtımı üzerine araştırmlarını yayınladı.

1900 de Carl Correns Hugo de Vries Erich von Tschermak Mendelin prensiblerini bağımsız olarak keşfetti ve doğruladı. Modern genetiğin başlangıcını yaptı.

1902 Walter Sutton Mndel ve citoloji arasındaki ilişkileri ortaya koydu, kalıtım ve hücre morfolojisi arasındaki boşluğu kapattı.

1905 Nettie Stevens Edmund Wilson bağımsız olarak Cinsiyet kromozomlarını buldu XX’i dişi XY’i erkek olarak değerlendirdi.

1908 Archibald Garrod, insanda enzim eksikliğinden meydana gelen doğum hastalıklarının metabolizmasını çalıştı.

1910 Thomas Hunt Morgan, ilk kez meyve sineği Drosophila melanogaster’de cinsiyete bağlı kalıtım olan beyaz göz rengini araştırdı. Bu araştırma linkage (bağlantı) olayını içeren gen teorisini geliştirdi.

1927 Hermann J. Muller, X-ışınlarını kullanarak Drosophila da suni mutasyonların oluştuğunu buldu.

1928 Fred Griffith Diplococcus’larda R ve S nesillerine bilinmeyen yapıların olduğu keşfetti.

1931 Harriet B. Creighton Barbara McClintock mısırda krossing overın sitolojik aknıtlarını gösterdi.

1941 George Beadle Edward Tatum, ışınlanmış ekmek küfünde, Neurospora, bir enzim tarafından kontrol edilen genin faaliyetini ifade etti.

1944 Oswald Avery, Colin Macleod ve Maclyn McCarty, Griffith’in denemelerinde transfer olan yapının DNA olduğunu ortaya koydu.

1945 Max Delbruck, 26 yıl ard arda Cold Spring Hardour’da fajlar üzerinde kurs verdi. Bu kurd moleküler biyolojide iki generasyonu içeren ilk kursdu.

1948′lerde Barbara McClintock mısırda renk varyasyonunu açıklayan ilk transposable elementleri keşfetti.

1950′de Erwin Chargaff Canlılardan elde edilen DNA örneklerinde Adenin-Timin ve Guanin-Sitozin arasındaki 1:1 oranını keşfetti.

1951 yılında Rosalin Franklin DNA nın X ışınlı ilk fotoğrafını çekti.

1952 ‘de Martha Chase Alfred Hershey 35S fajlarını işaretledi ve DNA yı 32P ile işaretliyerek kalıtım molekülünü buldu.

1953 Francis Crick, James Watson DNA molekülünün üç boyutlu yapısını çözdü.

1958 yılında Matthew Meselson, Frank Stahl azot izotoplarını kullanarak semi konservatid replikasyonu kanıtladı.

1958 Arthur Kornberg, E. coli’de DNA polimerazı saflaştırdı ve test tüpünde ilk enzimi elde etti.

1966 Marshall Nirenberg, H. Gobind KhoranaLed, Genetik kodu deşifre etti ve 20 amino asit için RNA kodonlarını buldu.

1970 Hamilton Smith & Kent Wilcox, ilk restriksiyon enzimini izole etti, Hind II Bu DNA bölgesini özel bir bölgeden kesmektedir.

1972 Paul Berg & Herb Boyer, ilk rekombinant molekülleri üretti.

1973 Joseph Sambrook Led, Agarose jel elektroforesisde DNA yı ethidium Bromid ile boyayarak gösterdi.

1973 Annie Chang Stanley Cohen, rekombinant DNA molekülünü oluşturdu ve E. Colide replike etti.

1975 Rekombinant DNA deneylerinin düzenlenmesi hakkında rehberin sunulması. California, Asimolar Uluslar arası Toplantı.

1977 Fred Sanger, DNA dizilişi için zincir terminasyon metodunu (dideoxy) geliştirdi.

1977 Tıp alanında önemli ilaçların üretildiği ilk rekombinant DNA metodlarının kullanıldığı genetik mühendisliği şirketi kuruldu (Genentech).

1978 Rekombinant DNA teknolojisi ile üretilen ilk insan hormonu somatostatin elde edildi.

1981 Üç farklı bağımsız araştırma ekibi insan ongene lerini keşfetti (kanser genleri).

1983 James Gusella kan örneklerini topladı Huntington’s hastalığını kontrol eden genin kromozom 4 üzerinde olduğunu keşfetti

1985 Kary B. Mullis, Polimeraz zinzir reaksiyonunu tanımlayan araştırmasını yayınladı (PCR).

1988 İnsan Genom projesi başladı. İnsan kromzomlarının DNA dizilişinin tanımlanması hedef alındı.

1989 Alec Jeffreys, DNA parmak izi terimini tanıttı ve DNA polimorfizm, ile ailesel, göç ve cinayet vakalarında kullandı.

1989 Francis Collins & Lap Chee Tsui Cystiz Fibrosis hastalığına neden olan ckromosom 7 üzerindeki CFTR regulatör proteinin genetik kodunu tanımladı.

1990 İlk gen yer değiştirme gerçekleşti. Normal ADA geninin RNA kopyası retrovirüs vasıtasıyla 4 yaşındaki bir kıs çoçuğunun T hücrelerine nakledildi. Bu uygulamada bağışıklık sistemi çalışmaya başladı.

1993 Flavr Savr, domatestleri raf ömrünü uzatmak için genetik olarak modifiye etti.

1996 Iwan Wilmut, çekirdek transferi ilk genetik kopyalama gerçekleştirildi.

Genetiğin Tarihinde Klasik Araştırmalar:

Gregor Mendel’in Deneyleri

Gregor Mendel (1866), “Experiments on Plant Hybrids,” Trans. by Eva Sherwood, in The Origin of Genetics, Curt Stern and Eva Sherwood, eds. (W. H. Freeman and Co., 1966), pp. 1-48.

Keşifler

Hugo De Vries (1900), “The Law of Segregation of Hybrids,” Trans. by Eva Sherwood, in The Origin of Genetics, Curt Stern and Eva Sherwood, eds. (W. H. Freeman and Co., 1966), pp. 107-118.

Mendel Araştırmaları

William Bateson (1901), “Problems of Heredity as a Subject for Horticultural Investigation,” Journal of the Royal Horticultural Society 25: 54-61.

Biyometri

W. F. R. Weldon (1895) “Remarks on Variation in Animals and Plants,” Proceedings of the Royal Society 57: .

G. Udny Yule (1905), Mendel’s Laws and Their Probable Relations to Intra-Racial Heredity,” New Phytologist 1: 226-7.

Genotip & Fenotip

W. Johannsen (1911), “The Genotype Conception of Heredity,” The American Naturalist 95: 129-159.

Eugenler

Charles Davenport (1912), “The Inheretance of Physical and Mental Traits of Man and Their Application to Eugenics” in Heredity and Eugenics. W. Castle, ed. University of Chicago Press.

William Castle (1930) “Race Mixture and Physical Disharmonies,” Science, n.s. 71: 603-606.

Kalıtımın Kromozom Teorisi

T. H. Morgan (1910) “Sex Limited Inheritance in Drosophila,” Science 32: 120-122.

A. H. Sturtevant (1917) “Genetic Factors Affecting the Strength of Linkage in Drosophila,” Proceedings of the National Academy of Science 3: 555-558.

Sitogenetik

Harriet B. Creighton and Barbara McClintock (1931), “A Correlation of Cytological and Genetical Crossing-Over in Zea mays,” Proceedings of the National Academy of Sciences 17: 492-497.

T. S. Painter (1934), “A New Method for the Study of Chromosome Aberrations and the Plotting o Chromosome Maps in Drosophila melanogaster,” Genetics 19: 175-188.

Mutasyon

H. J. Muller (1927) “Artificial Transmutation of the Gene,” Science 66: 84-87.

Evolasyon Genetiği

Theodosius Dobzhansky (1937), Genetics and the Origins of Species, excerpts. Columbia University Press.

G. Turesson, (1922) “The Genotypical Response of Plant Species to the Habitat,” Hereditas 3: 211-350.

Bitki ve Hayvan Islahı

George Shull (1909) “A Pure Line Method of Corn Breeding,” Report of the American Breeders Association 5: 51-59.

İnsan Genetiği

J. Neel (1949) “The Inheritance of Sickle Cell Anemia,” Science 110: 64-66.

L. Hogben (1932) “The Genetic Analysis of Familial Traits,” Journal of Genetics 25: 97-112.

Populasyon Genetiği

Sewall Wright (1931) “Evolution in Mendelian Populations,” Genetics 16: 97-159.

J. B. S. Haldane (1954) “The Cost of Natural Selection,” Journal of Genetics 55: 511-524.

Gelişim Genetiği

S. Gluecksohn-Schoenheimer (1940) “The effect of an early lethal (t*) in the house mouse,” Genetics 25: 391-400.

C. Waddington (1975) “Genetic Assimilation,” reprinted in The Evolution of an Evolutionist. Cornell University Press.

Biyokimyasal Genetik

G. W. Beadle and E. L. Tatum (1941), “Genetic Control of Biochemical Reactions in Neurospora,” Proceedings of the National Academy of Sciences 27: 499-506.

Arthur Pardee, Francois Jacob, and Jacques Monod (1959) “The Genetic Control and Ctyoplasmic Expression of “Inducibility” in the Synthesis of beta-galactosidase by E. coli,” Journal of Molecular Biology 1: 165-178.

Genetik İnce Yapı

Raffel, D. and H. J. Muller. 1940. “Position Effect and Gene Divisibility Considered in Connection with Three Strikingly Similar Scute Mutations,” Genetics 25: 541-583.

Seymour Benzer (1955) “Fine Structure of a Region of Bacteriophage,” Proceedings of the National Academy of Sciences 41: 344-354.

Barbara McClintock (1956) “Controlling Elements and the Gene,” Cold Spring Harbor Symposia on Quantitative Biology 21: 197-216.

Moleküler Genetik

O. Avery, C. MacLeod, and M. McCarty (1944), “Studies on the Chemical Nature of the Substance Inducing Transformation of Pneumococcal Types I.,” Journal of Experimental Medicine 79: 137-158.

James Watson and Francis Crick (1953), “A Structure for Deoxyribonucleic Acid,” Nature 737-738.

M. Meselsohn and F. Stahl (1958) “The Replication of DNA,” Cold Spring Harbor Symposia for Quantitative Biology 23: 9-12.

M. Nirenberg and Philip Leder (1964) “RNA Codewords and Protein Synthesis,” Science 145: 1399-1407.

Türkiye’de Genetiğin Gelişimi;

Genetik bilimi, Türkiye’de gelişimi oldukça yenidir. Çalışmalar, 1950 yıllarında sonra sitogenetik, biyometri, populasyon genetiği, mutasyon genetiği alanında başlamıştır. !978 yıllarında gentik sahasında çalışanlar biraraya gelmek için faaliyetlerde bulunmuşlar ancak faaliyet devam etmemiştir. Çalışmalar TÜBİTAK desteğiyle sürmekte olup, Üniversitelerde dış ülkelere görevlendirilen elemanların 1985 yıllarından sonra dönerek yeni teknikleri uygulamalarıyla sitegenetik & moleküler genetik sahasında ilerlemeler olmuştur. Bu arada Üniversiteler kendi bünyelerinde merkez laboratuvarları kurma yoluna gitmişlerdir. İstanbul Üniversitesinde BİYOGEM ve Atatürk Üniversitesindeki Biyoteknoloji Merkezi buna örnektir. Son zamanlarda RFLP, RAPD, PCR, in-situ melezleme, ısozyme, PAGE gibi metodlar DNA ve proteinler üzerinde uygulanmaktadır. Çalışmalarda yeni tekniklerin bulunmasından ziyade metodların pratiğe uygulanması ağırlık kazanmıştır. Çeşitli alanlarda yapılan çalışmalar eldeki bilgilere göre aşağıda tarih, isim ve konu sırasına göre sınıflandırılmıştır.

Genetik Sahasında Yapılan araştırmalar;

Sitogenetik

1965 Şehabettin Elçi, Agropyron türlerinde karyotip analizleri.

1966 Şehabettin Elçi, Mitoz kromozom analizlerinde yeni bir metod.

1974 Sevim Sağsöz, Tetraploid bitkilerin elde edilmeleri.

1974 Emiroğlu, Ü. Tütünlerde haploidlerin eldesi, mayoz bölünme ve karyotip analizleri.

1977 Emine Bilge, M. Topaktaş, N. Gözükırmızı, M. Kocaoğlu. Arapa’ da Deneysel mutasyonların eldesi.

1977 H.R. Ekingen, Triticumda 3D kromozomların eşlenme üzerine etkileri

1982 Sevim Sağsöz, İngiliz çiminde ploidi derecesi, tohum tutma ve stoma uzunluğu ilişkileri

1983 Sevim Sağsöz, tetraploid ingiliz çimlerinde mayoz bölünme ve seleksiyon kriterleri

1995 Gülşen Ökten, insan kromozomlarında karyotip analizi

1995 Neriman Gözükırmızı, Bitkilerde karyotip analizleri

1996 Nurten Kara, tıbbi bitki olan yabani soğan kromozomlarının karyotipi.

1996 A. Okumuş, mayozda eşlenmesnin genetik kontrolü ve karyotip analizleri.

Moleküler Genetik

1996 Sebahattin Özcan, Tütünde Gen transferi

1996 Gürel, F., Arı, Ş & Gözükırmızı, N. Arpada varyasyonun RAPD ve moleküler marker Kullanılarak tanımı.

1998 A. Altınalan & Numan Özcan, Rekombinat DNA tekniğiyle ±-amilaz geni aktarılan suşların probiotik geliştirilmesi

1998 A. Okumuş & M. Akif Çam, Koyunlarda DNA ekstraksiyonu

1998 A. Okumuş, M. Olfaz & M. Akif Çam, Koyun melezlerinde hemoglobin lokusunun genetik kontrolü

1998 T. Oğraş, E. Arıcan & N. Gözükırmızı, Transgenik tütünde intron dizilerinin değerlendirilmesi

Gelişim Genetiği

1996 Sebahattin Özcan, Tütünde doku kültürü

1998 Serhat Papuççuoğlu, Sema Birler, Serhat Alkan, Mithat Evecen, Kamuran İleri; Hayvanlarda İn vitro fertilizasyon

1998 Betül Bürün, Tütünde somatik embriyogenesis ve ploidi düzeyleri.

Biyokimyasal Genetik

1993 Asal, S., Kocabaş, Elmacı, C. Tavul ve bıldırcınlarda yumurta akı proteinlerinde genetik polimorfizm.

1994 Dayıoğlu, H. Tüzemen, N., Yanar, M. Atatürk Üniversitesi Ziraat İşletmesinde yetiştirilen çeşitli sığır ırklarında transferrin polimorfizmi üzerine araştırmalar

1994 Gürkan, M. ve Soysal, M.İ. Edirne ili ve yöresinde yetiştirilen boz step, siyah alaca ve siyah-alaca x boz step melez sığırların kalıtsal polimorfik Hb ve Tf tipleri bakımından genetik değeri

1996 Abdülkerim Bedir, İnsan genomunda AP-PCR uygulamaları

1996 Sekin, S, İbrahim Demir, Biyokimyasal markerların genotip tayininde kullanılması

1996 Baş, S., Ülker, H., Vanlı, Y. ve Karaca, O. Van yöresi karakaş kuzularında transferrin polimorfizmi

1996 Çelik, A. ve Pekel, E. Türkiye koyun populasyonunun hemoglobin (Hb) ve transferrin (Tf) poliformizmi bakımından genetik yapısı

1998 Sevinç Asal & Meltem İ. Erdinç, Süt proteinlerinde genetik polimorfizm

1998 Ramazan Yılmaz, E. Yüksel & K. Erdoğan, Erinaceus populasyonlarında enzimatik karşılaştırmalar

Populasyon Genetiği

1953 Hüseyin Gökçora, Melez Mısır populasyonunda genetik çalışmalar

1960 Hüseyin Gökçora, Kendilenmiş döllerin kıymetlendirilmesi.

1973 F. İncekara, M.B. Yıldırım & M.E. Tuğay, Buğday populasyonunda karakterlerin kalıtımı

1973 Doğrul, F. Memleketimizde yetiştirilen yerli ve yabancı saf ve melez sığır ırkı kanlarında beta-globulin ve hemoglobin varyasyonları

1977 H. Bostancıoğlu, Arpa üzerine genetik çalışmalar

1977 Emiroğlu, Ş.H., G. Yazıcıoğlu, Z.M. Turan. Gossypolsuz pamuk ıslahı

1979 Emin Ekiz, Ayçiçeğinde kendileme depresyonu

1985 Doğrul, F. Koyunlarda hem ve tf proteinlerinin dağılımı

1989 Asal, S. Koyunlarda tf polimofizmi tespiti

1992 İhsan Soysal & Haskırış, H. Türkgeldi koyun populasyonlarında kan proteinleri yönünden genetik yapısı

1998 İhsan Soysal & Alparslan A. Ülkü, Keçi populasyonunda kan proteinleri ve Na,K seviyelerinin genetik yapısı

1998 Gamze Umulu, Japon bıldırcınlarında beyaz renk kalıtımı

Kantitatif Genetik

1961 Erdoğan Pekel, Akkaraman Koyun Islahında kantitatif genetik çalışmaları

1993 Soysal, M.I. ve Kaman, N. Acıpayam koyun populasyonunun bazı kalıtsal polimorfik kan proteinleri tarafından genetik yapısı ve bu karakterler ile çeşitli verim özellikleri arasındaki ilişkiler

1994 Vanlı, Y. ve Baş, S. Atatürk Üniversitesi koyun sürülerinde beta-globulin (Transferrin) polimosfizminin genetiği ve kantitatif karakterlerle bağlantısı 2. fenotipik analizler.

1995 Şekerden, Ö., Doğrul, F. Erdem, H. ve Altuntaş, Simental sığırlarda serum transferrin ve hemoglobin tipleriyle gelişim özelliği arasındaki ilişkiler

Mutasyon Genetiği

1969 Didar Eser, Avena sativa’da röntgen ışınları ve anöploid değerler

1980 Metin B. Yıldırım. Buğday mutant populasyonunda seleksion çalışmaları

1998 Haydar Karayaka, gen mutasyonlarının tespiti

Biyometri

1967 Şaban Karataş, Genetik ve Fenotipik Korelasyonların tahmin metodları

1996 H. Okut, Y. Akbaş & A. Taşdelen. Blue ve Blup tahminlarinde outliner seçimi

1998 Oya Akın & Tahsin Kesici, Tribolium populasyonunda genetik parametreler

1998 Sinan Aydoğan & Tahsin Kesici, Kalıtım derecesi tahmininde eklemeli olmayan etkiler

1998 Zahide Kocabaş, Tahsin Kesici & Ayhan Eliçin, Kanonik korelasyonun hayvan ıslahınd uygulaması

Yayınlanan Kitaplar

1963 Orhan Düzgüneş. Bilimsel araştırmalarda istatistik prensipleri

1970 Fethi İncekara. Genetik

1973 İsmet Baysal, Sitogenetik

1978. Şehabettin Elçi, Sitolojide hızlı araştırma yöntemleri

1982 Şehabettin Elçi, Sitogenetikte gözlemler ve araştırma yöntemleri.

1982 Sevim Sağsöz. Sitogenetik

1983 Muvaffak Akman, Bakteri Genetiği

1983 Emin Arıtürk, Evcil Hayvanların genetiği

1983 Neriman Alemdar, Sitoloji

1986 Bekir Sıtkı Şaylı, Medikal Sitogenetik

1988 Sezen Şehirali & Murat Özgen, Bitki Islahı

1994 Müzeyyen Seçer, Moleküler Biyoloji

1996 Düzgüneş, O. A. Eliçin & Numan Akman, Hayvan ıslahı

1996 İhsan Soysal, Hayvan ıslahının genetik prensibleri

Kaynaklar

Elmer-Dewitt, Philip. “Cloning: Where Do We Draw the Line?” Time Vol. 142, No.19, Nov. 8, 1993.

Lewis, Ricki. 1994. Human Genetics. William C. Brown Publishers.

Micklos, David A. 1990. DNA Science. Carolina Biological Supply Co., Cold Spring Harbor Press.

Sattelle, David. 1988. Biotechnology in Perspective. Industrial Biotechnology Association, Hobsons Publishing.

Yrd. Doç. Dr. Ahmet Okumuş

Ondokuz Mayıs Üniversitesi

Ziraat Fakültesi, Zootekni Bölümü, 55139, Samsun.

—————————————GENETİK VE KANSER————————————————-

İnsan yaşamı boyunca çevresi ile sürekli olarak ilişki içindedir. Bu uyum devam edegeldiği sürece de ayakta kalabilmektedir. Embriyo döneminde anne karnında kan dolaşımı yolu ile başlayan etkileşim, daha sonraları yerini daha geniş alanlara bırakır. Beslenme,solunum ve sosyal ilişkiler gibi geniş çerçevede devam eden etkileşim, ölüm zamanı gelinceye kadar devam eder. Etkileşimde, uyumun uyumsuzluğa dönüşümü ölüm olarak adlandırılır.

Hücre, çevresi ile ilişkisini hücre zarı vasıtasıyla sağlar. Hücreler; doğrudan temas, salgıladıkları kimyasal maddeler (hormonlar,enzimler) ya da elektriksel impulslar yoluyla, komşu hücreler veya uzaktaki hücre ve hücre gruplarıyla iletişim halindedir. Hücre zarlarına yerleşmiş, protein yapılı alıcılar, gelen mesajları hücrelere iletirler. Hücrenin bir nevi anten vazifesini gören zardaki alıcı proteinler (reseptörler) ile gelen mesajlar, hücre tarafından değerlendirilir, ardından kendine uygun olan davranışı sergiler. Hücrenin çevresi ile ilişkisi, hem çevrede ortaya çıkan değişimlere ayak uydurması hem de günlük yaşamı yönüyle gereklidir.

Embriyonik gelişim süresince farklılaşmada rol oynayan faktörlerden birisi, kontrollü hücre ölümleridir. Apoptosis olarak adlandırılan önceden programlanmış ölüm işlevi, bir hücreden bir bedenin oluşturulması (gelişim) noktasında temeldir. Sürekli düzenlenmesi gereken çoğalma-farklılaşma-ölüm programları, hücrenin kaderini belirleyen genlerin ürünü olan proteinler tarafından organize edilir. Sayıları yüzün üstünde olan proteinler, hücrenin çoğalmasını durdurup, bir çeşit kırmızı ışık görevi yaparak onu ölüme sürüklerler. Bu ölüm, insandaki hücre sayısının dengesinin sağlanması noktasında da önem arz etmektedir. Her hücrenin bünyesinde nasıl çoğal-çoğalma/ proteinini sentezle-sentezleme gibi hassas dengeler mevcutsa, aynı şekilde öl-yaşa dengesini ayarlayan bir denge de mevcuttur. Hücre her an ölmeye hazır durumda beklemektedir. Bir grup gen, hücreye büyüyüp bölünmesi gerektiğini söylerken, diğer bir grup gen de artık büyümenin yeterli olduğunu ve hücrenin büyümesini durdurarak kendi işlevini yerine getirmesini söylüyor. Kanser büyük ölçüde bu iki grup gen arasında dengesizlikten oluyor. Büyümeyi söyleyen genler normalden fazla çalışırlarsa veya büyümeyi frenleyen genler gerekenden az çalışır ya da herhangi bir nedenden ötürü bozulursa, hücre devamlı bölünüp büyüyor, yani kanserli hücre haline geliyor. Bugüne kadar bu görevi icra eden on kadar gen keşfedilmiştir.

Bu şekildeki hücre ölümlerine hücre intiharı programı denilir. Ölüm programı uygulanan hücre, önce içe doğru büzülür daha sonra da hücre çekirdeğinde bulunan DNA zincirini parçalar. Parçalanan hücre, komşu hücreler ya da makrofajlar (özel parçalayıcı hücreler) tarafından fagosite edilir.

Son araştırmalar ışığında P53 geninin, kanserin oluşumunda durdurucu bir role sahip olduğunu söyleyebiliyoruz. Sigaranın kanser yapmasının en önemli mekanizmalarından biri, dumanındaki kimyasalların P53’ü çalışmaz hale getirmesidir. Kanserde gen tedavisinin amacı, bozulan bu dengeyi yerine koymak yani çalışmayarak kanserleşmeye engel olmayan genleri tekrar çalışır hale getirmek.

Bilinen bütün kanser olgularının ortak bir yanı ya da ortak bir nedeni vardır: İnsan bedenini oluşturan sayısız hücrenin her birinin çekirdeğinde değerli bir hazine gibi saklanan deoksiribonükleik asit (DNA) zincirinin kimyasal yapısının değişmesi, daha bilimsel bir deyimle DNA’nın mutasyona uğramasıdır. Kanser hastalığının başlangıcı, apoptosis işlevini var kılan genlerin, mutasyon neticesinde bozulması (mutasyona uğraması) esasına dayanmaktadır. Bazı kişilerde ise bu, kalıtım yolu ile geçen bir hastalık olarak kendini göstermektedir. Aynı genlerin yapısının bozulmasına yol açan kimyasal maddeler kanser hücrelerinin oluşumuna sebep olur. Yaşlanma ile hücrelerde biriken toksik maddeler de zamanla aynı genleri tahrip edip hücreleri tümör hücrelerine dönüştürebilmektedir.

Kansere yol açan bozuklukları taşıyan genler ilk bulunduğu zaman onkogenler (kanser genleri) diye adlandırılmıştı. Onkogenler, hücre çoğalmasına itici görev yapan genlerdir. Onkogenlerin aslında proto-onkogenlerin (onkogen olmaya aday gen) mutasyona uğraması sonucu ortaya çıktığı fikri, yetmişli yılların sonunda sahiplerine Nobel Ödülünü getirmiş ve bu buluş kanser araştırmalarında bir dönüm noktası oluşturmuştur. Bu genlerin yanı sıra proto-onkogenlerin tersi işlevi ortaya koyan genler, hücrenin tümör hücresi olmasına mani olur. Bu gen gruplarının etkinliklerini kaybetmesi de kansere yol açar.

Kanser hücrelerinin diğer tüm hücrelerden farkı, bölünmeyi durdurucu sinyallerin hücreler arası iletişimle iletilememesidir. Bölünmeyi durdurucu görevi yapan genlerin, protein sentezi sonucunda oluşan kimyasal sinyalleri, hücreler arası mevcut bağlar (neksus) aracılığı ile tüm hücrelere yayılması gerekir. Kanser hücrelerinde hücrelerin temas noktaları olan hücre zarlarında iletişimi sağlayacak köprüler mevcut değildir. Bu nedenle bir hücredeki sinyalin diğer hücreye geçişi mümkün olamamaktadır. Bu da durmaksızın hücrelerin kontrolsuzca üremesi anlamına gelmektedir.

İkinci sınıf kanser tipi de çoğalmayı durdurucu görevi yapan genlerdeki mutasyonlar, etkinlikleri az ya da çok değişmiş proteinlerin yapımına neden olur. Genlerdeki bozukluklar, genellikle gen kaybı biçiminde gerçekleşir. Bu durumda protein sentezi durma noktasına gelir. Bu durum da hücrenin komşu veya uzaktaki her bir hücre ile iletişiminin kesilmesi olarak değerlendirilebilir.

DNA sentezi ya da protein sentezi aşamalarını denetleyen ve onaran mekanizmalar mevcuttur. Mutasyonların sonucunda, geni şifreleyen çift zincirli DNA molekülünün bir sarmalında gelişen değişiklikler, onarım mekanizmasıyla orijinaline sadık kalınarak tamir edilir. Mutasyonların etkisi beklenenden daha fazla tahrip edici olması söz konusu olduğunda, tamir mekanizması DNA zincirinde aslına yakın düzeltmeler gerçekleştirir. Duplikasyon (parça eksilmesi) şeklinde gelişen mutasyonların onarımı ise mümkün olamamaktadır. RNA moleküllerinin tek zincirli olması dolayısıyla mevcut onarım sistemlerin aslına uygun düzeltme yapabilmesi mümkün değildir. Hücre çekirdeğindeki ana DNA’dan aldığı bilgiyi ribozoma taşıyan m-RNA, (mesaj ileten) mutasyonlara son derece açıktır. Oluşabilecek mutant m RNAlar, sentezi durdurucu ya da yönünü değiştirici etkiler oluşturur.

Kanserli hücrelerde ortaya çıkan mutasyonlar rasgele değildir. Özellikle tamir mekanizmalarında, farklılaşmada, programlı hücre ölümü ve hücre çoğalmasında rol alan proteinleri şifreleyen genlerde mutasyonlar gelişir.

2003 yılında tamamlanması beklenen insan genomu projesi,son verilere göre sayıları 30-40 bin kadar olan genin DNA dizilerinin tamamının belirlenmesini amaçlamaktadır. Bunu takip eden evrede , bu genlerin hangilerinin hangi tip insan hastalığında rol aldığının saptanması gündeme gelecektir. Onkoloji açısından bu çalışmalar hastalık etiolojisi ile genetik mutasyonlar ilişkilerinin belirlenmesi, hastalığın tedavisinde gen tedavisi dahil, yeni tedavi yöntemlerinin denenmesi gibi konuları karşımıza çıkaracaktır.

——————————–DARWİN VE MOLEKÜLER DEVRİM———————————————–

Doğal seçilim aslında bir genetik kuramı. Çünkü doğal seçilim süreci genetik çeşitliliğin varlığını gerektiriyor. Bu çeşitlilik ortamında, Darwin’in deyimiyle “varolma mücadelesi”nde, avantajlı özelliklere sahip bireyler varlıklarını sürdürebiliyor ve bu özelliklerini bir sonraki kuşağa aktarabiliyorlar. Ancak Darwin, genetik süreçlerin nasıl işlediğini özelliklerin bir kuşaktan diğerine nasıl aktarıldığını- bilmiyordu. Ebeveynler ve yavrular arasındaki genel benzerliğin farkında olsa da, kalıtım sürecinin ayrıntılarını anlamamıştı. Oysa, tam da Danvin’in evrim düşüncesini geliştirmekte olduğu sıralar, Gregor Mendel bu ayrıntıları anlama aşamasındaydı. Darwin, Mendel’in makalesini hiç bir zaman okumadı. Sonuç olarak, o sıralar kalıtımla ilgili geçerli yaklaşım olan “karışımsal kalıtım” düşüncesiyle yetinmek zorunda kaldı. Bu düşünceye göre bir yavru, ebeveynlerinin özelliklerinin bir karışımını taşırdı ve genellikle bir özellik, anne ve babanınkilerin ortalaması gibiydi.

Ancak, “Türlerin Kökeni”nin yayımlanmasından sekiz yıl sonra (Mendel’in makalesinden bir yıl sonra), 1867′de, bir mühendis olan Fleeming Jenkin. karışımsal kalıtım ve doğal seçilimin bir birleriyle uyumlu olmadığını gösterdi.Biri kırmızı, diğeri beyaz iki kutu boya olduğunu ve doğal seçilimin “kırmızı” özelliği yeğlediğini düşünün. Karışımsal kalıtım durumunda, kırmızı bir birey ile beyaz bir bireyin çiftleşmesi sonucu oluşacak yavrular her zaman pembe olacaktır. Yalnızca kırmızı ile kırmızının çiftleşmesi durumunda kırmızı bireyler ortaya çıkacak, diğer tüm çiftleşmelerdeyse (ör. beyaz x kırmızı: pembe x kırmızı) kırmızılık azalacaktır. Yeni ve yararlı bir özellik olan kırmızı, büyük bir olasılıkla ender olarak ortaya çıkacak ve hakim durumdaki beyaz form ile çiftleşerek pembe yavrular üretecektir. Diğer bir deyişle, karışımsal kalıtım herşeyin orta noktaya yaklaşmasına yol açacak, renk pembeye yaklaştıkça, bir uç nokta olan kırmızı yok olacaktır. Fleeming’in düşüncesi, haklı olarak bunun doğal seçilimin etkisine ters düşen bir süreç olduğuydu.

Darwin, Jenkin’in haklılığını görerek kuramını kurtarmak için bir yol aradı ve “pangenesis” adını verdiği kendi kalıtım kuramını ortaya attı. Bu kuram özünde, Jean-Baptiste de Lamarck adlı Fransız biyologun 19. yüzyılda dile getirdiği ve sonradan “Lamarkizm”le tanımlanacak olan kalıtım sürecine benziyordu. Bu süreç, “edinilmiş özelliklerin kalıtımı”nı içeriyordu. Temelde Lamarck. bir canlının, yaşamı süresince edindiği özellikleri yavrularına geçirebileceğine inanıyordu. Lamarck’ın kendisi tarafından kullanılmamış olmasına karşın, bu konudaki en ünlü örnek zürafanın boynuyla ilgili olanıdır. Lamarkizme göre tek tek her zürafa, en üst dallardaki yapraklara ulaşabilmek için yaşamı boyunca boynunu gerdiği için, yaşlı bir zürafanın boynu gençlerinkine göre biraz daha uzundur. Lamarck, zürafanın boyun uzunluğundaki bu değişimin yavrularını da etkileyeceğini düşünüyordu; böylece sonraki kuşağın zürafaları, yaşamlarına önceki kuşaktan daha uzun boyunlarla başlayacaklardı. Darwin’in pangenesis kuramıysa bu süreç için bir mekanizma öneriyordu: Vücudun değişik parçalarında üretilen “gemül”ler, kana karışarak eşey hücrelerine, yani erkekte sperm, dişideyse yumurta hücrelerine taşınıyordu. Her bir gemül, anatomik bir parça ya da bir organa ait özellikleri belirliyordu. Bu durumda bir zürafanın yaşamı boyunca boynunu germesi, “boyun uzunluğu” gemüllerinin sürekli “daha uzun boyun” sinyalleri göndermesine neden olacaktı.

Lamarck ve Darwin yanılmışlardı. Darwin’in kurguladığı sistemin yanlışlığını ortaya çıkaran, kendi kuzeni Francis Galton oldu. Galton birkaç kuşak boyunca tavşanlara, başka renk tavşanlardan kan verdi. Darwin haklı olsaydı, kanın içindeki yabancı renk gemülleri nedeniyle alıcı tavşanların en azından birkaç tane ‘yanlış renkte’ yavru üretmeleri beklenirdi. Oysa Galton, deneyi birçok kuşak boyunca tekrarlamasına karşın, beklenenden farklı bir renk oranı gözlemlemedi. Jenkin’in eleştirilerini yanıtlayabilmek için son çare olarak pangenesise sarılmış olan Darwin’se. Galton’un ortaya koyduğu delilleri kabul etmek istemedi. Sonunda, Darwin’in öldüğü sıralarda Alman biyolog August Weismann, sperm ve yumurta oluşturan eşey hücrelerinin diğer vücut dokularıyla ilişkisi olmadığını ortaya koydu. Yani. bir zürafanın boynuyla sperm/yumurta üreten hücreleri arasında hiç bir iletişim yoktu. Dolayısıyla Lamarkizm ve pangenesis biyolojik olarak olanaksızdı.

Talihsiz Darwin!

Mendel’in çalışmaları konusunda bilgisi olsaydı, Jenkin’i yanıtlayabilmek için son derece ayrıntılı, üstelik de bütünüyle yanlış olan pangenesis kuramını ortaya atması gerekmeyecekti. Mendel, bezelye bitkilerini üreterek yaptığı gözlemlerine dayanarak, daha sonra “gen” adı verilecek olan kalıtım etkenlerinin, bireyin deneyimlerinden etkilenmedikleri, aksine, kuşaktan kuşağa bir bütün olarak ve değişmeden aktarıldıkları sonucuna vardı. Ayrıca bazı koşullar altında, bir özellik geçici olarak gizli kalabiliyordu. Kırmızı ve beyaz boya kutularımıza dönecek olursak, ilk çiftleşmenin sonucunda pembe bireyler ortaya çıksa bile. bir sonraki kuşakta, örneğin pembe x pembe çiftleşmesinden kırmızı bireyler elde edilebilirdi. Böylece Mendel’in çalışmaları hem doğal seçilimi Jenkin’in eleştirilerinden kurtarıyor, hem de doğal seçilimin işleyebileceği genetik bir temel sağlıyordu.

Doğal seçilimin kritik etkeniyle ilgili olarak (önce karışımsal kalıtım, sonra da pangenesis konusunda) Darwin’in iki kez yanıldığı düşünülürse, bu kuramın varlığını sürdürmesi çok olağandışı bir durum. Üstelik, kuruluşundaki hatalara karşın bu kuramın doğruluğu artık kanıtlanmış bulunuyor. Bu olağandışı sonucun nedeni, Darwin’in öncelikli olarak bir ‘deneyci’ (empiricist) olmasıydı: Onun için önemli olan. gözlemlerini açıklama çabaları değil, gözlemlerin kendisiydi. Evrim biyologu Ernst Mayr’ın da yazdığı gibi, “Darwin, genetik çeşitliliği bir ‘kara kutu’ gibi ele aldı. Hem bir doğabilimci, hem de hayvan yetiştiriciliğiyle ilgili literatürü izleyen bir okuyucu olarak. çeşitliliğin her zaman var olduğunu biliyordu ve bu onun için yeterliydi. Ayrıca, doğal seçilimin hammaddesi olan çeşitliliğin her kuşakta yenilendiğinden ve dolayısıyla her zaman varolacağından da emindi. Diğer bir deyişle, doğal seçilim kuramının öncülü olarak doğru bir genetik kurama gereksinimi yoktu.” (One Long Argument, s. 82. Harvard Univ. Press. 1991)

Öte yandan, son 50 yıl içinde moleküler genetik alanında kaydedilen olağanüstü ilerlemeyi gözönüne alırsak, Darvin’in düşüncelerinin varlığını sürdürebilmiş olması daha da şaşırtıcı. Jim Watson ve Francis Crick, DNA’nın sarmal yapısını. “Türlerin Kökeni”nin yayınlanmasından neredeyse 100 yıl sonra ortaya çıkardılar. O zamandan beri moleküler biyolojide kaydedilen ilerlemeleri Darwin’in öngörmesine olanak yoktu. Yine de onun basit kuramı, biyolojide kendisini izleyen tüm gelişmelere ters düşmeden yaşadı. Hatta yeni bulgular, kuramı zayıflatmak bir yana. destekledi bile. Moleküler genetiğin en son zaferini, insanın (ve birçok başka türün) genomundaki dizilimin eksiksiz olarak belirlendiği çalışmayı ele alın: Kendisi de genom projelerinin başlatanlarından olan Jim Watson, projeden bugüne kadar elde edilen en önemli bulgunun ne olduğu konusunda düşüncesi sorulduğunda, “Genom projesi Darwin’in, kendisinin bile inanmaya cesaret edebileceğinden daha haklı olduğunu gösterdi” yanıtını vermişti. Ayrıca Watson. beklenilenin tersine, genom projesinden çıkarılacak tıbbi sonuçlar yerine evrimsel sonuçlan vurgulamayı yeğledi. Çünkü genom projesi, genetik organizasyonun temel özelliklerinin tüm canlılar tarafından ne ölçüde paylaşıldığını ortaya çıkarmış bulunuyordu. Watson haklı olarak, genom çalışmalarıyla birlikte, canlıların evrimsel bağlantılarıyla ilgili yeni ufukların da açılacağı düşüncesinde.

Yakın zamanda “Türlerin Kökeni”ni yeniden yazma ve güncelleştirme işini üstlenmiş olan İngiliz bilimci Steve Jones da, Darwin’in çalışmasının sağlamlığından etkilenenlerden: “Sonuç olarak bu kitap (benim beklemediğim kadar) aslına benzeyen bir yapıt oldu. Darwin’in tezi. bir asırlık bilimsel gelişmeyi kolayca kaldırabiliyor.” (Almost like a whale, s. XXVII Doubleday 1999)

Bunu izleyen bölümlerde, yüzyılı aşkın süre boyunca bilimde gerçekleştirilen bu ilerlemenin daha ilginç ve daha yeni sonuçlarından bir kısmını kısaca gözden geçireceğiz. Tüm bulgular, Darwin’in düşleyebileceğinin çok ötesinde olmalarına karşın, “Türlerin Kökeni”nde çizilen çerçeveye rahatça oturuyorlar. Bu modern çağda Darwin gerçekten de “kendisinin bile inanmaya cesaret edebileceğinden daha doğru”.Yaprak yiyebilmek için moleküler düzeyde ne gerekli?

Doğal seçilimin gücünü en iyi ortaya koyan süreçlerden biri de “benzeştiren evrim”dir. Bu süreç, akrabalıkları olmayan canlı gruplarının, aynı seçilim baskısı sonucunda benzer özellikler edinmesini içerir. Bu yakınlaşma farklı düzeylerde olabilir: Örneğin kuşların ve yarasaların kanatlan, benzeştiren evrim sonucunda oluşmuştur. Her iki çözüm de. bir uçma organı yaratmak şeklindeki evrimsel sorunu paylaşır. Kuş ve yarasa kanatları temelde bütünüyle farklıdır elbette (örneğin, kuş kanadı kuşun yalnızca ön ayağını, yarasa kanadıysa hem ön hem de arka ayakları içerir). Ayrıca bu iki canlı grubunun, uçma yeteneğini birbirlerinden bağımsız olarak kazandıkları da çok açıktır. Taksonomistlerin yarasayı kuş olarak sınıflandırma tehlikesi yoktur; çünkü bu canlılar ortak olan sorunlarını çok farklı yollarla çözmüşlerdir.

Ancak, taksonomistler için büyük sorun yaratan doğal seçilim örnekleri de var. Bazı durumlarda benzeşim süreci o kadar etkili oluyor ki, ortaya çıkan benzerliğe dayanarak hiç bir akrabalığı olmayan canlılar, yanlışlıkla aynı gruba konulabiliyorlar. Örneğin, soyu tükenmiş olan keselikurdun, görünürde kurda çok benzemesi, ilk taksonomik değerlendirmeler sonucunda bu iki canlının yakın evrimsel akrabalar olarak sınıflandırılmasına (diğer bir deyişle benzerliklerinin, kurt-benzeri ortak bir atadan evrimleşmiş olmalarından kaynaklandığı düşüncesine) neden olmuş. Oysa daha ayrıntılı bir incelemede, temelde çok farklı iki ayrı memeli grubuna ait oldukları ortaya çıkıyor: Keselikurt bir keseli, kurtsa bir etenli (plasentalı) memeli. Yani bir kurda benzemesine karşın keselikurt, aslında kanguru gibi keseli hayvanlarla daha yakın akraba. Öyle görünüyor ki, iki ayrı bölgede ‘köpek’liği yeğleyen seçilim baskısı, biri keseli, diğeri plasentalı olmak üzere iki farklı hayvan çözümüyle sonuçlanmış.

Darwin’in bu örneklerle bir sorunu olmayacağı kesin. Ancak DNA devrimi, seçilim sonucu oluşan benzerlikleri çok daha ayrıntılı incelememize olanak tanıyor. Doğal seçilim ne kadar duyarlı? Benzer seçilim baskıları, farklı gruplar arasında moleküler düzeyde benzeşmeyle sonuçlanabilir mi? Diğer bir deyişle, temel bir işlevi yerine getirmek üzere belli bir proteini kullanan çeşitli canlılar arasında, protein dizilimi açısından benzeştiren evrim gelişmesini bekleyebilir miyiz?

DNA dizilimi, yaşamın aktif molekülleri olan proteinleri kodlar. Proteinlerin kendileriyse aminoasit adı verilen yapıtaşlarından oluşurlar. Yani bir genin DNA dizilimi, oluşacak aminoasit zincirini belirler. Dolayısıyla DNA diziliminde oluşan bir mütasyon. üretilen proteinin aminoasit dizilimini de etkiler. Öyleyse, belli bir proteinin belli bir biçimde kullanımının yeğlendiği durumlarda, akrabalığı olmayan canlıların aminoasit diziliminde de benzeştiren evrim görmeyi bekleyebilir miyiz?

Doğal proteinlerde 20 farklı aminoasit bulunabiliyor. Proteinin belli bir yerinde bu 20 aminoasitten herhangi biri bulunabileceği için, olası farklı dizilim sayısının çok yüksek olduğunu unutmayın. Örneğin, 200 aminoasit uzunluğundaki bir protein için 20 üzeri 200 farklı aminoasit dizilimi bulunabilir. Doğal seçilim, proteinin işlevini en iyi biçimde yerine getirmesini sağlayan dizilimi yeğler. Ama doğal seçilim ne kadar kesin sonuç verebilir? Belli bir işlev için ortak seçilim baskıları olduğunu varsayarsak, farklı canlı gruplarında bağımsız olarak aynı aminoasit dizilimiyle -bütün olasılıklara karşın yeğlenen dizilimle- sonuçlanabilir mi?Belli koşullar altında, “evet”. Bunun en iyi örneğini yaprak-yiyen hayvanlarda görebiliriz. Yaprak yemek, besin elde etmenin zahmetli bir yolu; çünkü bitkilerde hücre duvarının temel maddesi olan selülozun parçalanması, özellikle zor. Ve selülozu parçalayamazsanız yaprak hücrelerinin içine ulaşıp gerekli besinleri alamazsınız. Bu nedenle, “geviş getirenler” olarak bilinen, ineğin yanısıra başka evcil hayvanları da içeren memeli grubu, mikroplardan yararlanır. Bu hayvanların bağırsaklarında, selülozu ustaca parcalayabilen bakteri toplulukları yaşar. Kısacası inekler, selülozu parçalayıp bitki hücrelerini açmak için bakterileri kullanırlar. Ama bakteriler bu hücrelerin içindeki besini kendileri kullandıkları için, ineklerin bu kez de besini bakterilerden ayırmanın bir yolunu bulmaları gerekir. Bunu yapabilmek için inekler ve diğer geviş getirenler, “lizozim” adı verilen ve bakterilerin hücre duvarını parçalayan bir enzim (aktif bir protein) kullanırlar. Sonuç olarak, bir ineğin yediği otlardan besin elde etme süreci son derece dolaylı: Otu yiyor, bakteriler bitkinin selüloz hücre duvarını parçalıyor ve hücrenin içindekileri kullanıyor: bundan sonra ineğin bağırsaklarındaki lizozim, bakterileri parçalıyor ve sonunda besinler ineğe ulaşabiliyor. Evrimsel açıdan lizozim, yeni bir sindirim işlevi için kullanılmış oluyor. Enzimin tipik işleviyse, memeli vücudunu bakteri saldırılarına karşı korumak; hayvan için sorun yaratmalarına fırsat vermeden, bakterilerin lizozimler tarafından parçalanması gerekiyor. Örneğin, gözyaşındaki lizozim bu yolla bakteriyel enfeksiyon riskini azaltıyor.

Aslında geviş getirenler yaprak yemekte uzmanlaşmış tek memeli grubu değil. Özellikle Asya’da yayılım gösteren ve langur adı verilen bir grup maymun da bu işi yapabiliyor. Peki ama langurlar selülozu sindirme sorununu nasıl çözüyorlar? Şaşırtıcı bir şekilde (ve geviş getirenlerle hiç de yakın akraba olmadıkları için bağımsız olarak) bu sorun için aynı çözümün evrimleştiğini görüyoruz: Onlar da bağırsaklarında, işlevi selülozu parçalamak olan bir bakteri topluluğu barındırıyorlar. Ve onlar da, bakterilerin bitkilerden aldıkları besini elde etmek için, bakterilerin hücre duvarını parçamada lizozimden yararlanıyorlar. Bu olgunun kendisi, benzeştiren evrimin. diğer bir deyişle bütünüyle ayrı iki hayvan grubunun ortak bir evrimsel sorunda aynı çözüme ulaşmasının, güzel bir örneğini oluşturuyor. Ancak benzeşim bununla da kalmıyor: Langur maymunlarına ve geviş getirenlerden biri olarak ineğe ait lizozimlerin aminoasit dizilimlerini karşılaştırdığımızda, bu kadar uzak akraba olan gruplar için bekleyebileceğimizden çok daha yüksek bir benzerlik buluyoruz. Daha ayrıntılı bir inceleme yaptığımızdaysa, geviş getirenlerdeki belli aminoasit değişimlerinin (olasılıkla lizozimin sindirime ilişkin bu yeni işlevi kazanmasını kolaylaştırmak üzere) langurlarda da gerçekleşmiş olduğunu görüyoruz.

Bu son derece olağanüstü bir sonuç. Bu iki yaprak-yiyen grup, yalnızca selüloz sorununu çözmek için kirli işlerini bakterilere yaptırmakla kalmadılar, lizozimi genel bir bakteriyel savunma enzimi olmaktan, sindirim işlevinin temel öğesi olmaya dönüştüren aminoasit değişimleri açısından da benzeştiler. Doğal seçilimin, aminoasit diziliminde evrimle sonuçlanması gerçekten dikkate değer bir olgu. Bizim gibi (ya da inekler ya da langur maymunları gibi) karmaşık hayvanların vücudunda üretilen yaklaşık 100 000 farklı protein var. Ve bu örnekte, bu proteinlerden yalnızca bir tanesinde, lizozimde oluşan küçük farklılaşmalar, doğal seçilimin gücünü yönlendirmek için yeterli olmuş.

Yakın geçmişte bu öykünün bir başka yanı daha ortaya çıktı. Geviş getirenler ve langur maymunları gibi yaprak yiyen ve dolayısıyla selüloz sorunuyla karşı karşıya olan bir kuş türü incelendiğinde, yalnızca Amazon havzasında bulunan ve son derece garip görünüşlü olan “hoatzin” adlı bu kuşun da, selüloz sorununu bakterilerin yardımıyla çözdüğü ve bakterileri parçalamak içinse lizozim kullandığı bulundu. Evet, yaprak yiyen iki memeli grubuna ait lizozimin ve hoatzin lizoziminin aminoasit diziliminde de benzeşme oluşmuş. Diğer bir deyişle, moleküler düzeydeki bu benzeştiren evrim örneğinin yalnızca memelileri değil, kuşları da içerdiğini görüyoruz.

Yüksek uçuş: Yüksek irtifa için moleküler uyum

Bir enzimin değişik formları arasındaki işlevsel farklılıklar konusunda yorumlar yapabilmek için, o enzim ve biyolojik etkinliklerinin aynntılarıyla ilgili bilgilere gereksinmemiz var. Aminoasit diziliminde, dört aminoasidin wxyz şeklindeki dizilimini de içeren bir protein düşünün. Başka bir türde aynı işlevi gören proteinde aminoasit dizilmi wxtz olursa, diğer bir deyişle bu kısa dizide ‘y’ aminoasidi yerine ‘t’ geçmişse, bu önemli bir farklılık mıdır? Bu soruyu, ancak proteinin yapısı ve işlevi konusunda fazlaca bilgimiz varsa yanıtlayabiliriz. Eğer, örneğin “bu protein f fonksiyonu için kullanılıyor” şeklinde genel bir düşünceden daha ayrıntılı bilgimiz yoksa, y –> t değişiminin önemini anlamamız olanaksız. Oysa çok az sayıda protein konusunda gerekli bilgiye sahibiz ve bunun sonucunda moleküler uyumla ilgili çalışmalar zorunlu olarak sınırlı düzeyde kalıyor. Morfolojik düzeydeki uyumla ilgili çalışmalar içinse durum farklı. Örneğin, elin işlevini tam olarak anlamak ve hayvanlar arasında görülen farklı el tiplerinin uyumsal değerini çıkarsamak çok zor değil.

Kırmızı kan hücrelerinde bulunan ve oksijenin taşınmasından sorumlu molekül olan hemoglobin, moleküler uyumun evrimsel incelemesi için bulunmaz bir aday. Hemoglobin, akciğerlerde yoğun olan oksijene bağlanır ve vücudun, örneğin çalışan kaslar gibi, oksijen yoğunluğu az olan bölgelerinde bu oksijeni salar. İnsanlarda rastlanan pek çok hastalıkta hemoglobinle ilgili sorunların varlığı ve oksijen taşınımının hayvan fizyolojisinin temel bir öğesi olması nedeniyle hemoglobin, üzerinde çok iyi çalışılmış bir protein: hatta X-ışını yayılımı yöntemi kullanılarak üç boyutlu yapısı belirlenen ilk proteinlerden biri (Proteinler doğrusal aminoasit zincirlerinden oluşurlar; ancak bunlar proteinin işlevi için gerekli olan karmaşık üc-boyutlu yapıları oluşturacak şekilde kendi üstlerine katlanırlar.). Hemoglobinin evrimsel inceleme açısından iyi bir aday olmasının başka bir nedeni de, oksijen taşınımı açısından çok farklı ortamlarda yaşasalar da. tüm canlıların oksijen taşıma gereksinimi için aynı temel molekülü kullanmaları. Örneğin bazı kuşlar, deniz düzeyiyle karşılaştırıldığında oksijen miktarının çok daha az olduğu yüksek irtifalarda yaşarlar. Oysa yalnızca uçmak bile, çok enerji gerektiren ve oksijene bağımlı bir etkinlik. Dolayısıyla, bu molekülün doğal seçilim sonucunda -oksijen açısından- aşırı ortamlara uyum sağlayıp sağlamadığını belirlemek amacıyla, tipik olarak yükseklerde uçan bir kuşla alçaktan uçan bir kuşun hemoglobinlerini birbirleriyle karşılaştırabiliriz.

Kuşların çok yükseklerde uçabildiği, bilinen bir olgu. Şimdiye kadar kaydedilmiş en yüksek kuş uçuşu. Fildişi Kıyısı’nda 11.300 m yükseklikteyken bir jet uçağına çarpan Rüppell akbabasına (Gyps rueppellii) ait. Bu yükseklik. Everest Tepesi’nin yüksekliğinden 2000 m daha fazla. Yükseklik arttıkça oksijen yoğunluğunun daha hızlı azalmasına bağlı olarak yüksekte uçan kuşlar oksijen bakımından, alçakta uçan akrabalarından bütünüyle farklı bir ortamda yaşarlar. Göç ederken Himalayalar gibi yüksek dağ sıralarının üzerinden geçen kuşlar da sıklıkla çok yükseklerde uçarlar. Örneğin yazlarını Tibet, kışlarını da Kuzey Hindistan’da geçiren Hint kazı (Anser indicus), mevsim aralarında Himalayalar’ın üzerinden uçar. Hint kazının ve alçak bölgelerde yaşayan en yakın akrabası olan bozkazın hemoglobinlerine bakıldığında, yalnızca 4 amino asit açısından farklı oldukları, bu farklılıkların, molekülün üç boyutlu yapısı üzerindeki etkisi incelendiğinde de, yalnızca bir tanesinin hemoglobinin oksijen tutma yeteneğini artırdığı görülüyor. Buysa, yükseklerde daha az olan oksijene çok daha kolay bağlanabilmesi için Hint kazının hemoglobininde bulunması gerekli olan özellik.

Aynı durum, yükseklerde uçan başka bir kaz türü olan And kazı (Chloepahaga melanoptera) için de geçerli. Hint kazında olduğu gibi And kazında da, hemoglobinin oksijen tutma yeteneğinin artmasından tek bir aminoasit değişimi sorumlu.

Her iki sonuç da, bu iki kaza ait hemoglobin proteinlerinin, alçak yerlerde yaşayan bozkaza ait olanlarıyla karşılaştırılması, ardından da oksijen-bağlama yeteneğini etkileyecek aminoasit değişimlerinin kimyasal yapıya ilişkin argümanlarla saptanması yöntemiyle elde edilmişti. Oysa bu, birçok açıdan tartışmalı bir yöntem. Oksijen bağlama yeteneğiyle ilgili yorumlarımızın gerçekten doğru olduğunu nasıl bilebiliriz? Hemoglobinin bu kadar iyi çalışılmış bir protein olması nedeniyle bu soru, gerekli deneylerle en iyi şekilde yanıtlanmış durumda. Ancak bu. ilk bakışta göründüğünden çok daha zor bir işlem: Bir insan hemoglobini alınıyor ve oksijen-bağlama yeteneği ölçülüyor; sonra genetik mühendisliği devreye sokularak uygun konumdaki aminoasitin yerine, Hint kazı için kritik olduğu belirlenen aminoasit yerleştiriliyor. Böylece, yeryüzünde olasılıkla daha önce hiç varolmamış, yeni bir hemoglobin molekülü üretilmiş oluyor. Şimdi, yeni üretilen bu molekülün oksijen bağlama yeteneği ölçülebilir.

Bu deney, insan hemoglobini ve hem Hint kazı. hem de And kazının yüksek irtifa aminoasitleri kullanılarak gerçekleştirildi. Her iki durumda da, yeni hibrid hemoglobin molekülünün, normal insan hemoglobinine göre belirgin şekilde yüksek bir oksijen bağlama yeteneğine sahip olduğu görüldü. Kısacası deneysel sonuçlar, yapısal bilgilere dayanılarak yapılan çıkarsamaları doğruladı.

Deneyler karmaşık olsa da sonuç basit: Moleküler düzeyde doğal seçilim son derece etkili bir unsur. Moleküller, uygun koşullarda en iyi performansı gösterecek ince bir ayara sahipler. Rüppell akbabasının 11.000 m’de uçabilmesini sağlayan unsur ise, hemoglobin molekülü üzerindeki etkisi aracılığıyla doğal seçilim.

Moleküller ve biz: Darwin’in insan evriminde bilmedikleri

DNA devrimi sonucunda ortaya çıkan evrimsel bulgular arasında belki de en dikkate değer olanları, kendi türümüzü ve onun tarihini ilgilendiren bulgular. Moleküler genetik tekniklerin gelişmesinden önce, insanın geçmişini araştırmak için kullanabileceğimiz fazla malzeme yoktu. Sümer tabletleriyle başlayan yazılı kayıtlar göreceli olarak çok yeniydi; arkeolojik ve fosil kayıtlarsa hem çok az bilgi sağlıyordu, hem de bölük pörçük oldukları için yorumlayanın yaklaşımlarına bağımlıydılar. DNA dizilimi bunların tümünü değiştirdi: Yeryüzünde bugün varolan genetik çeşitliliğe bakarak geçmişle ilgili çıkarsamalarda bulunabiliyoruz artık. Kullanılan mantıksa basit DNA dizilimi zaman içinde yavaş yavaş değişir: dolayısıyla herhangi iki dizilim -ve ait oldukları insanlar- birbirlerinden ne kadar uzun süre yalıtıldılarsa, o kadar farklı olurlar. Şu anda varolan farklı grupların, örneğin Avustralya yerlileri, Amazon yerlileri, Japonlar, Türkler, Kalahari buşmanlarının DNA dizilimlerini karşılaştırarak, kimlerin birbirlerine daha yakın olduğunu belirleyebiliriz.

Bu araştırmalardan elde edilen ilk ve en önemli sonuç, basın dünyasında “mitokondriyel Havva” olarak adlandırıldı. Hücrenin içinde, enerji fabrikası işlevini gören ve mitokondri adı verilen küçük bir yapı var. İşte bu yapının içinde bulunan kısa bir DNA molekülünün dizilimini kullanarak tüm insanlar için bir soy ağacı oluşturursak, iki şey buluyoruz: hepimizin ortak atasının yaklaşık 100 000 yıl önce yaşadığı; ve bu ortak atanın Afrika’da olduğu. Buradan çıkaracağımız sonuçsa, modern insanın 100 000 yıl önce Afrika’da ortaya çıktığı ve oradan dünyaya yayıldığı.

Bu sonuç, kayda değer bir bulguydu. Uzun zamandır türümüzün 100 000 yıldan çok daha yaşlı olduğu varsayılıyordu. Gerçekten de evrim standartlarına göre 100 000 yıl göz açıp kapayıncaya kadar geçer: bizim türümüz çok genç bir tür. Bu noktayı açıklığa kavuşturmak için bu süreyi, orangutanlar için geçerli olanla karşılaştırmakta yarar var. Orangutanlar Güneydoğu Asya’daki iki adada, Borneo ve Sumatra’da bulunurlar. Mitokondriyel Havva çalışmasında kullanılan genetik teknikler orangutanlara uygulandığında, ortak bir atayı en son olarak 3,5 milyon yıl önce paylaştıkları ortaya çıktı. Diğer bir deyişle, bu adaların her birinden alınacak birer orangutan, birbirlerinden genetik olarak en farklı durumdaki iki insandan ortalama 35 kat daha farklılar. Ve ne ilginçtir ki. büyük bir olasılıkla siz bu iki orangutanı birbirlerinden ayırdedemezsiniz. 3,5 milyon yıllık bir evrimin bile çok önemli farklılaşmalara yol açması gerekmiyor. Yani. ırkçılar tarafından bu kadar sık dile getirilen yüzeysel farklılıklara karşın, bir tür olarak bizler şaşılacak derecede birörneğiz. En siyah Afrikalıyla en beyaz Avrupalı arasındaki genetik farklılık, uzman olmayan birine aynı gibi görünen iki orangutan arasındaki genetik farklılığın yanında çok önemsiz kalıyor.

30.000 yıllık bir iskeletin DNA’sından elde edilen veriler sayesinde artık biliyoruz ki, yakın geçmişimize ait soy ağacının en eski dalı bütünüyle yok oldu. Neandertaller adı verilen bu insanlar 800.000 yıl kadar önce ortaya çıktılar ve yaklaşık 30.000 yıl önce ortadan kayboldular. Neandertallerin bizler, yani modern insanlar tarafından mı yokedildiği. yoksa karışma sonucunda bizim bugün bir ölçüde Neandertal mi olduğumuz sorusu yakın zamana kadar açıklık kazanmamış olan bir konuydu. Oysa şimdi DNA analizlerine bakarak, Neandertal insanının kaderinin, karışma sonucu yokolmak değil, zor kullanılarak soyunun tükenmesi olduğunu açıkça görebiliyoruz. Neandertal DNA’sı tüm modern insanlarınkinden çok farklı: eğer bizimle üremiş olsalardı, bu farklı dizilimlerin modern insan popülasyonlarında da bulunmasını beklerdik. Bulunmaması, Neandertallerin 30.000 yıl önce yokolduklarını ve DNA’larını da beraberlerinde götürdüklerini gösteriyor.

İnsanın tarihiyle ilgili modern yaklaşımlar, yalnızca ırkçılık için biyolojik bir temel olasılığını ortadan kaldırmakla ve Neandertallerin kaderini ortaya çıkarmakla kalmadı. En ilginç sonuçlar çok yakın zamanda bulundu. Bu sonuçlar, cinsiyetler arasındaki farklılıklar, özellikle de göç konusundaki farklılıklarla ilgiliydi.

Yeryüzündeki herkes için. incelemekte olduğumuz DNA parçasında dizilimin aynı olduğunu ve bu dizilimde, örneğin Güney Afrika’da bir mütasyon oluştuğunu düşünün. Eğer yoğun bir göç hareketi yaşanıyorsa, bu mütasyon hızla yayılır ve belki birkaç kuşak sonra, örneğin İstanbul’da görülebilir.

Ancak eğer göç hareketleri çok azsa insanlar oldukları yerlerde kalıyorlarsa mütasyon Güney Afrika’yla sınırlı kalır ya da çok çok yavaş yayılır. Yani, DNA varyantlarının -mütasyonların-yayılım miktarı, göç hareketinin büyüklüğünü belirlemek için dolaylı bir ölçüt olarak kullanılabilir.

İnsanlık tarihini (ve göç hareketlerini) kadınlar ve erkekler için ayrı ayrı incelememiz mümkün. Bazı DNA parçaları kuşaktan kuşağa yalnızca kadınlar arasında aktarıldıkları için dişi tarihinin, başka parçalarsa yalnızca erkekten erkeğe aktarıldıkları için erkek tarihinin “işaretleri” olarak kullanılabiliyorlar. Kadınlara özgü olan ve mitokondride bulunan DNA’dan daha önce söz etmiştik. Yalnızca dişinin üretebildiği döllenmemiş bir insan yumurtası mitokondri (ve dolayısıyla mitokondriyel DNA) içerirken, erkeğin sperm hücresiyle yeni bireye yaptığı katkı mitokondri içermez. Yani mitokondriyel DNA yalnızca kadınlar tarafından aktarılır. Öte yandan, yalnızca erkekler tarafından aktarılan küçük bir insan kromozomu var. Erkekleri erkek yapan, bu “Y” kromozomu olduğu için. tanımı gereği “Y” kromozomunu taşıyan tüm insanlar erkek. Yani “Y” kromozomu erkeklere özgü ve yalnızca erkek soyunda aktarılıyor.

İnsan popülasyonları arasındaki mitokondriyel DNA çeşitliliğini yapısal olarak incelediğimiz zaman, mütasyonların çoğunluğunun tüm popülasyonlar arasında büyük ölçüde yayılmış olduğunu görüyoruz. Diğer bir deyişle, yalnızca yerel olarak görülen varyantlara hemen hemen hiç rastlamıyoruz; yani popülasyonlar büyük ölçüde karışıyormuş gibi görünüyor. Ve elbette bu karışma, göç hareketinin sonucu. Oysa “Y” kromozomundaki farklılıklarla ilgili olarak yakınlarda yapılan çalışmalar, bunun tam tersi olan sonuçlar ortaya çıkarıyor. Bu sonuçlar, yayılım miktarının aslında çok düşük olduğunu, ve örneğin Güney Afrika’da ortaya çıkan bir mütasyonun genellikle pek uzağa gitmediğini gösteriyor.

Acaba neler oluyor? Tek bir tür için, kendi türümüz için nasıl bu kadar çelişkili iki ayrı sonuç elde edilebilir? Aslında bunun açıklaması basit: Erkekler ve kadınlar farklı hızlarda göç ediyorlar ve bunu beklenmedik bir şekilde yapıyorlar. Çok dolaşan erkekler ve evde duran kadınlarla ilgili tüm önyargılarımıza karşın, aslında kadınlar erkeklerden çok daha fazla yer değiştiriyorlar. Hatta birçok kuşak gözönüne alınarak yapılan hesaplamalarda, kadınların erkeklerden ortalama olarak 8 defa daha fazla göç ettiği ortaya çıkıyor.

Bu, sezgilerimize bütünüyle aykırı bir sonuç. Büyük İskender’in dizginsiz dolaşan orduları ya da Cengiz Han’in Orta Asya’da savaşan atlılarıyla ilgili öyküleri dinleyerek büyümüş olsak da. erkekleri hareketli avcılar ve gezginler olarak gören önyargılarımızın bütünüyle yanlış olduğu ortaya çıkıyor. Aslında antropologlar bu olguyu kolayca açıklayabilirler. Tüm toplumlarda antropologların “atakonumu” (patrilocality) adını verdikleri bir uygulama görülür: İki ayrı köyden bir çift evlendikleri zaman, kadın erkeğin köyüne taşınır. A köyünden bir kadının B köyünden bir adamla evlendiğini ve B köyüne taşındığını varsayın. Bir kızları ve bir oğulları oluyor. Kızları C köyünden bir adamla evlenerek C köyüne taşınıyor; oğullan da D köyünden bir kadınla evleniyor ve bu kadın B köyüne geliyor. Böylece erkek soyu B köyünde kalırken dişi soyu iki kuşakta A’dan B’ye, sonra da C’ye taşınmış oluyor. Bu sürecin kuşaklar boyunca sürmesi, dişi göçünün çok yaygın, erkek göcününse sınırlı olmasıyla sonuçlanıyor. Erkekler gerçekten de bazen uzak ülkeleri fethetmek için yola çıksalar da. bunlar insan göçünün bütünü içinde önemsiz kalıyor: insanlığın tarihini şekillendiren, kadınların adım adım köyden köye yaptıktan göçler.

Darwin’e dönüş: “Darwin’in bile inanmaya cesaret edebileceğinden daha doğru”

Darwin’in zamanından bu yana biyolojide olağanüstü ilerlemeler kaydedildi. Bunların birçoğu evrimle doğrudan ilgili ve Darwin’in kuramına ışık tutuyor. Ama Darwin mezannda rahat yatabilir: Evrimsel değişimin mekanizmasını şimdi artık çok daha iyi anlıyoruz ve bu yeni bulgular karşısında Darwin’in görüşlerinin özü hâlâ sağlamlığını koruyor.

Daha önce de gördüğümüz gibi. kalıtım, ve mekanizması olan genetik konusundaki bilgisizliğine karşın kuramının yaşayabilmesi. Darwin’in öncelikle bir deneyci olmasından kaynaklanıyor. Doğadaki çeşitliliğin ve bunun bir kuşaktan diğerine -bir şekilde- aktarıldığının farkında olması onun için yeterliydi. Ayrıntılı bir kalıtım kuramına gereksinimi yoktu. Aynı durum çalışmalarının başka yönleri için de geçerli. Örneğin, “Türlerin Kökeni”ninde, hayvan ve bitkilerin coğrafi dağılımını inceleyen biyocoğrafyaya yalnızca iki bölüm ayırmıştı. Darwin kitabını, kıtaların coğrafi tarihini şekillendiren en önemli gücün levha tektoniği olduğunun bulunmasından çok önce yazmış olmasına karşın, gözlemleri bugün hâlâ güncelliğini ve doğruluğunu koruyor. Levha tektoniği konusundaki bilgisizliği, biyocoğrafyaya yaptığı katkıları engellemedi. Hiç bir zaman bildiğinden ayrılmadı ve bir deneyci olarak kaldı. Farklı anlamları olabilecek veriler konusunda spekülasyon yapmak yerine, çok miktarda veriye sahip olduğu ve basit yorumlarla üzerinde çok şey söyleyebileceği konulara ağırlık verdi. Böylece, biyocoğrafya gibi iddialı konulara sapmak yerine, adaların yanısıra üzerlerinde yaşayan hayvan ve bitkiler konusunda da çok ayrıntılı yazılar yazabildi.

Darwin’in bu deneyciliği hepimize örnek olmalı. Bu güzel kuramının olağanüstü verimliliği, deneyciliğin, olgulardan sapmamanın gücünü ustaca ortaya koyuyor.

Bu yazı Mayıs 2000 de Sabancı Üniversitesi’nde

misafir öğretim üyesi iken İstanbul’da verdiği

bir popüler konferansa dayanmaktadır

—————————————AKRABA EVLİLİKLERİ——————————————————-

Türkiye gibi akraba evliliklerinin yoğun olduğu ülkelerde, sakat bebek doğumları çok sık görülmektedir. Akraba evliliklerin görülmesinin sebepleri arasında genellikle, aileye ait mal varlığının dağılmaması, aile bireyleri arasındaki sevgi ve saygıyı korumak, akrabaların evlilik ve sosyo ekonomik beklentilerinin aynı olması ve karşı cinsle rahat iletişime girememe gibi etkenler sayılabilir. Akrabalar arasında yapılan evliliğe endogami denilmektedir.

Kalıtımın taşıyıcısı genlerdir. Bizler nesiller öncesinden gelen atalarımızın bize hediye ettiği genetik kalıtımla yaşama başlamaktayız. Vücudumuzun büyüyüp gelişmesi ve çalışması genlerimizin kontrolü altındadır. Yaşamın temel taşı olan genler, bir DNA molekülündeki belirli bir özellik içeren kesitine verilen addır. Her bir gen ya da birkaç gen kümesi bizdeki bir özelliğin bilgisini içerir. Anne ve babadan eşit olarak geçen genler, bizdeki tüm yaşam duvarlarını örer. Genler hücrelerde bulunan kromozomların kısımlarıdır. Dolayısıyla genler, kromozomlarla birlikte çoğalarak, hücre bölündükçe yeni hücrelere geçerler. Kişide her genin, biri anneden biri babadan gelmiş olan iki kopyası (alleli) bulunur. Bazen genin bir kopyasının yapısı bozuktur ve bu bozuk kopya yüzde elli olasılıkla çocuğuna geçer. Bozuk bir gen, kişinin bazı vücut işlevlerinin bozulmasına neden olur.

Bir karaktere ait olan özelliğin diğerine baskın olması halinde o karaktere baskın (dominant) gen , baskın olmayan gene resesif (çekinik) gen denir. Bir karakterin çıkması, iki aynı gen frekansının karşılaşması demektir. Eğer bir hastalığa ait gen (resesif) anneden aktarılırken, babadan da aynı (resesif) gen ile karşılaşırsa o hastalık mutlaka doğacak olan çocukta çıkacaktır. Eğer , anneden resesif gen, babadan da dominant gen karşılaşırsa bu sefer doğacak çocuk da tıpkı anne ve babası gibi hastalığın taşıyıcısı olacak, ama o hastalık açığa çıkmayacaktır. Aynı karakterde iki resesif genin karşılıklı gelmesi çekinik alleller sonucu hastalık çıkar. Anne ve babadan iki baskın gen (dominant) alan çocuk (baskın alleller) ise tamamen sağlıklıdır.Dolayısı ile, akraba evliliklerinde aynı gen yapısına sahip olan ailede , resesif genlerin birbirleriyle karşılaşma ihtimalleri, daha fazla olacaktır.

Buna örnek olarak kahverengi ve mavi göz renklerini ele alalım.

12 Temmuz 2007

—————————–genetiğin Tarihsel Gelimişi ——————

—————————–GENETİĞİN TARİHSEL GELİMİŞİ —————————————————

Dünyada hayatın başladığı kabul edilen 4.6 milyar yıl önce, DNA(deoksiribonükleikasit) yaşamın hücresel metabolik aktivasyonlarını ortaya koyan genetik yapı olarak hizmet etmiştir. “Gen” terimi 1900. yıllara kadar kullanılmamasına rağmen genin fonksiyonu ile olan araştırma 1800 lü yıllarda başlamıştır. Gregor Mendel, Avusturyalı din adamı, manastırının bahçesinde yıllarca çalıştı, farklı bezelye varyetelerini melezlemiştir. Dikkatli kayıtlar tutarak, melezlerin döllerini saymış, bezelye şekli, çiçek rengi, bitki yüksekliği gibi özelliklere bakarak genlerin fenotipik ekspressiyonunu incelemiştir. Dikkatli gözlem, doğru kayıt tutarak verileri dikkatlice analiz yapmış ve her bir bitkinin erkek ve dişi ebeveynlerinin döllerine kalıtım üniteleri veya faktörlerin varlığı teorisini ortaya koymuştur. 1884 yılında Mendel öldüğü zaman çalışmasının değerini kimse bilmiyordu. Mendel’in bulduğu faktör veya kalıtım ünitelerini gen olduğu 1900 yıllara kadar anlaşılamadı.

Aynı dönem içerisinde, 1809-1882, İngiliz Charles Darwin, fizikçi ve biyoloji uzmanı Erasmuz Darwin’in torunu, biyolojik bilimlerde önemli ilerlemelere neden olan bilgileri topluyordu. Darwin tıp ve din konusunu çalıştı. Cambridge’den mezun olduktan sonra kariyerini geliştirmek istiyordu. Darwin bitki ve hayvanlar üzerinde çalıştı, örnekler topladı ve yaşayan canlıların özelliklerine göre çizdi. Bu çalışmayla güney amerika kıyılarında Galapagos Adaları üzerindeki çalışmayla ünlü oldu.

Darwin bu arada birçok fosil topladı ve bugünkü türlerin varlığını ortaya koyan hayvanların fosillerini buldu. Her adayı ziyaret edip türlerin karakterler yönünden varyasyon ortaya koyduğunu tespit etmiştir. İspinozlarda örneğin gaga şekli ve gaga uzunluğu güney amerika kıyılarında yaşayan türlerle adalarda yaşayan türlerin ayrılmasında yardımcı olmuştur.

Darwin, çalışmalarında ortaya çıkan son türlerin öncekilerden meydana gelmesi hakkındaki teorilerini belirtti. Darwin aynı zamanda doğada oluşan seçici işlemi savundu. Buna göre güçlü özelliklere sahip türler canlı kalmaya daha çok meyilli idi. Darwin’in çalışmalarına başlangıçta cevaplar negatif idi özellikle dini liderler özellikle dünya üzerinde yaşamın ortaya çıkması yorumu hakkındaki bu fikirlerden büyük üzüntü duydular. Bununla beraber bu iki çalışma genetik ve evolusyon hakkındaki biyolojik teorilerine öncülük etmişlerdir.

Dünyada Genetiğin Gelişimi

1900 yıllarda Mendelin çalışmalarının yeniden keşfinden sonra genin doğası hakkında büyük bir bilgi patlama olmuştur. Biyoloji alanında çalışan bilim adamları, hücredeki çekirdek ve kromozomun önemi üzerinde durdular. Çünkü gözlemlerde, kromozomlar yumurta ve polen/spermi oluşturmak üzere mayoz esnasında sayısını yarıya indiriyor ve sadece bölünme sırasında görülüyordu. Bu sebeple DNA moleküllerinin nasıl faaliyete geçerek organizmaları ürettiklerini anlamak için birçok çaba sarf edildi. Amerikalı James Watson ve İngiliz Francis Crick birkaç biyolog araştırmacıyla 1953 yılında DNA nın çift heliks yapısını incelediler. DNA kavramı yaşamın geleneksel dili olduğu bakterilerde, mantarlarda, bitki ve hayvanlarda yapılan çalışmalarla ortaya konuldu. Yaşayan organizmalar arasında yer alan bu ilişki biyoteknoloji ve genetik mühendislik biliminin gelişimine neden olmuştur. Mühendislik teknolojisi, bitki ve hayvanları geliştirmek için yaşayan diğer organizmaları ve canlıların kısımlarını kullanmıştır. 1970 yıllarında, araştırmacılar DNA’nın bir canlıdan kesilerek diğer canlıya yerleştirebileceklerini böylece rekombinant DNA teknolojisini buldular. Bu şekilde insülin, hormon, interferon ve TPA (doku plasminogen aktifleştirici) gibi ilaçları tıp dünyasına sundular. İnsan gen terapisi yöntemiyle genleri hasarlı olan veya eksik olan fertlere gen nakli gerçekleştirilmiştir. Üreme teknolojisinin gelişimiyle üremenin artırılmasına çalışılmıştır. İnsan üreme teknolojiyle uğraşan araştırmacılar insan embriyosunu in vitro koşullarda elde etti ve daha sonra kullanılmak üzere dondurdular. Anne ebeveynler kendilerine ait olmayan genetik döller vermişlerdir. 1993 de, l, George Üniversitesinde çalışmakta olan Dr Robert Stillman ve Jerry Hall insan embiryosunu klonladı ve 6 gün bunları yaşatmayı başardı.

Klonlama ya da genetik olarak benzer organizmanın üretimi ilk kez havuç bitkisinde başarılmıştır. Klonlama işleminde havuç kök hücreleri yeni bitki oluşturmak üzere kullanılmıştır. Bitki klonlama teknolojisindeki bu başarılar 1952 de kurbağalardaki klonlamaya kadar devam etmiştir. 1970 lerde fare, 1973 de sığır ve 1979 da koyun klonlaması olmuştur. Bu çalışmalar, hızlı çoğalan iyi bir sürü daha iyi süt üretimi amacıyla insanlık yararına gerçekleştirilmiştir. Gen teknolojisiyle biyoteknolojideki ilerlemeler zararlılara ve soğuğa dayanıklı bitki türleri, daha çok üreyebilen ve gelişkin çiftlik hayvanları üretimine başarılı olmuştur. Genetik olarak farklı domates türleri, rafta kalma süresi uzun olan varyetelerin gelişmesini sağlamıştır.1990 yıllarında Amerikada daha da ileri gidilerek İnsan Genom Projesi gündeme getirilmiş ve insan genlerinin tüm haritasının yapılması planlanmıştır. Bu projenin yaklaşık değeri yılda 200 milyon dolar olup 2005 yılında bitirilmesi planlanmaktadır. Cystic fibrosis, orak şekilli hücre anemisi ve Huntingon’s chorea gibi birçok hastalık için DNA kodları kromozomlarda yer alan özel bölgelerde kodlanmış olduğu bu sayede bulunmuştur.

Bununla beraber biyoteknolojinin hızlı gelişimi beraberinde birçok problemide ortaya koymuştur. Bilimsel tartışmalar ahlaki ve geleneksel sorular yeni gelişmelerle ortaya çıkmıştır. Bu nedenle genetik bilimi konusunda herkesin bilgiye ihtiyacı bulunmaktadır.

Dünyada Genetiğin Tarihi;

1858 yılında Charles Darwin – Alfred Russel Wallace doğal seleksiyon teorisini ortaya koydular ve çevreye iyi uyum gösteren populasyonların yaşadığını ve özelliklerini nesillerine aktardıklarını belirttiler.

1856 Charles Darwin, Türlerin Orijin adlı eserini yayınladı.

1866 Gregor Mendel bezelye bitkilerinde faktörlerin aklıtımı üzerine araştırmlarını yayınladı.

1900 de Carl Correns Hugo de Vries Erich von Tschermak Mendelin prensiblerini bağımsız olarak keşfetti ve doğruladı. Modern genetiğin başlangıcını yaptı.

1902 Walter Sutton Mndel ve citoloji arasındaki ilişkileri ortaya koydu, kalıtım ve hücre morfolojisi arasındaki boşluğu kapattı.

1905 Nettie Stevens Edmund Wilson bağımsız olarak Cinsiyet kromozomlarını buldu XX’i dişi XY’i erkek olarak değerlendirdi.

1908 Archibald Garrod, insanda enzim eksikliğinden meydana gelen doğum hastalıklarının metabolizmasını çalıştı.

1910 Thomas Hunt Morgan, ilk kez meyve sineği Drosophila melanogaster’de cinsiyete bağlı kalıtım olan beyaz göz rengini araştırdı. Bu araştırma linkage (bağlantı) olayını içeren gen teorisini geliştirdi.

1927 Hermann J. Muller, X-ışınlarını kullanarak Drosophila da suni mutasyonların oluştuğunu buldu.

1928 Fred Griffith Diplococcus’larda R ve S nesillerine bilinmeyen yapıların olduğu keşfetti.

1931 Harriet B. Creighton Barbara McClintock mısırda krossing overın sitolojik aknıtlarını gösterdi.

1941 George Beadle Edward Tatum, ışınlanmış ekmek küfünde, Neurospora, bir enzim tarafından kontrol edilen genin faaliyetini ifade etti.

1944 Oswald Avery, Colin Macleod ve Maclyn McCarty, Griffith’in denemelerinde transfer olan yapının DNA olduğunu ortaya koydu.

1945 Max Delbruck, 26 yıl ard arda Cold Spring Hardour’da fajlar üzerinde kurs verdi. Bu kurd moleküler biyolojide iki generasyonu içeren ilk kursdu.

1948′lerde Barbara McClintock mısırda renk varyasyonunu açıklayan ilk transposable elementleri keşfetti.

1950′de Erwin Chargaff Canlılardan elde edilen DNA örneklerinde Adenin-Timin ve Guanin-Sitozin arasındaki 1:1 oranını keşfetti.

1951 yılında Rosalin Franklin DNA nın X ışınlı ilk fotoğrafını çekti.

1952 ‘de Martha Chase Alfred Hershey 35S fajlarını işaretledi ve DNA yı 32P ile işaretliyerek kalıtım molekülünü buldu.

1953 Francis Crick, James Watson DNA molekülünün üç boyutlu yapısını çözdü.

1958 yılında Matthew Meselson, Frank Stahl azot izotoplarını kullanarak semi konservatid replikasyonu kanıtladı.

1958 Arthur Kornberg, E. coli’de DNA polimerazı saflaştırdı ve test tüpünde ilk enzimi elde etti.

1966 Marshall Nirenberg, H. Gobind KhoranaLed, Genetik kodu deşifre etti ve 20 amino asit için RNA kodonlarını buldu.

1970 Hamilton Smith & Kent Wilcox, ilk restriksiyon enzimini izole etti, Hind II Bu DNA bölgesini özel bir bölgeden kesmektedir.

1972 Paul Berg & Herb Boyer, ilk rekombinant molekülleri üretti.

1973 Joseph Sambrook Led, Agarose jel elektroforesisde DNA yı ethidium Bromid ile boyayarak gösterdi.

1973 Annie Chang Stanley Cohen, rekombinant DNA molekülünü oluşturdu ve E. Colide replike etti.

1975 Rekombinant DNA deneylerinin düzenlenmesi hakkında rehberin sunulması. California, Asimolar Uluslar arası Toplantı.

1977 Fred Sanger, DNA dizilişi için zincir terminasyon metodunu (dideoxy) geliştirdi.

1977 Tıp alanında önemli ilaçların üretildiği ilk rekombinant DNA metodlarının kullanıldığı genetik mühendisliği şirketi kuruldu (Genentech).

1978 Rekombinant DNA teknolojisi ile üretilen ilk insan hormonu somatostatin elde edildi.

1981 Üç farklı bağımsız araştırma ekibi insan ongene lerini keşfetti (kanser genleri).

1983 James Gusella kan örneklerini topladı Huntington’s hastalığını kontrol eden genin kromozom 4 üzerinde olduğunu keşfetti

1985 Kary B. Mullis, Polimeraz zinzir reaksiyonunu tanımlayan araştırmasını yayınladı (PCR).

1988 İnsan Genom projesi başladı. İnsan kromzomlarının DNA dizilişinin tanımlanması hedef alındı.

1989 Alec Jeffreys, DNA parmak izi terimini tanıttı ve DNA polimorfizm, ile ailesel, göç ve cinayet vakalarında kullandı.

1989 Francis Collins & Lap Chee Tsui Cystiz Fibrosis hastalığına neden olan ckromosom 7 üzerindeki CFTR regulatör proteinin genetik kodunu tanımladı.

1990 İlk gen yer değiştirme gerçekleşti. Normal ADA geninin RNA kopyası retrovirüs vasıtasıyla 4 yaşındaki bir kıs çoçuğunun T hücrelerine nakledildi. Bu uygulamada bağışıklık sistemi çalışmaya başladı.

1993 Flavr Savr, domatestleri raf ömrünü uzatmak için genetik olarak modifiye etti.

1996 Iwan Wilmut, çekirdek transferi ilk genetik kopyalama gerçekleştirildi.

Genetiğin Tarihinde Klasik Araştırmalar:

Gregor Mendel’in Deneyleri

Gregor Mendel (1866), “Experiments on Plant Hybrids,” Trans. by Eva Sherwood, in The Origin of Genetics, Curt Stern and Eva Sherwood, eds. (W. H. Freeman and Co., 1966), pp. 1-48.

Keşifler

Hugo De Vries (1900), “The Law of Segregation of Hybrids,” Trans. by Eva Sherwood, in The Origin of Genetics, Curt Stern and Eva Sherwood, eds. (W. H. Freeman and Co., 1966), pp. 107-118.

Mendel Araştırmaları

William Bateson (1901), “Problems of Heredity as a Subject for Horticultural Investigation,” Journal of the Royal Horticultural Society 25: 54-61.

Biyometri

W. F. R. Weldon (1895) “Remarks on Variation in Animals and Plants,” Proceedings of the Royal Society 57: .

G. Udny Yule (1905), Mendel’s Laws and Their Probable Relations to Intra-Racial Heredity,” New Phytologist 1: 226-7.

Genotip & Fenotip

W. Johannsen (1911), “The Genotype Conception of Heredity,” The American Naturalist 95: 129-159.

Eugenler

Charles Davenport (1912), “The Inheretance of Physical and Mental Traits of Man and Their Application to Eugenics” in Heredity and Eugenics. W. Castle, ed. University of Chicago Press.

William Castle (1930) “Race Mixture and Physical Disharmonies,” Science, n.s. 71: 603-606.

Kalıtımın Kromozom Teorisi

T. H. Morgan (1910) “Sex Limited Inheritance in Drosophila,” Science 32: 120-122.

A. H. Sturtevant (1917) “Genetic Factors Affecting the Strength of Linkage in Drosophila,” Proceedings of the National Academy of Science 3: 555-558.

Sitogenetik

Harriet B. Creighton and Barbara McClintock (1931), “A Correlation of Cytological and Genetical Crossing-Over in Zea mays,” Proceedings of the National Academy of Sciences 17: 492-497.

T. S. Painter (1934), “A New Method for the Study of Chromosome Aberrations and the Plotting o Chromosome Maps in Drosophila melanogaster,” Genetics 19: 175-188.

Mutasyon

H. J. Muller (1927) “Artificial Transmutation of the Gene,” Science 66: 84-87.

Evolasyon Genetiği

Theodosius Dobzhansky (1937), Genetics and the Origins of Species, excerpts. Columbia University Press.

G. Turesson, (1922) “The Genotypical Response of Plant Species to the Habitat,” Hereditas 3: 211-350.

Bitki ve Hayvan Islahı

George Shull (1909) “A Pure Line Method of Corn Breeding,” Report of the American Breeders Association 5: 51-59.

İnsan Genetiği

J. Neel (1949) “The Inheritance of Sickle Cell Anemia,” Science 110: 64-66.

L. Hogben (1932) “The Genetic Analysis of Familial Traits,” Journal of Genetics 25: 97-112.

Populasyon Genetiği

Sewall Wright (1931) “Evolution in Mendelian Populations,” Genetics 16: 97-159.

J. B. S. Haldane (1954) “The Cost of Natural Selection,” Journal of Genetics 55: 511-524.

Gelişim Genetiği

S. Gluecksohn-Schoenheimer (1940) “The effect of an early lethal (t*) in the house mouse,” Genetics 25: 391-400.

C. Waddington (1975) “Genetic Assimilation,” reprinted in The Evolution of an Evolutionist. Cornell University Press.

Biyokimyasal Genetik

G. W. Beadle and E. L. Tatum (1941), “Genetic Control of Biochemical Reactions in Neurospora,” Proceedings of the National Academy of Sciences 27: 499-506.

Arthur Pardee, Francois Jacob, and Jacques Monod (1959) “The Genetic Control and Ctyoplasmic Expression of “Inducibility” in the Synthesis of beta-galactosidase by E. coli,” Journal of Molecular Biology 1: 165-178.

Genetik İnce Yapı

Raffel, D. and H. J. Muller. 1940. “Position Effect and Gene Divisibility Considered in Connection with Three Strikingly Similar Scute Mutations,” Genetics 25: 541-583.

Seymour Benzer (1955) “Fine Structure of a Region of Bacteriophage,” Proceedings of the National Academy of Sciences 41: 344-354.

Barbara McClintock (1956) “Controlling Elements and the Gene,” Cold Spring Harbor Symposia on Quantitative Biology 21: 197-216.

Moleküler Genetik

O. Avery, C. MacLeod, and M. McCarty (1944), “Studies on the Chemical Nature of the Substance Inducing Transformation of Pneumococcal Types I.,” Journal of Experimental Medicine 79: 137-158.

James Watson and Francis Crick (1953), “A Structure for Deoxyribonucleic Acid,” Nature 737-738.

M. Meselsohn and F. Stahl (1958) “The Replication of DNA,” Cold Spring Harbor Symposia for Quantitative Biology 23: 9-12.

M. Nirenberg and Philip Leder (1964) “RNA Codewords and Protein Synthesis,” Science 145: 1399-1407.

Türkiye’de Genetiğin Gelişimi;

Genetik bilimi, Türkiye’de gelişimi oldukça yenidir. Çalışmalar, 1950 yıllarında sonra sitogenetik, biyometri, populasyon genetiği, mutasyon genetiği alanında başlamıştır. !978 yıllarında gentik sahasında çalışanlar biraraya gelmek için faaliyetlerde bulunmuşlar ancak faaliyet devam etmemiştir. Çalışmalar TÜBİTAK desteğiyle sürmekte olup, Üniversitelerde dış ülkelere görevlendirilen elemanların 1985 yıllarından sonra dönerek yeni teknikleri uygulamalarıyla sitegenetik & moleküler genetik sahasında ilerlemeler olmuştur. Bu arada Üniversiteler kendi bünyelerinde merkez laboratuvarları kurma yoluna gitmişlerdir. İstanbul Üniversitesinde BİYOGEM ve Atatürk Üniversitesindeki Biyoteknoloji Merkezi buna örnektir. Son zamanlarda RFLP, RAPD, PCR, in-situ melezleme, ısozyme, PAGE gibi metodlar DNA ve proteinler üzerinde uygulanmaktadır. Çalışmalarda yeni tekniklerin bulunmasından ziyade metodların pratiğe uygulanması ağırlık kazanmıştır. Çeşitli alanlarda yapılan çalışmalar eldeki bilgilere göre aşağıda tarih, isim ve konu sırasına göre sınıflandırılmıştır.

Genetik Sahasında Yapılan araştırmalar;

Sitogenetik

1965 Şehabettin Elçi, Agropyron türlerinde karyotip analizleri.

1966 Şehabettin Elçi, Mitoz kromozom analizlerinde yeni bir metod.

1974 Sevim Sağsöz, Tetraploid bitkilerin elde edilmeleri.

1974 Emiroğlu, Ü. Tütünlerde haploidlerin eldesi, mayoz bölünme ve karyotip analizleri.

1977 Emine Bilge, M. Topaktaş, N. Gözükırmızı, M. Kocaoğlu. Arapa’ da Deneysel mutasyonların eldesi.

1977 H.R. Ekingen, Triticumda 3D kromozomların eşlenme üzerine etkileri

1982 Sevim Sağsöz, İngiliz çiminde ploidi derecesi, tohum tutma ve stoma uzunluğu ilişkileri

1983 Sevim Sağsöz, tetraploid ingiliz çimlerinde mayoz bölünme ve seleksiyon kriterleri

1995 Gülşen Ökten, insan kromozomlarında karyotip analizi

1995 Neriman Gözükırmızı, Bitkilerde karyotip analizleri

1996 Nurten Kara, tıbbi bitki olan yabani soğan kromozomlarının karyotipi.

1996 A. Okumuş, mayozda eşlenmesnin genetik kontrolü ve karyotip analizleri.

Moleküler Genetik

1996 Sebahattin Özcan, Tütünde Gen transferi

1996 Gürel, F., Arı, Ş & Gözükırmızı, N. Arpada varyasyonun RAPD ve moleküler marker Kullanılarak tanımı.

1998 A. Altınalan & Numan Özcan, Rekombinat DNA tekniğiyle ±-amilaz geni aktarılan suşların probiotik geliştirilmesi

1998 A. Okumuş & M. Akif Çam, Koyunlarda DNA ekstraksiyonu

1998 A. Okumuş, M. Olfaz & M. Akif Çam, Koyun melezlerinde hemoglobin lokusunun genetik kontrolü

1998 T. Oğraş, E. Arıcan & N. Gözükırmızı, Transgenik tütünde intron dizilerinin değerlendirilmesi

Gelişim Genetiği

1996 Sebahattin Özcan, Tütünde doku kültürü

1998 Serhat Papuççuoğlu, Sema Birler, Serhat Alkan, Mithat Evecen, Kamuran İleri; Hayvanlarda İn vitro fertilizasyon

1998 Betül Bürün, Tütünde somatik embriyogenesis ve ploidi düzeyleri.

Biyokimyasal Genetik

1993 Asal, S., Kocabaş, Elmacı, C. Tavul ve bıldırcınlarda yumurta akı proteinlerinde genetik polimorfizm.

1994 Dayıoğlu, H. Tüzemen, N., Yanar, M. Atatürk Üniversitesi Ziraat İşletmesinde yetiştirilen çeşitli sığır ırklarında transferrin polimorfizmi üzerine araştırmalar

1994 Gürkan, M. ve Soysal, M.İ. Edirne ili ve yöresinde yetiştirilen boz step, siyah alaca ve siyah-alaca x boz step melez sığırların kalıtsal polimorfik Hb ve Tf tipleri bakımından genetik değeri

1996 Abdülkerim Bedir, İnsan genomunda AP-PCR uygulamaları

1996 Sekin, S, İbrahim Demir, Biyokimyasal markerların genotip tayininde kullanılması

1996 Baş, S., Ülker, H., Vanlı, Y. ve Karaca, O. Van yöresi karakaş kuzularında transferrin polimorfizmi

1996 Çelik, A. ve Pekel, E. Türkiye koyun populasyonunun hemoglobin (Hb) ve transferrin (Tf) poliformizmi bakımından genetik yapısı

1998 Sevinç Asal & Meltem İ. Erdinç, Süt proteinlerinde genetik polimorfizm

1998 Ramazan Yılmaz, E. Yüksel & K. Erdoğan, Erinaceus populasyonlarında enzimatik karşılaştırmalar

Populasyon Genetiği

1953 Hüseyin Gökçora, Melez Mısır populasyonunda genetik çalışmalar

1960 Hüseyin Gökçora, Kendilenmiş döllerin kıymetlendirilmesi.

1973 F. İncekara, M.B. Yıldırım & M.E. Tuğay, Buğday populasyonunda karakterlerin kalıtımı

1973 Doğrul, F. Memleketimizde yetiştirilen yerli ve yabancı saf ve melez sığır ırkı kanlarında beta-globulin ve hemoglobin varyasyonları

1977 H. Bostancıoğlu, Arpa üzerine genetik çalışmalar

1977 Emiroğlu, Ş.H., G. Yazıcıoğlu, Z.M. Turan. Gossypolsuz pamuk ıslahı

1979 Emin Ekiz, Ayçiçeğinde kendileme depresyonu

1985 Doğrul, F. Koyunlarda hem ve tf proteinlerinin dağılımı

1989 Asal, S. Koyunlarda tf polimofizmi tespiti

1992 İhsan Soysal & Haskırış, H. Türkgeldi koyun populasyonlarında kan proteinleri yönünden genetik yapısı

1998 İhsan Soysal & Alparslan A. Ülkü, Keçi populasyonunda kan proteinleri ve Na,K seviyelerinin genetik yapısı

1998 Gamze Umulu, Japon bıldırcınlarında beyaz renk kalıtımı

Kantitatif Genetik

1961 Erdoğan Pekel, Akkaraman Koyun Islahında kantitatif genetik çalışmaları

1993 Soysal, M.I. ve Kaman, N. Acıpayam koyun populasyonunun bazı kalıtsal polimorfik kan proteinleri tarafından genetik yapısı ve bu karakterler ile çeşitli verim özellikleri arasındaki ilişkiler

1994 Vanlı, Y. ve Baş, S. Atatürk Üniversitesi koyun sürülerinde beta-globulin (Transferrin) polimosfizminin genetiği ve kantitatif karakterlerle bağlantısı 2. fenotipik analizler.

1995 Şekerden, Ö., Doğrul, F. Erdem, H. ve Altuntaş, Simental sığırlarda serum transferrin ve hemoglobin tipleriyle gelişim özelliği arasındaki ilişkiler

Mutasyon Genetiği

1969 Didar Eser, Avena sativa’da röntgen ışınları ve anöploid değerler

1980 Metin B. Yıldırım. Buğday mutant populasyonunda seleksion çalışmaları

1998 Haydar Karayaka, gen mutasyonlarının tespiti

Biyometri

1967 Şaban Karataş, Genetik ve Fenotipik Korelasyonların tahmin metodları

1996 H. Okut, Y. Akbaş & A. Taşdelen. Blue ve Blup tahminlarinde outliner seçimi

1998 Oya Akın & Tahsin Kesici, Tribolium populasyonunda genetik parametreler

1998 Sinan Aydoğan & Tahsin Kesici, Kalıtım derecesi tahmininde eklemeli olmayan etkiler

1998 Zahide Kocabaş, Tahsin Kesici & Ayhan Eliçin, Kanonik korelasyonun hayvan ıslahınd uygulaması

Yayınlanan Kitaplar

1963 Orhan Düzgüneş. Bilimsel araştırmalarda istatistik prensipleri

1970 Fethi İncekara. Genetik

1973 İsmet Baysal, Sitogenetik

1978. Şehabettin Elçi, Sitolojide hızlı araştırma yöntemleri

1982 Şehabettin Elçi, Sitogenetikte gözlemler ve araştırma yöntemleri.

1982 Sevim Sağsöz. Sitogenetik

1983 Muvaffak Akman, Bakteri Genetiği

1983 Emin Arıtürk, Evcil Hayvanların genetiği

1983 Neriman Alemdar, Sitoloji

1986 Bekir Sıtkı Şaylı, Medikal Sitogenetik

1988 Sezen Şehirali & Murat Özgen, Bitki Islahı

1994 Müzeyyen Seçer, Moleküler Biyoloji

1996 Düzgüneş, O. A. Eliçin & Numan Akman, Hayvan ıslahı

1996 İhsan Soysal, Hayvan ıslahının genetik prensibleri

Kaynaklar

Elmer-Dewitt, Philip. “Cloning: Where Do We Draw the Line?” Time Vol. 142, No.19, Nov. 8, 1993.

Lewis, Ricki. 1994. Human Genetics. William C. Brown Publishers.

Micklos, David A. 1990. DNA Science. Carolina Biological Supply Co., Cold Spring Harbor Press.

Sattelle, David. 1988. Biotechnology in Perspective. Industrial Biotechnology Association, Hobsons Publishing.

Yrd. Doç. Dr. Ahmet Okumuş

Ondokuz Mayıs Üniversitesi

Ziraat Fakültesi, Zootekni Bölümü, 55139, Samsun.

—————————————GENETİK VE KANSER————————————————-

İnsan yaşamı boyunca çevresi ile sürekli olarak ilişki içindedir. Bu uyum devam edegeldiği sürece de ayakta kalabilmektedir. Embriyo döneminde anne karnında kan dolaşımı yolu ile başlayan etkileşim, daha sonraları yerini daha geniş alanlara bırakır. Beslenme,solunum ve sosyal ilişkiler gibi geniş çerçevede devam eden etkileşim, ölüm zamanı gelinceye kadar devam eder. Etkileşimde, uyumun uyumsuzluğa dönüşümü ölüm olarak adlandırılır.

Hücre, çevresi ile ilişkisini hücre zarı vasıtasıyla sağlar. Hücreler; doğrudan temas, salgıladıkları kimyasal maddeler (hormonlar,enzimler) ya da elektriksel impulslar yoluyla, komşu hücreler veya uzaktaki hücre ve hücre gruplarıyla iletişim halindedir. Hücre zarlarına yerleşmiş, protein yapılı alıcılar, gelen mesajları hücrelere iletirler. Hücrenin bir nevi anten vazifesini gören zardaki alıcı proteinler (reseptörler) ile gelen mesajlar, hücre tarafından değerlendirilir, ardından kendine uygun olan davranışı sergiler. Hücrenin çevresi ile ilişkisi, hem çevrede ortaya çıkan değişimlere ayak uydurması hem de günlük yaşamı yönüyle gereklidir.

Embriyonik gelişim süresince farklılaşmada rol oynayan faktörlerden birisi, kontrollü hücre ölümleridir. Apoptosis olarak adlandırılan önceden programlanmış ölüm işlevi, bir hücreden bir bedenin oluşturulması (gelişim) noktasında temeldir. Sürekli düzenlenmesi gereken çoğalma-farklılaşma-ölüm programları, hücrenin kaderini belirleyen genlerin ürünü olan proteinler tarafından organize edilir. Sayıları yüzün üstünde olan proteinler, hücrenin çoğalmasını durdurup, bir çeşit kırmızı ışık görevi yaparak onu ölüme sürüklerler. Bu ölüm, insandaki hücre sayısının dengesinin sağlanması noktasında da önem arz etmektedir. Her hücrenin bünyesinde nasıl çoğal-çoğalma/ proteinini sentezle-sentezleme gibi hassas dengeler mevcutsa, aynı şekilde öl-yaşa dengesini ayarlayan bir denge de mevcuttur. Hücre her an ölmeye hazır durumda beklemektedir. Bir grup gen, hücreye büyüyüp bölünmesi gerektiğini söylerken, diğer bir grup gen de artık büyümenin yeterli olduğunu ve hücrenin büyümesini durdurarak kendi işlevini yerine getirmesini söylüyor. Kanser büyük ölçüde bu iki grup gen arasında dengesizlikten oluyor. Büyümeyi söyleyen genler normalden fazla çalışırlarsa veya büyümeyi frenleyen genler gerekenden az çalışır ya da herhangi bir nedenden ötürü bozulursa, hücre devamlı bölünüp büyüyor, yani kanserli hücre haline geliyor. Bugüne kadar bu görevi icra eden on kadar gen keşfedilmiştir.

Bu şekildeki hücre ölümlerine hücre intiharı programı denilir. Ölüm programı uygulanan hücre, önce içe doğru büzülür daha sonra da hücre çekirdeğinde bulunan DNA zincirini parçalar. Parçalanan hücre, komşu hücreler ya da makrofajlar (özel parçalayıcı hücreler) tarafından fagosite edilir.

Son araştırmalar ışığında P53 geninin, kanserin oluşumunda durdurucu bir role sahip olduğunu söyleyebiliyoruz. Sigaranın kanser yapmasının en önemli mekanizmalarından biri, dumanındaki kimyasalların P53’ü çalışmaz hale getirmesidir. Kanserde gen tedavisinin amacı, bozulan bu dengeyi yerine koymak yani çalışmayarak kanserleşmeye engel olmayan genleri tekrar çalışır hale getirmek.

Bilinen bütün kanser olgularının ortak bir yanı ya da ortak bir nedeni vardır: İnsan bedenini oluşturan sayısız hücrenin her birinin çekirdeğinde değerli bir hazine gibi saklanan deoksiribonükleik asit (DNA) zincirinin kimyasal yapısının değişmesi, daha bilimsel bir deyimle DNA’nın mutasyona uğramasıdır. Kanser hastalığının başlangıcı, apoptosis işlevini var kılan genlerin, mutasyon neticesinde bozulması (mutasyona uğraması) esasına dayanmaktadır. Bazı kişilerde ise bu, kalıtım yolu ile geçen bir hastalık olarak kendini göstermektedir. Aynı genlerin yapısının bozulmasına yol açan kimyasal maddeler kanser hücrelerinin oluşumuna sebep olur. Yaşlanma ile hücrelerde biriken toksik maddeler de zamanla aynı genleri tahrip edip hücreleri tümör hücrelerine dönüştürebilmektedir.

Kansere yol açan bozuklukları taşıyan genler ilk bulunduğu zaman onkogenler (kanser genleri) diye adlandırılmıştı. Onkogenler, hücre çoğalmasına itici görev yapan genlerdir. Onkogenlerin aslında proto-onkogenlerin (onkogen olmaya aday gen) mutasyona uğraması sonucu ortaya çıktığı fikri, yetmişli yılların sonunda sahiplerine Nobel Ödülünü getirmiş ve bu buluş kanser araştırmalarında bir dönüm noktası oluşturmuştur. Bu genlerin yanı sıra proto-onkogenlerin tersi işlevi ortaya koyan genler, hücrenin tümör hücresi olmasına mani olur. Bu gen gruplarının etkinliklerini kaybetmesi de kansere yol açar.

Kanser hücrelerinin diğer tüm hücrelerden farkı, bölünmeyi durdurucu sinyallerin hücreler arası iletişimle iletilememesidir. Bölünmeyi durdurucu görevi yapan genlerin, protein sentezi sonucunda oluşan kimyasal sinyalleri, hücreler arası mevcut bağlar (neksus) aracılığı ile tüm hücrelere yayılması gerekir. Kanser hücrelerinde hücrelerin temas noktaları olan hücre zarlarında iletişimi sağlayacak köprüler mevcut değildir. Bu nedenle bir hücredeki sinyalin diğer hücreye geçişi mümkün olamamaktadır. Bu da durmaksızın hücrelerin kontrolsuzca üremesi anlamına gelmektedir.

İkinci sınıf kanser tipi de çoğalmayı durdurucu görevi yapan genlerdeki mutasyonlar, etkinlikleri az ya da çok değişmiş proteinlerin yapımına neden olur. Genlerdeki bozukluklar, genellikle gen kaybı biçiminde gerçekleşir. Bu durumda protein sentezi durma noktasına gelir. Bu durum da hücrenin komşu veya uzaktaki her bir hücre ile iletişiminin kesilmesi olarak değerlendirilebilir.

DNA sentezi ya da protein sentezi aşamalarını denetleyen ve onaran mekanizmalar mevcuttur. Mutasyonların sonucunda, geni şifreleyen çift zincirli DNA molekülünün bir sarmalında gelişen değişiklikler, onarım mekanizmasıyla orijinaline sadık kalınarak tamir edilir. Mutasyonların etkisi beklenenden daha fazla tahrip edici olması söz konusu olduğunda, tamir mekanizması DNA zincirinde aslına yakın düzeltmeler gerçekleştirir. Duplikasyon (parça eksilmesi) şeklinde gelişen mutasyonların onarımı ise mümkün olamamaktadır. RNA moleküllerinin tek zincirli olması dolayısıyla mevcut onarım sistemlerin aslına uygun düzeltme yapabilmesi mümkün değildir. Hücre çekirdeğindeki ana DNA’dan aldığı bilgiyi ribozoma taşıyan m-RNA, (mesaj ileten) mutasyonlara son derece açıktır. Oluşabilecek mutant m RNAlar, sentezi durdurucu ya da yönünü değiştirici etkiler oluşturur.

Kanserli hücrelerde ortaya çıkan mutasyonlar rasgele değildir. Özellikle tamir mekanizmalarında, farklılaşmada, programlı hücre ölümü ve hücre çoğalmasında rol alan proteinleri şifreleyen genlerde mutasyonlar gelişir.

2003 yılında tamamlanması beklenen insan genomu projesi,son verilere göre sayıları 30-40 bin kadar olan genin DNA dizilerinin tamamının belirlenmesini amaçlamaktadır. Bunu takip eden evrede , bu genlerin hangilerinin hangi tip insan hastalığında rol aldığının saptanması gündeme gelecektir. Onkoloji açısından bu çalışmalar hastalık etiolojisi ile genetik mutasyonlar ilişkilerinin belirlenmesi, hastalığın tedavisinde gen tedavisi dahil, yeni tedavi yöntemlerinin denenmesi gibi konuları karşımıza çıkaracaktır.

——————————–DARWİN VE MOLEKÜLER DEVRİM———————————————–

Doğal seçilim aslında bir genetik kuramı. Çünkü doğal seçilim süreci genetik çeşitliliğin varlığını gerektiriyor. Bu çeşitlilik ortamında, Darwin’in deyimiyle “varolma mücadelesi”nde, avantajlı özelliklere sahip bireyler varlıklarını sürdürebiliyor ve bu özelliklerini bir sonraki kuşağa aktarabiliyorlar. Ancak Darwin, genetik süreçlerin nasıl işlediğini özelliklerin bir kuşaktan diğerine nasıl aktarıldığını- bilmiyordu. Ebeveynler ve yavrular arasındaki genel benzerliğin farkında olsa da, kalıtım sürecinin ayrıntılarını anlamamıştı. Oysa, tam da Danvin’in evrim düşüncesini geliştirmekte olduğu sıralar, Gregor Mendel bu ayrıntıları anlama aşamasındaydı. Darwin, Mendel’in makalesini hiç bir zaman okumadı. Sonuç olarak, o sıralar kalıtımla ilgili geçerli yaklaşım olan “karışımsal kalıtım” düşüncesiyle yetinmek zorunda kaldı. Bu düşünceye göre bir yavru, ebeveynlerinin özelliklerinin bir karışımını taşırdı ve genellikle bir özellik, anne ve babanınkilerin ortalaması gibiydi.

Ancak, “Türlerin Kökeni”nin yayımlanmasından sekiz yıl sonra (Mendel’in makalesinden bir yıl sonra), 1867′de, bir mühendis olan Fleeming Jenkin. karışımsal kalıtım ve doğal seçilimin bir birleriyle uyumlu olmadığını gösterdi.Biri kırmızı, diğeri beyaz iki kutu boya olduğunu ve doğal seçilimin “kırmızı” özelliği yeğlediğini düşünün. Karışımsal kalıtım durumunda, kırmızı bir birey ile beyaz bir bireyin çiftleşmesi sonucu oluşacak yavrular her zaman pembe olacaktır. Yalnızca kırmızı ile kırmızının çiftleşmesi durumunda kırmızı bireyler ortaya çıkacak, diğer tüm çiftleşmelerdeyse (ör. beyaz x kırmızı: pembe x kırmızı) kırmızılık azalacaktır. Yeni ve yararlı bir özellik olan kırmızı, büyük bir olasılıkla ender olarak ortaya çıkacak ve hakim durumdaki beyaz form ile çiftleşerek pembe yavrular üretecektir. Diğer bir deyişle, karışımsal kalıtım herşeyin orta noktaya yaklaşmasına yol açacak, renk pembeye yaklaştıkça, bir uç nokta olan kırmızı yok olacaktır. Fleeming’in düşüncesi, haklı olarak bunun doğal seçilimin etkisine ters düşen bir süreç olduğuydu.

Darwin, Jenkin’in haklılığını görerek kuramını kurtarmak için bir yol aradı ve “pangenesis” adını verdiği kendi kalıtım kuramını ortaya attı. Bu kuram özünde, Jean-Baptiste de Lamarck adlı Fransız biyologun 19. yüzyılda dile getirdiği ve sonradan “Lamarkizm”le tanımlanacak olan kalıtım sürecine benziyordu. Bu süreç, “edinilmiş özelliklerin kalıtımı”nı içeriyordu. Temelde Lamarck. bir canlının, yaşamı süresince edindiği özellikleri yavrularına geçirebileceğine inanıyordu. Lamarck’ın kendisi tarafından kullanılmamış olmasına karşın, bu konudaki en ünlü örnek zürafanın boynuyla ilgili olanıdır. Lamarkizme göre tek tek her zürafa, en üst dallardaki yapraklara ulaşabilmek için yaşamı boyunca boynunu gerdiği için, yaşlı bir zürafanın boynu gençlerinkine göre biraz daha uzundur. Lamarck, zürafanın boyun uzunluğundaki bu değişimin yavrularını da etkileyeceğini düşünüyordu; böylece sonraki kuşağın zürafaları, yaşamlarına önceki kuşaktan daha uzun boyunlarla başlayacaklardı. Darwin’in pangenesis kuramıysa bu süreç için bir mekanizma öneriyordu: Vücudun değişik parçalarında üretilen “gemül”ler, kana karışarak eşey hücrelerine, yani erkekte sperm, dişideyse yumurta hücrelerine taşınıyordu. Her bir gemül, anatomik bir parça ya da bir organa ait özellikleri belirliyordu. Bu durumda bir zürafanın yaşamı boyunca boynunu germesi, “boyun uzunluğu” gemüllerinin sürekli “daha uzun boyun” sinyalleri göndermesine neden olacaktı.

Lamarck ve Darwin yanılmışlardı. Darwin’in kurguladığı sistemin yanlışlığını ortaya çıkaran, kendi kuzeni Francis Galton oldu. Galton birkaç kuşak boyunca tavşanlara, başka renk tavşanlardan kan verdi. Darwin haklı olsaydı, kanın içindeki yabancı renk gemülleri nedeniyle alıcı tavşanların en azından birkaç tane ‘yanlış renkte’ yavru üretmeleri beklenirdi. Oysa Galton, deneyi birçok kuşak boyunca tekrarlamasına karşın, beklenenden farklı bir renk oranı gözlemlemedi. Jenkin’in eleştirilerini yanıtlayabilmek için son çare olarak pangenesise sarılmış olan Darwin’se. Galton’un ortaya koyduğu delilleri kabul etmek istemedi. Sonunda, Darwin’in öldüğü sıralarda Alman biyolog August Weismann, sperm ve yumurta oluşturan eşey hücrelerinin diğer vücut dokularıyla ilişkisi olmadığını ortaya koydu. Yani. bir zürafanın boynuyla sperm/yumurta üreten hücreleri arasında hiç bir iletişim yoktu. Dolayısıyla Lamarkizm ve pangenesis biyolojik olarak olanaksızdı.

Talihsiz Darwin!

Mendel’in çalışmaları konusunda bilgisi olsaydı, Jenkin’i yanıtlayabilmek için son derece ayrıntılı, üstelik de bütünüyle yanlış olan pangenesis kuramını ortaya atması gerekmeyecekti. Mendel, bezelye bitkilerini üreterek yaptığı gözlemlerine dayanarak, daha sonra “gen” adı verilecek olan kalıtım etkenlerinin, bireyin deneyimlerinden etkilenmedikleri, aksine, kuşaktan kuşağa bir bütün olarak ve değişmeden aktarıldıkları sonucuna vardı. Ayrıca bazı koşullar altında, bir özellik geçici olarak gizli kalabiliyordu. Kırmızı ve beyaz boya kutularımıza dönecek olursak, ilk çiftleşmenin sonucunda pembe bireyler ortaya çıksa bile. bir sonraki kuşakta, örneğin pembe x pembe çiftleşmesinden kırmızı bireyler elde edilebilirdi. Böylece Mendel’in çalışmaları hem doğal seçilimi Jenkin’in eleştirilerinden kurtarıyor, hem de doğal seçilimin işleyebileceği genetik bir temel sağlıyordu.

Doğal seçilimin kritik etkeniyle ilgili olarak (önce karışımsal kalıtım, sonra da pangenesis konusunda) Darwin’in iki kez yanıldığı düşünülürse, bu kuramın varlığını sürdürmesi çok olağandışı bir durum. Üstelik, kuruluşundaki hatalara karşın bu kuramın doğruluğu artık kanıtlanmış bulunuyor. Bu olağandışı sonucun nedeni, Darwin’in öncelikli olarak bir ‘deneyci’ (empiricist) olmasıydı: Onun için önemli olan. gözlemlerini açıklama çabaları değil, gözlemlerin kendisiydi. Evrim biyologu Ernst Mayr’ın da yazdığı gibi, “Darwin, genetik çeşitliliği bir ‘kara kutu’ gibi ele aldı. Hem bir doğabilimci, hem de hayvan yetiştiriciliğiyle ilgili literatürü izleyen bir okuyucu olarak. çeşitliliğin her zaman var olduğunu biliyordu ve bu onun için yeterliydi. Ayrıca, doğal seçilimin hammaddesi olan çeşitliliğin her kuşakta yenilendiğinden ve dolayısıyla her zaman varolacağından da emindi. Diğer bir deyişle, doğal seçilim kuramının öncülü olarak doğru bir genetik kurama gereksinimi yoktu.” (One Long Argument, s. 82. Harvard Univ. Press. 1991)

Öte yandan, son 50 yıl içinde moleküler genetik alanında kaydedilen olağanüstü ilerlemeyi gözönüne alırsak, Darvin’in düşüncelerinin varlığını sürdürebilmiş olması daha da şaşırtıcı. Jim Watson ve Francis Crick, DNA’nın sarmal yapısını. “Türlerin Kökeni”nin yayınlanmasından neredeyse 100 yıl sonra ortaya çıkardılar. O zamandan beri moleküler biyolojide kaydedilen ilerlemeleri Darwin’in öngörmesine olanak yoktu. Yine de onun basit kuramı, biyolojide kendisini izleyen tüm gelişmelere ters düşmeden yaşadı. Hatta yeni bulgular, kuramı zayıflatmak bir yana. destekledi bile. Moleküler genetiğin en son zaferini, insanın (ve birçok başka türün) genomundaki dizilimin eksiksiz olarak belirlendiği çalışmayı ele alın: Kendisi de genom projelerinin başlatanlarından olan Jim Watson, projeden bugüne kadar elde edilen en önemli bulgunun ne olduğu konusunda düşüncesi sorulduğunda, “Genom projesi Darwin’in, kendisinin bile inanmaya cesaret edebileceğinden daha haklı olduğunu gösterdi” yanıtını vermişti. Ayrıca Watson. beklenilenin tersine, genom projesinden çıkarılacak tıbbi sonuçlar yerine evrimsel sonuçlan vurgulamayı yeğledi. Çünkü genom projesi, genetik organizasyonun temel özelliklerinin tüm canlılar tarafından ne ölçüde paylaşıldığını ortaya çıkarmış bulunuyordu. Watson haklı olarak, genom çalışmalarıyla birlikte, canlıların evrimsel bağlantılarıyla ilgili yeni ufukların da açılacağı düşüncesinde.

Yakın zamanda “Türlerin Kökeni”ni yeniden yazma ve güncelleştirme işini üstlenmiş olan İngiliz bilimci Steve Jones da, Darwin’in çalışmasının sağlamlığından etkilenenlerden: “Sonuç olarak bu kitap (benim beklemediğim kadar) aslına benzeyen bir yapıt oldu. Darwin’in tezi. bir asırlık bilimsel gelişmeyi kolayca kaldırabiliyor.” (Almost like a whale, s. XXVII Doubleday 1999)

Bunu izleyen bölümlerde, yüzyılı aşkın süre boyunca bilimde gerçekleştirilen bu ilerlemenin daha ilginç ve daha yeni sonuçlarından bir kısmını kısaca gözden geçireceğiz. Tüm bulgular, Darwin’in düşleyebileceğinin çok ötesinde olmalarına karşın, “Türlerin Kökeni”nde çizilen çerçeveye rahatça oturuyorlar. Bu modern çağda Darwin gerçekten de “kendisinin bile inanmaya cesaret edebileceğinden daha doğru”.Yaprak yiyebilmek için moleküler düzeyde ne gerekli?

Doğal seçilimin gücünü en iyi ortaya koyan süreçlerden biri de “benzeştiren evrim”dir. Bu süreç, akrabalıkları olmayan canlı gruplarının, aynı seçilim baskısı sonucunda benzer özellikler edinmesini içerir. Bu yakınlaşma farklı düzeylerde olabilir: Örneğin kuşların ve yarasaların kanatlan, benzeştiren evrim sonucunda oluşmuştur. Her iki çözüm de. bir uçma organı yaratmak şeklindeki evrimsel sorunu paylaşır. Kuş ve yarasa kanatları temelde bütünüyle farklıdır elbette (örneğin, kuş kanadı kuşun yalnızca ön ayağını, yarasa kanadıysa hem ön hem de arka ayakları içerir). Ayrıca bu iki canlı grubunun, uçma yeteneğini birbirlerinden bağımsız olarak kazandıkları da çok açıktır. Taksonomistlerin yarasayı kuş olarak sınıflandırma tehlikesi yoktur; çünkü bu canlılar ortak olan sorunlarını çok farklı yollarla çözmüşlerdir.

Ancak, taksonomistler için büyük sorun yaratan doğal seçilim örnekleri de var. Bazı durumlarda benzeşim süreci o kadar etkili oluyor ki, ortaya çıkan benzerliğe dayanarak hiç bir akrabalığı olmayan canlılar, yanlışlıkla aynı gruba konulabiliyorlar. Örneğin, soyu tükenmiş olan keselikurdun, görünürde kurda çok benzemesi, ilk taksonomik değerlendirmeler sonucunda bu iki canlının yakın evrimsel akrabalar olarak sınıflandırılmasına (diğer bir deyişle benzerliklerinin, kurt-benzeri ortak bir atadan evrimleşmiş olmalarından kaynaklandığı düşüncesine) neden olmuş. Oysa daha ayrıntılı bir incelemede, temelde çok farklı iki ayrı memeli grubuna ait oldukları ortaya çıkıyor: Keselikurt bir keseli, kurtsa bir etenli (plasentalı) memeli. Yani bir kurda benzemesine karşın keselikurt, aslında kanguru gibi keseli hayvanlarla daha yakın akraba. Öyle görünüyor ki, iki ayrı bölgede ‘köpek’liği yeğleyen seçilim baskısı, biri keseli, diğeri plasentalı olmak üzere iki farklı hayvan çözümüyle sonuçlanmış.

Darwin’in bu örneklerle bir sorunu olmayacağı kesin. Ancak DNA devrimi, seçilim sonucu oluşan benzerlikleri çok daha ayrıntılı incelememize olanak tanıyor. Doğal seçilim ne kadar duyarlı? Benzer seçilim baskıları, farklı gruplar arasında moleküler düzeyde benzeşmeyle sonuçlanabilir mi? Diğer bir deyişle, temel bir işlevi yerine getirmek üzere belli bir proteini kullanan çeşitli canlılar arasında, protein dizilimi açısından benzeştiren evrim gelişmesini bekleyebilir miyiz?

DNA dizilimi, yaşamın aktif molekülleri olan proteinleri kodlar. Proteinlerin kendileriyse aminoasit adı verilen yapıtaşlarından oluşurlar. Yani bir genin DNA dizilimi, oluşacak aminoasit zincirini belirler. Dolayısıyla DNA diziliminde oluşan bir mütasyon. üretilen proteinin aminoasit dizilimini de etkiler. Öyleyse, belli bir proteinin belli bir biçimde kullanımının yeğlendiği durumlarda, akrabalığı olmayan canlıların aminoasit diziliminde de benzeştiren evrim görmeyi bekleyebilir miyiz?

Doğal proteinlerde 20 farklı aminoasit bulunabiliyor. Proteinin belli bir yerinde bu 20 aminoasitten herhangi biri bulunabileceği için, olası farklı dizilim sayısının çok yüksek olduğunu unutmayın. Örneğin, 200 aminoasit uzunluğundaki bir protein için 20 üzeri 200 farklı aminoasit dizilimi bulunabilir. Doğal seçilim, proteinin işlevini en iyi biçimde yerine getirmesini sağlayan dizilimi yeğler. Ama doğal seçilim ne kadar kesin sonuç verebilir? Belli bir işlev için ortak seçilim baskıları olduğunu varsayarsak, farklı canlı gruplarında bağımsız olarak aynı aminoasit dizilimiyle -bütün olasılıklara karşın yeğlenen dizilimle- sonuçlanabilir mi?Belli koşullar altında, “evet”. Bunun en iyi örneğini yaprak-yiyen hayvanlarda görebiliriz. Yaprak yemek, besin elde etmenin zahmetli bir yolu; çünkü bitkilerde hücre duvarının temel maddesi olan selülozun parçalanması, özellikle zor. Ve selülozu parçalayamazsanız yaprak hücrelerinin içine ulaşıp gerekli besinleri alamazsınız. Bu nedenle, “geviş getirenler” olarak bilinen, ineğin yanısıra başka evcil hayvanları da içeren memeli grubu, mikroplardan yararlanır. Bu hayvanların bağırsaklarında, selülozu ustaca parcalayabilen bakteri toplulukları yaşar. Kısacası inekler, selülozu parçalayıp bitki hücrelerini açmak için bakterileri kullanırlar. Ama bakteriler bu hücrelerin içindeki besini kendileri kullandıkları için, ineklerin bu kez de besini bakterilerden ayırmanın bir yolunu bulmaları gerekir. Bunu yapabilmek için inekler ve diğer geviş getirenler, “lizozim” adı verilen ve bakterilerin hücre duvarını parçalayan bir enzim (aktif bir protein) kullanırlar. Sonuç olarak, bir ineğin yediği otlardan besin elde etme süreci son derece dolaylı: Otu yiyor, bakteriler bitkinin selüloz hücre duvarını parçalıyor ve hücrenin içindekileri kullanıyor: bundan sonra ineğin bağırsaklarındaki lizozim, bakterileri parçalıyor ve sonunda besinler ineğe ulaşabiliyor. Evrimsel açıdan lizozim, yeni bir sindirim işlevi için kullanılmış oluyor. Enzimin tipik işleviyse, memeli vücudunu bakteri saldırılarına karşı korumak; hayvan için sorun yaratmalarına fırsat vermeden, bakterilerin lizozimler tarafından parçalanması gerekiyor. Örneğin, gözyaşındaki lizozim bu yolla bakteriyel enfeksiyon riskini azaltıyor.

Aslında geviş getirenler yaprak yemekte uzmanlaşmış tek memeli grubu değil. Özellikle Asya’da yayılım gösteren ve langur adı verilen bir grup maymun da bu işi yapabiliyor. Peki ama langurlar selülozu sindirme sorununu nasıl çözüyorlar? Şaşırtıcı bir şekilde (ve geviş getirenlerle hiç de yakın akraba olmadıkları için bağımsız olarak) bu sorun için aynı çözümün evrimleştiğini görüyoruz: Onlar da bağırsaklarında, işlevi selülozu parçalamak olan bir bakteri topluluğu barındırıyorlar. Ve onlar da, bakterilerin bitkilerden aldıkları besini elde etmek için, bakterilerin hücre duvarını parçamada lizozimden yararlanıyorlar. Bu olgunun kendisi, benzeştiren evrimin. diğer bir deyişle bütünüyle ayrı iki hayvan grubunun ortak bir evrimsel sorunda aynı çözüme ulaşmasının, güzel bir örneğini oluşturuyor. Ancak benzeşim bununla da kalmıyor: Langur maymunlarına ve geviş getirenlerden biri olarak ineğe ait lizozimlerin aminoasit dizilimlerini karşılaştırdığımızda, bu kadar uzak akraba olan gruplar için bekleyebileceğimizden çok daha yüksek bir benzerlik buluyoruz. Daha ayrıntılı bir inceleme yaptığımızdaysa, geviş getirenlerdeki belli aminoasit değişimlerinin (olasılıkla lizozimin sindirime ilişkin bu yeni işlevi kazanmasını kolaylaştırmak üzere) langurlarda da gerçekleşmiş olduğunu görüyoruz.

Bu son derece olağanüstü bir sonuç. Bu iki yaprak-yiyen grup, yalnızca selüloz sorununu çözmek için kirli işlerini bakterilere yaptırmakla kalmadılar, lizozimi genel bir bakteriyel savunma enzimi olmaktan, sindirim işlevinin temel öğesi olmaya dönüştüren aminoasit değişimleri açısından da benzeştiler. Doğal seçilimin, aminoasit diziliminde evrimle sonuçlanması gerçekten dikkate değer bir olgu. Bizim gibi (ya da inekler ya da langur maymunları gibi) karmaşık hayvanların vücudunda üretilen yaklaşık 100 000 farklı protein var. Ve bu örnekte, bu proteinlerden yalnızca bir tanesinde, lizozimde oluşan küçük farklılaşmalar, doğal seçilimin gücünü yönlendirmek için yeterli olmuş.

Yakın geçmişte bu öykünün bir başka yanı daha ortaya çıktı. Geviş getirenler ve langur maymunları gibi yaprak yiyen ve dolayısıyla selüloz sorunuyla karşı karşıya olan bir kuş türü incelendiğinde, yalnızca Amazon havzasında bulunan ve son derece garip görünüşlü olan “hoatzin” adlı bu kuşun da, selüloz sorununu bakterilerin yardımıyla çözdüğü ve bakterileri parçalamak içinse lizozim kullandığı bulundu. Evet, yaprak yiyen iki memeli grubuna ait lizozimin ve hoatzin lizoziminin aminoasit diziliminde de benzeşme oluşmuş. Diğer bir deyişle, moleküler düzeydeki bu benzeştiren evrim örneğinin yalnızca memelileri değil, kuşları da içerdiğini görüyoruz.

Yüksek uçuş: Yüksek irtifa için moleküler uyum

Bir enzimin değişik formları arasındaki işlevsel farklılıklar konusunda yorumlar yapabilmek için, o enzim ve biyolojik etkinliklerinin aynntılarıyla ilgili bilgilere gereksinmemiz var. Aminoasit diziliminde, dört aminoasidin wxyz şeklindeki dizilimini de içeren bir protein düşünün. Başka bir türde aynı işlevi gören proteinde aminoasit dizilmi wxtz olursa, diğer bir deyişle bu kısa dizide ‘y’ aminoasidi yerine ‘t’ geçmişse, bu önemli bir farklılık mıdır? Bu soruyu, ancak proteinin yapısı ve işlevi konusunda fazlaca bilgimiz varsa yanıtlayabiliriz. Eğer, örneğin “bu protein f fonksiyonu için kullanılıyor” şeklinde genel bir düşünceden daha ayrıntılı bilgimiz yoksa, y –> t değişiminin önemini anlamamız olanaksız. Oysa çok az sayıda protein konusunda gerekli bilgiye sahibiz ve bunun sonucunda moleküler uyumla ilgili çalışmalar zorunlu olarak sınırlı düzeyde kalıyor. Morfolojik düzeydeki uyumla ilgili çalışmalar içinse durum farklı. Örneğin, elin işlevini tam olarak anlamak ve hayvanlar arasında görülen farklı el tiplerinin uyumsal değerini çıkarsamak çok zor değil.

Kırmızı kan hücrelerinde bulunan ve oksijenin taşınmasından sorumlu molekül olan hemoglobin, moleküler uyumun evrimsel incelemesi için bulunmaz bir aday. Hemoglobin, akciğerlerde yoğun olan oksijene bağlanır ve vücudun, örneğin çalışan kaslar gibi, oksijen yoğunluğu az olan bölgelerinde bu oksijeni salar. İnsanlarda rastlanan pek çok hastalıkta hemoglobinle ilgili sorunların varlığı ve oksijen taşınımının hayvan fizyolojisinin temel bir öğesi olması nedeniyle hemoglobin, üzerinde çok iyi çalışılmış bir protein: hatta X-ışını yayılımı yöntemi kullanılarak üç boyutlu yapısı belirlenen ilk proteinlerden biri (Proteinler doğrusal aminoasit zincirlerinden oluşurlar; ancak bunlar proteinin işlevi için gerekli olan karmaşık üc-boyutlu yapıları oluşturacak şekilde kendi üstlerine katlanırlar.). Hemoglobinin evrimsel inceleme açısından iyi bir aday olmasının başka bir nedeni de, oksijen taşınımı açısından çok farklı ortamlarda yaşasalar da. tüm canlıların oksijen taşıma gereksinimi için aynı temel molekülü kullanmaları. Örneğin bazı kuşlar, deniz düzeyiyle karşılaştırıldığında oksijen miktarının çok daha az olduğu yüksek irtifalarda yaşarlar. Oysa yalnızca uçmak bile, çok enerji gerektiren ve oksijene bağımlı bir etkinlik. Dolayısıyla, bu molekülün doğal seçilim sonucunda -oksijen açısından- aşırı ortamlara uyum sağlayıp sağlamadığını belirlemek amacıyla, tipik olarak yükseklerde uçan bir kuşla alçaktan uçan bir kuşun hemoglobinlerini birbirleriyle karşılaştırabiliriz.

Kuşların çok yükseklerde uçabildiği, bilinen bir olgu. Şimdiye kadar kaydedilmiş en yüksek kuş uçuşu. Fildişi Kıyısı’nda 11.300 m yükseklikteyken bir jet uçağına çarpan Rüppell akbabasına (Gyps rueppellii) ait. Bu yükseklik. Everest Tepesi’nin yüksekliğinden 2000 m daha fazla. Yükseklik arttıkça oksijen yoğunluğunun daha hızlı azalmasına bağlı olarak yüksekte uçan kuşlar oksijen bakımından, alçakta uçan akrabalarından bütünüyle farklı bir ortamda yaşarlar. Göç ederken Himalayalar gibi yüksek dağ sıralarının üzerinden geçen kuşlar da sıklıkla çok yükseklerde uçarlar. Örneğin yazlarını Tibet, kışlarını da Kuzey Hindistan’da geçiren Hint kazı (Anser indicus), mevsim aralarında Himalayalar’ın üzerinden uçar. Hint kazının ve alçak bölgelerde yaşayan en yakın akrabası olan bozkazın hemoglobinlerine bakıldığında, yalnızca 4 amino asit açısından farklı oldukları, bu farklılıkların, molekülün üç boyutlu yapısı üzerindeki etkisi incelendiğinde de, yalnızca bir tanesinin hemoglobinin oksijen tutma yeteneğini artırdığı görülüyor. Buysa, yükseklerde daha az olan oksijene çok daha kolay bağlanabilmesi için Hint kazının hemoglobininde bulunması gerekli olan özellik.

Aynı durum, yükseklerde uçan başka bir kaz türü olan And kazı (Chloepahaga melanoptera) için de geçerli. Hint kazında olduğu gibi And kazında da, hemoglobinin oksijen tutma yeteneğinin artmasından tek bir aminoasit değişimi sorumlu.

Her iki sonuç da, bu iki kaza ait hemoglobin proteinlerinin, alçak yerlerde yaşayan bozkaza ait olanlarıyla karşılaştırılması, ardından da oksijen-bağlama yeteneğini etkileyecek aminoasit değişimlerinin kimyasal yapıya ilişkin argümanlarla saptanması yöntemiyle elde edilmişti. Oysa bu, birçok açıdan tartışmalı bir yöntem. Oksijen bağlama yeteneğiyle ilgili yorumlarımızın gerçekten doğru olduğunu nasıl bilebiliriz? Hemoglobinin bu kadar iyi çalışılmış bir protein olması nedeniyle bu soru, gerekli deneylerle en iyi şekilde yanıtlanmış durumda. Ancak bu. ilk bakışta göründüğünden çok daha zor bir işlem: Bir insan hemoglobini alınıyor ve oksijen-bağlama yeteneği ölçülüyor; sonra genetik mühendisliği devreye sokularak uygun konumdaki aminoasitin yerine, Hint kazı için kritik olduğu belirlenen aminoasit yerleştiriliyor. Böylece, yeryüzünde olasılıkla daha önce hiç varolmamış, yeni bir hemoglobin molekülü üretilmiş oluyor. Şimdi, yeni üretilen bu molekülün oksijen bağlama yeteneği ölçülebilir.

Bu deney, insan hemoglobini ve hem Hint kazı. hem de And kazının yüksek irtifa aminoasitleri kullanılarak gerçekleştirildi. Her iki durumda da, yeni hibrid hemoglobin molekülünün, normal insan hemoglobinine göre belirgin şekilde yüksek bir oksijen bağlama yeteneğine sahip olduğu görüldü. Kısacası deneysel sonuçlar, yapısal bilgilere dayanılarak yapılan çıkarsamaları doğruladı.

Deneyler karmaşık olsa da sonuç basit: Moleküler düzeyde doğal seçilim son derece etkili bir unsur. Moleküller, uygun koşullarda en iyi performansı gösterecek ince bir ayara sahipler. Rüppell akbabasının 11.000 m’de uçabilmesini sağlayan unsur ise, hemoglobin molekülü üzerindeki etkisi aracılığıyla doğal seçilim.

Moleküller ve biz: Darwin’in insan evriminde bilmedikleri

DNA devrimi sonucunda ortaya çıkan evrimsel bulgular arasında belki de en dikkate değer olanları, kendi türümüzü ve onun tarihini ilgilendiren bulgular. Moleküler genetik tekniklerin gelişmesinden önce, insanın geçmişini araştırmak için kullanabileceğimiz fazla malzeme yoktu. Sümer tabletleriyle başlayan yazılı kayıtlar göreceli olarak çok yeniydi; arkeolojik ve fosil kayıtlarsa hem çok az bilgi sağlıyordu, hem de bölük pörçük oldukları için yorumlayanın yaklaşımlarına bağımlıydılar. DNA dizilimi bunların tümünü değiştirdi: Yeryüzünde bugün varolan genetik çeşitliliğe bakarak geçmişle ilgili çıkarsamalarda bulunabiliyoruz artık. Kullanılan mantıksa basit DNA dizilimi zaman içinde yavaş yavaş değişir: dolayısıyla herhangi iki dizilim -ve ait oldukları insanlar- birbirlerinden ne kadar uzun süre yalıtıldılarsa, o kadar farklı olurlar. Şu anda varolan farklı grupların, örneğin Avustralya yerlileri, Amazon yerlileri, Japonlar, Türkler, Kalahari buşmanlarının DNA dizilimlerini karşılaştırarak, kimlerin birbirlerine daha yakın olduğunu belirleyebiliriz.

Bu araştırmalardan elde edilen ilk ve en önemli sonuç, basın dünyasında “mitokondriyel Havva” olarak adlandırıldı. Hücrenin içinde, enerji fabrikası işlevini gören ve mitokondri adı verilen küçük bir yapı var. İşte bu yapının içinde bulunan kısa bir DNA molekülünün dizilimini kullanarak tüm insanlar için bir soy ağacı oluşturursak, iki şey buluyoruz: hepimizin ortak atasının yaklaşık 100 000 yıl önce yaşadığı; ve bu ortak atanın Afrika’da olduğu. Buradan çıkaracağımız sonuçsa, modern insanın 100 000 yıl önce Afrika’da ortaya çıktığı ve oradan dünyaya yayıldığı.

Bu sonuç, kayda değer bir bulguydu. Uzun zamandır türümüzün 100 000 yıldan çok daha yaşlı olduğu varsayılıyordu. Gerçekten de evrim standartlarına göre 100 000 yıl göz açıp kapayıncaya kadar geçer: bizim türümüz çok genç bir tür. Bu noktayı açıklığa kavuşturmak için bu süreyi, orangutanlar için geçerli olanla karşılaştırmakta yarar var. Orangutanlar Güneydoğu Asya’daki iki adada, Borneo ve Sumatra’da bulunurlar. Mitokondriyel Havva çalışmasında kullanılan genetik teknikler orangutanlara uygulandığında, ortak bir atayı en son olarak 3,5 milyon yıl önce paylaştıkları ortaya çıktı. Diğer bir deyişle, bu adaların her birinden alınacak birer orangutan, birbirlerinden genetik olarak en farklı durumdaki iki insandan ortalama 35 kat daha farklılar. Ve ne ilginçtir ki. büyük bir olasılıkla siz bu iki orangutanı birbirlerinden ayırdedemezsiniz. 3,5 milyon yıllık bir evrimin bile çok önemli farklılaşmalara yol açması gerekmiyor. Yani. ırkçılar tarafından bu kadar sık dile getirilen yüzeysel farklılıklara karşın, bir tür olarak bizler şaşılacak derecede birörneğiz. En siyah Afrikalıyla en beyaz Avrupalı arasındaki genetik farklılık, uzman olmayan birine aynı gibi görünen iki orangutan arasındaki genetik farklılığın yanında çok önemsiz kalıyor.

30.000 yıllık bir iskeletin DNA’sından elde edilen veriler sayesinde artık biliyoruz ki, yakın geçmişimize ait soy ağacının en eski dalı bütünüyle yok oldu. Neandertaller adı verilen bu insanlar 800.000 yıl kadar önce ortaya çıktılar ve yaklaşık 30.000 yıl önce ortadan kayboldular. Neandertallerin bizler, yani modern insanlar tarafından mı yokedildiği. yoksa karışma sonucunda bizim bugün bir ölçüde Neandertal mi olduğumuz sorusu yakın zamana kadar açıklık kazanmamış olan bir konuydu. Oysa şimdi DNA analizlerine bakarak, Neandertal insanının kaderinin, karışma sonucu yokolmak değil, zor kullanılarak soyunun tükenmesi olduğunu açıkça görebiliyoruz. Neandertal DNA’sı tüm modern insanlarınkinden çok farklı: eğer bizimle üremiş olsalardı, bu farklı dizilimlerin modern insan popülasyonlarında da bulunmasını beklerdik. Bulunmaması, Neandertallerin 30.000 yıl önce yokolduklarını ve DNA’larını da beraberlerinde götürdüklerini gösteriyor.

İnsanın tarihiyle ilgili modern yaklaşımlar, yalnızca ırkçılık için biyolojik bir temel olasılığını ortadan kaldırmakla ve Neandertallerin kaderini ortaya çıkarmakla kalmadı. En ilginç sonuçlar çok yakın zamanda bulundu. Bu sonuçlar, cinsiyetler arasındaki farklılıklar, özellikle de göç konusundaki farklılıklarla ilgiliydi.

Yeryüzündeki herkes için. incelemekte olduğumuz DNA parçasında dizilimin aynı olduğunu ve bu dizilimde, örneğin Güney Afrika’da bir mütasyon oluştuğunu düşünün. Eğer yoğun bir göç hareketi yaşanıyorsa, bu mütasyon hızla yayılır ve belki birkaç kuşak sonra, örneğin İstanbul’da görülebilir.

Ancak eğer göç hareketleri çok azsa insanlar oldukları yerlerde kalıyorlarsa mütasyon Güney Afrika’yla sınırlı kalır ya da çok çok yavaş yayılır. Yani, DNA varyantlarının -mütasyonların-yayılım miktarı, göç hareketinin büyüklüğünü belirlemek için dolaylı bir ölçüt olarak kullanılabilir.

İnsanlık tarihini (ve göç hareketlerini) kadınlar ve erkekler için ayrı ayrı incelememiz mümkün. Bazı DNA parçaları kuşaktan kuşağa yalnızca kadınlar arasında aktarıldıkları için dişi tarihinin, başka parçalarsa yalnızca erkekten erkeğe aktarıldıkları için erkek tarihinin “işaretleri” olarak kullanılabiliyorlar. Kadınlara özgü olan ve mitokondride bulunan DNA’dan daha önce söz etmiştik. Yalnızca dişinin üretebildiği döllenmemiş bir insan yumurtası mitokondri (ve dolayısıyla mitokondriyel DNA) içerirken, erkeğin sperm hücresiyle yeni bireye yaptığı katkı mitokondri içermez. Yani mitokondriyel DNA yalnızca kadınlar tarafından aktarılır. Öte yandan, yalnızca erkekler tarafından aktarılan küçük bir insan kromozomu var. Erkekleri erkek yapan, bu “Y” kromozomu olduğu için. tanımı gereği “Y” kromozomunu taşıyan tüm insanlar erkek. Yani “Y” kromozomu erkeklere özgü ve yalnızca erkek soyunda aktarılıyor.

İnsan popülasyonları arasındaki mitokondriyel DNA çeşitliliğini yapısal olarak incelediğimiz zaman, mütasyonların çoğunluğunun tüm popülasyonlar arasında büyük ölçüde yayılmış olduğunu görüyoruz. Diğer bir deyişle, yalnızca yerel olarak görülen varyantlara hemen hemen hiç rastlamıyoruz; yani popülasyonlar büyük ölçüde karışıyormuş gibi görünüyor. Ve elbette bu karışma, göç hareketinin sonucu. Oysa “Y” kromozomundaki farklılıklarla ilgili olarak yakınlarda yapılan çalışmalar, bunun tam tersi olan sonuçlar ortaya çıkarıyor. Bu sonuçlar, yayılım miktarının aslında çok düşük olduğunu, ve örneğin Güney Afrika’da ortaya çıkan bir mütasyonun genellikle pek uzağa gitmediğini gösteriyor.

Acaba neler oluyor? Tek bir tür için, kendi türümüz için nasıl bu kadar çelişkili iki ayrı sonuç elde edilebilir? Aslında bunun açıklaması basit: Erkekler ve kadınlar farklı hızlarda göç ediyorlar ve bunu beklenmedik bir şekilde yapıyorlar. Çok dolaşan erkekler ve evde duran kadınlarla ilgili tüm önyargılarımıza karşın, aslında kadınlar erkeklerden çok daha fazla yer değiştiriyorlar. Hatta birçok kuşak gözönüne alınarak yapılan hesaplamalarda, kadınların erkeklerden ortalama olarak 8 defa daha fazla göç ettiği ortaya çıkıyor.

Bu, sezgilerimize bütünüyle aykırı bir sonuç. Büyük İskender’in dizginsiz dolaşan orduları ya da Cengiz Han’in Orta Asya’da savaşan atlılarıyla ilgili öyküleri dinleyerek büyümüş olsak da. erkekleri hareketli avcılar ve gezginler olarak gören önyargılarımızın bütünüyle yanlış olduğu ortaya çıkıyor. Aslında antropologlar bu olguyu kolayca açıklayabilirler. Tüm toplumlarda antropologların “atakonumu” (patrilocality) adını verdikleri bir uygulama görülür: İki ayrı köyden bir çift evlendikleri zaman, kadın erkeğin köyüne taşınır. A köyünden bir kadının B köyünden bir adamla evlendiğini ve B köyüne taşındığını varsayın. Bir kızları ve bir oğulları oluyor. Kızları C köyünden bir adamla evlenerek C köyüne taşınıyor; oğullan da D köyünden bir kadınla evleniyor ve bu kadın B köyüne geliyor. Böylece erkek soyu B köyünde kalırken dişi soyu iki kuşakta A’dan B’ye, sonra da C’ye taşınmış oluyor. Bu sürecin kuşaklar boyunca sürmesi, dişi göçünün çok yaygın, erkek göcününse sınırlı olmasıyla sonuçlanıyor. Erkekler gerçekten de bazen uzak ülkeleri fethetmek için yola çıksalar da. bunlar insan göçünün bütünü içinde önemsiz kalıyor: insanlığın tarihini şekillendiren, kadınların adım adım köyden köye yaptıktan göçler.

Darwin’e dönüş: “Darwin’in bile inanmaya cesaret edebileceğinden daha doğru”

Darwin’in zamanından bu yana biyolojide olağanüstü ilerlemeler kaydedildi. Bunların birçoğu evrimle doğrudan ilgili ve Darwin’in kuramına ışık tutuyor. Ama Darwin mezannda rahat yatabilir: Evrimsel değişimin mekanizmasını şimdi artık çok daha iyi anlıyoruz ve bu yeni bulgular karşısında Darwin’in görüşlerinin özü hâlâ sağlamlığını koruyor.

Daha önce de gördüğümüz gibi. kalıtım, ve mekanizması olan genetik konusundaki bilgisizliğine karşın kuramının yaşayabilmesi. Darwin’in öncelikle bir deneyci olmasından kaynaklanıyor. Doğadaki çeşitliliğin ve bunun bir kuşaktan diğerine -bir şekilde- aktarıldığının farkında olması onun için yeterliydi. Ayrıntılı bir kalıtım kuramına gereksinimi yoktu. Aynı durum çalışmalarının başka yönleri için de geçerli. Örneğin, “Türlerin Kökeni”ninde, hayvan ve bitkilerin coğrafi dağılımını inceleyen biyocoğrafyaya yalnızca iki bölüm ayırmıştı. Darwin kitabını, kıtaların coğrafi tarihini şekillendiren en önemli gücün levha tektoniği olduğunun bulunmasından çok önce yazmış olmasına karşın, gözlemleri bugün hâlâ güncelliğini ve doğruluğunu koruyor. Levha tektoniği konusundaki bilgisizliği, biyocoğrafyaya yaptığı katkıları engellemedi. Hiç bir zaman bildiğinden ayrılmadı ve bir deneyci olarak kaldı. Farklı anlamları olabilecek veriler konusunda spekülasyon yapmak yerine, çok miktarda veriye sahip olduğu ve basit yorumlarla üzerinde çok şey söyleyebileceği konulara ağırlık verdi. Böylece, biyocoğrafya gibi iddialı konulara sapmak yerine, adaların yanısıra üzerlerinde yaşayan hayvan ve bitkiler konusunda da çok ayrıntılı yazılar yazabildi.

Darwin’in bu deneyciliği hepimize örnek olmalı. Bu güzel kuramının olağanüstü verimliliği, deneyciliğin, olgulardan sapmamanın gücünü ustaca ortaya koyuyor.

Bu yazı Mayıs 2000 de Sabancı Üniversitesi’nde

misafir öğretim üyesi iken İstanbul’da verdiği

bir popüler konferansa dayanmaktadır

—————————————AKRABA EVLİLİKLERİ——————————————————-

Türkiye gibi akraba evliliklerinin yoğun olduğu ülkelerde, sakat bebek doğumları çok sık görülmektedir. Akraba evliliklerin görülmesinin sebepleri arasında genellikle, aileye ait mal varlığının dağılmaması, aile bireyleri arasındaki sevgi ve saygıyı korumak, akrabaların evlilik ve sosyo ekonomik beklentilerinin aynı olması ve karşı cinsle rahat iletişime girememe gibi etkenler sayılabilir. Akrabalar arasında yapılan evliliğe endogami denilmektedir.

Kalıtımın taşıyıcısı genlerdir. Bizler nesiller öncesinden gelen atalarımızın bize hediye ettiği genetik kalıtımla yaşama başlamaktayız. Vücudumuzun büyüyüp gelişmesi ve çalışması genlerimizin kontrolü altındadır. Yaşamın temel taşı olan genler, bir DNA molekülündeki belirli bir özellik içeren kesitine verilen addır. Her bir gen ya da birkaç gen kümesi bizdeki bir özelliğin bilgisini içerir. Anne ve babadan eşit olarak geçen genler, bizdeki tüm yaşam duvarlarını örer. Genler hücrelerde bulunan kromozomların kısımlarıdır. Dolayısıyla genler, kromozomlarla birlikte çoğalarak, hücre bölündükçe yeni hücrelere geçerler. Kişide her genin, biri anneden biri babadan gelmiş olan iki kopyası (alleli) bulunur. Bazen genin bir kopyasının yapısı bozuktur ve bu bozuk kopya yüzde elli olasılıkla çocuğuna geçer. Bozuk bir gen, kişinin bazı vücut işlevlerinin bozulmasına neden olur.

Bir karaktere ait olan özelliğin diğerine baskın olması halinde o karaktere baskın (dominant) gen , baskın olmayan gene resesif (çekinik) gen denir. Bir karakterin çıkması, iki aynı gen frekansının karşılaşması demektir. Eğer bir hastalığa ait gen (resesif) anneden aktarılırken, babadan da aynı (resesif) gen ile karşılaşırsa o hastalık mutlaka doğacak olan çocukta çıkacaktır. Eğer , anneden resesif gen, babadan da dominant gen karşılaşırsa bu sefer doğacak çocuk da tıpkı anne ve babası gibi hastalığın taşıyıcısı olacak, ama o hastalık açığa çıkmayacaktır. Aynı karakterde iki resesif genin karşılıklı gelmesi çekinik alleller sonucu hastalık çıkar. Anne ve babadan iki baskın gen (dominant) alan çocuk (baskın alleller) ise tamamen sağlıklıdır.Dolayısı ile, akraba evliliklerinde aynı gen yapısına sahip olan ailede , resesif genlerin birbirleriyle karşılaşma ihtimalleri, daha fazla olacaktır.

Buna örnek olarak kahverengi ve mavi göz renklerini ele alalım.

12 Temmuz 2007

Giriş

GİRİŞ

1.1. KAS YAPISI

İskelet kaslarını oluşturan lifler, TİP I (ST) ve TİP II (FT) şeklinde karışık olarak bulunur ve histolojik-morfolojik yönden iki çeşidi oluşturur. Dolayısıyla bu iki tip lif arasında histokimyasal farklılıklar vardır. Yapılan sporun ve antrenmanın özelliğine göre, aynı tip fibrillerde gelişme olmaktadır (63).

TİP I Lifleri ; yavaş kasılan, oksidatif lifler olup kapiller damarlar yönünden zengin olduğundan, kırmızı lif adını da alırlar. Bu lifler daha çok dayanıklılık faktörü ile ilgilidir. Postürü sağlayan kaslarda bol miktarda bulunur. Anaerobik kapasiteleri düşük, oksidatif kapasiteleri yüksektir. TİP II lifleri ise hızlı kasılan glikolitik liflerdir. Beyaz lif adı da verilir. IIa , IIb ve IIc olmak üzere üç alt gruba ayrılırlar. Tip lla süratli kasılan oksidatif glikolitik, Tip llb süratli kasılan glikolitik, Tip IIc çok süratli kasılan glikolitik fibrillerdir. Bu liflerin en önemli özelliği, hızlı kasılmaları, kasılma sürelerinin kısa, kasılma gücünün ise yüksek olmasıdır. Yüksek şiddette ve daha kısa süreli aktiviteye iyi uyum sağlarlar. Anaerobik kapasiteleri yüksek, oksidatif kapasiteleri düşüktür. Bu nedenle çabuk yorulurlar (63, 3, 65, 48). Hakkinen ve ark (1985) hızlı yapılan çalışmalardaki performansın sinir kas adaptasyonundan oluştuğunu, bunu da genetik faktörlerin belirlediğini tespit etmiştir (55). Bosco ve Komi (1979) performansı etkileyen nedenlerin başında motor ünitelerin mekanik karakteristikleri ve onların kas-fibril yapılarıyla açıklandığını belirtmiştir (18). Ayrıca, ağırlık kaldırmada kabiliyetin artması ise kas grupları arasında koordinenin sağlanmasıyla tespit edilir (87). Ağır direnç ve patlama gücüne yönelik antrenmanların oluşturduğu performans değişikliğinin, insan kaslarının karakteristiklerindeki elektromyografik ve kuvvet, refleks kasılması anındaki değişiklikler özel çalışmaların yol açtığı sinir-kas adaptasyonundan oluşmaktadır (54). Yani, kasın performans ve gelişim derecelerinin de sinir sisteminin olgunlaşmasına bağlı olduğu da unutulmamalıdır (80).

Hettinger, her cm2 kasın 6 kg., Kalyon ise ortalama 3-4 kg. ağırlığı kaldırabildiği ve dolayısıyla kasın enine kesiti arttıkça (hipertrofi) üretebileceği kuvvetin de arttığını ve temelde de kas lifi sayısının artmadığını belirtmiştir (63). Kaslar antrenmanla yüzde 30-60 kadar daha hipertrofiye olabilir. Bu da büyük ölçüde kas liflerinin çapını arttırmasının yanında genişleyen kas lifleri ortalarından bölünerek lif boyunca ayrılırlar, böylece oluşan lifler sayıyı da çoğaltmış olur (3, 32, 48). Hakkinen ve ark. (1985) az yoğun çalışmalarda hipertrofinin çok fazla olduğunu, bunu takip eden çok yoğun dönemde hipertrofi gözlenmediği hatta kasın inceldiğini ve dinlenme sezonunda kas fibril alanının azaldığını, hatta ileri derecede antrenmanlı kişilerde hipertrofik kaslarda pek verim alınamadığını belirtmiştir (52). Kawakami ve ark. (1993) kuadriceps femoris kasının, antrenman sonrasındaki kesit alanının ortasında ve 10 cm. aşağısında eksantrik, konsantrik ve izometrik kasılma sırasında kas çapının büyümesi bakımından önemli bir ilişki gözlendiğini belirtmiştir (64). Maughan ve ark. (1983) hipertrofik olarak kasın kesit alanıyla kuvvetin ilişkili olmadığını tespit etmiştir (74). Goldberg ve ark. (1975) ise kas lifinin enine kesitinin belirli bir değere geldikten sonra çatallandığını tespit ederek bu olaya hiperplazi demişlerdir (69).

Kaslarda herhangi bir uyarım sonucu kas-sinir iletiminin elektriksel uyarımı sonucu alınan yanıt, önce kasılma sonra gevşeme tarzındadır. Bu tek kasılma ve gevşemeden olan aktivite, kasın elemanlarla birlikte yaptığı aktivitesini oluşturur ve buna tek kasılma adı verilir. Bu durumda, kasılma, dışardan gelen direkt elektriksel uyarılma ya da fizyolojik olarak sinirlerin uyarılmasıyla gerçekleşir.

Bu iki kasılma şeklinde de kas lifi boyunca uzanan retikülümden lif içine kalsiyum (Ca++) boşalır. Sarkoplazmik sıvıya geçen Ca++, miyozini aktive eder. Bu sayede kasın aktin ve miyozin filamanları birbirine yaklaşır; olayın devamı için enerjiye gereksinim vardır. Bunu da ATP sağlar. ATP ‘nin ADP ve P ‘ye ayrışması ile büyük miktarda enerji açığa çıkar. Aynı anda kas lifi membranı (sarkolemma), Na + ve K+ için geçirgen hale gelir; Na+ hücre içine girer, K+ dışarı çıkar. Ca++ un açığa çıkmasıyla da troponin ile birleşir ve filamanlar arasında bir etkileşim meydana gelerek aktin filamanları çapraz köprüler vasıtasıyla miyozin filamanları arasına çekilir. Yani filamanlar üzerinde kayar. Bu nedenle de kayan filamanlar teorisi diye adlandırılır. Kasılmaya neden olan uyaranın kalkmasıyla Ca++, sarkoplasmik retikülum içine geri pompalanmaya başlar ve filamanlar eski haline geri döner.. Bu şekilde kasılma ve gevşeme tamamlanır (3).

Kas lifi membranında, hücre dışına çıkmış potasyumu içeri sokmak, sodyumu dışarı çıkarmak için enerjiye gerek vardır. Bu olay, “Sodyum-potasyum pompası” olarak adlandırılır. Sarkomerler, bir kasılma sırasında % 50 oranında kısalırlar. Eğer uyaranlar çok hızlı ve kısa aralıklarla peşpeşe olursa, Ca++ hücre içinde kalır ve birikir. Uyaran sıklığı çok artarsa, tek kasılmalar ayırt edilemez ve tetanik kasılma ortaya çıkar. Buna göre kassal aktiviteyi etki eden faktörleri şu şekilde sıralamak mümkündür:

1. Sinir liflerindeki deşarj sıklığı

2. Aktif hale geçirilen motor ünite sayısı,

3. Kasın başlangıç uzunluğu.

Bu faktörlerin ilk ikisi, kası innerve eden motor sinirlerle; üçüncüsü ise kasın durumu ile ilgilidir. Hep veya hiç yasası uyarınca kas lifleri, uyaran şiddeti belli bir eşik değeri aşınca kasılma ile yanıt verir. Uyaranın şiddeti arttıkça kasılmaya katılan liflerin sayısında da artış olur ve kas daha güçlü kasılır.

1.2. KASILMA TİPLERİ (KASILMA MEKANİZMASI)

Kaslar normal koşullarda sinirler yolu ile uyarılarla kasılırlar. Kasılma çok sayıda aktin ve miyozinin birbiri ile etkileşimleri sonucunda kasta kuvvetin meydana getirilmesini ifade eder. Miyozin flamentlerinin çapraz köprüleriyle aktin filamentlerinin etkileşmesi sonucu gelişen mekanik, kimyasal ya da elektrostatik kuvvetler aktinin miyozin içinde kaymasını sağlayarak kontraksiyon denilen kasılmayı meydana getirir (47). Kasılmayla oluşturulan kuvvet ile organlar hareket ettirilir, bir dış yük kaldırılır, yer çekimine karşı konulur, vücudun sabit durması sağlanır, dıştan gelen bir yüke daha büyük-küçük kuvvet ile yönünün değiştirilmesi gibi etkiler sağlanır. Bu tip hareketler genellikle dinamik (hareketli) ve statik (durgun) kas çalışması olarak iki ana grupta toplanabilir (57). Dinamik çalışma bir hareket içerdiğinden dolayı eklemlerin eklem açıları değişir ve bu değişiklikte kasların gerilmesi ve dolayısıyla kas boyunda bir değişiklik olduğunu belirtir. Statik çalışmada ise eklemlerin eklem açılarında bir değişiklik oluşmadığı için kas boyunda da bir değişiklik oluşmaz. Dinamik ve statik kuvvetlerin oluşturulması vücutta farklı kasılma türlerini de meydana getirirler. Bu nedenle kombine çalışma şekilleri daha çok kullanılmaktadır, çünkü bunlar gerek maksimal kuvvet gerekse hızlı kuvvet açısından iyi sonuçlar vermekte ve genellikle elverişli ve branşa özgü dinamik bir seyre sahip bulunmaktadır (68). Bunları inceleyecek olursak :

1.2.1. İzometrik Kasılma

Uzunluğu sabit kalan bir kasta, tonus (gerilim) atmasıyla oluşan statik bir kasılma şeklidir. Kas boyunda bir değişiklik oluşmadığından dolayı ekstremitelerde hareket ortaya çıkmaz. Hettinger ve Müller adlı iki araştırmacı bu kasılma şeklinde hareketin ortaya çıkmamasına karşın kuvvet artışı olabileceğini ilk defa ortaya koymuştur. Bu araştırmacılar submaksimal güçte 6 sn süre ile yapılan izometrik çalışmaların, kasta belirgin bir güç artışı sağladığını ortaya koymuştur. Yapılan kas gücünün yalnızca kasılmanın yapıldığı hareket açısında kasın güçlendiği anlaşılmıştır.

İzometrik kasılmada dış direnç kasın ürettiği iç gerilimden fazla olduğu için kas boyunda ve eklem açısında değişiklik olmadan kasın gerilimi artar (3). İzometrik çalışma maksimum gerilimin ifadesidir (76).

İzometrik egzersizle kasın gücü arttırılmak istenirse, hareket açıklığı boyunca değişik açı derecelerinde bu egzersizi tekrarlamak gerekir. Sportif hareketlerin çoğu komplike hareketler içerdiğinden, izometrik egzersizler tek başına yeterli olması mümkün değildir. Ancak belli bir pozisyonda (dirence karşı), kas gücü azlığı gibi sakatlanmalarda bundan yararlanmak uygun olacaktır. Özellikle immobilizasyon gereken durumlarda, alçı ya da atel içinde kalan ekstremitelerde kasların artrofisini önlemek amacıyla yararlanılır (63).

1.2.2. İzotonik (Konsantrik) Kasılma

Basit olarak kasılma esnasında kas kısalması olarak tanımlanır. “İzotonik” in kelime anlamı aynı ya da sabit gerilimdir. Bu kasılmada kas kuvvet üretirken eklem açısı küçülür, kasın boyu kısalır. Kas gücünü arttırmak ve kasta hipertrofiyi oluşturmak için en çok kullanılan ve tercih edilen kasılma türüdür. Örneğin koşma veya merdiven çıkma sırasında aktif kaslar başlıca konsantrik olarak kasılırlar.

1.2.3. Eksantrik Kasılma

Dinamik bir kasılmadır. Kasılma sırasında eklem açısı büyürken kasın boyu uzar. Bu tip kasılmada kasta oluşan net gerilimin kuvveti, kasın kendi olağan kasılma mekanizması ile oluşturulan kuvvetten daha fazladır. Ayak parmakları üzerinde dikilip, vücudu yere doğru yavaş yavaş eğme esnasında soleus ve gastroknemius kaslarının kasılmaları eksantrik kasılmadır (3). İnsan günlük yaşamında genellikle eksantrik kasılmayı takip eden konsantrik kasılma ile hareketlerini yapar. Bu şekilde yapılan çalışmalar ise gözle görülebilen hareket yeteri kadar sık ve dirence karşı yapılması durumunda kasta güç artışı ve hipertrofi sağlanabilir. Bunun sonucunda egzersiz sonrasında kas ağrılarına çok sık neden olur.

1.2.4. İzokinetik Kasılma

İzokinetik kasılmada bütün hareket boyunca maksimal bir gerilim sabit (aynı açı ile) şekilde devam ettirilir. Yani tüm hareket açıklığı içinde, sabit bir hızla yapılan kasılma şeklidir. Hareketin her açısında maksimal bir güçte kasılma olur ve bu kasılma tüm hareket boyunca devam eder. Böylece tüm hareket açıklığı boyunca kaslar aynı dirençle yüklenmiş olur. Yani, eşit yada sabit hareketli kasılma; aletlerin dayanıklılığının, tüm hareket dizisi boyunca sabit tutulduğu zaman meydana gelir. Konsantrik yada eksantrik kasılmaları birleştiren hareket sırasında, makine sporcunun uyguladığı kuvvete eşit bir direnç sağlar. İzokinetik egzersizlerin yapılması oldukça komplike ve pahalı sistemlere gereksinim duyulur. Bu nedenle piyasaya çıkmış olan en tanınmış aletler Cybex, Kinetro, İzotron, Orthotron, Nautilus, Mini-Gym ve Biyodeks adlarıyla bilinmektedir (63, 15, 38, 35).

Bu tip sistemlerle çalışılırken kişi ne kadar hızlı kasılma yapmak isterse istesin hız ayarlayıcı dinamometre buna olanak tanımaz ve hareket ancak belirli bir hızda yapılır. Buna karşılık kasılma gücü artar. Sabit hıza karşın kişi daha çok efor harcadığı zaman daha çok dirençle karşılaşır ve bu direnç hareketin her noktasında kasa aynen yansıtılır. İzokinetik sistemlerdeki hız kontrolü, elektromanyetik veya hidrolik düzeneklerle sağlanır (63).

Blattner ve Noble (1979) izokinetik çalışmaların plyometrik egzersizler kadar etkili olduğunu tespit etmiştir (86).

1.2.5. Oksotonik Kasılma

İzometrik ve İzotonik (konsantrik) kasılmanın birlikte yapılmasıyla olur. Bu şekilde kasın hem boyunda hem de tonusunda bir değişme meydana gelir. Pozitif, mekanik bir iş yapılır (3). Kuvvet alıştırmalarının büyük kısmı, oksotonik kas çalışmasının kapsamına girmektedir (68).

KAS VE KAS KASILMA TÜRLERİ

Hareket sistemimizin temelini iskelet ve kaslar oluşturmaktır. Yapılan tüm sportif etkinlikler kassal aktivitelerle gerçekleşir.

İnsan organizmasında 217 çift civarında kas vardır. Her insanda değişkenlik göstermesine rağmen, erişkin bir insanda yaklaşık %40-50 civarında kas dokusu bulunmaktadır.

Şekil 1

Kas Bilesimi

Kasın kimyasal yapısında %75 su, %20 kas proteinleri, %5 inorganik materyallar (karbonhidrat. glikojen) vardır.

Kas fibrilleri proteininde,

a) Myosin: Fibrillerde bol miktarda bulunur. Globülin yapısındadır. Kasılma faaliyetlerini gerçekleştirir.

b) Aktin: Molekül ağırlığı yaklaşık 60.000 dolayında olan bir globülindir.

c) Globülin x: Sarkoplazma proteinidir.

d) Miyojen: Albumin yapısında bir sarkoplazma proteinidir.

e) Myoglobin: Oksijen taşıma görevi olan kas hemoglobinidir.

Kasların Fonksiyonları:

Hareket: Organizmanın hareketleri (koşma, atlama, itme-çekme vb) kas kasılmaları ile sağlanır.

Koruma: İç organları korurlar. Kemik, sinir, damar, venöz ve arterler kas içinde yer alır. Kaslar dış darbelere karşı koruma görevi yapar.

Isı Oluşturma: Meydana gelen enerjinin bir kısmı mekanik işe çevrilir, geri kalanı da ısıya dönüşür. Örneğin; sabah kalktığımızda gerinme.

Mekanik İş Yapabilme: Kasılma ve gevşemeler sonucunda mekanik iş oluşur. Yükün belirli bir mesafe sonucunda uygulanmasını sağlar. Sportif etkinliklerde, teknik antrenmanlar sayesinde bu verimi arttırma olanağı vardır.

Postür Sağlama: Vücudun dik duruşunu sağlar (1, 2, 4, 5).

Kasların Ortak Özellikleri:

Uyarılabilme: Kaslar, her canlı doku gibi, kendilerine yapılan bir uyarana cevap verme özelliğine sahiptir. Kasın uyarana cevabı kasılmadır.

İletilebilme: Sinir yoluyla gelen uyarıları sinaps yoluyla iletebilme özelliğine sahiptir.

Kasılabilme: Kasın kendisine yapılan uyarana cevabı kasılma şeklindedir.

Elastik Olabilme: Kasılma sonrası gevşeme durumunda kas eski formuna dönebilme özelliğine sahiptir.

Vizkozite Özelliği: Kas kasılırken şeklini değiştirmek isteyen iç ve dış kuvvetlere karşı iç sürtünmeyle direnç gösterir. Kasılma sırasında bir frenleme meydana gelirken, buda kası tehlikelerden (yırtılma, kopma) korur (1. 2, 4, 5).

Kasın Yapısı

Kas dokusu, fibril (lif) denen iğ şeklindeki hücrelerden oluşur. Bu fibrillerin boyu 1-40 mm ve çapları ise 1-100 mikron arasında değişiklik gösterir. Fibriller bir araya gelerek fasikülü meydana getirir. Fasiküllerin bir araya gelmesiyle kas dokusu oluşur. Her fibrilin üzeri endomisyum denen kalın ve güçlü membranla kaplıdır. Her fasikülün çevreside perimisyum denen membranla kaplıdır. Fasiküller arasındaki bağ dokusu kasın iki ucuna doğru ilerledikçe tendona dönüşür ve bu tendon1ar kemiğe yapışarak hareketin oluşmasını sağlar (1, 2, 4).

Kas dokusunun en küçük birimi olan kas fibrilleri, myofibril denen daha küçük lifçiklerden oluşmuştur. Myofibrillerde myoflament denen protein yapısından daha küçük yapılardan meydana gelmiştir. Kalın olan kısma myosin, ince olan kısma ise actin denir. Kas lillerinin dıştan sarcomella denen hücre zarı ile sarılmış ince elastiki hücresel olmayan bir rnembrandır. Sarcomella olağan üstü elektriksel özelliklere sahiptir. Hücrenin kasılma elementi myofibrilden oluşur. Her bir kas lifi içinde birçok miyofibril vardır ve birbirine paralel dizilidirler. Tek myofibrils sarcomella içinde sıraya dizilir. Kas liflerinin kalınlıkları arasındaki geçişi gösterir.

Sarcomer, Z çizgisi (dar. ensiz) membran tarafından sımrlandınlır. Bölüm aralarını myofibril keser. Sarcomerin orta bölgesinde koyu bir bant vardır. A bandı olarak adlandırılır. A bantlarının karşılıkları arasında I bantları yer alır. Z çizgisi I bandının ortasında yer alır. A bandının merkezindeki bölge H zonu olarak adlandırılır. H zonunun ortasında daha koyu yapıya M çizgisi denir. Myosin flamentleri uzunluğuna sıralanır ve A bandını doldurur. Actin flamentleri daha incedir ve H zonu başlangıcı, A bandı boyunca devam eder ve Z çizgisinin kenarına kadar uzanır. I bandı sadece ince flamentler tarafından tutulur. H bandı daha kalın flamentler tarafından tutulur. A bandı dışındaki parçaları hem ince hem de kalın flamentler tarafından tutulur. Kas fibrillerinin çevresinde. uzunlamasına seyreden tüplerden ibaret olan sarkotübüler sistem yer alır. Bu sistemde başlıca 2 kısım vardır: “T sistemi” ve “Sarkoplazmik retikulum”.

T sistemi, kas liflerinin çevresindeki membranın devamıdır. Sarkoplazmik retikulum ise A ve I bandlarının birleşme yerinde, fibrillerin çevresinde yer alır. T sistemi aksiyon potansiyelinin daha hızlı iletilmesini sağlar (2, 3, 6).

Şekil 2

Kas Reseptörleri

Kaslardaki sinir liflerinin %40 kadarı duysal fonksiyonla ilgilidir ve reseptör görevi görürler. 3 tip reseptör organ vardır:

1) Kas İğcikleri: Fibriller veya tendonlara yapışık haldedirler. Görevleri;

a) Aktif veya pasif şekilde kasta oluşan gerilim değişimlerini santral sinir sistemine iletmek.

b) Özel reflekslerin ortaya çıkmasına yardımcı olmaktır.

2) Golgi Tendon Organı: Kastaki aşırı gerilmeleri önleyicidir.

3) Serbest Sinir Uçları: Kasın derin palpasyonu ve tendonun sıkılması sırasındaki ağrının oluşmasında rol oynayan ve kan damarlarıyla birlikte bulunan sinir uçlarından ibarettir (1)

Kasın Kanlanması

İstirahat durumundaki kasların kan gereksinimi çok fazla olmadığı halde egzersiz sırasında çok artar ve yapılan eforun şiddetine göre 10-20 kat artış meydana gelir (1).

Dinlenme esnasında 100 gr iskelet kası 4-7 cc/dk.

Kassal çalışmada 100 gr iskelet kası 50-75 cc/dk. Kan ihtiyacı bulunur (5).

Kasılma

Çizgili kasların kasılması, santral sinir sisteminden gelen uyarıların kasa ulaşması ile olur. Bir motor nöron hücresi ve bu hücreden innerve olan kas liflerinin tümü birden ınotor üniteyi oluşturur. Motor ünitede ne kadar az fibril varsa kas o kadar hızlı kasılabilir.

Tek bir sinirsel uyarıma, kas ani bir kasılma ile karşılık verir. Kasa gevşeme olanağı vermeden artarda sinirsel uyarılar gönderilirse tetanik kasılma örneği ortaya çıkar. Kastaki kasılmanın gücü uyarılan motor ünite miktarının yanı sıra, sinirsel uyarımların sıklığına ve şiddetine bağlı olarak değişir.

Sinirsel uyarım kasa gelmeden önce motor son plağa ulaşır. Son plak potansiyeli kas aksiyon potansiyelini oluşturur ve kas “hep veya hiç” yasasına uygun olarak kasılır. Bu sırada ATP nin ADP ve indirgenmesiyle gerekli enerji ortaya çıkar. ADP den yeniden ATP oluşması da glikolitik mekanizmadan gelen enerji ile gerçekleşir (1).

Şekil 3

Kas Kasılması ve Enerji

Hareket edebilmeyi sağlayan kas kasılması ATP adı verilen molekülün varlığı ile sağlanır. Bunun rolünü de şöyle özetleyebiliriz;

ATP’ye myozindeki çapraz köprülerinin ATP az enzimleri sayesinde kas hareketi için gerekli enerji sağlanır.

Sarkoplazmadaki biyolojik pompanın enerjisi ATP’den sağlanarak Ca++ iyonlarının sarkoplazmadan sarkoplazmik retikuluma dönmesi sağlanır. Ca iyonlarının sarkoplazmik retikuluma dönüşü ise kasın gevşemesine neden olur.

Kasta depolu bulunan ATP’den maximum bir kasılma için enerji ihtiyacını 0,5-1 sn kadar karşılayabilecek düzeyde enerji açığa çıkar. ATP’nin yeniden sentezlenmesi için devreye alaktik anaerobik metabolizma girer ve böylece birkaç saniye daha kasılma ve hareket için gerekli enerji sağlanır.

Eğer kas kasılması devam ediyorsa ve 02 borçlanması söz konusu ise, enerji glikoz ve glkojenin laktik anaerobik ınetabolizması ile sağlanır. Meydana gelen enerji ile ATP sentezlenir, buda 2-3 dk lık hareket sağlar.

Şu halde kas maximal egzersizde enerjisini;

Kasta depolu ATP’den

Kasta depolu PC’den

Kasta mevcut glikojenin glikoz yoluyla laktik asite kadar indirgenmesiyle

Mitokondriada meydana gelen aerobik oksidasyon enerjisinden sağlamaktadır.

şekil 4

Kas kasılması esnasında sağ ve sol kenarlarından actin (I Bandı), A bandında actin ve myosin, H bandında ise sadece myosin fLamentleri bulunur. Kasılma ile Z çizgileri birbirine yaklaşır yani, sarcomerin boyu kısalır. Bu sırada A bandında bir değişiklik yokken, I ve H bölgesinde küçülme vardır. Bu olaya “kayan flamentler teorisi” denir. Kayma sırasında kalın flament (myosin) sabit dururken, ince flament (actin) kalın flarnentlere doğru kayar (ortaya doğru) H bandına doğru çekilir yani kaydırılır. Actin flamentleri myosini örter ve H bölgesi kaybolur. I bandı kısalırken. A bandı değişmez kalır (1. 2, 4, 5, 6).

Kasın Dinlenim Aşaması

Myosin flamentlerinin çapraz köprüleri actin flamentlerine doğru uzanır fakat onlara temas edemez. Actin üzerinde bulunan myosin çapraz köprü başlarının tutunacağı aktif bölgeler, Ca iyonlarının sarkoplazmik retikulumda depolu oluşu nedeniyle troponin-tropomyosin kompleksi tarafından kapatılmıştır. Bu yüzden kasılma söz konusu değildir (4).

Kasın Kasılmasının Başlama Aşaması

Sinir uyarılar motor son plağa ulaştığında asetil kolin salınım ile uyarı kas hücre zarında yayılarak, T sistemi yoluyla kas lif içine girerek sarkoplazmik retikulumda depolu bulunan Ca iyonlarının sarkoplazmaya salınmasına neden olur. Ca iyonları actinin aktif bölgelerini kapatan troponinle birleşerek actin myosin etkileşimini başlatır. Myosin çapraz köprü başlan actinin aktif bölgelerine bağlanarak actomyosin kompleksini oluştururlar ve böylece kasılma süreci başlatılmış olur (4).

Kasın Kasılma Aşaması

Actomyosin kompleksinin oluşumu ile myosin çapraz köprü başına önceden bağlanmış bulunan ATP’nin parçalanması için myosin ATP az enzim aktivitesi harekete geçirilerek enerji açığa çıkarılır. Açığa çıkan bu enerji actin flamentlerinin myosin flamentleri üzerinden merkeze doğru (H bandına) kaymasını sağlar. Böylece kas kasılır (4).

Kas Kasılmasının Sürdiirülme Aşaması

Myosin çapraz köprü bağlandığı bölgeden ayrılır, çapraz köprüde meydana gelen bükülme hareketi ile parçalanan ATP yeniden sentezlenir. Böylece myosin çapraz köprüsü başına yeniden ATP yüklenir. Bu duruma myosin çapraz köprü başının actinden ayrılması neden olur. Yine dikey duruma geçen çapraz köprü actin flamentinin başka bir bölgesine bağlanır, buda kasılmanın devam etmesini sağlar (4).

Kasın Gevşeme Aşaması

Ca iyonları ile troponin molekülleri arasındaki bağ bozulur. Ca iyonları sarkoplazmik retikuluma geri pompalanır. Actinin tutunma bölgelerinin troponin tarafından örtülmesine neden olur.Böylece troponin actin-myosin etkileşimi engellenir. Yeni sinirsel uyarı gelene kadar kas gevşemiş durumda kalır (4).

Kas kasılma tipleri:

İzometrik kasılma

• Uzunluğu sabit

• Tonusu artar

• Statik bir çalışma

• Mekanik bir iş yapılmaz (1. 2, 4. 5).

Örnek : Ayakta dik durmamızı sağlayan kaslarımız izometrik olarak kasılmaktadır. İki eli karşı karşıya getirip birbirini itme.

Elimize aldığımız poşetleri dirsek ekleminden hareket ettirmeden taşıma.

Burada taşımayı sağlayan kaslar izometrik olarak kasılmaktadır.

Bu kasılma en çok güreş sporunda görülür.

Şekil 5: A konsantrik kasılma, B ekzantrik kasılma, C izometrik kasılma

izotonik (konsantrik) kasılma

• Dinamik kasılma

• Tonusu aynı

• Boyu kısalır

• Kısalarak kasılma

• Mekanik bir iş yapılır.

• Kas gücünü arttırmada tercih edilen kasılma türüdür (1, 2, 4, 5).

Örnek Ağırlığın yerden yukarı kaldırılması.

Dambıl çalışması

Elimize aldığımız bir ağırlıkla dirsek eklemimize fleksiyona getirdiğimiz sırada dirsek bölgesini önceden kat eden biceps brachii kası konsantrik kasılmaktadır.

şekil 6:

İzokinetik Kasılma

• Konsantrik kasılma

• Kas kuvveti ve dayanık artar

• Hareket sürati sabit

• Max.kasılma

Örnek: Serbest yüzme tekniğinde kol kulaçlan (1, 2, 4, 5).

Saniyede 300º, 240°, 180° yada 60° dairesel hızlarda hareket yapılabilir. Hareket sabit hızda yapılırken direnç yada yük kasın o açıda üreteceği güce göre farklılık göstermektedir. Dirsek eklemini ele alırsak hareketin 170° yada 115° lik açılarında uygulanan direnç farklı farklıdır. Böylece o açıda uygulanması gereken kuvvet de farklı ortaya konacaktır. Bu hareketler dinamometre ile gerçekleştirilebilir.

Oksotonik kasılma

İzometrik ve izotonik kasılmaların beraber olması yani; kasın hem uzunluğunun hem de tonusunun değişmesi şeklindeki kasılmalardır (2, 4).

Eksantrik kasılma

• Dinamik kasılma

• Tonusu artar

• Gerilimi artar

• Boyu uzar (1,2,4,5).

Örnek: Otomobil direksiyonu kullanma

Merdiven inme

Yokuş aşağı inme

Ağırlığı kolla indirme

Biceps brachii kasının kasılma şeklini incelersek; burada eksantrik kasılma vardır. Biceps brachii kasının görevi ön kolun fleksiyonu olmasına karşılık bu kasın kasılmasına rağmen ön kol ekstansiyona gelmiş, kasın boyunda uzama olmuştur.

Tetanik kasılma

Kasa yapılan bir defa max. uyarıya, kas kasılır ve gevşer. Uyarılar çok sık aralıklarla tekrarlanırsa (sn. 100-200 uyarı gibi) kas gevşemeye firsat bulamaz.Uyarı boyunca kasılıma devam eder.Kasın bu kasılmasına Tetanik kasılma denir.Bu kasılma kalb’de görülür (2,7).

Tonus

Liflerinin kasılmaları yavaş ve süratli kasılan çizgili liflerin aksine her zaman kontraktür (kas kasılır fakat gevşeyemez) şeklindedir. Tonus lifleri çizgili kas liflerinin aksine hep veya hiç kanununa uymazlar (2).

Kramp

Lokal bir kas spazmıdır ve serttir ayrıca ağrılıdır. Kas metabolizmasında oluşan şiddetli üşüme kasa gelen kan akımındaki azalma kasın çok ağır bir çalışma içine girmesine neden olur. Krampın neden ağrılı olduğu henüz saptanamamıştır. Duyusal reseptörlere sürekli gelen uyarılar daha şiddetli kasılmaya neden olur. Sürekli olan kasılmalar sonucu kramp meydana gelir . Kramplı kas isteme bağlı olarak gevşetilemez . Terleme ve aşırı tuz kaybı krampa zemin hazırlar. Sıcak bir ortamda çok terleyen bir kişinin 2 gram kadar tuz kaybettiği bilinmektedir. Tuzla birlikte K, Mg gibi diğer minerallerde kaybedilir. Buda elektrolit dengesini bozduğu için kramplara neden olur. Sıvı kaybı da kramplara neden olur. Sıvı ve tuz kaybı karşılanırsa kramp meydana gelmez.

Kas Kasılma Tipleri

İzometrik Kasılma

İzometrik kelimesinin anlamı aynı veya sabit (izo), boy (metrik) demektir. İzometrik kasılma, uzunluğu sabit kalan fakat gerilimi artan statik bir kasılmadır. Güreş, halter gibi spor branşlarında uygulanır (5).

İzotonik Kasılma

İzotonik kasılma, sabit bir dirençte kasın boyu kısalırken, aynı miktarda kas gerilimi üreten bir kasılma şeklidir (5).

İzometrik kasılmada verim ;

Kas fibrillerinin başlangıçtaki uzunluğuna,

Kasların kemiklere yapmış olduğu çekme açısına,

Kasılma hızına bağlıdır (5).

Egzantrik Kasılma

Dış dirençler karşısında, pasif çalışma şeklidir. Kasın gerilimi artarken, boyu uzar (4).Bu kasılma yer çekimine karşı kullanılır (Örnek : tepe inme). Bu tip kasılmaya örnek olarak ; dirseği bükme, atlama hazırlıkları, engelin geçilmesinden sonra yere iniş, halkada haç durumunda yere iniş hareketleri verilebilir (5).

Oksotonik Kasılma

İzometrik ve izometrik kasılmaların beraber olması durumunda, yani kasılma esnasında kasın hem uzunluğunun hem de gerilimin değişmesi durumunda oluşan kasılmadır (4).

İzokinetik Kasılma

İzokinetik kasılma, sabit hızda, hareketin tamamınca bir kasılma olmasıdır. Serbest stil yüzmede kulaçlarda kolun kasılması, kürek çekmede kolun kasılması gibi (4).

Kas kasılması veya gerginliği aşağıdaki araçların kullanımıyla gerçekleşir :

Yer Çekimi Kuvveti : Kaslardaki gerilime, ya yer çekiminin üstesinden gelinerek ya da ona karşı konularak ulaşılabilir.

İsokinetik aletler : Bu aletlere Naituluş, mini-gym, Cybex aletleri örnek olarak gösterilebilir.

Sabit direnç : Bir kas, durağan ya da izometrik koşullarda, dinamik kasılma sırasında geliştirilenden daha fazla gerilim üretir.

Elektriksel Uyarım : Daha tam anlamıyla araştırılmamış olmasına rağmen, elektriksel uyarım kasın kuvvetinin artmasını sağlar. Böyle gelişmeleri öneren kaynaklar daha çok URSS (Wester ve Kots) ve Japonya (Ikai ve Yabe)’ dandır (2).

KAS SİSTEMİNE KISA BİR BAKIŞ

Giriş

Vücudumuzda bulunan kaslarımız çizgili ve düz kaslar olmak üzere ikiye ayrılırlar. Çizgi kaslar istemli ve süratle kasılabilme yeteneğine sahiptirler. Kalp kası çizgili bir kas olmasına rağmen istem dışı çalışan bir kastır. İç organlarımızda bulunan bir çok kas ise düz kaslar kategorisine girer.

Kas Sayısı

İnsan organizmasında 217 adet kas bulunur. Bunların her birinin kendine özgü bir hareketi yapmada özel görevleri vardır. Örneğin, hentbolda topu tutabilmek için öne uzatılmış kol kasları ve omuz kasları hatta göğüs kasları devreye girerken, yakalanmış bir topun atılmasında yalnızca bir kol kası daha aktif rol oynayabilir. Tutulmuş bir topun şut veya pas olarak kullanılabilmesi için kolumuzda bulunan M. Triceps Brachii kasının kasılması ve gevşemesi gereklidir. Vücut ağırlığının % 40-45′i kaslardan oluşur. Düz kaslar ve kalp kası olan myocard’ın toplamı ise vücut ağırlığının % 5-10′u kadardır.

Kasların ortak özellikleri

Kasların, uyarılabilme, iletme, kasılabilme, elastik olma ve viskoz olma gibi özellikleri vardır. Kaslar bu özellikleri ile; hareket oluşturma, korunma, ısı oluşturma, mekanik iş yapma fonksiyonlarını yerine getirirler. Kaslarımızın bu işleri yaparken verimleri % 20 civarında olmaktadır. Mekanik işlerdeki bu verim sürekli arttırılmak zorundadır. Bu nedenle kasların dayanıklılık, kuvvet ve süratlerinin geliştirilmesi için antrenman bilimlerinde geliştirilen yüklenme yöntemleri kullanılmalıdır. Kasların dayanıklılığı için devamlı yüklenme yöntemi, kuvveti için tekrar yüklenme yöntemi veya intensif interval kullanılırken, sürat için tekrar yüklenme yöntemi uygun bulunmaktadır. Ancak bu yüklenmeler esnasında yüklenme ölçütleri dikkate alınmalı, yüklenme ve dinlenme arasındaki ilişki gözden uzak tutulmamalıdır.

Kasın kanlanması

Kaslarımız dinlenme esnasında 100 gr kas kitlesi olarak dakikada 4-7 cc kan kullanır. Bu miktar kassal bir aktivite esnasında 50-75 cc/dk’ya çıkmaktadır. Bu nedenle hentbol antrenman ve maçları sırasında kaslarımızın ihtiyacı olan kan miktarı depolanmış halde bulunan dalak ve karaciğerden çalışmakta olan kaslarımıza doğru transfer edilir. Doğal olarak bu kan miktarının artışı için artan kalp atım hızı, antrenmanlarla yakaladığımız yüksek kalp atım volümü (kalbin dakikada fırlattığı kan miktarı) devreye girecektir.

Kas kasılma tipleri

Kaslar yaptıkları işlere göre farklı kasılma gösterirler. Bilinen tipler olarak, izometrik, izotonik, izokinetik ve eksantrik kas kasılmaları bulunmaktadır. İzometrik kas kasılmasında kasın uzunluğu sabit, tonüsü artmış, statik bir çalışma ve mekanik bir işin yapılmadığı görülür. İzotonik kasılmada ise tonüs aynı, dinamik bir kasılma, kasın boyu kısalmış, kısalarak bir kasılma oluşmuş, mekanik bir iş yapılıyor görünümü vardır. Örneğin herhangi ağırlığı yerden yukarıya doğru kaldırılması, kalecinin tuttuğu topu hızlı hücuma koşmakta olan oyuncuya atması hareketi buna örnektir. İzokinetik kas kasılmasında konsantrik bir kasılma söz konusudur. Kas kuvveti ve dayanıklılığı için bu tür kasılma tipi sıklıkla antrene edilmelidir. Hareket sürati sabit aksiyonlar için bu tür kasılmalar önemlidir. Yüzmede serbest teknikle yapılan kulaç hareketleri buna verilebilecek en iyi örnektir. Bu tür çalışmalarla maksimal kasılmalara ulaşılmaya çalışılır. Eksantrik kas kasılması da dinamik bir kasılma şeklidir. Tonüs ve gerilim artar, kas boyu uzar,negatif karakterli mekanik bir iş yapılır. Otomobil direksiyonu kullanma, merdiven inme, yokuş aşağı inme, koldaki bir ağırlığı indirme gibi hareketlerdeki kas kasılma tipi eksantrik kasılmalar grubuna girer.

12 Temmuz 2007

Duraklama Dönemi (1566-1699)

Duraklama Dönemi (1566-1699)

Önceki Sayfa   Sonraki Sayfa

“Türklerin mevcut sistemini kendi sistemimizle mukayese edince, istikbalin başımıza getireceği felaketleri düşünüyor, titriyor ve akıbetimizden korkuyorum. Bir ordu galip gelecek ve pâyidar olacak, diğeri de mahv olacaktır. Çünkü, şüphesiz ikisi de sağlam surette devam edemez. Türklerin tarafında kuvvetli bir imparatorluğun bütün kaynakları mevcut, hiç sarsılmamış bir kuvvet var, sefer görmüş askerler, zafer alışkanlıkları, meşakkatlere dayanma kabiliyeti, birlik, düzen, disiplin, kanaatkârlık ve uyanıklık var. Bizim tarafta ise, umumî fakirlik, hususî israf, sarsılmış kuvvet, bozulmuş maneviyat, tahammülsüzlük ve idmansızlık var. Bütün bunların en kötüsü, düşmanın (Türklerin) zafere, bizim de hezimete alışkın bulunmamızdır. Sonucun ne olacağını tahminde tereddüde yer var mıdır?” (Busbecq)

4. Osmanlıların, Atlas Okyanusundan Umman Denizine ve Macaristan’dan, Kırım ve Kazan’dan Habeşistan’a kadar geniş yerlere hakim olmaları ve adaletle idare etmeleri.

5. Osmanlı Devletinin bütün temel müessese ve teşkilatı, Fatih devrinde en mükemmel bir duruma geldi. Fatih, teşkilatçı ve imarcı idi. Devlet yönetimini tam bir intizam içinde yürütmek için lüzum ve ihtiyaç görüldükçe, kanunlar ve fermanlar yayımladı. Hazırlattığı kanunnamesi, hukuk sahasında çok önemli bir mevki tutmaktadır. Daha sonra Kanunî Sultan Süleyman, o güne kadar çıkarılan kanunları, “Kanunname-i Âl-i Osman” adı altında tanzim ettirdi. Bu kanunname, hukukî, idarî, malî, askerî ve diğer lüzumlu mevzuları içine alan başlıklar altında, ceza, vergi ve ahaliyle askerlerinkanunlarını içeriyordu. Fethedilen ülkelerde, örfî hukuk denilen, önceki yönetimden kalan kanunlar ve halkın teamülleri de, İslâm hukukuna uygunluğu şartıyla Kanunnamede yer almıştır. Böylece hazırlanan kanunlar, asırlarca en iyi şekilde ve eksiksiz tatbik edilip, devletin tebaasını teşkil eden her çeşit insana huzur ve mutluluk kaynağı olmuştur.

Kanunî Sultan Süleyman’ın ölümü ile, muhteşem padişahlar ve onların hamleleri sona ermekle birlikte, devletin henüz karalarda üstünlüğü, iç denizlerde hakimiyeti ve sosyal düzeni bütün kudretiyle yaşamakta idi. Nitekim II. Selim döneminde (1566-1574) Avusturya’nın Erdel’e küçük bir tecavüzü üzerine, şiddetli bir karşılık verildi. 1570′te Kıbrıs fethedildi. Türk donanması Okyanusya’ya kadar gidip Sumatra (Açe) Sultanlığıyla, yani Uzakdoğu Müslümanlarıyla temasa geçti. Kurdoğlu Hayreddin Hızır Bey, 22 parça gemiyle Açe sultanı Alâadiin’e top ve topçu ustası götürdü. Türk subayları, Açe ordusunda ıslahat yaptı.

Diğer taraftan, II. Selim Han’ın, Türk tarihinin en şuurlu ve hayatî seferi olan, Don-Volga nehirlerini bir kanalla birleştirme, böylece Karadenizle Hazar Denizini birbirine bağlama projesi Kırım Hanı Devlet Giray’ın ihanetiyle, başarısız kaldı. Bu kanal projesi sayesinde, o sırada gitgide güçlenen Rusların güneye doğru sarkmaları önlenecek, İran kuzeyden çevrilmek suretiyle artık tehlike olmaktan çıkacak, bütün sünnî müslümanların halifesi olan Osmanlı sultanı, sünnî İslâm ve Türk ülkelerinin aynı zamanda fiilî hakimi olacaktı. Bütün Türk yurtlarını bir bayrak altında toplayabilecek kadar muhteşem bu tasarıdan, Ruslar dehşete kapılmışlar, ancak karşı koyamamışlardı. Öte yandan Devlet Giray; bu kanal açıldığı takdirde, Osmanlının artık o taraflarda kendi askeriyle iş görüp Kırımlılara ihtiyacı kalmayacağı, böylece Kırım’ı ilhak edip merkezden valilerle idare edebilecekleri gibi bozuk bir düşünce içine düştü. Bu yüzden asker arasında menfi propaganda yaptı. Kış mevsiminin buralarda altı ay sürdüğünü ve kimsenin bu soğuğa dayanamayacağını söyledi. Çeşitli zorluklar çıkardı. Neticede kışı geçirmek üzere Azak’a dönen Osmanlı teknik heyeti ve askerleri bir daha kanal başına gidemedi. Böylece Kırım, bugünlere kadar süren tarihteki talihsizliğini kendi eliyle hazırladı ve Türk tarihinin çehresini değiştirebilecek büyük ve önemli bir teşebbüs, başarısızlığa uğradı. Artık, Rusya, Kafkas Türk hanlıklarını yutmaya, Osmanlıları da en fazla hırpalayacak bir güç olmaya hazırlanıyordu.

Osmanlı Devletinin İkinci Selim devrinde uğradığı ikinci başarısızlık İnebahtı’da oldu. Kıbrıs’ın Türkler tarafından fethi üzerine, Papa’nın teşvikleri sonucunda, büyük bir Haçlı donanması hazırlandı. 1571′de İnebahtı’da meydana gelen deniz savaşında, Osmanlı donanması imha edildi. Çok şehit verildi. Ancak Uluç (Kılıç) Ali Paşa, kurtarabildiği 60 kadar gemi ile İstanbul’a gelebildi. Bundan sonra devlet, bütün imkânlarıyla; bir kış zarfında eski donanmasını yeniden inşa ederek, Akdeniz hakimiyetini tekrar sağladı. Sokullu Mehmed Paşa, Venedik elçisine: “Biz Kıbrıs’ı almakla sizin kolunuzu kestik. Siz ise donanmamızı yakmakla, bizim sadece sakalımızı traş ettiniz. Kesilen kol bir daha yerine gelmez, fakat kazınan sakal daha gür çıkar” diyerek, onlara fazla sevinmemelerini söyledi. Bu arada, donanmanın yetişmeyeceği endişesini taşıyan Kılıç Ali Paşaya da; “Paşa, bu millet öyle bir millettir ki, isterse bütün gemilerinin demirlerini gümüşten, yelkenlerini atlastan, halatlarını ibrişimden yapar” sözü meşhurdur. Gerçekten ertesi yaz, Osmanlı donanması hazırlanıp Akdeniz’e inice, Venedikliler, barış istemek zorunda kaldı. Hattâ bu anlaşmada Venedik Cumhuriyeti, Türklere, Kıbrıs Seferinde yapılan masraflar karşılığı savaş tazminatı ödemeyi bile kabul etti.

II. Selim Han’dan sonra Osmanlı tahtına oturan III. Murad döneminden (1574-1595) itibaren Osmanlı Devletinin giriştiği harpler çok uzun sürmeye ve devletin aleyhinde olmaya başladı. Nitekim 1578 yılında başlayıp çeşitli aralıklarla III. Mehmed (1595-1603), Birinci Ahmed (1603-1617), II. Osman (1618-1622) ve IV. Murad (1623-1640) devirlerinde olmak üzere 1639′a kadar sürmüş olan İran savaşları, Osmanlı duraklamasının başlıca sebeplerinden biri olmuştur. Osmanlı Devletinin zayıf anını kollayan ve Hristiyan Batı dünyası ile birlikte hareket eden İran, devamlı olarak bu devleti uğraştırmayı gaye edinmiştir. İran’a karşı koyabilmek için devamlı Anadolu’dan asker desteği verilmiş, bu durum zamanla Anadolu’da dengelerin bozulmasına yol açmıştır.

Duraklamanın diğer sebepleri şu şekilde sıralanmıştır:

1. 1593-1606 Avusturya harplerinde timarlı sipahi yerine, tüfekli piyade kullanılması mecburiyeti yüzünden, yeniçerilerin sayısı fazlasıyla arttırıldığı gibi, Anadolu’da ücretle pek çok tüfekli sekban askeri yazıldı. Sekban askerine ihtiyaç kalmadığı zamanlarda parasız kalan bu eli tüfekli gruplar, Anadolu’da halkı haraca kesmeye ve saldırılara başladılar. Bozgunculukları sebebiyle timarları ellerinden alınan sipahiler de onlara katıldı. Böylece 1596-1610 yılları arasında Osmanlı İmparatorluğunu temelinden sarsan Celâli hareketi başgösterdi. Anadolu’da yağma ve çapulculuğa başlayan Celâlilere İran yanlılarının da katılıp, İran’ın bunları desteklemesi neticesinde, isyanlar kısa sürede büyüdü. Öyle ki, Anadolu’da etrafına 30-40 bin kişilik kuvvetler toplayan Celâli liderleri çıktı. Bunlar, emirleri altındakileri bir ordu biçiminde teşkilatlandırıyorlar ve üzerlerine gönderilen devlet güçleriyle çetin muharebelere girişiyorlardı. Devletin İran ve Avusturya ile savaş halinde olmasından da yararlanan Celâliler, Anadolu’yu baştan başa yakıp yıktılar. Paniğe kapılan köylüler, topraklarını bırakarak şehir ve kasabalara sığınmaya çalışıyorlar, varlıklı olanlar İstanbul’a, Kırım’a veya Rumeli’ye kaçıyorlardı. Bu durum Sultan I. Ahmed Han’ın dirayeti ve vezir-i azam Kuyucu Murad Paşa’nın üç sene süren temizleme faaliyeti neticesinde önlenebildi. Bu müddet içinde öldürülen Celâli sayısının 65 bini bulması, Anadolu’nun içine düştüğü durum hakkında bir fikir vermektedir.

2. 1580′lerden itibaren batıdan büyük ölçüde gümüş gelmesi sonucu fiyatların düşmesi üzerine yaşanan ve fiyatlar ihtilali denen karışıklık. Bu vaziyet karşısında küçük timar sahipleri, uzak ve masraflı seferlerden kaçınmaya başladı. Diğer taraftan Orta Avrupa’da yapılan savaşların usullerinde meydana gelen değişiklikler, tüfekli yaya askerine olan ihtiyacı ortaya çıkardı. Ayrıca timarlı sipahiler, silah ve techizat bakımından değil, teşkilat ve taktik bakımından da, modern savaş şekline ayak uyduramıyorlardı. Bu sebeplerle devlet, yeniçeri sayısını arttırmaya ve sekban-ı saruca adı altında tüfekli Anadolu leventlerini ücretli asker olarak kullanmaya başladı. Yine bu devrede, artık işe yaramayan yaya ve müsellemler ve voynuklar gibi bazı eski askeri birlikler de kaldırıldı. Kapıkullarının toplam mevcudu; 1470′lerde 13.000, timarlı sipahi 60.000; 1526′da kapıkulu 24.000, timarlı sipahi 80.000 olduğu halde, 1610′larda kapıkulu 40.000′e çıkmış, timarlı sipahi sayısı 20.000′e düşmüştür. Sonuçta, timar sisteminin bozulmasının en menfi tarafı, devletin iktisadi yapısına yansımasıdır. Timarlı sipahilerin boşalttığı dirliklerin gelirini eskisi gibi toplayıp devletin hazinesine aktarmak mümkün olmamıştır. Bu dirliklere gönderilen mültezimler, zamanla büyük servet sahibi olarak nüfuz kazanmış ve devletin başına bela kesilmişlerdir.

3. Sokullu Mehmed Paşanın ölümünden (1579) Halil Paşanın sadrazamlığına kadar geçen otuz sana zarfında hükümet reisliği makamına geçen 19 vezir-i azam içinde, bu mevkiye liyakati olanların adedi üçü geçmemektedir. Bu durum son devirde ‘kaht-ı rical’ denilen adam yokluğunun daha 17. yüzyıldan itibaren görülmeye başladığının da işaretidir.

Bütün bu olumsuzlukların başlangıcına rağmen padişahlar, cihan hakimiyeti davalarına samimiyetle bağlı bulunuyorlardı. Nitekim onlar yine Alman hükümdarlarını imparator ve kendilerine denk kabul etmiyor, onlarla yapılan anlaşmalara yine muâhede-nâme değil, ahid-nâme nazarıyla bakıyor ve eskisi gibi bunu kendi lütuf ve ihsanları sayıyorlardı. Osmanlı siyasî gücü gibi, sosyal nizamı da devam ediyordu. Ayrıca ticaret ve sanat hayatında ahlâkî nizam ve geleneklere aykırı bir hareket nâdir görülüyor ve bu gibi durumlar esnaf teşekküllerinin (loncalar) şiddetli denetim ve kontrolüne sbep oluyordu. Böylece devletin bir müdahalesi olmadan ictimaî müesseseler genel düzeni muhafaza ediyordu. Bu hususta Fransız elçisi D. Chesneau; “(Osmanlı şehirlerinde) düzen ve asayiş inanılmaz derecede kuvvetliydi. Geceleyin şehirleri muhafaza için, elinde bir sopa ve fenerle gezen tek bir kimsenin dolaşması kâfi idi. Halbuki Pariste aynı iş, bir kıta askerin başında bir kumandan tarafından, zorlukla yapılıyordu” demektedir. Thevanot ise “Bir milyonluk büyük İstanbul şehrinde dört yılda dört öldürme vakası görülmemiştir. Ticarî emtia ile dolu olan muazzam kervansaraylar, bir tek adam tarafından korunuyor” der. Böyle bir toplumda, devletin vazifesi sadece nizam ve adaleti sağlamak ve bunu dünyaya yaymaktı. Bununla birlikte devlet hiç bir zaman İslâmlaştırma ve Türkleştirme siyaseti gütmedi. Zîra, cihan hakimiyeti mefkûresine inanan bir devlet, dar bir milliyetçilik görüşüne saplansa ve insanlık prensiplerine bağlı kalmasa idi, bu cihanşümul vazifesini yapamaz ve başka imparatorluklar gibi süratle çöker, uzun asırlar boyunca yaşayamazdı.

Osmanlı Türkleri, 17. yüzyılda, zaferler kazanırken, bazan da yenilgiler görüyor, böylece önceki döneme göre, bir duraklama içinde bulunduklarını anlıyorlardı. Ancak duraklamanın sebeplerini araştıran Türk mütefekkirleri askerî, idarî ve ilmî müesseselerde gördükleri bozuklukları ıslah etmek sayesinde, İmparatorluğun eski kudretini tekrar kazanacağına, medenî ve manevî üstünlüğün kendilerinde olduğuna inanıyorlardı. Fakat kanun ve nizamlardaki bu düzelme, otorite sahibi bir padişah idaresinde mümkündü. Bir de artık ortalıkta tek bir padişah adayı bulunmuyordu. Bir noktada vezirlerin nüfuzları konuşuyordu. Bu sebepten ilk öldürülen padişah, sultan II. Osman olmuştu. Böylece padişahların, devletin aksayan yönlerine neşter vurabilmesi kolay görünmüyordu. Ayrıca timarlı sipahi ordusunun gücünü kaybetmesi, buna karşılık yeniçeri ordusu miktarının aşırı derecede artışı, merkezde büyük bir gücün doğmasına yol açtı. Yeniliklere karşı çıkan bazı devlet adamları da, her fırsatta bu gücü kullanmaya başlayarak, devletin ve yeniçeri ocağının sonunu hazırlamaya başladılar.

Nitekim III. Mehmed Han’dan sonra, ilk defa ordunun başında sefere çıkan II. (Genç) Osman (1621), Yeniçeri kuvvetlerinin bozulmakta olduğunu gördü. Ancak onun, ocağı ıslah girişimi, Osmanlı tarihinde ilk defa bir padişahın kul eliyle öldürülmesi hadisesini ortaya çıkardı. Bununla birlikte, II. Osman’ın şehit edilmesi hâdisesinden ders alan IV. Murad Han, parlak zekâsı, tedbirli siyaseti ve acı kuvveti sayesinde, devlete yükselme devirlerini hatırlatacak bir canlılık getirdi.

IV. Murad Han, İran üzerine düzenlediği Revan ve Bağdat seferlerine giderken, öncelikle Anadolu’daki sipahi zorbalarını ve mütegallibe denilen, zorla işbaşına gelmiş veya yolsuzlukla zengin olarak nüfuz sahibi olmuş zümreyi temizleyerek, ülke içerisinde istikrarı sağladı. Daha sonra Revan ve Bağdat seferlerinden zaferle çıkan Sultan, İran’la çeşitli aralıklarla 16 yıldır devam eden savaşa son verdi. Kasr-ı Şirin Muâhedesi (Anlaşması) diye meşhur olan antlaşmanın hükümleri, çok az bir değişiklikle günümüze kadar geldi.

IV. murad Han’ın genç yaşta ölümü (1640) ve daha sonra Sultan İbrahim’in, âsiler tarafından şehit edilmesi (1648) üzerine IV. Mehmed’in henüz yedi yaşındayken tahta çıkması, zaman geçtikçe ocak ağalarının, iderede nüfuz kazanmalarına yol açtı. Yeniçeri ve sipahi ağaları, vezirlerin seçilmesinde en önemli rolü oynuyorlardı. Bu durum devletin siyasî yapısını ve malî durumunu bozdu. Her iş ağaların eline geçip, kendilerine hiç bir surette muhalefet edecek kimse kalmadı. Bunlar, asker mevcudunu yüksek göstermek suretiyle fazla ulûfe aldıkları gibi, yaptıkları tayinlerden de yüklüce rüşvetler çekiyorlardı. Bu ve benzeri olaylar, zaman zaman önlenmesine rağmen, 1656 yılında Köprülü Mehmed Paşanın sadârete getirilmesine kadar sürdü. Bu tarihe kadar defalarca sadrazam değişikliğine rağmen, devletin hayrına çalışan, Tarhuncu Ahmed Paşa’dan başkası çıkmamıştı. Merkezde süren bu bozukluk devresinde, cahil ve iktidarsız vezirlerin, eyaletlere rüşvetle adam tayin etmeleri, halkın yine zorbalar eline düşmesine sebep oldu. Yapılan mezalimler yüzünden, köylü halkın bir kısmı çiftini bozup eşkiyalığa başlamış, bir kısmı da şehir ve kasabalara sığınmıştı. Kalanlar ise eziliyordu. Önce Kuyucu Murad Paşa’nın ve daha sonra IV. Murad Hanın şiddetli darbeleriyle bu isyan ve şakâvetler önlenmişse de, merkez zayıf düştükçe yine baş kaldırmalar meydana çıkıyordu. IV. Mehmed Hanın ilk sekiz senesinde bu durum bütün şiddetiyle devam etti. Padişah, 15 yaşına geldiğinde, kudretli vezir Köprülü Mehmed Paşayı işbaşına getirerek devlete tekrar içte istikrar ve dışta itibar kazandırdı. Köprülü Mehmed Paşa (1656-1661) ve Köprülü Fazıl Ahmed Paşa (1661-1676) dönemlerinde Osmanlı Devleti, Kanunî Sultan Süleyman devrindeki gibi huzurlu bir devre yaşadı. Bu müddet içinde tek bir kapıkulu ayaklanması görülmedi. Arasıra yenilgiler görülmesine rağmen, Türk orduları yeni bir zafer çağı yaşadı. Avusturyalılar’ın çok güvendiği Uyvar Kalesi 1663′te fetholundu.

Nihayet, Fazıl Ahmed Paşa’dan sonra Osmanlı sadâret makamına gelen Merzifonlu Kara Mustafa Paşa, 1683 yılında Viyana’yı kuşattı. 100-120 bin kişilik Osmanlı ordusu, Dük Şarl dö Loren kumandasındaki Avusturya ordusunu yenerek bütün ağırlıklarını zaptetti. Avusturya İmparatoru Leopold, bu yenilgi üzerine bütün ümidini kaybederek Viyana’yı bırakıp kaçtı. Şehirde kalan Kont Stahramberg, bütün eli silah tutan erkekleri asker yazıp savunma tedbirleri aldı. Sadrazam Kara Mustafa Paşa, kaleyi kurtarmak için gelebilecek Haçlı kuvvetlerine karşı durmak üzere Tuna Köprüsünü tutma görevini, Kırım Hanı Murad Giray’a vermişti. Düşman buradan geçtiği takdirde, Budin beylerbeyi İbrahim Paşa bunlara karşı çıkacaktı. Viyana’nın fethedilmesiyle Alman-Avusturya İmparatorluğu geri atılacak, böylece Macaristan’da güçlü bir Macar Krallığı kurulabilecekti. Macaristan ayakta durdukça, Avusturya’nın artık, Türk Devleti için önemli bir tehlike oluşturması düşünülemezdi. En büyük düşman olan Avrupa’ya karşı böyle kuvvetli bir savunma duvarı kurulması, Türk Devletini uzun yıllar rahat ettirecekti.

Avrupa’da şok etkisi yapan Viyana kuşatmasının ilk iki aylık süresi içinde Türkler, şehrin bir çok dış tabyalarını ele geçirdiler. Şehrin düşmesine sayılı günler kalmıştı. Bu sırada Papa’nın önderliğinde, Viyana’nın kurtarılması için Avusturya, Lehistan, Saksonya, Bavyera ve Frankonya arasında bir kutsal ittifak kurularak 120 bin kişilik bir kuvvet oluşturuldu.

Türk tarihi için bir dönüm noktası olan Don-Volga kanal projesinde olduğu gibi bu defa da en büyük ihanetlerden biri, yine bir Kırım hanı olan Murad Giray tarafından işlendi. Haçlı ordusu, Tuna Köprüsünü geçerken, kendi askeriyle bir tepeye çekilip seyreden Tatar Hanı, hücum etmesi için kendisine yalvaran Hanlık imamına şunları söyledi: “Sen bu Osmanlı’nın bize itdüği cevri bilmezsin. Bu düşmanın kovalanması benim için hiçbir şeydir ve bu işin dinimize ihanet olduğunu da bilirim. Ama isterim ki, onlar kaç paralık adam olduklarını görsünler. Tatarın kıymetini anlasınlar.”

12 Temmuz 2007

Ekosistem

EKOSİSTEM

TANIMLAR: Ekoloji, bugün çok sayıda bilim dalının çekirdeğini oluşturmaktadır. Çevre şartları içinde tek bir canlının incelenmesine “otekoloji”, farklı canlı türlerinin oluşturduğu toplulukların incelenmesine “sinekoloji ” denmektedir.

1935 yılından itibaren, bir bölgede bulunan bütün canlılar ve bunların cansız çevrelerini ifade etmek için “Ekosistem” kelimesi kullanılmaya başlanmıştır. Çevre ve sistem kelimelerinin birleştirilmesiyle oluşturulan ekosistem kelimesinin açık bir ifadesi olarak yer küreden bahsetmek gerekir. Gerçekte yer küre en büyük bir ekosistemi oluşturmaktadır. Ekosistem içinde daha küçük boyutlu ekosistemlerde bulunmaktadır. Orman, dağ, ova, çayır, hububat, doğal hayvanların her biri ayrı ayrı ekosistemi oluşturmaktadır.

Ekosistemi oluşturan öğeler, başlıca dört gurupta toplanır.

1-Cansız varlıklar. (inorganik ve organik maddeler)

2-Primer üreticiler. (yeşil bitkiler)

3-Tüketiciler (bitkisel ve hayvansal maddeleri yiyenler)

4-Ayrıştıcılar (bakteri ve mantarlar)

Ekosistem içindeki doğal dengeye “ekosistem dengesi” denir. Doğal denge bozulduğunda, ekosistem dengesi bozulur ve ekolojik sorunlar ortaya çıkar. Mevcut ekosistemin bozulup ortadan kalkması ve daha sonra bozulan bu ekosistemin yerine yeni bir ekosistemin olması olayına sükseyon (yerine alma) denir. Yer küre içinde en fazla ekosistem dengesini bozan en etkili canlı, şüpesiz ki insandır. İnsan nüfusu ve faaliyetleri arttıkça ekosistem dengesi bozulmaktadır. İnsanlar dışında bitkiler veya hayvanlarda ekosistem dengesini bozabilirler. Tarım bölgesinde kuş türlerinin aşırı çoğalması, hububat üretimini olumsuz etkiler. Yine kuş türlerinin aşırı oranda azalması da, kuşlarla beslenen zararlı böceklerin çoğalmasına yol açar. Ancak, tüm bu gelişmelerde insanın katkısı çok büyüktür. Gerçekte insanın olmadığı doğal bir ortamda, ekosistem dengesi pek fazla bozulmaz.

Hücrenin, organizmaların temel öğesi olmak gibi, ekosistemlerde doğal ortamın birimlerini oluşturur. Her ekosistem, biyosenoz adı verilen bir canlılar topluluğundan oluşur; bunlar, çevrenin ve bu çevrede hüküm süren koşulların nispi homojenliğiyle belirgin, biyotop adı verilen bir alanda yaşar. Bir biyosenoz içinde üç büyük kategori

../..

-2-

söz konusudur. Önce besin zincirinin temelini oluşturan birincil üreticiler (klorofilli yeşil bitkiler); sonra birinci basamaktan (otçul hayvanlar), ve ikinci basamaktan tüketiciler (etçil hayvanlar),ve nihayet minareleştiriciler (bakteriler, mantarlar) Ekosistemin çalışması bir madde ve besin zincirleri (beslenme zincirleri de denir.) arasından, sürekli enerji akışıyla kendini belli eder.

Ekosistemler bir çok düzeye göre ele alınabilir. Biyomlar büyük biyocografi bölgelere (tropikal orman, tudra, savan vb) tekabül eder. Bir alt düzeyde, ekosistemler manzaranın bir takım parsellerinin (bir buğday tarlası, bir ormanlık kesim vb) temsil eder. Daha da alt bir düzeyde, mikroekosistemler (bir kıyı kayalığı, bir kara yosun topluluğu vb.) gelir.

Ekolojinin temel ve aynı zamanda tanımlanması en zor kavramlarından biri, bir türün ekolojik ortamı kavramıdır; bu, söz konusu olan türün fizyolojik ihtiyaçlarına, yaşam biçimine ve uyum sağlama niteliklerin bağlı çeşitli parametrelerle belirlenir. Böylece ekolojik ortam, basit bir barınak kavramının ötesinde, türün ekosistemdeki rolünü yerini belirler.

EKOSİSTEMLERİN BOYUTLARI

Gezegen ölçeğinde, yerkürenin bütün canlı varlıkları içeren dış katmanı olan biyosfer, en yüksek tümleşme düzeyini temsil eder. Bir ilk bölgesel ayırım biyomları betimlenmeye imkan verir. Bunlar, gerçek karasal makro ekosistemler diyebileceğimiz biyocografi ve iklimsel bölgelere denk düşer. (Tudra, tayga, ılıman iklim ormanı, sıcak çöller, savan tropikal orman vb)

Daha küçük bölümlere ayırma, daha ölçülü boydaki ekosistemleri belirler. Bir takım basit fizyonomik ölçütler, her biri bir ekosistem oluşturuyormuşçasına, herhangi bir arazinin, bir bataklığın, bir ormanın veya bir çayırın sezgisel olarak belirlenmesini sağlar.

Daha da kısıtlı bütünler olan mikro ekosistemler aynı şekilde tanımlanabilir. Bir yosun tutamı, hatta su dolu ve ağzı iyice kapalı bir cam tüp içinde yer alan bir tatlı su salyangozu ile bir elodea dalından oluşan yapay bir sistem, birer mikroekosistemdir. Söz konusu bu yapılar daha büyük sistemler içinde bir araya gelip bütünleşerek ve böylece tüm ekosistemleri niteleyen bağlı ekosistemleri niteleyen özerklik ilkesine uyarak, kendi kendine yetebilir.

Çoğu zaman yanlış olarak, bütünleme parçaları ekosistem olarak belirtilir; Mesela toprak ekosistemlerden söz edilir; Oysa toprak, oldukça karmaşık olan yapısına

-3-

rağmen aslında diğer sistemlerden gelecek organik maddelere tamamen bağımlıdır. Bu terim, zaman zaman kentler konusunda (kentsel ekosistem) bile kullanılmıştır. Oysa burada, tümüyle diğer ekosistemlerden ve özelliklede kent sakinlerine beslenme yoluyla enerji sağlanması için, tarım ekosistemlerinden gelen dış katkılara bağımlı bir bütün söz konusudur.“Tarım ekosistemleri” (ekili alanlar,meralar) ormanların çoğu insan tarafından yönetilen basitleştirilmiş veya diğer anlamda yapaylaştırılmış ekosistemlerdir. İnsanın denetimi altındaki bu sistemlerin işleyişinde, tamamen doğal olan ekosistemin işleyişleriyle aynıdır; ama insanoğlunun üretimi artırma gayretleri, çeşitli biçimlerde, söz konusu ekosisteme bir çok enerji katkısıyla yapılır;(gübreler, tarım koruma ilaçları (pestisit) makineleri çalıştıran yakıt vb)

Bilim adamları tarafından, astronotların içinde yaşamlarını sürdürecek oldukları, dış ortamdan özerk olarak çalışan uzay kapsülleri tamamen yapay ekosistemler bile tasarlanmıştır. ABD’deki Arizona çölünde kurulan Biyosfer I ve Biyosfer II adlı büyük kapalı seralar da aynı anlayışın ürünleridir. Ama araştırma, seralarda her şeye rağmen, çözümü zor kararlılık, ayarlama ve denge problemleri ortaya çıkmış, işler umulduğu gibi gitmemiştir.

EKOSİSTEMLERİN ÖRGÜTLENMESİ

BİR EKOSİSTEM İÇİNDE ÜSTLENMİŞ OLDUKLARI

ROLLERE GÖRE BİYOSENUZUN ÇEŞİTLİ CANLI

TÜRLERİ ÜÇ BÜYÜK KATEGORİYE AYRILIR.

Ekosistemde her türlü enerji aktarımının temelinde birincil üreticiler yer alır. Söz konusu bu canlılar, fotosentez yoluyla kendi öz organik maddelerini hazırlamak üzere güneş enerjisini kullana bilen tek tür olan klorofilli yeşil bitkilerdir.

Tüketiciler klorofilli bitkilerin fotosentez etkinliği sonucu oluşan maddeye bağımlı olan hayvanlardır, Bu canlılar enerjilerini ve yapıtaşlarını bu maddelerden alırlar.

-Birinci basamaktan tüketiciler (otçul hayvanlar, ot yiyerek beslenen böcekler) yalnız bitki örtüsüyle beslenir.

-İkinci basmaktan tüketiciler öncekilerin sırtından yaşamlarını sürdürür. Yani otçulları yiyerek beslenir.(Üçüncü basamaktan tüketiciler tanımlanmasına kadar da gidilebilir; etçillerle beslenen etçiler.)

-4-

-“Ayrıştırıcılar” grubu, beslenmek için ölü organik maddeyi parçalayan organizmalardan oluşur; Bu durumda bunlarda tüketiciler sınıfına girer,

-Son olarak Minareleştiriciler (bakteriler, mantarlar) bir biyosenoz içinde yer alan üçüncü büyük organizma kategorisidir. Bunlar, organik maddeleri ayrıştırır ve bunların anorganik anorganik elementlerini, daha sonra yeniden, fotosentez yapan bitkilerin soğurması için açığa çıkarır.

Özellikle birinci veya ikinci basamaktan tüketiciler için, belirli bir kategoriye ait olmanın belirlenmesi her zaman kolay değildir; bazı türler (hepçiller) her iki gruba da girer; Mesela insan; diğerleri için rejim,mevsimlere (mesela tilki) veya gelişme evrelerine göre (mesela kelebek) değişir. Ekosistemin çalışması, besin zincirlerindeki enerji akışıyla sağlanır. Öte yandan kimyasal elementlerin (karbon, oksijen, azot, potasyum….) çevrimlerinin varlığıyla da nitelenir. Her tür çevrim, elementin bir rezervuardaki (toprak, toprağın çözeltisi atmosfer) varlığından yola çıkılarak betimlenebilir. Birincil üreticiler böylece, organik madde içine dahil olarak, elementleri çevrime sokarak işte bu rezervuar içinde yer alır; sonra elementler besin zincirleri içinde dolaşıma girer ve minareleştiricilerin etkisiyle yeniden rezervuara döner.

TÜRLERİN EKOSİSTEMLERDEKİ ROLÜ HER TÜRÜN

EKOSİSTEMDEKİ YAŞAM KOŞULLARI ONA ÖZGÜ EKOLOJİK

ORTAMINI BELİRLER.İKİ TÜRLÜ KOMŞU EKOLOJİK ORTAMLARI

PAYLAŞTIĞINDA REKABETE GİRİŞEBİLİR.

Her canlı türü belirli ekolojik bir ortamda nitelenir. Bu terim söz konusu olan tür tarafından yerine getirilen “işlev” i gösterir ve bu durumda, sadece bir barınağını simgelemez. Bir canlı türünün ekolojik ortamı, özellikle içinde yaşadığı ekosistemin besin ağında, bu ağın aşama düzeni içinde aldığı yerle kendini gösterir.(bu durumda ekolojik ortam, bir bireyin toplumdaki işlevine ve bu işlevi nedeniyle toplumda edindiği yere benzetilebilir.) En çağdaş yaklaşımla, bir türün ekolojik ortamı kavramı bu türün yaşadığı ve üreyerek kendini yenilediği koşullar bütünü olarak tanımlanır.

Ekolojik ortamın genişlik derecesi, çok çeşitli koşullara uyum sağlayabilen genel türleri ve ancak az sayıda ve kısıtlı koşullara uyum sağlayabilen özel türleri ayırt etmeye imkan verir. İnsan, en üstün dereceden genel bir türdür; gezegenimizin hemen her köşesinde yaşamını sürdürebilmektedir. Oysa bazı evcil hayvanlar tam anlamıyla özeldir. Çoğu zaman bir çok tür, aynı ortamın veya çok yakın iki ortamın paylaşımı için rekabete girişebilir. Her tür ortamın “Boyut”una bağlı bir üreme stratejisine sahiptir; burada söz konusu ortam, ayrıca göz önüne alınan türün nüfus düzeyini de şartlandırır.

-5-

Aynı ekosistem de yaşayan türler arasında, bir çok ilişki tipi görülür. Bu ilişkileri belirleyen başlıca faktör, söz konusu ekosistemin beslenme zincirinde, aynı düzeye ait olma veya olmama durumudur. Beslenme düzeyleri farklı olduğundan ilişkiler çoğu zaman ar-avcı tipinde şekillenir, yani bir düzeyin bireyleri, beslenmek için bir alt düzeye ihtiyaç duyar.buna karşılık aynı beslenme düzeyi içinde aynı besin kaynağının kullanımı konusunda çoğu zaman rekabet vardır. Bu rekabet, aynı türün bireyleri arasında (türler için rekabet) her zaman ortaya çıkar, ama zaman zaman yakın ekolojik ortamlarda yaşayan farklı türler arasında da görülebilir. (türler arası rekabet) Bunun dışında, türler arasındaki diğer ilişkilerde, özel bağımlılık biçimleri görülür; (asalaklık, ortakyaşama, ortakçılık.)

EKOSİSTEMLER NEDEN DEĞİŞİYOR VE BOZULUYOR.

Ekosistemin oluşturan canlı ve cansız varlıklar arasında karşılıklı ilişki vardır. Dolayısıyla ekosistemdeki her öğe canlıların yaşamları, çoğalmaları, göçleri ya da ölümleri üzerinde etkili olur. Yaşam için gerekli olana temel öğeler toprak, hava, su ve ışıktır. Temel öğeler bir yandan ekosistemde yaşamın sürekliliğini sağlarken diğer yandan ekosistemlere büyük zararlar veren afetlere de yol açabilirler. Örneğin; depremler, yanardağ patlamaları, seller, kuraklık, kasırgalar, ve fırtınalar temel öğelerden kaynaklanan belli başlı doğal afetlerdir.

EKOSİSTEMİN DOĞAL ÖZELLİKLERİ

Ekosistemler, kara ekosistemleri ve su ekosistemi olarak iki grupta incelenir. Ormanlar, çayırlar ve çöllerin her biri bir ekosisteme örnektir. Bu ekosistemde en önemli etkendir. (Toprak, hava,nem,ışık ve sudur.) su ekosistemi okyanus, deniz, göl,nehir, ırmak ve sulak alanları kapsar. Su ekosisteminde en önemli etkenler sıcaklık, oksijen, mineraller ve ışıktır.

Kara ve su ortamlardaki ışık, sıcaklık, nem,tuzluluk vb. koşullar mevsimlere göre değişebilir. Güneş ışığının geliş açısının mevsimlere göre değişmesi ortamın azalması kara ve sularla buharlaşmayı artırır. Karalardaki nem oranı düşürebilir. Su ortamında buharlaşan ise tuzluluk oranının yükselmesine neden olabilir.

Mevsimlere bağlı değişiklikler ekosistemlerde yen alan canlıların yaşamsal düzenini de ekiler. Örneğin; kasım patı ve patates gibi bitkiler ilkbahar ve yaz mevsimlerinde ve sonbahar aylarında açar.

-6-

KARAR EKOSİSTEMİ

Kara ekosistemlerinin bitki örtüsü, büyük iklim kuşaklarına göre, yerkürenin biyom olarak adlandırılan bitki oluşumlarıysa enlemlere göre dağılır. Mesela Kuzey yarıkürede buzul bölgesini tundra izleri; güneye gidildikçe tayga ve daha sonrada tropikal ormanlar gelir. Bu kuşakların dışında, farklı yüksekliklerde farklı kuşakları barındırır. Yükseldikçe, sınırları bölgelere göre değişiklik gösteren bitki örtüsü katları birbirini izler.

İnsanlar yeryüzünün doğal bitki örtüsünü büyük ölçüde etkiler. İnsan etkinlikleri tarımsal alanların oluşmasına katkıda bulunur. Tarım ve hayvancılık yapılan bölgeler, tarım ekosistemleri olarak adlandırılan basitleştirilmiş ve biyolojik çeşitliliği azaltılmış ekosistemlere dönüşmüştür. Bu ekosistemlerin çalışması bütünüyle dışardan enerji veya malzeme katkısına (toprağın işlenmesi gübre ve pestisitler gibi) bağlıdır.

Kara ekosistemlerinin çalışması büyük ölçüde iklim tarafından yönlendirilir; Zaten iklim bitki örtüsünün yaşam süresini de belirler.Ekvatordan kutuplara doğru gidildikçe birincil ve ikinci üretkenlik düzeylerinde ciddi bir düşüş gözlenir. Tundralarda hüküm süren sert iklim koşulları, toprağın çok uzun süre (9-10 ayı) su dolaşımını engelleyecek biçimde donmasıyla kendini gösterir. Buradaki bitkisel oluşumlar (bodur bitkiler, ağaç yokluğu) donar ve rüzgara uyum sağlamıştır ve bölgenin faunası fakirdir.

Buna karşılık, tropikal kuşaktaki ormanlar yıl boyunca fazla değişmeyen, çok uygun iklim koşullarından yararlanır. Biyolojik etkinliğin aralıksız sürmesi sayesinde bu kuşakta birinci üretkenlik en üst düzeydedir ve minarelerin yeniden çevrime girme hızı çok yüksektir. Bitki oluşumlarının ve hayvanların inanılmaz çeşitliliği, bu ortamlarda karmaşık zincirlerinin gelişmesini sağlar. Öte yandan göl ve gölet kıyıları, turbalıklar gibi kıtalar içlerindeki nemli bölgeler, insanın baskısı sonucu, önemini kaybetmiştir. Oysa gerçekte bu yöreler,biyolojik çeşitliliği yüksek, çok sayıda türün varlığını sürdürmesi açısından birincil öneme sahip bölgelerdir.

DEĞİŞİK BİTKİ ÖRTÜLERİNİN BİYOSFERLERDEKİ DAĞILIMI

Yeryüzündeki büyük iklim bölgelerine karşılık gelen biyomlar, kuzey yarımküre de daha belirgin olmak üzere, enlemlere bağlı kuşaklar biçiminde düzenlenmiştir.

-7-

Biyosferi oluşturan eşitli ekosistemlerin kapladığı alan, birçok metrekare ile yüz binlerce kilometre kara arasında değişir. Bununla birlikte büyük veya küçük her ekosistemde türdeş ekolojik koşullar hüküm sürer ve kendine özgü canlı türlerinin

oluşturduğu topluluklar yaşar. Gezegen düzeyinde bakıldığında, büyük bitkisel oluşumları temsil eden biyomlar ayırt edebilir. Aslında, ekosistemler arasındaki ayrım çoğunlukla, egemen bitki örtüs temelinde yapılır ve yerküredeki büyük ekolojik bölümler konusunda da genellikle bitki örtüsü temel alır. Biyomlar, bitki toplulukları (fitosenoz) ile hayvan topluluklarını (zoosenoz) içeren ekosistemlerin bir araya gelmesiyle oluşur. Kararları kaplayan bitki örtüsünün büyük iklim kuşaklarına göre dağılmasına benzer biçiminde, biyomlar da ekvatora göre dağılmasına benzer biçiminde, dağılmıştır. Bu dağılım, kara yüzölçümünün az olduğu Güney Yarımküre”ye oranla Kuzey Yarıküre”de daha belirgindir.

Ekvator kuşağında tropikal ormanlar neredeyse kesintisiz bir çiziği oluşturur. Ekvator altı kuşakta kurak mevsimin daha uzun sürmesi, bu bölgede iklim uygun ormanların, savanların ve aşırı kurak olan kesimlerde de çöllerin oluşmasına neden olmuştur. Bunun ardından, 35 ıncı kuzey ve güney enlemleri yöresinde, ılıman iklim kuşağına, özgü Akdeniz tipi biyomlar bulunur. Ortam enlem kuşağı, tropofil ağaçların oluşturduğun ormanları barındırır; kuzeye doğru bu bitki örtüsü yerini önce ılıman çayırlara (bozkır) ve yer kuzeyin kozalaklı ormanlarına (tayga) bırakır. Tundralar ise, Arktika ve Antantika buzul kuşağının sınırında (66-33 enlemi) yer alır. Söz konusu bu hat doğal bitki örtüsünün de sınırıdır.

Ekosistem kuşakları arasında, arazinin yüksekliğine göre oluşan ayrım daha da belirgindir.

DENİZ EKOSİSTEMİ

OŞİNOGRAFLAR BU ORTAMI FARKLI EKOLOJİK ÖZELLİKLERİNE

GÖRE “ALANLARA” VE “BÖLGELERE” AYIRARAK İNCELENMEYİ

TERCİH EDERLER.

Ekolojik şartları büyük bir çeşitlilik gösteren deniz ortamı homojen bir bütün olarak ele almak, bilimsel açıdan çok kısıtlı bir bakış açısına neden olur. öncelikle iki büyük okyanus alanı ayırt edilmektedir.bütünüyle denizleri oluşturan “su kütlesi” ve kıyılardan derin abis çukurlarına kadar dipleri kapsayan “dip alanı” ;Dip alanı derinliğine göre üçe ayrılır.

-8-

-0-200 metreler arasında uzanan ve okyanusların tabanının yüzde 7,6 sını oluşturan kıta sahanlığı;

-200 metreden 2000 metreye kadar uzanan dipteki ani eğim bölgesinden meydana gelen ve tabanın yüzde 8,1 ni oluşturan kıta şevi; ve nihayet okyanusların tabanının yüzde 84,3 ünü meydana getiren abisler. (2000-6000 metre) ve çukurlar (6000 metreden

bilinen en derin yer olan mariana çukurunda 11.000 metreye kadar) Gelgite maruz kalan ve hatta dalga serpintisiyle ıslanan kıyı şeritleri de okyanus alanına dahil edilmektedir. Gerçekten de bu bölgelerde yaşayan organizmalar, gerek gelgitler sırasında birbirini ardınca su altında ve su üstünde kalarak, gerek ortamın yüksek tuzluluğu sebebiyle, okyanus etkilerine maruz kalmaktadır.

Okyanusları ve denizleri oluşturan su kütlesi ikiye ayrılan kıta sahanlığını örten yüzey suları ve 200 metrenin altında kalan dip suları bu düzeylerde su kütlesi, güneş ışınlarının nüfuz etmesi derecesine ve mevsimlik sıcaklık değişimlerine bağlı olarak düşey bir ekolojik katmanlaşma gösterir. Işığın ulaştığı epipelojik bölge, ışık miktarının, bitkilerin fotosentez yapabilmesi için yeterli olduğu 0 ila 50-100 metrelik yüzey sularına tekabül eder. Söz konusu bu bölgenin altında dip bitkileri ve fitoplankton yaşayamaz; yanlızca etçiler veya çürükçül beslenen hayvan türleri canlı kalabilir.

Okyanus ekosisteminin alt bölümlere ayrılması, karşılaşılan ekolojik şartların çeşitliliğiyle ilişkilidir; organizmaların uyum mekanizması ve üretkenliği bir bölgeden diğerine belirgin farklılıklar gösterir.

Deniz Canlıları; Yüzeyle dip alanı arasında ve hatta jeolojik taban yapısı içinde yaşam, deniz ekosisteminin üç boyutuna da dağılmış durumdadır. Deniz ortamının ekolojik şartlarının çeşitliliği, yaşam şekillerinde ve tarzlarında da büyük değişikliğe neden olmaktadır. Okyanusun büyük bölgeleriyle bağlantılı olarak üç çeşit canlı gurubu ayırt edilir; su kütlesinde yaşan plankton ve nekton ile diğerlerde yaşayan bentos toplulukları.

PLANKTON ; Yüzeyde veya su kütlesinde asıllı duran, kısıtlı hareket yeteneğiyle su akımlarına karşı koyamayan ve bazıları bu nedenle düşey göçlere maruz kalan organizmalar topluluğudur.

NEKTON; Açık denizde yaşayabilen ve deniz akıntıları içinde hareket edebilen canlılardan oluşur; açık denizde yaşayan balık türlerinin çoğunu, kafadanbacakları ve deniz memelilerini kapsar.

BENTOS; Dibe bağlı olarak yaşayan hayvanlar ve bitkiler (bağlı bentos) ile dipte veya dibe yakın bölgelerde hafifçe hareket eden bazı hayvan türlerinden (gezgin bentos)

-9-

meydana gelir. Bağlı bentos bir çok suyosunu, sünger, yumuşakça, kabuklu (Balanus) ve knildli (Mercan, deniz şakayığı gibi) türlerini kapsar.

EKOSİSTEMLERE YÖNELİK TEHLİKELER

Ekosistemlerin doğal dengeye ulaşması, bunların nüfusunda ve çalışmasında kesin bir istikrarın sağlanması anlamına gelmez; dengeli ekosistemlerde düzenle, hafif dalgalanmalar yaşanır.bu dinamik denge durumu çok hassastır.

Bugün ekosistemlere yönelik tehlikeler, sanayi uygarlığının gelişmesinde kaynaklanmaktadır. Sanayi uygarlığı, doğal kaynakları büyük bir hızla tüketmekte ve doğal çevreyi hiçe sayan tarımsal uygulamaları desteklenmektedir. Bu etkiler, nüfus patlamasıyla iyice yoğunlaşır. Bozulma fiziksel çevrenin (biyotop) sürekli yıkımı, canlı topluluklarının (biyosenoz) çeşitliğinde azalma, yaşama için gerekli minerallerin çevriminde kopukluklar biçiminde kendini gösterir. Kentleşme ve sanayileşme çok sayıda biyotop’un yıkımına neden olmuştur. Sanayiinin, taşımacılığın (özellikle otomobiller) ve evlerde kullanılan yakıtların yaratığı kirlilik havaya , suya ve toprağa bulaşır, bu durumda, hem genel olarak tüm canlı varlıklar, hem de insanın sağlığı ve kullandığı kaynaklar zarar görür. Ayrıca insan, sürekli yeni ortamları kendine kullanımına sokarak, çok sayıda hayvan türünün topluca yok olmasına yol açar. Çünkü insanlar biyotopları yıkar, ortamı aşırı sömürür. (balıkçılık ve avcılık) ve bazen de yeni ortama uygun olmayan yabancı türler getirir.

Karbon dioksit gazı üretiminin artması ve koruyucu ozon tabakasının delinmesi gibi insan etkinlikleri, bir bütün olarak biyosferin dengesini tehdit etmektedir.

EKOSİSTEMLERİN DENGESİ

Türlerin çeşitliliği ve aralarındaki düzenli iletişime dayanan denge, insanın giderek artan baskısının tehdidi altındadır.

Biyosferdeki doğal dengelerin korunması bazı kimyasal maddelerin oranın sabit olarak kalmasına, nüfus dalgalanmalarının düzenine ve ekosistemlerin sürekliliğine bağlıdır. Dengeyi sağlayan koşulların güvence altına alınması için, besin zincirlerinin gereken şekilde çalışmaya devam etmesi, tür çeşitliliğinin belirli bir düzeyde korunması ve geçici de olsa çok şiddetli düzensizlikleri yaşanmaması gerekir. Bazı orman sistemleri, mesela ılıman iklimde yüksek ağaçlar dikilmek suretiyle oluşturulan ormanlar, insan yapısı olmasına rağmen istikrarlı sistemlerdir. Tarım ekosistemleri, bitki topluluklarının otsu oluşumlardan ağaçlara uzanan doğal ardışıklık sürecinin ilkel bir

-10-

düzeyinde kalmıştır. Ekolojik açıda bakıldığında, tarım ekosistemleri, çoğunlukla tek bir bitki türüyle sınırlanmış yapıları yüzünden istikrarsız ve zayıftır. Bu ekosistemlerin üretkenliği, ürünün tipine ve söz konusu bölgeye egemen olan iklim koşullarına bağlı olarak büyük değişkenlik gösterir.

Bugün biyosferin genel dengesini tehlikeye düşüren başka faktörler de vardır. Gezegen genelinde, bilimsel ve teknik gelişmeler, geçen yüzyılda tedavi alanındaki buluşlar ve tarımsal üretimin dünya çapında artışının da yardımıyla inanılmaz bir nüfus patlamasına neden olmuştur. Bu nüfus patlaması, biyosferin üretim kapasitesiyle insanları ihtiyaçları arasında giderek artan bir dengesizlik durumu yaratmaktadır.

İNSANDAN GELEN TEHLİKELER

Bitki örtüsünün bozulması, ortamın kimyasal yapısının değiştirilmesi ve kaynakların aşırı kullanılması gibi her darbe çok sayıda sonuçlar doğurur.

İnsan etkinlikleriyle, ekosistemlerin, çalışmasına hatta bir bütün olarak biyosferin düzenine korkunç zararlar verebilir. Türler ve ekosistemleri ortadan kaldırdığı, fosil kaynaklarını tükettiği ve sonuçta önemli düzeyde kirlilik yarattığı için bu zararların çok yönlü bir etkisi vardır.

12 Temmuz 2007

Web Hosting Array Domain Names Array Email Addresses Array Related Sites

web hosting domain names email addresses related sites

ÖNEMLİ NOT:

Buradaki bilgilerin tümü yazara aittir. Her hakkı saklıdır. KOPYA EDİLMESİ izin dahilinde kaynak belirtmek ve link vermek suretiyle serbesttir.

Ana Sayfa

E-mail: erayon@hotmail.com

T.C

CELAL BAYAR ÜNİVERSİTESİ

BEDEN EĞİTİMİ VE SPOR YÜKSEKOKULU

ERİTROPOİETİN

BİYOKİMYASI

VE

rHuEPO DOPİNGİ

Hazırlayan:

Mert Eray ÖNEN

Danışman Öğretim Üyesi:

Doç. Dr. Muzaffer ÇOLAKOĞLU

MANİSA-1999

İÇİNDEKİLER: SAYFA NO:

ERİTROPOİETİN VE ERİTROPOEZİS??????????????????????????1 Proeritroblast?????????????????????????????????.??.1

Bazofil Eritroblast???????????????????????????????.?…..1

Polikromatik Eritroblast????????????????????????????.?.?.1

Ortokromatik Normoblast??????????????????????????.??.?..1

Retikülositler??????????????????????????????????…?1

ERİTROPOİETİN???????????????????????????????????.2

Yapı ve Fonksiyonu?????????????????????????????.?….?..2

Kaynakları???????????????????????????????????..?.3

Salınımın Düzenlenmesi???????????????????????????.?..??4

Kobalt ile Eritropoietin Arasındaki İlgi????????????????????.?..??4

Kortikosteroidlerin Eritropoeze etkisi?????????????????????.??… .4

Androjenler ve Eritropoezis?????????????????????????.?.?..?4

Östrojenler ve Eritropoezis???????????????????????????? ?4

Tiroid Hormonları ve Eritropoezis?????????????????????????…4

Hipofiz ve Eritropoezis???????????????????????????.?..??.4

Growth Hormon (Büyüme Hormonu) ve Eritropoezis??????????????.?..??4

Doku Oksijenlenmesinin Kontrolünde Sistem Diyagramı????????????????5

Eritrosit Yapımı İçin Gerekli Vitaminler???????????????????????.5

Olgunlaşma Faktörü-Vitamin B12 (Siyanokobalamin)????????????????.?.5

Eritrosit Olgunlaşmasında Folik Asitin (Pteroilglutamik Asit) Etkisi??????????..5

HEMOGLOBİN YAPIMI????????????????????????????????6

Hemoglobinin Oksijenle Birleşmesi?????????????????????????..7

POLİSİTEMİLER???????????????????????????????????7

Doku Hipoksisine Bağlı Sekonder Polisitemiler????????????????????7

Uygun Olmayan Eritropoietin Salınımına Bağlı Sekonder Polisitemiler?????????8

ERİTROPOİETİN (rHuEPO) DOPİNGİ????????????????????????..8

Tartışma ve Sonuç????????????????????????????????..10

SÖZLÜK?????????????????????????????????????.?11

KAYNAKLAR???????????????????????????????????….13

ERİTROPOİETİN VE ERİTROPOEZİS

Eritropoietini anlamak için kısaca eritropoezis hakkında bilgi vermek gereklidir. Eritropoezis kırmızı kan hücreleri olan eritrositlerin yapımı anlamına gelir. Kemik iliğinde oluşan bu işlem de diğer kan elemanları gibi retikulum hücresinden gelişen multipotansiyel stem (kök) hücrelerinden oluşmaktadır. Bu işlemin gerçekleşmesi değişik safhaları içermektedir (1).

Multipotensiyel stem hücreleri

Unipotansiyel stem hücreleri (Committed stem cell)

Proeritroblast

Bazofil eritroblast

Polikromatik normoblast

Ortokromatik normoblast

Retikülosit

Olgun kırmızı hücre

Proeritroblast: Bu terim Naegeli tarafından kullanılmıştır. Ayrıca pronormoblast veya erythrogon isimleri de değişik literatürlerde kullanılmaktadır. Bu yapının büyüklüğü 12-22 m arasındadır. Çoğu kez yuvarlak veya hafifçe ovaldir. Bir çok kez protuberentina denilen çıkıntısı bulunabilir. Sitoplazması koyu bazofil olup çekirdek hücrenin büyük bir kesimini kapsar. Kimi kez hücrenin kenarına kadar gelir. İnce retiküler bir vasıfta bir kromatin ağı vardır. İyi boyanmış preparatlarla çekirdeğin içinde bir veya birkaç tane koyu bazofil nükleol gözükür. Plazma hücrelerinden daha az olmakla beraber proeritroblastlarda birden çok çekirdekli olmaya eğilimi vardır. Çekirdeğin kenarında pembe bir hare gözükür ki burası phase mikroskobu ile incelenirse granüllü bir bölge olduğu saptanır. Hemoglobin oluşumu burada başlar. Hücre olgunlaştıkça bazofil azalır. Yani RNA değeri düşer, hemoglobin değeri artar. Mitozu kaba olup mitoz köşeleri keskindir (1).

Unipotensiyel kök hücrelerinden proeritroblast oluşabilmesi için eritropoietinin etkisi gereklidir. Proeritroblastlardan gelişen diğer hücreler için eritropoetine gereksinim yoktur.Kemik iliğinde her bin hücrenin %2.53?ü proeritroblasttır (1).

Bazofil Eritroblast: Bazofilik normoblastta denir. Bu kan hücresi proeritroblasta benzer yanlız daha ufak ve nükleolü yoktur. Çapı 10-16 m dur. Kromatin ağı daha kabacadır ve çekirdeği oldukça büyüktür (1).

Polikromatik Normoblast: 8-14 m çapındadır. Çekirdek bazofilliğini yavaş yavaş kaybeder ve hücrenin daha az bir bölümünü kapsar. Sitoplazmada RNA azalıp hemoglobin arttığından hem asit hemde baz boyaları alır ve bu yüzden polikromatiktir. Kromatin çok kaba olup koyu boyanır ve kümeler halindedir. Spesifik mitotik indeksi %5.65?tir (1,7).

Ortokromatik Normoblast: 7-10 m çapındadır. Sitoplasması tamamen asidofilik olup hemoglobin almıştır. Bu yüzden eritrositte olduğu gibi pembedir. Çok az da olsa RNA vardır. Bunun için iyi boyanmış preparatlarda çok hafif polikromatiktir. Daha sonra çekirdek dışarı atılır ve retikülosit meydana gelir (1,7)

Retikülositler: Retikülositlerde bir miktar RNA bulundğu için supravital boya ile boyandığında retiküler bir görünüm arzetmektedir. Retikülositlerin normal değeri 50.000 mm³ tür. Erişkinlerde kemik iliğinde yaklaşık olarak %20 ve periferide %0.5-2 oranında bulunur. Hemoglobin yapımı az da olsa devam eder. Retikülositlerin yaşama süreleri 1-2 gündür. Akut kanamalarda erkenden retikülasitler oluşur ki bunların yaşama süreleri daha kısadır. Kemik iliğinin sellülaritesindeki akut değişmelerin hücrelere yaptığı etkiler metabolik değişiklikleri gerektirir ki bu da sonuç olarak metabolik olarak tamamlanmamış hücrelerin salınımına neden olabilir (1,2).

Şekil-1: Eritropoietik aktivite ve eritropoezis (23).

ERİTROPOİETİN

Yapı ve Fonksiyonu:

Hipoksik halde bulunan veya kanaması olan bir kişide hemoglobin sentezi, eritropoezis ve eritrositlerin kana geçişi hızlanır. Bunun aksine kan transfüzyonu ile eritrosit miktarı arttırılmış kişilerde (kan dopingi gibi) eritropoietik aktivite miktarı azalır. Eritropoietik aktivitedeki bu değişiklikler dolaşımda bulunan ve 165 aminoasit ile in vivo aktivite için gerekli olan 4 oligosakkarit zinciri içeren ve 60.000 dalton molekül ağırlığında, glikoprotein yapısındaki bir hormon olan eritropoietin tarafından gerçekleştirilir. Bunun kandaki konsantrasyonu anemide belirgin şekilde yükselir (Şekil-1). Bu hormona ait gen klonlanmış ve hayvan hücrelerinde, klinik kullanıma uygun rekombinant eritropoietin üretilmiştir. Rekombinant eritropoietin böbrek yetmezliği olan kişilerde gözlenen anemilerin tedavisinde ve olacakları ameliyatlarda kendi kanları kullanılacak kişilerden önceden kan alıp depolama amacıyla eritropoezi uyarmada kullanılmaktadır. Sporda da yine illegal bir yöntem olan eritropoietin dopingi olarak, eritropoezi arttırarak aerobik performansta artış sağlamak amacıyla da kullanılmaktadır (4,5,8).

Eritropoietin kemik iliğindeki eritropoietine duyarlı kök hücrelerini uyarır. Bu hücrelerden eritrosit öncülü hücreler, bunlardan da olgun eritrositler meydana gelir. Eritropoietin reseptörü sitokin reseptör üst ailesinden, tek bir transmembran domen içeren, lineer bir proteindir. Bu hormonun hücre

içi etkilerini oluşturmada kullandığı mekanizma bilinmemekle beraber bu bir tirozin kinaz olabilir. Bununla beraber eritropoietin düzeyleri düşük olduğunda eritroid seri kök hücreleri, kendisini programlanmış hücre ölümünün izlediği DNA yarılması göstermektedir. Çeşitli hücre tiplerinde apoptoz oluşu birçok dokunun normal gelişim sürecinin bir evresidir. Eritropoietin DNA yarılmasını önleyerek eritrositer seri kök hücrelerinin yaşamasını sağlar (4).

Kan dolaşımındaki yarı ömrü yaklaşık 5 saat olan eritropoietinin temel inaktivasyonu yeri karaciğerdir. Eritrosit olgunlaşması nisbeten uzun bir süreç olduğu için eritropoietin etkisi ile dolaşımdaki eritrosit sayısının artması için 2-3 gün gerekir. Molekülün karbonhidrat kısımlardaki sialik asitlerin çok az bir kaybı dahi eritropoietini hem biyolojik olarak etkisiz hale getirir hem de yarı ömrünü 5 dakikaya indirir (9).

Kısaca eritropoietin:

Demirin eritrosit içine girme derecesini, retikülosit teşekkül derecesini ve eritrosit sayısını arttırmaktadır (10).

Hematokrit

Şekil-2: Kan bağışlayan sağlıklı kişilerde (5) ve çeşitli tip anemileri olan hastalarda (g)plazma eritroproietin düzeyleri (4).

Kaynakları:

Erişkinlerde eritropoietinin yaklaşık %85?i böbreklerde, %15?i karaciğerde yapılır. Bu organlarda, eritropoietin mRNA?sı bulunur. Dalak ve tükrük bezlerinin ekstrelerinden de eritropoietin elde edilebilir ancak, eritropoietin mRNA?sı bulunmayan bu dokularda eritropoietin yapımı olmaz. Eritrosit yapımı ve eritropoietin üretiminin kemik iliği ve böbrekler tarafından yüklenilmesinden önceki fötal ve yenidoğan evresinde en önemli eritropoietin ve eritrosit yapım merkezi karaciğerdir. Çeşitli böbrek hastalıkları nedeniyle böbrek dokuları azalmış ya da böbrekleri çıkarılmış erişkinlerde meydana gelen açığı karaciğer kapatamaz ve anemi gelişir. Yine birçok böbrek hastalıkları eritropoietin yetersizliğine bağlı anemiye sebep olur (3,4).

Eritropoietin böbrek korteksindeki peritübüler kapillerlerin endotel hücrelerinde üretilir (juxtoglomerüler hücreler). Karaciğerde hem Kupffer hücrelerinin hem de hepatositlerin eritropoietin sentezlendiği ileri sürülmektedir (3,5).

Salınımın Düzenlenmesi:

Eritropoietin salınımının temel uyarıcısı hipoksidir. Androjenler ve kobalt tuzları da eritropoietin salınımını uyarırlar. Yeni elde edilmiş kanıtlar böbreklerde ve karaciğerde eritropoietin salınımını düzenleyen O2 algılayıcının bir hem proteini olduğunu ve eritropoietin geninden eritropoietin mRNA?sının transkripsiyonunun bu proteinin dioksi formu tarafından uyarılıp oksi formu tarafından inhibe edildiğini telkin etmektedir. Yüksek irtifada oluşan alkaloz eritropoietin salınımını kolaylaştırır. Katekolaminler, renin-anjiyotensin sisteminin eritropoietin sisteminden tamamen bağımsız olmasına rağmen tıpkı renin salnımı gibi eritropoietin salınımını da bir b-adrenerjik mekanizma ile kolaylaştırır. Adenozin de eritropoietin sentezini uyarırken, bir adenozin antagonisti olan teofilin inhibe eder (4).

Kobalt ile Eritropoietin Arasındaki İlgi: Kısaca değinecek olursak; Kobalt iyonunun (örneğin kobalt klorür) eritropoeze etkisi çoktan beri bilinmektedir. Organik kobalt tuzları hayvanlarda ve normal insanlarda kullanılırsa poliglobüli gelişir. Deneyler göstermiştir ki kobalt, eritropoietin salgısını arttırmaktadır. İzole edilmiş böbreğin kobalttan zengin maddelerle beslenmesi sonucunda eritropoezin arttığı çeşitli hayvan deneylerinde gösterilmiştir. Eğer çok miktarda askorbik asit (C vitamini) verilirse kobaltın stimulazan etkisi görülmez. Bu da kobaltın toksik dozlarda oksijen taşıyan fermentleri inhibe ettiği ve bu suretle doku hipoksisi yaparak eritropoietin ifrazına neden olduğu ileri sürülmüştür (1).

Kortikosteroidlerin Eritropoeze Etkisi: Steroidlerin kemik iliğine stimulan bir etkisi olduğu anlaşılmaktadır. Kortikosteroidlerin fizyolojik değerlerde eritropoezi stimüle etmelerinin sebebi bu hormonların oksijen harcanmasını arttırdığından ileri geldiği sanılmaktadır (1).

Androjenler ve Eritropoezis: Horozlarda kan değerlerinin tavuklardan daha yüksek olması androjen hormonların etkisiyle aydınlatılmak istenmiştir. Yine birçok hayvan deneyleri ve klinik gözlemler androjenlerin kan değerlerini arttırdığını göstermiştir. Steinglas ve arkadaşları 1941?de sıçanlarda, testislerin çıkartılması ile hemoglobin ve eritrosit değerlerinin azaldığını ve testosteron verilmesi ile tekrar yükseldiğini bildirmişlerdir. Yine kastre olanlara testosterone propionate veya methyl testosterone verilmekle kan değerlerinin belirli biçimde arttığı gösterilmiştir. Tedavi kesilince bu değerler eski durumuna dönmüştür (1).

Östrojenler ve Eritropoezis: Androjenlerin zıddına östrojenler eritropoez üretimini azaltır. Hayvan deneylerinde yüksek dozda östrojenle alınan sonuçlar bu fikri vermiştir (1).

Tiroid Hormonları ve Eritropoezis: Tiroksinin eritropoezi oksijen harcanmasını arttırmak yolu ile stimüle ettiği kesin olarak bilinmektedir. Radyoiyot ile hipotroid yapılmış köpeklerde anemi ve sirküle olan kan volümünde azalma saptanmıştır. Köpeklerdeki bu değişiklik thyroxine ile normale dönmüştür. Thyroxine plazma demir devrini arttırır ve hayvanlarda radyo-demirin eritrositlere bağlanmasını hızlandırır. Hayvan deneylerinde tiroidin çıkarılmasından sonra doku hipoksemi eritropoietin oluşumu aynen sürer. Yine deneylere göre tiroidin doğrudan doğruya kemik iliğini stimüle etmediğini söyleyebiliriz. Ayrıca tiroid hormonları eritropoietinin kemik iliğine etkisini arttırmaz. Oksijen harcanmasını arttırması ile veya kalorijenik etki ile eritropoietin salgısı artar (1).

Hipofiz ve Eritropoezis: Simmonds kaşeksisinde anemi eskiden beri bilinmektedir. Hipofizi çıkartılmış sıçanlarda hemen daima anemi saptanmıştır. Özellikle kemik iliğinde eritroblastların azaldığı bulunmuştur. Bugün hayvan deneylerine göre hipofizin eritropoez için kesin olarak bulunması gereken bir organ olmadığı kabul edilmektedir. Buna rağmen hipofiz, etkisi altında bulundurduğu tiroid, sürrenal ve testis hormonları ile eritropoezin kontrolünde rolü vardır (1).

Growth Hormon (Büyüyme Hormonu) ve Eritropoezis: Son zamanlarda hipofizi çıkartılmış sıçanlarda yapılan deneyler, büyüme hormonunun eritropoez için gerekli olduğunu göstermektedir. Büyüme hormonunun etkisi eritropoietin yoluyla olmaktadır. Yine prolaktin hormonunun sıçanlarda eritropoezi stimüle ettiğini gösteren gözlemler vardır. Yine sıçanlarda laktasyonda eritrosit volümünün arttığı ve kanda eritropoietik aktivitenin yükseldiği bildirilmiştir (1).

Doku Oksijenlenmesinin Kontrolünde Sistem Diyagramı: Burada doku oksijenlenmesinin düzeyini regüle eden bir negatif feedback mekanizmasının kontrol diyagramı verilmektedir (Şekil-3). Şekilde sıklıkla doku hipoksisine neden olan ve böbrekte eritropoietin salınımını stimüle eden faktörlerin listesi görülmektedir (2).

OKSİJENLENMEYİ AZALTAN

FAKTÖRLER

(1. Kan hacmi azalması)

(2. Anemi)

(3. Hemoglobin azlığı)

(4. Kan akımının azalması)

(5. Akciğer hastalıkları)

Şekil-3: Dış faktörlerin etkisiyle doku oksijenlenmesi azaldığı zaman eritrosit yapımını hızlandıran eritropoietin mekanizmasının fonksiyonu (2).

Eritrositlerin Yapımı İçin Gerekli Vitaminler

Olgunlaşma Faktörü-Vitamin B12 (siyanokobalamin): B12 vitamini bütün vücut hücreleri için esaslı bir besin maddesidir. Bu vitaminin eksikliğinde dokuların büyümesi genel olarak ağır bir şekilde deprese olur. Bu, B12 vitamininin DNA sentezi için gerekli olmasından kaynaklanır. Bu vitaminin eksikliği nukleusun olgunlaşmasını duraklatarak bölünmenin geri kalmasına yol açar. Alyuvarların üretildiği doku, bütün vücut dokuları içinde en çabuk büyüyen ve proliferasyona uğrayanlar arasında olduğundan, B12 vitamini eksikliği eritrosit üretim hızını özellikle inhibe eder. Kemik iliğindeki eritroblastik hücreler hızlı proliferasyon göstermedikleri gibi, normalden daha büyük megaloblastik hücrelere dönüşürler. Makrosit adı verilen olgun eritrositler geniştir ve ince, düzensiz bir membrana sahip olup, normal disk şekilleri yerine oval biçimde görülürler. Az sayıda oluşan bu makrositler dolaşıma katıldıktan sonra, oksijen taşıma yeteneğine sahip olmakla birlikte frajil olduklarından normalin ancak ½, 1/3?ü kadar kısa ömürlüdür. Böylece B12 vitamini eksikliği eritropoez sürecinde olgunlaşma bozukluğuna yol açar (2).

Anormal şekilde hücrelerin nedeni şöyle açıklanmaktadır: DNA sentezindeki yetersizlik hücrelerin bölünme hızını yavaşlatırken, RNA yapımını engellemez. Böylece, normalden daha fazla RNA oluşarak, öteki bütün stoplazmik içeriğin, hemoglobin dahil, aşırı miktarda gelişmesine neden olur, bunlarda hücreyi büyütür (2).

Ayrıca, hücrenin bazı genlerini anormal replikasyonla hücredeki öteki anormalliklere yol açması da olasıdır (2).

Eritrosit Olgunlaşmasında Folik Asitin (Pteroilglutamik Asit) Etkisi:

Bazen, olgunlaşma kusuruna bağlı anemili hasta, B12 vitamini yerine, folik asit tedavisine iyi cevap verir. Bundan anlaşıldığı gibi bu vitamin de alyuvarların olgunlaşmasıyla ilgilidir. Folik asit de B12 gibi, fakat farklı yoldan DNA yapımı için gereklidir. Folik asit DNA sentezi için gerekli nükleotidlerden biri olan deoksimidilat oluşumunda deoksiürodilatın metilasyonunu hızlandırır (2).

HEMOGLOBİN YAPIMI:

Konumuzla indirek ilişkisinden dolayı hemoglobin yapımı hakkında da kısaca bilgi vermek gerekir.

Hemoglobin sentezinin eritroblastlarda başlayarak retikülosit evresine kadar, hatta hafif de olsa bu evrede de devam ettiğini daha önce de belirtmiştik. Retikülosit kemik iliğini terkedip, dolaşım kanına atıldıktan sonra birgün ya da daha uzun bir süre, az miktarda hemoglobin yapımını sürdürürler.

Şekil-4: Hemoglobin oluşumu (2).

Şekil 4, hemoglobin yapımındaki temel kimyasal aşamaları göstermektedir. İzotopla izleme çalışmalarında hemoglobinin hem bölümünün, başlıca asetik asit ve glisinde sentez edildiği ve bu sentezin büyük kısmının mitokondrilerde geçtiği bilinmektedir. Asetik asit, krebs çemberinde süksinil-CoA?ya dönüşür ve bunun iki molekülü iki molekül glisinle bağlanarak pirol bileşiğini yapar. Sonra dört pirol bileşiği kombine olur ve bir protoporfirin bileşiği yapar. Protoporfirin IX olarak bilinen protoporfirinlerden biri demirle birleşerek hem molekülünü oluşturur. Sonunda, dört hem molekülünün herbiri ribozomlarda sentez edilen ve hemoglobin zinciri diye adlandırılan çok uzun bir polipeptid zincirine bağlanır (Şekil-5). Herbirinin molekül ağırlığı 16,000 dalton olan bu subünitelerden dört tanesi gevşek bir bağlanma ile biraraya gelerek hemoglobin molekülünü oluşturur (2,10).

Hemoglobin subünite zincirlerinde polipeptid bölümündeki amino asit içeriğine bağlı hafif farklılıklar vardır. Farklı zincirler alfa, beta, gama vb. zincirleri olarak adlandırılır. Erişkin insanda en çok bulunan hemoglobin formu, iki alfa ve iki beta zincirinden oluşan hemoglobin A?dır (2).

Her zincirde bir hem prostetik grubu bulunduğu için, her hemoglobin molekülünde dört ayrı demir atomu vardır; bunlardan herbirine bir molekül oksijen bağlandığından, her hemoglobin molekülü ile 4 molekül oksijen (ya da 8 atom) taşınabilir. Hemoglobinin molekül ağırlığı 64,458 daltondur (2).

(Hemoglobin zinciri-a yada ß)

Şekil-5: Hemoglobin molekülünün temel yapısı. Hemoglobin molekülünde, dört hem kompleksinden birinin, merkezi globülin yapısına bağlandığı görülmekte (2).

Hemoglobin zincirlerinin doğası, hemoglobinin oksijen bağlama affinitesini (ilgisini) belirler. Zincirlerdeki anormallikler hemoglobin molekülünün fiziksel karakteristiklerini de değiştirir (2).

Örneğin, orak hücreli anemide her iki beta zincirindeki glutamik asidin yerini valin almıştır. Bu tip hemoglobin oksijensiz ortama bırakılırsa, eritrositler içinde bazen 15 mikron uzunluğa varan kristaller oluşur. Bu, hücrelerin küçük kapillerlerden geçmesini olanaksız kılar ve çoğu kez kristalin ince ucu hücre membranını yırtar ve böylece orak hücreli aneminin ortaya çıkmasına neden olur (2).

Hemoglobinin Oksijenle Birleşmesi:

Hemoglobin molekülünün en önemli özelliği, oksijenle gevşek ve geri dönüşümlü (reversibl) bağlanma yeteneğidir. Çünkü, hemoglobinin vücuttaki temel fonksiyonu, akciğerlerde oksijenle birleşme yeteneği ve oksijen gaz basıncının akciğerlerden çok daha düşük olduğu doku kapillerlerinde oksijeni hemen serbestletmesine bağlıdır (2).

POLİSİTEMİLER

Polisitemi, gerçek anlamda kanda şekilli elemanların yani, eritrosit, lökosit ve trombositlerin artması anlamına gelir. Ancak pratikte polisitemi deyiminden eritrositlerin artması anlaşılır. Genelde eritrositlerin artması ile beraber hemoglobin ve hemotokrit değerlerinde de artma olur. Bununla beraber eritrositlerin hipokromik, mikrositer olduğu durumlarda, hemoglobin veya hemotokrit değerinde artış daha az belirgin olabilir. Erkeklerde hemoglobinin %18gr, hemotokritin %54 ve eritrosit sayısının 6.2 milyon/mm³ üstünde, kadınlarda ise hemoglobinin %16gr, hemotokritin % 47 ve kırmızı küre sayısının 4.7 milyon/mm³kan üzerinde olmasına polisitemi denir. Polisitemiler başlıca iki gruba ayrılır:

1. Gerçek polisitemiler,

2. Rölatif polisitemiler

Gerçek polisitemilerde kırmızı küre sayısının hakiki bir artışı sözkonusu olduğu halde rölatif polisitemilerde plazma hacmi azaldığı için polisitemi oluşmuştur. Eritrosit kitlesinin mutlak artışı söz konusu değildir. Bu sebeple burada konumuzla ilgisinin olmaması nedeniyle rölatif polisitemilerden bahsedilmeyecektir (6).

Gerçek polisitemileri aşağıda görüldüğü gibi sınıflandırabiliriz:

1) Polisitemia vera

2) Sekonder polisitemiler

a) Doku hipoksisine bağlı

ÖYüksek yerlerde yaşayanlar

Ö Konjenital kalp hastalıkları

Ö Kronik akciğer hastalıkları

Ö Hipoventilasyon sendromu

Ö Anormal hemoglabine bağlı

b) Uygun olmayan eritropoietin salınımına bağlı

Doku Hipoksisine Bağlı Sekonder Polisitemiler:

Hipoksiye bağlı olarak gelişen sekonder polisitemiada esas patogenetik mekanizma hipoksi sonucu eritropoietinin artmasıdır. Eritropoietinin de kemik iliğine etki ederek eritrositozisi arttırdığından da daha önce bahsetmiştik. Radyoaktif Cr51 ile yapılan çalışmalarda eritrozis kitlesinin arttığı, buna karşılık plazma hacminin normal yada biraz azaldığı saptanır (6).

Yüksek yerlerde yaşayanlarda atmosferde bulunan oksijen basıncı az olduğu için, anoksi ve neticede polisitemi oluşur. Polisiteminin derecesi kronik dağ hastalığı olan kişilerde daha barizdir. Ayrıca hipoksi yapan kronik akciğer hastalıkları da sekonder eritrozise neden olurlar. Ancak kronik akciğer hastalıklarında görülen polisiteminin derecesi genel olarak beklenen düzeyde değildir. Bunun nedeni tam olarak aydınlanmamakla beraber, kronik infeksiyonlar ve kanda CO2 birikmesi veya bir eritropoietin inhibitörünün varlığı eritropoietine olan cevapsızlıktan sorumlu tutulmuştur (6).

Uygun Olmayan Eritropoietin Salınımına Bağlı Sekonder Polisitemiler:

Bazı tümörlerde böbrek hastalıklarında kanda eritropoietin artmasına bağlı sekonder polisitemiler gelişebilir. Olguların çoğunda kanda yüksek düzeyde eritropoietin saptanmış, bazı olgularda ise kistte ve tümörde yüksek miktarda eritropoietin tespit edilmiştir (6).

ERİTROPOİETİN (rHuEPO) DOPİNGİ

Rekombinant DNA teknikleriyle insan Eritropoietini labaratuvarlarda üretilebilmektedir. Doğal eritropoietin ve üretilen yapay eritropoietin kemik iliğinde aynı etkiyi gösterirler (5).

Maalesef bu fizyolojik düzenleme amacı sporda kötüye kullanılmış ve kan alyuvar miktarı normal olan insanlarda dışarıdan eritropoietin verilerek alyuvarlar arttırılmaya, dolayısıyla kaslara 02 taşınması arttırılarak dayanıklılık sporlarında performans ve spor ahlakına uymayan bir yolla yükseltilmeye çalışılmıştır (5).

1988 haziranında dışarıdan verilen eritropoietin yasaklı maddeler listesine alımmıştır. İlk defa Calgary kış olimpiyat oyunlarında ortaya çıkmıştır. Daha komplike olan kan dopinginin yerini alma amacı güderek kullanım alanına girmiştir (5).

İsveç?ten B. Ekblom, eritropoietinin normal insanlarda alyuvarların arttığını ve buna bağlı olarak dayanıklılık performansının da arttığını göstermiş isede zararlı yan etkileride vardır. Eritropoietin yapay olarak üretildikten sonra kan dopingine alternatif olarak kullanılmaya başlanmıştır (5).

Ancak eritropoiteinin etki süresi tam olarak bilinmediğinden hemotokrit %60 ve daha yukarısına çıkabilir. Sıvı kaybının çok fazla olduğu maraton yarışlarında %42-43 hemotokritle yarışa başlayan bir maratoncu %55 hemotokritle yarışı bitirir. %52-58 hemotokritle yarışa başlayan sporcu %60 üzerinde hemotokritle yarışı bitirir. Eritropoietin kan dopinginden daha tehlikelidir. Çünkü henüz eritropoietinin ne kadar sürede etkili olduğu bilinmemektedir. Eritropoietini kullanan maratoncu yarışı Pazar günü biterse bile hemotokrit artışı Çarşamba gününe kadar devam eder. Bir başka deyişle yarış biter ama tehlike devam eder. Kan dopinginde %50-55?ten daha yukarı nadir olarak çıkar (5).

Eritropoietin tehlikesi damar içi pıhtılaşmalar ve vizkozitesi artan kanın vital organlarda akımının azalmasıdır. Yüksek dozda alınan eritropoietin, sıvı kaybı ve subklink enfeksiyonların etkisiyle kanın agrege olmasına ve kapillerden geçememesine neden olur (5).

Kanın vizkozitesi artar, koyulaşır, kan akımı yavaşlar, kalp çalışmasında bozukluklar görülür, kalp yetersizliği, akciğer ödemi, beyinde oksijen yetmezliği ve ani ölümler görülür (5).

Klinik olarak baş ağrısı, baş dönmesi, kulak çınlaması, geçici akut beyin iskemisi kendisini gösterir. Kan nakli yolu ile yapılan doping etkisi kısa zamanda geçtiği halde eritropoietinle elde edilen hematokrit yükselmesi 5-10 gün sürebilir. Eritropoietin genellikle dayanıklılık sporcuları tarafından kullanıldığından ve uzun süren sportif aktivite esnasında terle vücutta fazla su kaybedildiğinden, bu kayıpta hemotokrit değerinin artımına katkıda bulunur (5).

Lavoie ve arkadaşları, sıçanlar üzerindeki yaptıkları deneylerle rekombinant insan eritropoietininin anaerobik egzersizde metabolizmaya etkilerini araştırmış ve çalışmanın sonucunda anlamlı değerler bulmuşlardır. Bu çalışmanın amacı rekombinant insan eritropoietinin (rHuEPO) egzersiz boyunca enerji metabolizmasına etkilerini ve kullanımını incelemektir. Eritropoietinin özellikle anaerobik (glikolitik) egzersiz boyuncaki katkıları değerlendirilmiştir. Sprague-Dawley sıçanları üzerinde rastgele seçimler yapılmış ve biri deney [rHuEPO] (her 3 günde bir 600 U/kg), diğeri de kontrol (buna eşdeğer volümde salin verilerek) olmak üzere iki grup seçilmiştir (5).

Lavoie ve arkadaşları Québec Üniversitesi biyokimya laboratuvarındaki yaptıkları bu çalışmaların sonucunda aşağıdaki değerleri elde ederek tablolar hazırlamışlardır.

Kontrol rHuEPO

İstirahat Egzersiz İstirahat Egzersiz

Hemotokrit 43 ± 2 44 ± 2 54 ± 1a 60 ± 2c

L/L

Hemoglobin 126.1± 3.8 158.5 ± 3.0b

gr/L

Eritrositler 6.67 ± 0.14 8.20 ± 0.23b

x10¹²/L

a p<0.05 Kİ

b p<0.001

c p<0.05 KE, Eİ

Tablo-1: Eritropoietinin (rHuEPO) egzersiz sonrası ve istirahat durumlarında eritrosit endekslerine etkisi. Kİ:Kontrol istirahat, KE:Kontrol egzersiz, ER:rHuEPO istirahat (5).

Kontrol rHuEPO

İstirahat Egzersiz İstirahat Egzersiz

Glikoz mmol/L 8.3 ± 0.4 8.5 ± 0.5 11.0 ± 1.6 8.4 ± 0.9

Laktat mmol/L 1.99 ± 0.19 2.54 ± 0.09a 2.05 ± 0.27 2.22 ± 0.27

Gliserol mmol/L 0.024 ± 0.007 0.036 ± 0.005 0.016 ± 0.002 0.043 ± 0.008b

SYA mmol/L 0.131 ± 0.040 0.268 ± 0.045a 0.089 ± 0.017 0.049 ± 0.039c

a p<0.05 Kİ

b p<0.05 Eİ

c p<0.05 Eİ,KE

Tablo-2: Eritropoietinin (rHuEPO) egzersiz sonrası ve istirahat durumlarında plazma metabolitlerine etkisi. Kİ:Kontrol istirahat, KE: Kontrol egzersiz, Eİ:rHuEPO istirahat, SYA:Serbest yağ asitleri (5).

Kontrol rHuEPO

İstirahat Egzersiz İstirahat Egzersiz

Soleus 5.69 ± 0.67 2.87 ± 0.21a 5.54 ± 0.57 3.96 ± 0.35b

Gastrocnemius 6.16 ± 0.48 3.53 ± 0.67a 6.55 ± 0.41 3.87 ± 0.70c

Vastus 6.53 ± 0.51 3.59 ± 1.05a 6.05 ± 0.51 4.48 ± 0.068c

Karaciğer 39.2 ± 1.7 26.0 ± 1.6a 39.6 ± 2.7 25.6 ± 2.7c

a p<0.05 Kİ

p<0.05 Eİ, KE

c p<0.05 Eİ

Tablo-3: Eritropoietinin (rHuEPO) egzersiz sonrası ve istirahat durumunda yaş doku glikojen konsantrasyonlarına etkisi (mg glikojen/gr yaş doku). Kİ:Kontrol istirahat, KE:Kontrol egzersiz, Eİ:rHuEPO istirahat (5).

Kontrol rHuEPO

İstirahat Egzersiz İstirahat Egzersiz

Epinefrin pmol/L 747 ± 198 941 ± 102 3268 ± 1167 2419 ± 922

Norepinefrin nmol/L 1.20 ± 0.11 2.78 ± 0.40 2.99 ± 1.64 6.24 ± 2.54

Tablo-4: Eritropoietinin (rHuEPO) egzersiz sonrası ve istirahat durumunda katekolaminlere etkisi (5).

Şekil-6: Eritropoietinin (rHuEPO) delta serbest yağ asit (SYA) konsantrasyonuna etkisi (mmol/L). P<0.005 (5).

Tartışma ve Sonuç:

Eritropoietin kullanımında sınırlayıcı faktör kasın metabolik kapasitesidir. Yani oksijeni kullanacak olan yapılar kas hücreleri, mitokondriler ve bazı enzimlerdir. Dokuda 02 kullanan enzimler artmadığı taktirde taşınan fazla 02 kullanılmayacaktır. Kanaatimce eritropoietin plazma kosantrasyonunun yapay olarak arttırılması, organizmada bir çok fonksiyonel yetersizlikler hatta yaşamsal riskler ortaya çıkarmaktadır.

Doping araştırma labaratuvarlarının kurulması bu gün yeni koşullara bağlanmıştır. Bu koşullarda IOC (Uluslararası Olimpiyat Komitesi) tarafından istenmektedir. Böyle bir labaratuvar içinde gaz kromotogaf, ince tabaka, kromotograf, kitle spektrometresi, bilgisayar, kilitli buzdolabı, radyoimmün için gerekli cihazlar ve yüksek basınçlı likid kromotograf bulunması istenmektedir (5).

Bu günkü kurallara göre idrarda nanogramla ifade edilecek kadar az doping maddesinin bulunması sporcuyu suçlamak için yeterli bulunmaktadır.

SÖZLÜK:

Adenozin: Vücutta sedatif etkisi olan bir tür nükleik asit.

Affinite: İstekli, seven, -a yönelen.

Akut: Ani ve şiddetli.

Alaktoz: Laktoz molekülünden yoksun.

Androjen: Erkeklik hormonu.

Anemi: Kansızlık.

Anoksi: Oksijen yokluğu.

Asidofilik: Affinitesi asitik boyalara yüksek olan.

Bazofil: Affinitesi kırmızı boyalara yüksek olan.

Deprese: Çökme, bozulma.

Ekstre: Hülasa, öz.

Endotel: İç organlarda bulunan bir çeşit epitel hücresi.

Ferment: Maya, enzim.

Fötal: Fötüs’e ait.

Frajil: Kolayca yırtılıp parçalanabilen, gevrek yapıya sahip.

Glikoprotein: Yapısında glikoz (C6H12O6), bileşiği olan protein molekülü.

Granül: Tanecikli.

Hematokrit: Kandaki şekilli elemanların hacminin, kan hacmine oranı.

Hepatosit: Karaciğer hücresi.

Hipokromik: Renk solukluğu, renk azalması.

Hipoksemi: Kanda Oksijen azlığı.

Hipoksi: Oksijen azlığı.

Hipotroid: Troid hormon azlığı.

İfraz: Salgı.

İn vivo: Organizma dışı, deney tüpünde yapılan çalışmalar.

İnhibe: Baskılama, çalışmasını durdurma.

İskemi: Kan akımının yetesiz kalması.

İzole: Ayırmak.

Kalorijenik: Isı üreten.

Kapiller: Kılcal

Kastre: İğdiş, kısır.

Kaşeksi: Zafiyet, beslenme bozukluğu.

Katekolamin: Adrenalin, noradrenalinin de içinde bulunduğu hormonlara topluca verilen isim.

Konjenital: Doğuştan, doğumla ve hamilelikle ilgili.

Kromatin: Koyu boyanan.

Kronik: Yavaş ve uzun süreli.

Laktasyon: Süt salınımı.

Makrosit: Dev hücre.

Metabolit: Metabolizma artıkları.

Metilasyon: Metil kök bileşiğinin bağlanması.

Mitotik indeks: Mitoz bölünme göstergesi (katsayısı).

Multipotensiyel: Çok yönlü.

Nukleus: Çekirdek.

Nükleol: Çekirdekçik.

Oligosakkarit: Az sayıda sakkarit molekülü içeren şeker bileşiği.

Östrojen: Kadınlık hormonu.

Patogenetik: Hastalık gidişatı sonucu.

Periferik: Merkeze uzak, uç bölgeler.

Peritübüler: Tüp yanındaki.

Poliglobüli: Çoklu Globülin protein bileşiği.

Polipeptit: Aminoasitlerin peptit bağlarıyla birleşerek oluşturdukları polimer yapı.

Prolaktin: Süt salınımını uyaran hormon.

Proliferasyon: Çoğalma, artma.

Radyoiyot: Radyoaktif iyot (I¹³¹).

Regüle etmek: Düzenlemek.

Rekombinant: Tekrar birleştirme.

Renin-anjiyotensin: Kan basıncını düzenleyen ve böbrek tarafından düzenlenen hormon sistemi.

Replikasyon: Kopyalamak.

Reseptör: Algılayıcı, alıcı.

Retikulum: Ağcık, ağ.

Salin: Tuz, tuzla ilgili.

Sellülarite: Hücreselleşme.

Sirküle: Dolaşan.

Stimulan: Uyaran uyarıcı.

Subklinik: Belirgin olmayan (hastalıklarda).

Subünite: Altbirim.

Sürrenel: Böbreküstü.

Teofilin: Adrenerjik etkili bir çeşit kafein türevi.

Tirozin kinaz: Tirozin molekülünü parçalayan enzim.

Toksik: Zehirli.

Transfüzyon: Nakil.

Transkripsiyon: Gen yardımıyla protein kopyalanması.

Transmembran: Hücre zarından geçiş özelliği.

Unipotensiyel: Tek yönlü.

Viskozite: Yoğunlaşma, akışkanlığın azalması.

Vital: Hayati, yaşamsal.

ß-adrenerjik: Adrenaline duyarlı bir çeşit reseptör.

**************************************

KAYNAKLAR:

1. Aksöz M;?Hematoloji I. Eritrosit Hastalıkları (Anemiler Polisitemiler)?İÜ Tıp. Fak. Yayınları, İstanbul, 1975

2. Berk AÖ;?Atlaslı Kan Hastalıkları Tanı ve Tedavi Teknikleri?Hekimler Birliği Vakfı, Türkiye Klinikleri Yayınevi, Ankara,1989

3. Bruknen P, Khan K;?Clinical Sport Medicine?McGraw-Hill Book Co.(Sydney), Toronto, 1993

4. Ganong William F;?Medical Physiology?California University, San Francisco,1977

5. Lavoie C, Diguet A, Milot M, Gareau A;?Erythropoietin (rHuEPO) Doping: Effects of Exercise on Anaerobic Metabolism in Rats?, Int. J. Sports Med.,19:281-286, Trois-Riviéres (Québec), 1998

6. Müftüoğlu E;?Klinik Hematoloji?Dicle Üniversitesi Tıp Fak. Yayınları, Diyarbakır-1981

7. Özer A;?Pratik Hematoloji-Klinik Laboratuvar ve Tedavi?Ege Üniversitesi Tıp Fak. Yayınları, İzmir,1985

8. West JB;?Physiological Basis Of Medical Practice?Best & Taylor?s II. Edition, Williams & Wilkins, London, 1985

9. Williams WJ; ?Hematology?III. Edition, Deptartment of Medicine, State University, New York, 1986

10. Yenson M;?İnsan Biyokimyası?İÜ Tıp Fak. Biyokimya Kürsüsü Yayınları, İstanbul-1981

12 Temmuz 2007

Hıpofız (pituitary Gland)

HIPOFIZ (Pituitary gland)

Hipofiz sfenoid kemigin sella turcica’sina yerlesmis, hipofiz sapi ve infundibulum vasitasiyla diencefalona bagli olan oldukça genis etki alanina sahip önemli bir endokrin organdir.

Organ embriyoljik olarak iki farkli kaynaktan gelisen farkli morfolojiye sahip iki loptan olusur. Embriyonal kaynaklardan birisi membrana bukkofaringeanin hemen önünde embriyonal agiz boslugu (stomedium) tavaninin bir divertikül seklinde diensefalona dogru yükselmesiyle ousan Rathke kesesidir. Kafa kemiklerinin olusumundan önce bu bölgeye ulasan divertikül kemiklerin gelisimiyle agiz bosluguyla ilskisini kaybeder ve Rathke kesesini olusturur. Rathke kesesi ön duvari prolifere olarak hipofizin ön lobunu (lobus anterior) olustururken arka duvar daha az geliserek ara lobu (pars intermedia) olusturur.

Hipofizin gelisimine kaynaklik eden diger bölge diencephalonda 3 üncü ventrikülün tabanindan Rathke kesesine dogru uzanan divertküldür. Bu nervöz taslak Rathke kesesini birmiktar sararak hipofizin arka lobunu (lobus posterior) olusturur. Arka lobu arabeyine baglayan hypophys sapi ve infundibulum, körelmez, hayat boyunca kalir. Hipofiz boyutlari cinsiyete ve yasa bagli olarak oldukça degisiklik göstermesine ragmen yaklasik 0.5-0.6gr agirliga sahiptir. Yaslilikta küçülen hipofizin gebelik döneminde agirligi bir miktar artar.

Hipofiz mikroskopik yapi, köken ve fonksiyonlari bakimindan birbirinden tamamiyle farkli olan iki kisimdan olusur. Bunlar

Adenohipofiz (Pars glandularis)

Nörohipofiz (Pars nervosa), olarak adlandirilir.

Adenöhipofiz;

Ön lop lob (lobus anterior-pars distalis)

Ara lob (Pars intermedia)

Pars tüberalis’ten olusur.

Nörohipofiz

Arka lob (lobus posterior),

Hipofiz sapi

Infundibulum’dan ibarettir.

Hipofiz tümüyle oldukça kalin fibroz bir kapsül (stratum fibrosum) ile sarilidir. Kapsül ile sella tursicanin periosteumu arasinda venlerden zengin bir bagdokusu (stratum vasculare) yer almaktadir.

Ön lop lob (lobus anterior-pars distalis)

Oral ektodermden köken alan adenohipofiz ön lobu (lobus anterior) birbirleriyle anastomozlar yapan epitel hücre kordonlari ve bunlarin arasinda dagilmis sinisoid tipi kan kapillerlerinden olusmus tipik bir iç salgi bezi yapisi sergiler. Stroma çok azdir, oyleki epitel hücreleriyle kapiller duvari arasini ince retiküler lifler doldur bazan bunlar da bulunmayabilir. Salgi hücresi bazal laminasi ve sinizoid endotel bazal laminasindan birisi çogu zaman ortadan kalkarak iki hücre tek bir bazal laminaya oturabilir. Böylece salgi granülleri incelmis bu bazal laminadan kapiller içerisine daha kolayca verilebilir. Hücrelerde salgi granülleri Galgi apparatus ile ilgili olarak olusur. Olusum halinde henüz olgunlasmamis granuller Golgi keselerinin periferik uçlari civarinda bulunurlar. Bunlar tek bir meinbran ile çevrilidir. Yogun granul içerigi ile granul membrani arasinda ,az yagun bir aralik gözlenir. Salgi granulalari algunlastikça Golgi bölgesinden itibaren periferik sitoplazmaya dagru yayilirlar, daha iri, homojen az veya çok yogun özellik kazanirlar. Granullerin hücre disina salgilianmasi bazi hücre tiplerinde örnegin somatotrop hücrelerde gösterildigi gibi exocytos ile olur. Granül membrani hücre membranina kaynasarak granül içerigi hücre disina atilir.

Ön lop hücreleri boyalara gösterdikleri affiniteye göre

Kromofil hücreler

Kromofob hücreler (esas hücreler,g hücreleri) olarak iki grup altinda degerlendirilir. Kromofil hücreler histolojik boyolara karsi affinite gösterirken kromofoblar boya almazlar. Kromofil hücreler affinite gösterdikleri boyanin türüne göre

Asidofil ( a hücreleri)

Basofil (b hücreleri) olarak tekrar iki alt grupta incelenmektedirler.

Asidofil (a) hücreler histolojik boyamalarda, içerdikleri stoplazmik granüllerin kimyasal özelliklerine bagli olarak eosin, asit fuksin, orang-G, erithrosin ve Kongo kirmizisi gibi asit boyalara affinite gösterdiklerinden dolayi bu isimle tanimlanmaktadirlar. Ön lop içerisinde yer alan parankim hücrelerinin büyük bir bölümünü (% 40) olusturan bu hücreler kromofoblardan daha büyük olup daha çok lateral ve arka bölümlerinde yaygin olarak gözlenirler. Hücrede eksentrik yerlesmis bir ya da bir kaç nukleolus içeren yuvarlak veya hafif basik bir nukleus yer alir. Stoplazma isik mikroskobunda görülebilecek irilikte granüller içermektedir. Granül çaplari hücreleri salgiladiklari hormonlara bagli olarak farklilik göstermektedir. Acidophil hücrelerin granulalarinin boyanma reaksiyonlari dikkate alinarak 2 farkli tipi ayirdolunabilir. Azocarmin-orange G veya erythrosin-orange G ya da acid fuchsin-orange G gibi birbiri arkasina 2 ayri asit boya kullanilan birlesik boyama yöntemleri uygulanirsa, bunlardan somatotrop (STH) hücrelerin granulalari orarge G ile portakal rengine, mamortrop hücrelerin (LTH) granulalarinin azacarmin, erythrosin veya asit fuksin ile kirmiziya boyanir.

Somatotrop hücreler (STH hücreler), hipofiz ön lobunda en çok bulunan hücre tipidir. Bunlar düzenli ovoid veya toparlagimsi sekildedir. Sitoplazmalarinda iri 300-350 nanometre büyüklügünde homojen yogun ve düzgün toparlak bol miktarda granul bulunur. Golgi apparatus, özellikle granüllü endoplazma retikulumu kuvvetli gelismistir. Endoplazma retikulumunun anastomozlasan tubuli ve kesecikleri, ya çok sik olarak birbirine paralel siralanir veya birbiri üzerine sogan zarlari gibi tabakalanniis konsantrik lameller halinde organize olmustur.

Ribozomlar sitoplazma matriksi içinde serbest olarak ve GER üzerinde bol miktarda bulunur.

Mamotrop hücreler (Prolaktin, Laktojenik hücreler, LTH hücreleri) ön lobun kromofil ve granulali hucreleri arasinda en büyük granullere sahip olanlardir. Granülleri düzensiz, degisik biçimde, fakat çok az sayida olup sitoplazmada dagilmislardir. Bu hücrelerin sayilari genelde az sayidadir. Gebelik esnasinda ve sonrasinda sayilari artmaktadir.

Bazofil hücreler daha çok lobun ön ve orta bölgelerinde bulunurlar. Bunlar, 15-25 mikrometre çapa sahiptirler. Bazofil hücreler daha küçük granüllere sahiptirler ancak bu hücrelerde bulunan granüllerin çapi da 120-550nm arasinda degismektedir. Granül miktari olarak asidofil hücrelerden daha az garnül içerirler. Granüller hematoksilenle zayif boyanirken, metilen mavisi ile koyu boyanirlar. Bu hücreler içerdikleri glikoproteinlerden dolayi kuvvetli PAS reaksiyonu verirler.Üç alt tipi tanimlanmaktadir.

1-Tirotroplar (b bazofil) (TSH) :Aldehit fuksin ile boyanan bu hücreler 100-150nm çapinda dens granüller içerirler.

2-Gonadotroplar (l bazofiller) (FSH, LH): Gonadotrop hucreler, çogunlukla duzenli toparlak veya ovoid biçimdedir. Granülleri 200-300nm çapa sahip, iyi gelismis Golgi ve GER bulunduran hücrelerdir. Kastre edilmis organizmalarda bu hücreler büyüyüyerek vakuollü bir stoplazma kazandiklarindan dolayi bu sekildeki hücrelere kastrasyon hücreleri adi verilmektedir.

3-Kortikotroplar (ACTH): 200nm çapinda granüller içeren bu hücreler eksentrik yerlesimli bir nükleusa sahiptirler. GER stoplazma içinde daginik olarak yerlesmistir.

Kromofob hücreler ( g hücreleri, C hücreleri): Diger hücrelerdeki boya seven granüller içermez. Stoplazma içerisinde çok az 200nm çapinda granül bulunmaktadir. Bu nedenle sitoplazma düsük yogunluk göstermektedir. Diger hücrelere göre daha küçük boyutlu hücrelerdir. Normalde hücrelerin % 50 sini olustururduklarindan bunlara esas hücreler de denir.

Hipofiz ön lobundan

1-Büyüme hormonu (Somatotropin) (STH)

2-Adrenokortikotrop hormon (Corticotropin) (ACTH)

3-Tiroid stimülan hormon (Thyrotropin)(TSH)

4-Laktojen hormon (Prolactin)

5-Folikül stimülan hormon (FSH)

6-Luteinizan hormon (LH) salgilanir.

Somatotropin hormon asidofil somatotrop hücrelerce salinir ve organizmanin büyümesini saglayici rol oynar. Fazla salinmi devlige (gigantism) eksikligi cücelige (nanismus) neden olur.Somatotrop hormon orangifil türde asidofil hücrelerden salinir.

Adrenokortikotrop hormon bazofilik kortikotrop hücrelerden salgilanarak adrenal glandlarin büyümesi ve salgilrinin salinimini hizlandirir. Salinimi hipotalamustan salinan Cortikotropin releasing hormonla (CRH) control edilmektedir.

Tiroid stimülan hormon bazofilik tirotrop hücrelerden salinir, tiroid hormonu sentezi, depolamasi ve salinimini kontrol eder. Hipotalamustan Tirotropin relasing hormonla (TRH) salinimi kontrol edilir.

Laktojen hormon asidofilik laktotrop hücrelerden salinarak meme bezlerinin gelisimini ve süt üretimini kontrol eder. Bu hormon hipotalamustan salinan Prolaktin salgilatici hormonla (PRH) salinimi artiriliken, Prolaktin inhibe edici hormonla (PIH) inhibisyonu saglanir.

Gonadotropinlerden birisi olan Folikül stimülan hormon (FSH) Bazofilik hücrelerden salinir ve Over foliküllerinin gelisimini, testislerde de seminifer tübülleri stimüle eder.

Hipofizden salinan diger bir gonadotropin de bazik hücrelerce salinan Luteinizan hormondur. Ovulasyonu sitümüle eder ve progesteron salgisini uyarirken erkekte leydig hücrelerini stimüle eder. Gonadotropinler hipotalamustan Gonadotropin salgilatici hormon (GnRH) vasitasiyla regüle edilmektedir ancak bazi yazarlar FSH için FRH’i LH için LRH’i telafuz etmektedirler.

Ara lob (Pars intermedia)

Pars intermedia Rathke kesesinin dorsal bölgesinden gelisir ve daha çok bazofil hücrelerden olusmus hücre sütünlari gösterir.Daha çok ön loba yapisik bir görünüm verir. Bu bölgede folikuler yapilar halinde kolloid dolu araliklar bulunur. Bu aralikla rnsanlarda nadiren izlenir. Bu bölgeden salindigi bilinen yegane hormon Melanosit sitimulan hormondur.

Pars tüberalis

Asidofil ve bazofil hücrelerden olusmaktadir ve infundibulumdan bir

bag dokusuyla ayrilmaktadir. Hücreler küçük kolloidal damlaciklar içermesine ragmen hormonal aktiviteler henüz belirlenmemistir.

Nörohipofiz

Arka lob (lobus posterior) ve bunu huni biçimi bir genisleme (infundibulum veya emminentia medialis) araciligi ile hipotalamusa, 3 üncü karincigin tabanina baglayan hipofiz sapi hep birlikte nörohipofizi alusturiirlar. Nörohipofiz salgi hücresi içermeyen, sadece hipotalamusta yer alan paraventriküler ve supraoptik nukleusta yerlesik nörosekretuvar hücrelerin miyelinsiz lifleri ve bunlari arasinda yer alan pituisitlerden (pituicyt) olusmaktadir. Hipofiz sapi yoluyla arka loba ulasan bu miyelinsiz sirir lifleri orada yayilarak zengin kan kaillerleri etrafida sonlanirlar. Bu nöronlar, elektron mikroskopla, protein salgilayan hücrelerin genel yapi karakterini gösterir. Böylece kuwetli, gelismis granüller endoplazma retikulumu ve Golgi apparatus ile Golgi keseleri civarinda. bir membranla çevrili, elektronlara karsi yogun granülalar içerirler. Ayni granüller nöranlarin hipofiz arka lobuna giden aksonlari boyunca aksoplazma içinde buliinur ve arka lobda genislemis akson kisimlarmda birikerek kümeler olustururlar. Yogun granülalarla dolu bu akson genislemeleri, krom alum-hemataksilin veya aldehid-fuksin ile boyanniis kesitlerde isik mikroskobunda görüleii Herring cisimlerini olusturiirlar. Bu bölgede yer alan kapiller endoteli ince bir diaframla kapli pencereli tiptedir.Bu bölgede sonlana akson terminallerinden oksitosin (Oxytocin) ve vasopresin (vasopressin) salinir.

Oksitosin copulasyon ve dogum esnasinda uterus kaslarinin kontraksiyonuna neden olur. Ayrica süt bezleri etrafinda yer alan miyoepitelyal hücrelerde kontraksiyon yaratarak süt salinimini kolaylastirir.

Vasopresin (antidiüretik hormon) (ADH) kan basinci üzerinde regulasyon yaratan bir hormondur. Daha çok küçük çapli arter ve artiriolerin düz kas hücreleri üzerine etkili olan vasopresin, ayni zamanda böbreklerden su emilimini de artirarak kan basincinin yükselmesini saglar.

Pituicy’ler,genellikle gliya hücreleri olarak kabul edilirler. Biçim ve yapi itibariyle çok çesitli göründüklerinden bazilari, bunlari, farkli tipler halinde siniflandirirlarsa da, aslinda pituicyt’lerin bu yapi çesitliligi hücrenin farkli fanksiyon durumlâri ile ilgili olmalridir. Pituicyt’ler uzantili hücrelerdir. Sitoplazmik uzartilari kan kapillerleri üzerinde ve miyelinsiz nörosekretuvar sinir lifleri arasinda yayilir. Sitaplazmalannda sari kahverengi pignient granülalar, lipid tane ve damlaciklari, farkli miktar ve büyüklükte vakuoller bulunabilir. Sitoplazmalarinda serbest ribozomlar ve granüler endoplazma retikulumu bol, Golgi apparatus kuvvetli gelismistir. Lizozomal yapilara sik rastlanir. Pituicyt’ler etra larindaki nörosekretuvar akson ve Herring cisimlerini fagosite edebilirler.

Arka lob kapillerinden zengindir. Kapillerler pencerelidir. Endotelde oldukça sik intrasitoplasmik delikler bulunur .Endotel altinda bazal membran çogu zaman iki yapraga ayrilmistir. ,Endotelin direkt oturdugu iç bazal membran yapragi ile nervöz parankimayi siinirlayan dis bazal membran yapragi arasinda dar veya genisçe perikapiler araliklar mevcuttur. Bu araliklar içinde bag dokusu lif ve hücrelerinden baska nörosekretuvar materyal bulunabilir.

Hipotalamus un çesitli nörasekretuvar nöranlarinin aksonlari ile siki temas halinde bulunan kapiller aglarda kan 10-12 kadar küçük vende toplanir. Bu venler hipofiz sapinin ön kisminda pars tuberalisi boydan boya geçerek ön loba ulasir. Burada ön lobun salgi hücreleri arasinda yayilan sinusoid kapille’rlere açilirlar. Eminentia medialis in kapiller aglarini dolasan kani ön lobun sinizoid kan kapillerine bosaltan bu ven sistemine portal damar sistemi denir.

EPIFIZ (corpus pinealis)

Diensefalon tavaninda küçük bir kabarti seklinde bulunan epifiz nörohipofize benzer sekilde sinir dokusu karakteri göstermektedir.Gebeligin 5. haftasindan itibaren diensefalon tavaninda ependim kalinlasmasi olarak gelisimine baslayan epifiz, hücrelerin kordon seklinde dizilimler yapacak sekilde organize olurlar. 6. ayin sonunda hücresel farklilasma izlenmeye baslar.

Kan beyin bariyerinin disinda yer alan epifiz sitolojil olarak da beyin dokusundan farkliliklar gösterir. Distan piamatere bagli bol damarli bir bag dokusu kapsulayla sarilmis durumdadir. Bu kapsül trabeküller seklinde organ içine girerek loplar olusturur. Epifizde pinealositler (esas hücreler) ve glia hücreleri olmak üzere iki hücre tipi yer alir. Pinealositler iri yuvarlagimsi, derin invajinasyonlara sahip bir nukleusa sahiptir.Nukleus bir-iki nukleolus içerir.Stoplazma daha bazik boyanir ve birkaç stoplazmik uzanti nedeniyle hücre yildiz seklini kazanmistir. Bu uzantilar genislemi uçlar seklinde diger pinealositlerde ya da glia hücrelerinde sonlanirlar. Stoplazmada bol miktarda C vitamini bulunur. Elektron mikroskopta sitoplazmada SER’in iyi gelistigi görülür. Diger dikkat çeken stoplazmik elemanlar her yönde uzanan mikrotübüllerdir.Bu tübüller uzantilar içinde birbirine paralel olarak uzanirlar.

Epifiz parankimasi içerisinde yaslilikla birlikte sayi ve çaplari artan beyin kumu (acervullus serebri- konkramant) olarak adlandirilan konsantrik düzenleme gösteren yapilar gözlenir. Bunlar kalsiyumlu bilesiklerce olusturulmaktadir.

Glia hücreleri oldukça bazik sitoplazmaya sahip hücrelerdir. Bunlar gümüsleme teknikleriyle boyandiginda astrosit ve mikroglia hücrelrinden olustugu belirlenmistir.

Filogenetik bir kalinti olarak degerlendirilen epifizin artik oldukça yüksek metabolik aktiviteye sahip oldugu belirlenmistir. Ilkel organizmalarda epifiz bölgesi iki bölgeli bir yapi göstermektedir. Birisi retina yapisinda yer alan koniler gibi foto reseptö ozellikli hücrelerden olusan ve yüzeye bakan üçüncü bir göz yapisindadir. Digeri kafatasi içine yerlesmis kese seklindedir.Bu bölümün hücreleri nörosekretüvar hücrelerdir, sitoplazmalarinda bol miktarda granül bulunur. Memelilerde pinealositler retinadan indirek lifler (servikal ganglion yoluyla) alirlar ve çevresel aydinlanmaya bagli olarak ritmik biyolojik saat ayarlamasi yaparlar. Salgilari Serotonin ve bundan üretilen Melatonin dir. Melanosit uyarici hormon ve gonadotrop hormon antagonisti olarak çalistigi ileri sürülmektedir.

ENDOKRİN SİSTEM EMBRİYOLOJİSİ VE HİTOLOJİSİ

YRD.DOÇ.DR. NECDET DEMİR

2001

www.akdeniz.edu.tr/tip/histoloji/endsis.htm

12 Temmuz 2007

Fotosentez

FOTOSENTEZ

Tanım: Yeşil yapraklı bitkilerin inorganik maddeleır(su, karbondioksit) ışık enerjisi ve klorofil yardırr organik besin üretmelerine fotosentez denir.

Olayın meydana geldigi  yer: Kloroplast

 Olayin denklemi asagida goruldugu gibidir.Su ile karbondioksit isigin etkisi ile birleserek organik             seker,oksijen ve suyu meydana getirir.Karbondiosit  fotosentezin karanlik safhasinda su ise aydinlik safhasinda kullanilir.isigin etkisi ile parcalanan sudaki  hidrojenler karbondioksit ile birleserek glikozu meydana getirir.Bu aradad karanlik devrede oksijen atmosfere verilir.

KLOROPLAST:

Kloroplastta fotosentezi gerçekleştirmek üzere bulunan thylakoidler, iç zar ve dış zar, stromalar, enzimler, ribozom, RNA ve DNA gibi oluşumlar vardır. Bu oluşumlar hem yapısal hem de işlevsel olarak birbirlerine bağlıdırlar ve her birinin kendi bünyesinde gerçekleştirdiği son derece önemli işlemler vardır. Örneğin kloroplastın dış zarı, kloroplasta madde giriş-çıkışını kontrol eder. İç zar sistemi ise “thylakoid” olarak adlandırılan yapıları içermektedir. Disklere benzeyen thylakoid bölümünde pigment (klorofil) molekülleri ve fotosentez için gerekli olan bazı enzimler yer alır. Thylakoidler “grana” adı verilen kümeler meydana getirerek, güneş ışığının en fazla miktarda emilmesini sağlarlar. Bu da bitkinin daha fazla ışık alması ve daha fazla fotosentez yapabilmesi demektir.

Bunlardan başka kloroplastlarda “stroma” adı verilen ve içinde DNA, RNA ve fotosentez için gerekli olan enzimleri barındıran bir de sıvı bulunur. Kloroplastlar sahip oldukları bu DNA ve ribozomlarla hem kendilerini çoğaltırlar, hem de bazı proteinlerin üretimini gerçekleştirirler.Fotosentezdeki başka bir önemli nokta da bütün bu işlemlerin çok kısa, hatta gözlemlenemeyecek kadar kısa bir süre içinde gerçekleşmesidir. Kloroplastların içinde bulunan binlerce “klorofil”in aynı anda ışığa tepki vermesi, saniyenin binde biri gibi inanılmayacak kadar kısa bir sürede gerçekleşir.

Bilim adamları kloroplastların içinde gerçekleşen fotosentez olayını uzun bir kimyasal reaksiyon zinciri olarak tanımlarlarken, işte bu hız nedeniyle fotosentez zincirinin bazı halkalarında neler olduğunu anlayamamakta ve olanları hayranlıkla izlemektedirler. Anlaşılabilen en net nokta, fotosentezin iki aşamada meydana geldiğidir. Bu aşamalar “aydınlık evre” ve “karanlık evre” olarak adlandırılır.

Güneş dünyadaki en önemli enerji kaynağıdır. Bu enerji ancak bitkiler tarafından alınarak hayvanların ve diğer can-lıların kullanabileceği kimyasal enerjiye dönüştürülür. Bit-kiler ışık enerjisini ancak fotosentez olayı ile kullanılabilir hale getirirler. Kısacası fotoserrtezde ışık, enerji kaynağı-dır. Bundan dolayı ışıksız ortamda fotosentez olmaz.

Işık, klorofil tarafından emilerek fotosentez başlatılır. Klorofilin yeşil ışığı yansıtmasından dolayı bitkiler yeşil renkli olarak görülür.

                 

Işıksız fotosentez olmadığı nasıl anlaşılır?

Saksı bitkisinin yapraklarından birinin üzerini kalın bir kağıtla kapatıp 3-4 gün bekletelim.

Kapattığımız kağıdı yapraktan ayırıp başka yapraklar-la beraber iyot çözeltisine daldırdığımızda diğer yap-rakların koyu mavi renk aldığını görürüz.

İyot nişastanın ayıracıdır. Mavi renk alan yapraklarda besin yapıldığı, ışık almayan bölgede ise mavi rengin oluşmadığını görürüz. Bundan da besin yapılmadığı yani fotosentez olmadığı anlaşılır. Işıksız ortamda fo-tosentez yapılmaz.  

                                                   

Fotosentezde oksijen çıktığı nasıl anlaşılır?

Su içerisinde bulunan Elodea bitkisinin üzerine bir cam tüpü kapatalım. Hazırladığımız düzeneği ışıklı or-tama koyduğumuzda su içerisinde tüpün içine doğru gaz çıktığını görürüz.gaz kibrit alevine yaklaştırıldığında bir parlama-nın olduğu görülür. Bu parlama olayı biriken gazın oksijen olduğunu kanıtlar.

Klorofilin fotosentezdeki rolü nedir?

Klorofil

a) Yapraklarda üretilir.

b) Kloroplastın içerisinde bulunur. şığı emerek fotosentezi başlatır.

- Bitkiye yeşil rengi verir.

- Işıksız bir ortamda klorofil bozulur ve bitki beyaz . (Albino) renk alır.  

Klorofiller, “klorofil-a” ve “klorofil-b” olarak ikiye ayrılırlar. Bu iki çeşit klorofil güneş ışığını soğurduktan sonra elde ettikleri enerjiyi fotosentez işlemini başlatacak olan fotosistemler içinde toplarlar. Thaylakoid’in detaylı yapısının anlatıldığı resimde de görüldüğü gibi fotosistemler kısaca, thylakoid’in içinde yer alan bir grup klorofil olarak tanımlanabilir.

Yeşil bitkilerin tamamına yakını bir fotosistem ile tek aşamalı fotosentez gerçekleştirirken, bitkilerin %3′ünde fotosentezin iki aşamalı olmasını sağlayacak iki farklı fotosistem bölgesi bulunur. “Fotosistem I”, ve “Fotosistem II” olarak adlandırılan bu bölgelerde toplanan enerji daha sonra tek bir “klorofil-a” molekülüne transfer edilir. Böylece her iki fotosistemde de reaksiyon merkezleri oluşur. Işığın emilmesiyle elde edilen enerji, reaksiyon merkezlerindeki yüksek enerjili elektronların gönderilmesine, yani kaybedilmesine neden olur. Bu yüksek enerjili elektronlar daha sonraki aşamalarda suyun parçalanıp oksijenin elde edilmesi için kullanılır. Bu aşamada bir dizi elektron değiş tokuşu gerçekleşir.

“Fotosistem I” tarafından verilen elektron, “Fotosistem II” den salınan elektron ile yer değiştirir. “Fotosistem II” tarafından bırakılan elektronlar da suyun bıraktığı elektronlarla yer değiştirir. Sonuç olarak su, oksijen, protonlar ve elektronlar olmak üzere ayrıştırılmış olur

Fotosentez için gerekli olan maddeler nelerdir?Bitki bunları nereden alır?

                                          Fotosentez Icin Gerekli Olanlar

a)Kendi Uretebildigi                                b)Disaridan Hazir Olarak aldiklari

 • KLOROFIL                                               •  SU

 •KLOROPLAST                                          •KARBONDIOKSIT

 • ENZIMLER                                                •MINERALLER

                                                                       • ISIK  ve ISI

 • Karbondioksitin yapısındaki, karbon ve oksijenler glikozun yapısına katılır.

• Suyun yapısındaki hidrojenler glikozun yapısına katı-lırken oksijen de atmosfere verilir.

Sonuç:

Fotosentez ile ışık enerjisi besinlerin yapısındaki bağ enerjisine dönüştürülür ve atmosfer oksijen bakı-mından zenginleşir. Bitkiler ve diğer canlılar da fotosentez sonucu oluşan bu besin ve oksijeni kullanarak yaşamlarını sürdürürler.

Aydınlık evre

Bitkilerin fotosentez işleminde kullanacakları tek enerji kaynağı olan güneş ışığı değişik renklerin birleşimidir ve bu renklerin enerji yükü birbirinden farklıdır. Güneş ışığındaki renklerin ayrıştırılması ile ortaya çıkan ve tayf adı verilen renk dizisinin bir ucunda kırmızı ve sarı tonları, öbür ucunda da mavi ve mor tonları bulunur. En çok enerji taşıyanlar tayfın iki ucundaki bu renklerdir. Bu enerji farkı bitkiler açısından çok önemlidir çünkü fotosentez yapabilmek için çok fazla enerjiye ihtiyaçları vardır. Bitkiler en çok enerji taşıyan bu renkleri hemen tanırlar ve fotosentez sırasında güneş ışınlarından tayfın iki ucundaki renkleri, daha doğrusu dalga boylarını soğururlar, yani emerler.

Buna karşılık tayfın ortasında yer alan yeşil tonlardaki renklerin enerji yükü daha az olduğu için, yapraklar bu dalga boylarındaki ışınların pek azını soğurup büyük bölümünü yansıtırlar. Bunu da kloroplastların içinde bulunan klorofil pigmentleri sayesinde gerçekleştirirler. İşte yaprakların yeşil gözükmesinin nedeni de budur.Fotosentez işlemi bitkilerin yeşil görünmesine neden olan bu pigmentlerin güneş ışığını soğurmasından kaynaklanan hareketlenme ile başlar. Acaba klorofiller bu hareketlenme ile fotosentez işlemine nasıl başlamaktadırlar? Bu sorunun cevabının verilebilmesi için öncelikle kloroplastların içinde bulunan ve klorofilleri içinde barındıran Thylakoid’in yapısının incelenmesinde fayda vardır.

“Klorofiller, “klorofil-a” ve “klorofil-b” olarak ikiye ayrılırlar. Bu iki çeşit klorofil güneş ışığını soğurduktan sonra elde ettikleri enerjiyi fotosentez işlemini başlatacak olan fotosistemler içinde toplarlar. Thaylakoid’in detaylı yapısının anlatıldığı resimde de görüldüğü gibi fotosistemler kısaca, thylakoid’in içinde yer alan bir grup klorofil olarak tanımlanabilir.

Yeşil bitkilerin tamamına yakını bir fotosistem ile tek aşamalı fotosentez gerçekleştirirken, bitkilerin %3′ünde fotosentezin iki aşamalı olmasını sağlayacak iki farklı fotosistem bölgesi bulunur. “Fotosistem I”, ve “Fotosistem II” olarak adlandırılan bu bölgelerde toplanan enerji daha sonra tek bir “klorofil-a” molekülüne transfer edilir. Böylece her iki fotosistemde de reaksiyon merkezleri oluşur. Işığın emilmesiyle elde edilen enerji, reaksiyon merkezlerindeki yüksek enerjili elektronların gönderilmesine, yani kaybedilmesine neden olur. Bu yüksek enerjili elektronlar daha sonraki aşamalarda suyun parçalanıp oksijenin elde edilmesi için kullanılır. Bu aşamada bir dizi elektron değiş tokuşu gerçekleşir.

“Fotosistem I” tarafından verilen elektron, “Fotosistem II” den salınan elektron ile yer değiştirir. “Fotosistem II” tarafından bırakılan elektronlar da suyun bıraktığı elektronlarla yer değiştirir. Sonuç olarak su, oksijen, protonlar ve elektronlar olmak üzere ayrıştırılmış olur.

                                              

Karanlık evre

Fotosentezin ikinci aşaması olan Karanlık Evre ya da Calvin Çevrimi olarak adlandırılan bu işlemler, kloroplastın “stroma” diye adlandırılan bölgelerinde gerçekleşir. Aydınlık evre sonucunda ortaya çıkan enerji yüklü ATP ve NADPH molekülleri, karanlık evrede kullanılan karbondioksiti, şeker ve nişasta gibi besin maddelerine dönüştürürler.1Burada kısaca özetlenen bu reaksiyon zincirini kaba hatlarıyla anlayabilmek bilim adamlarının yüzyıllarını almıştır. Yeryüzünde başka hiçbir şekilde üretilemeyen karbonhidratlar ya da daha geniş anlamda organik maddeler milyonlarca yıldır bitkiler tarafından üretilmektedir. Üretilen bu maddeler diğer canlılar için en önemli besin kaynaklarındandır.

Fotosentez reaksiyonları sırasında farklı özelliklere ve görevlere sahip enzimler ile diğer yapılar tam bir iş birliği içinde çalışırlar. Ne kadar gelişmiş bir teknik donanıma sahip olursa olsun dünya üzerindeki hiçbir laboratuvar, bitkilerin kapasitesiyle çalışamaz. Oysa bitkilerde bu işlemlerin tümü milimetrenin binde biri büyüklüğündeki bir organelde meydana gelmektedir. Sayısız çeşitlilikteki bitki hiç şaşırmadan, reaksiyon sırasını hiç bozmadan, fotosentezde kullanılan hammadde miktarlarında hiçbir karışıklık olmadan milyonlarca yıldır uygulamaktadır.

Ayrıca fotosentez işlemi ile, hayvanların ve insanların enerji tüketimleri arasında da önemli bir bağlantı vardır. Aslında yukarıda anlatılan karmaşık işlemlerin özeti, bitkilerin fotosentez sonucu canlılar için mutlaka gerekli olan glukozu ve oksijeni meydana getirmeleridir. Bitkilerin ürettiği bu ürünler diğer canlılar tarafından besin olarak kullanılırlar. İşte bu besinler vasıtasıyla canlı hücrelerinde enerji üretilir ve bu enerji kullanılır. Bu sayede bütün canlılar güneşten gelen enerjiden faydalanmış olurlar. Canlılar fotosentez sonucu oluşan besinleri yaşamsal faaliyetlerini sürdürmek için kullanırlar. Bu faaliyetler sonucunda atık madde olarak atmosfere karbondioksit verirler. Ama bu karbondioksit hemen bitkiler tarafından yeniden fotosentez için kullanılır. Bu mükemmel çevirim böylelikle sürer gider.

Fotosentez İçin Gerekli Olan Her şey

Gibi Güneş Işığı da Özel Olarak Ayarlanmıştır

Bu kimyasal fabrikada her şey olup biterken, işlemler sırasında kullanılacak enerjinin özellikleri de ayrıca tespit edilmiştir. Fotosentez işlemi bu yönüyle incelendiğinde de, gerçekleşen işlemlerin ne kadar büyük bir hassasiyetle tasarlanmış olduğu görülecektir. Çünkü güneşten gelen ışığın enerjisinin özellikleri, tam olarak kloroplastın kimyasal tepkimeye girmesi için ihtiyaç duyduğu enerjiyi karşılamaktadır.

FOTOSENTENZIN SONUCLARI

Milimetrenin binde biri büyüklükte yani ancak elektron mikroskobuyla görülebilecek kadar küçük olan kloroplastlar sayesinde gerçekleştirilen fotosentezin sonuçları, yeryüzünde yaşayan tüm canlılar için çok önemlidir.Canlılar havadaki karbondioksitin ve havanın ısısının sürekli olarak artmasına neden olurlar.56 Her yıl insanların, hayvanların ve toprakta bulunan mikroorganizmaların yaptıkları solunum sonucunda yaklaşık 92 milyar ton ve bitkilerin solunumları sırasında da yaklaşık 37 milyar ton karbondioksit atmosfere karışır. Ayrıca fabrikalarda ve evlerde kaloriferler ya da soba kullanılarak tüketilen yakıtlar ile taşıtlarda kullanılan yakıtlardan atmosfere verilen karbondioksit miktarı da en az 18 milyar tonu bulmaktadır.

Buna göre karalardaki karbondioksit dolaşımı sırasında atmosfere bir yılda toplam olarak yaklaşık 147 milyar ton karbondioksit verilmiş olur. Bu da bize doğadaki karbondioksit içeriğinin sürekli olarak artmakta olduğunu gösterir. Bu artış dengelenmediği takdirde ekolojik dengelerde bozulma meydana gelebilir. Örneğin atmosferdeki oksijen çok azalabilir, yeryüzünün ısısı artabilir, bunun sonucunda da buzullarda erime meydana gelebilir. Bundan dolayı da bazı bölgeler sular altında kalırken, diğer bölgelerde çölleşmeler meydana gelebilir. Bütün bunların bir sonucu olarak da yeryüzündeki canlıların yaşamı tehlikeye girebilir. Oysa durum böyle olmaz. Çünkü bitkilerin gerçekleştirdiği fotosentez işlemiyle oksijen sürekli olarak yeniden üretilir ve denge korunur. Yeryüzünün ısısı da sürekli değişmez. Çünkü yeşil bitkiler ısı dengesini de sağlarlar. Bir yıl içinde yeşil bitkiler tarafından temizleme amacıyla atmosferden alınan karbondioksit miktarı 129 milyar tonu bulur ki bu son derece önemli bir rakamdır.

Atmosfere verilen karbondioksit miktarının da yaklaşık 147 milyar ton olduğunu söylemiştik. Karalardaki karbondioksit-oksijen dolaşımında görülen 18 milyar tonluk bu açık, okyanuslarda görülen farklı değerlerdeki karbondioksit-oksijen dolaşımıyla bir ölçüde azaltılabilmektedir

Yeryüzündeki canlı yaşamı için son derece hayati olan bu dengelerin devamlılığını sağlayan, bitkilerin yaptığı fotosentez işlemidir. Bitkiler fotosentez sayesinde atmosferdeki karbondioksidi ve ısıyı alarak besin üretirler, oksijen açığa çıkarırlar ve dengeyi sağlarlar. Atmosferdeki oksijen miktarının korunması için de başka bir doğal kaynak yoktur. Bu yüzden tüm canlı sistemlerdeki dengelerin korunması için bitkilerin varlığı şarttır.

Bu mükemmel sentezin hayati önem taşıyan bir diğer ürünü de canlıların besin kaynaklarıdır. Fotosentez sonucunda ortaya çıkan bu besin kaynakları “karbonhidratlar” olarak adlandırılır. Glukoz, nişasta, selüloz ve sakkaroz karbonhidratların en bilinenleri ve en hayati olanlarıdır. Fotosentez sonucunda üretilen bu maddeler hem bitkilerin kendileri, hem de diğer canlılar için çok önemlidir. Gerek hayvanlar gerekse insanlar, bitkilerin üretmiş olduğu bu besinleri tüketerek hayatlarını sürdürebilecek enerjiyi elde ederler. Hayvansal besinler de ancak bitkilerden elde edilen ürünler sayesinde var olabilmektedir.

12 Temmuz 2007

Sonraki Önceki


Kategorilere Göre

Rasgele...


Destekliyoruz arkada - arkadas - partner - partner - arkada - proxy - yemek tarifi - powermta - powermta administrator - Proxy