Biyoloji bilimine katkı sağlamış bilim adamları buluşları ve çalışmaları

1
6.028 views
İran Nüfusu, Coğrafi Özellikleri, Ekonomisi, İklimi, Kültürü, Yönetimi, Dini İnancı Hakkında Bilgi
İran Nüfusu, Coğrafi Özellikleri, Ekonomisi, İklimi, Kültürü, Yönetimi, Dini İnancı Hakkında Bilgi

Yine çok ses getireceğini ümit ettiğimiz kapsamlı bir çalışmayla yeniden sizlerle birlikteyiz. Bu defa biyoloji bölümümüzde bir bilimsel disiplin olarak biyolojiye çeşitli kazanımları ve yararlı olmuş olan ünlü kişilerin kimler olduğunu ve ne gibi çalışmalar ve buluşlar yaptığını anlatıyoruz. Umarım sizin için faydalı bir kaynak olur…

biyoloji.jpg (960×1136)

Biyolojinin Tarihi Gelişimi Yaklaşık 2300 yıl önce Yunan bilim adamı Polibus, “İnsanın Doğası Üzerine” adlı bir kitap yazmıştır. Aristo, çalışmalarını “Hayvanların Tarihi, Hayvan Nesli Üzerine” ve “Hayvan Vücutlarının Kısımları Üzerine” adlı kitaplarında toplamıştır. Aristo, canlıların oluşumlarını ve hayvanların davranışlarını incelerken onların sınıflandırma yoluna da gitmiştir. Galen, canlıların organlarıyla bu organların görevini inceleyen fizyoloji biliminin doğmasını sağlamıştır. Galileo, 1610’da ilk mikroskobun yapımını başarmıştır. Robert Hook, 1665’de bir mantar kesitinin mikroskopta nasıl göründüğünü açıklamış ve gördüğü yapılara “Cellula” (hücre) adını vermiştir. Leeuwenhoek, 1675’de mikroskop kullanarak tek hücrelileri göstermeyi başarmıştır. Carolus Linnaeus, 1707-1778 yıllarında ilk bilimsel sınıflandırmayı yapmıştır.

Charles Darwin, 1859’da “Türlerin Kökeni” adlı kitabını yayınlayarak evrimle ilgili görüşlerini ortaya koymuştur. Pasteur, mikroskobik canlıların fermantasyona neden olduğunu tespit etmiş, tavuk kolerasına neden olan mikrobu bulmuş ve kuduz aşısını bulmuştur.

Gregor Mendel, bezelyelerle yaptığı deneyler sonucunda, kalıtsal özelliklerin dölden döle geçişi ile ilgili önemli sonuçlar elde etmiştir.

Genetik bilimi 19. yüzyılın ortasında, biyolojide bir alt bilim dalı olan moleküler biyolojinin gelişimine olanak sağlamıştır. Beijrinck, 1899’da tütün bitkilerinin yapraklarında görülen tütün mozaik hastalığını incelemiştir.

Wilhelm Röntgen, 1895’de tıpta teşhis ve tedavi amacıyla kullanılan Röntgen ışınlarını bulmuştur.

Otto Mayerhof, 1992’de kastaki enerji dönüşümlerinin solunumu ve ısı akışını incelemiş. Bu çalışma ile Nobel tıp ödülünü almıştır.

Alexander Fleming, 1927’de penisilini, E.A.F Ruska’da 1931’de elektron mikroskobunu bulmuştur.

James Watson ile Francis Crick 1953’te günümüzde kabul edilen DNA’nın yapısına ait bir model ortaya koymuşlardır.

Steven Howell, 1986’da ateş böceklerinin ışık saçmasını sağlayan maddenin yapımını kodlayan geni ayırarak tütün bitkisine aktarmış ve bu bitkilerin ışık saçtığını görmüştür. Bu olay gen naklinin başlangıcı olmuştur.

Dr. Wilmut, yetişkin bir koyundan alınan vücut hücresinin çekirdeğini, başka bir koyuna ait çekirdeği alınmış bir yumurta hücresine yerleştirerek genetik ikiz elde etmiştir.

Biyolojinin Alt Bilim Dalları:

1)Botanik:
Bitkiler alemini inceleyen bilim dalıdır.

2)Zooloji:

Hayvanlar alemini inceleyen bilim dalıdır. Biyolojinin bu bölümlerinden her biri, canlının değişik özelliklerini incelemeleri bakımından kendi içinde alt bölümlere ayrılır. Bu bölümlerin başlıcaları şunlardır; Morfoloji: Canlıların dış görünüşünü, şeklini inceleyen bilim dalıdır.

Anatomi:
Canlıyı oluşturan organları, bu organların birbirleri ile ilişkilerini inceleyen bilim dalıdır.

Fizyoloji:
Organizmadaki organ ve dokuların görevlerini, işleyişlerini inceleyen bilim dalıdır.

Embriyoloji:
Organizmanın gelişme devrelerini inceler. Özellikle döllenmiş yumurtadan (zigot) itibaren meydana gelen gelişme ve farklılaşmaları inceleyen bilim dalıdır.

Sitoloji:
Hücrenin yapısını ve çalışmasını inceleyen bilim dalıdır.

Histoloji:
Çok hücreli canlılardaki dokuların yapısını ve bu dokuların vücudun nerelerinde bulunduğunu, hangi organların yapısına katıldığını inceleyen bilim dalıdır.

Genetik: Canlılardaki kalıtsal özelliklerin dölden döle nasıl geçtiğini inceler. Ayrıca genin yapısını, görevini ve genlerde meydana gelen değişiklikleri inceleyen bilim dalıdır.

Moleküler biyoloji:
Canlıların yapısını, moleküler düzeyde inceleyen bilim dalıdır.

ekoloji:
Canlıların birbirleriyle ve çevreleriyle olan ilişkilerini inceleyen bilim dalıdır. Ekoloji, çevre biyolojisi ile eş anlamda kullanılabilmektedir.

Taksonomi (sistematik):
Canlıları benzerliklerine göre sınıflandıran bilim dalıdır. Doğadaki çeşitliliği ve çevremizdeki canlıları görmemizi sağlar.

Mikrobiyoloji:
Gözümüzle göremediğimiz mikroorganizmaların beslenme, üreme gibi yaşam şekillerini inceleyen bilim dalıdır.
Uzay biyolojisi:
Uzay şartlarında canlıların karşılaştıkları yeni durumları, bunların canlı üzerindeki olumlu ve olumsuz etkilerini, canlıların uzaya uyum şartlarını araştıran bilim dalıdır.

Parazitoloji:
Asalak olarak yaşayan canlıların yapı ve özelliklerini inceleyen bilim dalıdır.

Biyokimya:
Canlıların yapısındaki kimyasal maddeleri ve yaşamın temeli olan biyokimyasal tepkimeleri inceleyen bilim dalıdır. Ayrıca entomoloji böcekleri, mikoloji mantarları, bakteriyoloji bakterileri, viroloji virüsleri, ihtiyoloji balıkları, ornitoloji kuşları, mammaloji memeli hayvanları inceler.

Biyolojik Uygulama Alanları: Tıp, biyoteknoloji, tarım, veterinerlik, su ürünleri, biyomekanik, genetik mühendisliği, ekoloji, fizyoloji, mikrobiyoloji, moleküler biyoloji, eczacılık, diş hekimliği biyolojinin bazı uygulama alanlarıdır. Kentleşme ve sanayileşme ise dolaylı olarak biyolojiden gelen verilere göre yönlendirilir.

Biyolojinin Önemi:
Doğumdan ölüme kadar yaşamın her evresinde bilinçli ve sağlıklı yaşama, ekonomik gelişmeyi sürekli kılma, çevreyi bozulmadan tutma, üretimin kalitesini ve miktarını arttırmada biyoloji bilimi önemli yer tutar. Çevre kirlenmesi, erozyon, madde kaybı, yeşil alanların azalması, hızlı nüfus artışı, plansız kentleşme, biyolojik zenginliklerin ortadan kalkmasında rol oynayan faktörlerdir. Biyoteknolojinin amacı, bir canlının belirli özelliklerini şifreleyen genetik bilginin bir başka canlıya nakledilmesidir. Böylece nakledilen bilginin gereği, ikinci canlı tarafından yerine getirilir.

Biyolojinin Geleceği: İnsan topluluklarında kalıtsal hastalıklara neden olan genler, döllenme sırasında sağlamlarıyla değiştirilerek kanser, yüksek ve düşük tansiyon, şeker hastalığı, cücelik vb. hastalıklar önlenebilecektir.

Canlıların ömür uzunluluğunu kalıtsal olarak denetleyen genler kontrol altına alınarak ya da değiştirilerek, uzun bir yaşam sağlanabilecektir.

Bir canlıda önemli bir özelliği ortaya çıkaran gen ya da genler, diğer canlıların kalıtsal yapısına eklenerek bazı eksiklikler bu yolla giderilebildiği gibi fazladan bazı özelliklerin kazanılması da sağlanacaktır. Örneğin C vitamini karaciğerde sentezlettirileceği için besinlerle alınması gerekmeyecektir.

Genlerdeki değişiklikler sonucu yeni hayvan ve bitki türlerinin ortaya çıkması sağlanacaktır.

Canlılardaki genlerin tümü kataloglanabilecek, bunlarla ilgili bankalar kurulacak, ilaç sanayii biyoteknolojik yöntemleri geniş oranda kullanabileceği için birçok ilacın etkili ve ucuz yoldan üretilmesi sağlanacaktır.

Bitki ve hayvanların ıslahında olağanüstü atılımlar gerçekleşecek, verim arttırılacak, birçok maddenin sentezi özellikle büyük miktarda mikroorganizmalara yaptırılabilecektir.

Biyolojideki Gelişmelerin İnsanlığa Katkıları:
Günümüzde birçok ülke seralarda tozlaşma görevini bombus adı verilen arılara yaptırıyor. Bombus özellikle sebzecilikte yüksek verim elde etmek amacıyla hormon kullan üreticilere bir çıkış, hatta kurtarıcı oldu. Arının taşıdığı çiçek tozları etrafa yayılarak, seradaki domates ve çileklerdeki verimi arttırdı.

Günümüzde birçok tıbbi bitki ve hayvanın üretimi, antibiyotik, aşı, interferon, çeşitli pestisitlerin üretimimleri, insandaki zararlı genlerin ayıklanması işi gibi alanlarda biyoteknolojiden yararlanılmaktadır.

Tıpta uygulanan aşılama yönteminde vücuda virüs verilerek, vücudun virüsü tanıması ve ona karşı antikor üretmesi sağlanır. Oysa gen teknolojisinin sağladığı olanaklarla, vücuda virüs verilmeden de antikor üretmek mümkün olmuştur. Böylece vücut virüsün yan etkilerinden korunabilmektedir.

Biyoteknolojinin katkıları arasında insülini de sayabiliriz. insülin, insanlarda şeker metabolizmasını düzenleyen bir hormon olup, pankreas hücreleri tarafından üretilir, dolaşıma katılır. Eksikliğinde ise şeker hastalığı ortaya çıkar. Bugün bakteri DNA’sı yardımıyla insülin hormonu bol miktarda ve ucuza üretilebilmektedir.

Büyüme hormonu, eskiden sadece kadavraların hipofiz bezinden çok büyük zorluk ve masraflarla elde ediliyordu. Artık biyoteknolojik yöntemlerle çok miktarda ve ucuza elde edilmektedir. Tek hücre proteini: alg, bakteri, maya ve küflerin büyük miktarda üretilmesinden ve bu canlı hücrelerin kurutulması sonucu oluşan biyolojik kütleye denir. Tek hücre proteini, insan besinlerinden; çorbalarda, hazır yemeklerde ve diyet yiyeceklerinde katkı maddesi olarak kullanılmaktadır. Ayrıca aroma kaynağı, vitamin kaynağı ve emülgatör destekleyici olarak da kullanılır.

Dr. Wilmut, bir koyundan alınan bir vücut hücresinin çekirdeğini, başka bir koyuna ait çekirdeği alınmış bir yumurtaya yerleştirerek yeni bir koyuna yaşam vermiştir. Dolly adı verilen kuzu orijinal DNA sahibi koyunun kopyasıdır.​

Biyolojide Buluşların Anahtarı: Biyoinformatik

Sürekli gelişen teknoloji ile bilgiye ulaşmak, görülmemişleri görmek, söylenememişleri söylemek ve bunların ışığında yeni bilgiyi oluşturmak gün geçtikçe daha kolay hale geliyor. Makro âlemden mikro âleme kadar, en basit bir sürecin en ufak ayrıntısına kadar öğrenmek isteyen araştırmacıların insanlık hizmetine sundukları bilginin birikim hızı müthiş bir ivme ile artarak devam ediyor. Ama bilginin keşfedilmesi kadar önemli bir konu daha var. Bu da Dünya’nın farklı bölgelerinde çalışan araştırmacıların bilim dünyasına kazandırdıkları en ufak bir ayrıntının dahi kaybedilmemesi ve bunlara gerektiği anda kolayca ulaşılarak doğruluğunun farklı bakış açıları ve yöntemler ile sorgulanması ve gerektiğinde kullanılması.

 

Biyoloji alanında şimdiye kadar üretilen muazzam miktardaki bilgi, biyoinformatik araçları kullanarak saklanabilir ve bunlardan çeşitli alanlarda yarar-lanılabilir. Örneğin 1988 yılında başlatılan insan genom araştırmalarından elde edilen bilgi gelecekte tıp alanında kullanılmak üzere birincil veri kaynağı olarak saklanmaktadır. Bu alanda üretilen bilginin basılı olarak saklanması söz konusu olsa idi, büyük boy 1000 sayfalık bir ansiklopediden 560 cilt olarak saklamak ve bu veriyi -anlama faktörü hariç bırakılarak- okumak yaklaşık 73 yıl -günde 24 saat – gerekecekti. 7 milyarlık dünya nüfusu ve iki insan genomu arasında bilinen yaklaşık 3 milyon baz (ATGC ile gösterilen) farklılığının saklanacağı bir veritabanında yaklaşık olarak 21 katrilyonluk (1 katrilyon= 1 x 1015) girdinin olması gerektiği rahatça görülebilir. Örneği biraz daha genişletmek adına 2000 yılında yayınlanan insan genom projesinin sonuca ulaştırılması için 5 sekstilyon (1 sekstilyon= 1 x 1021) hesaplamanın yapıldığı, proje ekibince açıklanan verilerden sadece bir tanesidir.

 

Bu ve benzeri bilgilerin analizleri bir tarafa, eldeki verilerin sadece kağıda dökülmesi bile neredeyse imkansızdır. Biyoinformatik ile bu büyüklükteki bilginin indekslenerek saklanması, sektörler halinde en ufak ayrıntıya ulaşılması, benzerlik-yakınlık vb. istatistiksel çalışmalar yapılması, bilinen bir dizinin (gen vb.) taranması gibi analizler ve bunların sonucunda yeni tanı teknolojileri ve tedaviler üretilebilir.

 

Uygulamalı Biyoinformatik

 

Biyoinformatik çalışmaları uygulama ve geliştirme olarak ikiye ayrılabilir. Uygulamalı biyoinformatik çalışan kesimin genel itibari ile daha önce tasarlanan yazılımları belirli bir sıra ile kullanarak beklenen sonuca ulaşması hedeflenir. Bu şekilde çalışan araştırmacılar, kendi isteklerine göre özelleştirebildikleri açık kaynak kodlu yazılımları tercih ederler. Genel itibari ile kullanıma hazır çoğu programın sadece belirli bir işlemi yapmasından ötürü, kullanılacak bir sonraki özelleştirilmiş yazılım ile uyum sağlaması için gerekli ara işlemler geliştirmek durumun-dadırlar. Bu şekilde çalışan araştırmacıların genel itibari ile daha önce çalışılmış bir konuda iyileştirme yapmaları değil, farklı bakış açıları katarak ortaya sonuç koymaları beklenir. Her geçen gün sayıları ve verimlilikleri artmakla birlikte çoğu noktada amaca uygun hazır bir program bulmak mümkün değildir. Böyle durumlarda yeni bir yazılım geliştirme ihtiyacı doğar. İstenen biçimdeki kaynak veriyi alarak çeşitli hesaplamalar yapan ve sonucu istenen biçimde ileten uygulamalar geliştirilir. Burada önemli olan verimliliğin yüksek tutulmasıdır ki bu da ancak algoritmaların -bir işlem için gerekli, sıralı tüm ara işlemler-  doğru şekilde kullanılması, daha da ileri götürülerek yeni algoritmaların geliştirilmesi ile mümkündür. Algoritma geliştirme noktasında ise “işlenmemiş bilgi denizi içerisinde yüzülürken sonuca götürecek bilgiye duyulan açlık” birinci dayanak noktasıdır. Buna örnek olarak proteinin 3 boyutlu yapısının tahmini verilebilir. Proteinleri oluşturan aminoasitlerin sayısı, içeriği ve sırası ile farklılaşan fonksiyonlarının belirlenmesi için proteinlerin sahip oldukları yapılar önemlidir. Yapısı belirlenen proteinlerin işlevi hakkında daha doğru tahminde bulunulabilir. Hali hazırda protein veri bankalarında 12.000 civarında kayıt varken, bunların farklı birleşimleri ile oluşturulabilmiş ancak 1500 civarında tekil proteinin yapısının biliniyor olması, mevcut bilginin sonuca dönüştürülmesi noktasındaki yetersizliğimizi göz önüne getirir. Proteinlerin nasıl katlandıkları ve dolayısıyla nasıl yapıları sahip oldukları, bilim adamlarına hastalıklar konusunda daha derin görüş açıları sunar ve böylece bunlar ile savaşmaları mümkün hale gelir.

 

Bu konuda yapılacak çalışmaların kazandığı hız ve sürekli artan verimlilik yüzdeleri ile yakın zamanda kişinin bir hastaneye başvurmasını takiben, belirli dokudan alınacak örneğin bilgisayar analizinden geçirildikten sonra tamamen hastaya özel tedaviler hazırlanacağını söylemek zor değildir. Ve daha heyecan verici olanı, bahsedilen bu işlemlerin bilinen hastalıkların büyük bir kısmı için aynı gün içerisinde sonuçlandırılacağı söylenebilir.

 

Biyoinformatiğin genomik, proteomik ve ilaç tasarımı gibi uygulama alanları mevcuttur.

 

Genomik

 

Genomik -gen bilimi-, canlıların sahip oldukları kalıtsal bilginin yapı ve işlevlerinin incelendiği, genetik haritalamanın yapıldığı bilim dalıdır. Genomik biliminin çalışma sahası DNA dizilenmesi –bir canlıya ait DNA’nın birincil yapısının, nükleotid dizisinin belirlenmesi- teknolojisi üzerine kuruludur. DNA düzeyinde biyolojik anlamı olabilecek tüm birimlerin –gen, miRNA, operatör vb.- tanımlanması, işlevlerinin anlamlandırılması genomik biliminin çalışma alanlarındandır.

 

DNA dizilenmesi başlı başına biyoinformatik işlemlerin kontrolü altında yapılıyor olsa da, DNA dizisi belirlenmiş bir canlıya ait gen sayısı, dizilimi vb. tüm işlemler ancak biyoinformatik süreçler ile belirlenebilir. DNA dizilenmesi günümüzde halen çok sayıda eksiklikleri olan bir yöntemdir. DNA okuma işleminin hangi noktadan başladığı, hangi yöne doğru gittiği gibi. bilinmesi gereken ve sonuca önemli etkisi olacak parametrelerin bilinemiyor oluşu, DNA dizilenmesi işleminin makul zaman arılığında tamamlanması gerekliliği –bitki için ortalama 10 saat- aynı işlemlerin birçok iş parçacığı tarafından aynı anda işlenmesini gerektirir ve bu da karmaşıklığı artırır.

 

Burada belirtilen negatif etmenlere daha birçok ekleme yapılabilir. İşte bu kadar karmaşık verinin işlenmesi ancak bilgisayar kullanılarak ve ancak biyoloji bilgisine sahip bilim adamları tarafından yapılabilir, yapılmaktadır. Bu sahada çalışan bilim adamları sürekli olarak yeni genler, mevcut genlerin ilişkileri gibi alanlarda deneysel işlemler ile doğrulanan, hassasiyeti yüksek ve çok değerli bilgi üretmektedirler.

 

Proteomik

 

Proteomik –protein bilimi- canlılara ait protein yapı ve işlevlerinin incelendiği bilim dalıdır. Protein dizisinin belirlenmesi için kullanılan birçok yöntem mevcuttur – spektrometri, elektroforez gibi-. Proteomik bilim dalı, temelini aldığı genomik bilim dalından daha karmaşık olarak görülür. Buna neden olarak, hayatı boyunca bir canlıya ait genomik bilginin genelde aynı kaldığı veya çok az miktarda değiştiği, fakat protein bilgisinin hücreden hücreye bile ciddi farklılıklar gösterdiği söylenir. Proteini oluşturan aminoasitlerin oluşturulmasını kontrol eden genlerin büyüklük ve bulunma durumları, genomik bilginin daha az değişeceğinin bir göstergesidir. Fakat aminoasitlerin kontrolünü sağlayan DNA bilgisinin değiştiği –transkripsiyon ve translasyon sonrası, fosforilasyon gibi.- sık görülen bir durum olduğu için proteinin birçok aşamada incelenmesi gereklidir. Proteomik bilimi, belirtilen bu değişiklikler ve bunların etkilerinin anlaşılması açısından önemlidir. Protein yapısını oluşturan aminoasitlerin sahip oldukları benzerlikler ve farklılıklar gözetilerek geliştirilen yöntemler ile protein yapı ve işlevleri hakkında bilgi sahibi olunur.

 

İlaç Tasarımı

 

Günümüzde kullanılan ilaçlarının büyük bir bölümünün biyolojik süreçler üzerinde etkili oldukları bilinmektedir. Bu süreçlerin verimli çalışması için enzimlerin yanı sıra, mineral ve vitaminlerin de belirli miktarlarda bulunmaları gerekmektedir. Kullanı-lacak ilacın etken maddesinin tek başına etkisi net olarak bilinse bile, beraberinde bulunacak maddeler ile etkileşimi ve canlıda oluşturacağı etkinin de bilinmesi gereklidir. Şimdiye kadar laboratuar orta-mında hazırlanan ve etkinliği ancak klinik ortamlarda canlılara uygulanarak sonuçları gözlemlenen ilaçlar insanlığa hizmet etti. Fakat bilinemeyen, öngörülemeyen ve hesaplanamayan birçok değişken ve daha önemlisi canlıda meydana gelebilecek istenmeyen etkilerin görülmesi olasılığı yapılan çalışmaların geliştirilmesinde engeller oluşturmuştur. Biyoinfor-matik bilimi ile hastalığa neden olan etkenin ve tedavi amacı ile kullanılacak her bir maddenin de genetik, kimyasal vb. etkileri bilinerek, bu yönde çalışmalar yapılabilir. Etkisi hesaplanan bir ilacın etkisinin daha da artırılması sağlanabilir. Etkileşimler hesaplanarak sadece olumsuz etkisi tolere edilebilecek ürünlerin canlı üzerinde denenmesi sağlanabilir. Bu konuya bir örnek olarak Aspartam verilebilir. Şeker hastalarının kalorisiz şeker olarak kullandığı Aspartam, aynı miktardaki kamış şekerinden 300 kez daha tatlıdır. Fakat içeriğindeki fenilalanin ismi verilen amino asit anne karnındaki bebeğin beyin hasarına sebep olabilir. Bu kötü etkilerin bertaraf edilmesi için biyoinformatik araçları kullanı-larak fenilalanin içermeyen katkılar üretilmiştir.

 

Kaynak Verimliliği Bilimi Olarak Biyoinformatik

 

Biyoinformatiğin yıldızının yükselmesinin proje bütçelerine sağladığı muazzam iyileştirmelere borçlu olduğunu söylemek yerinde olacaktır. İnsanda mevcut yaklaşık 100 trilyon hücre,  her bir hücrede 3 milyar nükleotid ve bu nükleotidlerin bir kısmında oluşan yaklaşık 30 bin gen bulunur. Bu genlerin en kısasının sadece 252 nukleotid, en uzununun ise 2,2 milyondan fazla nükleotidten oluştuğu belirlen-miştir. Sözgelimi genom içerisinde olduğu bilinen ve 500 bin nükleotidten oluşan bir genin kullanılması gerektiği bir çalışmada, biyoinformatik araçları kullanılarak genin genom üzerindeki yeri belirlenir ve buna göre deneysel araştırmalar gerçekleştirilir. Biyoinformatik araçları kullanılmadan 3 milyar nükleotid uzunluğunda bir diziden 500 bin uzunluktaki parçanın bulunması için –şans faktörü hariç bırakılarak- 2.999.500 bin işlem gerektiği kolaylıkla hesaplanabilir. Her bir deneyin 10 TL maliyeti olduğu ve 1 saatte tamam-landığı varsayılırsa – gerçekte ise maliyet 3 bin TL ve süre 16 saat – bir genin sadece tespit edilmesi için 24 saat boyunca hiç ara vermeden çalışan 30 bin kişilik ekibin, işlemi 11 yıl sonrasında tamamlayabileceği hesaplanabilir. Biyoinformatik kullanılmasa rahatlıkla söylenebilir ki, günümüzde ne verimliliği yüksek tarım, ne etkisi bilinen ve kullanılan tedaviler mümkün olma-yacaktır.

 

Biyolojide Buluşların Anahtarı

 

yüzyılda Antony van Leeuwenhoek isimli Hollandalı bir bilim adamı tarafından icat edilmesinden bu yana mikroskop, biyoloji biliminin canlılığı anlamasındaki vazgeçilmez bir pencere olmuştur. 1972 yılında Paul Berg ve ekibi tarafından DNA bilgisinin bakteriye aktırılarak son ürün elde edilmesi olarak özetle-nebilecek DNA rekombinant teknolojisini kullanması ile ilk defa gündeme gelen biyoinformatik ile birlikte günümüzde canlılığın anlaşılması için yeni bir pencere açılmıştır. Günümüzde neredeyse hiçbir orta ve büyük ölçekli biyolojik proje biyoinformatik biliminin katkısı olmadan gerçekleştirilemez. Neredeyse her aşamasında biyoinformatik biliminin kullanıldığı insan genom projesinin biyoinformatiğin insanlığa sunduğu en büyük somut hizmet olduğu söylenir. Bu projenin 2007 yılında tamamlanarak edinilen bilginin ücretsiz olarak kullanıma açılması ile birlikte ilaç tasarımından genetik hastalık tespit ve tedavisine kadar sayılamayacak birçok alanda müthiş bir gelişme gözlemlen-miştir. Bu konuya örnek olarak 2010 yılında insanlığın hizmetine sunulan yeni bir teknoloji verilebilir. Hamile anne ve 8 haftalık bebekten alınan kan örneklerinin laboratuar ortamında bir dizi ön işlemden geçirildikten sonra biyoinformatik biliminin en güncel birikimleri kullanılarak bebeğin down sendromu ile doğup doğmayacağı 3 gün içerisinde %90 üzeri doğruluk payı ile belirlenebilmektedir. Aynı çalışmanın bir sonraki basamağında hedeflenenler ise çok daha fazla genetik hastalığın tespiti ve elbette bunların – en azından bir kısmının- tedavi edilebilmesidir.

Biyolojiye Katkıda Bulunan Bilimadamları kimlerdir?

Biyoloji’nin Mimarları* Aristoteles
* İbn-i Sina
* İbn-i Rüşd
* Carl Linnaeus
* Louis Pasteur
* Charles Darwin
* Willhelm Condrad Röntgen
* Gregor Mendel
* Robert Hooke

» Aristoteles

Hayatı
M.Ö.384 de Stageira da Nikomachos un oğlu olarak dünyaya geldi. Babası Makedonya Krallarından Amyntas II nin hekimiydi. M.Ö.367 de 17 yaşında Eflatun un Atina daki akademisine girdi. Burada hocası Eflatun un ölümüne kadar 20 yıl eğitim aldı.

Bilimsel Eserleri
•Ruh üzerine (De Anima)
•Hayvanların tarihi (Historia Animalium)
•Evrim Skalası,Evrim Basamakları,Doğa Cetveli (Scala Naturae)
•Hayvanların Kısımları (De Partibus Animalium)
•Hayvanların Gelişimi (De Incessu Animalium)
•Küçük Doğal Şeyler (Parva Naturalia)
•Hayvanların Hareketi (De Motu Animalium)
•Hayvanların Oluşumu
» İbn-i Sina
Hayatı
Ailesi Belh’ten gelerek Buhara’ya yerleşmişti. İbni Sinâ, babası Abdullah, maliyeye ait bir görevle Afşan’dayken orada doğdu. Olağanüstü bir zekâ sahibi olduğu için daha 10 yaşındayken Kur‘an-ı Kerim’i ezberledi. 18 yaşında çağının bütün ilimlerini öğrendi. 57 yaşındayken Hemedan’da öldüğü zaman 150’den fazla eser bıraktı. Eserleri Latince’ye ve Almanca’ya çevrilmiş, tıp, kimya ve felsefe alanında Avrupa’ya ışık vermiştir. Onu Latinler “Avicenna” adıyla anarlar ve eski Yunan bilgi ve felsefesinin aktarıcısı olarak görürler.

Bilimsel Eserleri
•el-Kanun fi’t-Tıb, (ö.s), 1593, (“Hekimlik Yasası”)
•Kitabü’l-Necat, (ö.s), 1593, (“Kurtuluş Kitabı”)
•İşarat ve’l-Tembihat, (ö.s), 1892, (“Belirtiler ve Uyarılar”)
•Kitabü’ş-Şifa, (ö.s), 1927, (“Sağlık Kitabı”)
» İbn-i Rüşd

Hayatı
İbn Rüşt, Maliki mezhebinden fakihler yetiştirmiş bir aileden gelir; dedesi Ebu El-Velid Muhammed (ö. 1126) Murabıtlar hanedanının Kurtuba’daki en yüksek dereceli hakimiydi. Babası Ebu El-Kasım Ahmed, aynı makamı Muvahhidler’in 1146’daki hakimiyetine kadar işgal etti. Yusuf el-Mansur’un veziri İbn Tufeyl (Batı’da bilinen adıyla Abubacer) tarafından sarayla ve büyük İslam hekimlerinden, sonradan arkadaşı olacak İbn Zuhr (Avenzoar) ile tanıştırıldı. 1160’ta Sevilla kadısı oldu ve hizmeti boyunca Sevilla, Kurtuba ve Fas’ta bir çok davaya baktı. Aristo’nun eserlerine şerhler ve bir tıp ansiklopedisi yazdı . Eserlerini 1200lerde, Yakob Anatoli Arapça’dan İbranice’ye tercüme etti. Endülüs’ü 12. yüzyılın sonralarında yayilan fanatiklik dalgasıyla, sahip olduğu bağlantılar kendisini siyasî problemlerden uzak tutamamış ve Kurtuba yakınlarında bir yerde tecrit edilmiş ve ölümünden kısa süre önce Fas’a gidinceye dek gözetim altında tutulmuştur. Mantık ve Metafizik alanında verdiği eserlerin çoğu müteakip sansür döneminde kaybolmuştur.
Ayrıca Büyük ve Küçük Dolaşımı’nı keşfeden ilk bilim adamıdır.

Bilimsel Eserleri
•Tehâfüt-ül Tehâfüt (Çelişkilerin Çelişkileri / İnsicamsızlığın İnsicamsızlığı)
•Tıp Ansiklopedisi
» Carl Linnaeus

Hayatı
Carl Linnaeus (sonra Carl von Linné, Latince yazılı kitaplarda Carolus Linnaeus) 23 Mayıs 1707 Råshult’da doğdu (Stenbrohult, Güney İsveç), 10 Ocak 1778 Uppsala’da öldü; İsveçli biyolog, hekim ve fizikçi.
Linnaeus, biyoloji ve botanikte sınıflandırma esasını getirmiş, bütün canlıları bir cetvelde göstermiştir. Onun bu metodu, bugün de kullanılmaktadır.
Linnaeus, bitki ve hayvanlarda ikili isimlendirmeyi başlatmıştır. Bu sistemde Latince veya Yunanca bir isimden sonra özel bir ikinci isim gelmektedir. Bitkiler için yaptığı sınıflandırma ile, o güne kadar tarif edilemeyen bazı bitkiler, kolaylıkla tarif edilebildi. Bitki ve hayvanları, iç bünyelerinin benzerliğine göre cins cins gruplandırdı. Botanik ve zoolojide bugün de kısmen kullanılan terminolojiyi (isimlendirmeyi) başlattı.
» Charles Darwin

Hayatı
Charles Robert Darwin (12 Şubat 1809 – 19 Nisan 1882) İngiliz doğabilimci.
Geliştirdiği doğal seçilim yoluyla evrim kuramı (teorisi) ile canlıların ve türlerin doğal seçilim ile ortak bir kökenden evrimleşerek ortaya çıktığını ortaya koymuş, bu görüş daha sonra büyük tartışmalara yol açmakla beraber, bilim dünyasında genel bir kabul görmüştür. Darwin doğa tarihine tıp ve teoloji eğitimi görürken ilgi duymaya başlamış, gençliğinde Beagle gemisiyle yaptığı beş yıl süren yolculuk sırasında yaptığı biyolojik gözlemler, onun türlerin değişebilmesi konusunda düşünmesini sağlamış ve 1838 yılında, türlerin kökenini en doyurucu şekilde açıklayan doğal seçilim kuramını geliştirmiştir. Görüşlerinin tepki toplayacağı endişesi ile çalışmalarını yalnızca yakın çevresiyle paylaşmış ve uzun süre yayınlamamıştır. Bu sırada, araştırmalarını da sürdürmüştür.

Bilimsel Eserleri
•Species Plantarum (Bitki Türleri)

» Louis Pasteur

Hayatı
Louis Pasteur, 1822 yılında Fransa’nın Dura bölgesindeki Dole kasabasında dünyaya geldi. Pasteur kimyager ve daha sonra bakteriyolog olarak yaşadığı çağda, tıbbın ilerlemesine çok büyük katkılarda bulundu. Fakat o tıp doktoru olmadığı için, 1800’lü yılların doktorları onun teorilerine burun kıvırıyorlardı. Pasteur buna hiç aldırmadan çalışmalarını sürdürdü, çünkü Pasteur’ün bakterilerin ya da mikropların gerçekten var olduklarına ve bunların hastalıklara yol açabileceğine olan inancı tamdı. O kendi bildiği yöntemle yaptığı işe ve kendine inancını sürdürerek araştırmalarına devam etti. Bundan sonra ise ipekböceği hastalığına ve kuduza çare buldu. Pasteur ayrıca içtiğimiz sütün bozulmasını önlemenin yöntemini de keşfetti. Burada sütü 140 (fahrenheit) derecede otuz dakika süreyle ısıtmak ve sonra hızlı bir biçimde soğuttuktan sonra sütü kapalı ve sterilize edilmiş şişelere koymak gerekiyordu. Bu yöntem sütü mikroplardan arındırmak için günümüzde de kullanılmaktadır. Bu yönteme, Louis Pasteur’ün adıyla ‘Pastörize’ etmek denilmektedir. Pasteur, Strasberg’li Marie Laurent ile evlendi. Birbirlerini çok seviyorlardı. Marie eşini, araştırmalarını her şeyin üstünde tutması için özendiriyordu. Bu yüzden Pasteur, laboratuar çalışmaları üzerinde yoğunlaşabiliyor ve işine gereken zamanı ve önemi verebiliyordu.

Bilimsel Eserleri
•Türlerin Kökeni
•İnsanın Türeyişi
» Wilhelm Conrad Röntgen

Hayatı
Prusya’nın Lennep şehrinde (bugün Remscheid, Almanya) doğdu. Çocukluğu ve ilköğretim yılları Hollanda’da ve İsviçre’de geçti. 1865 yılında girdiği Zürih Politeknik’te üniversite eğitimi gördü ve 1868 yılında makine mühendisi olarak mezun oldu. 1869 yılında Zürich Üniversitesi’nden doktorasını aldı. Mezuniyetinin ardından 1876’da Strassburg’da, 1879’da Giessen ve 1888’de Würzburg Üniversitelerinde fizik profesörü olarak öğretim görevi yaptı. 1900’de Münih Üniversitesi Fizik kürsüsüne ve yeni Fizik Enstitüsünün Yöneticiliğine getirildi.
Öğretim üyeliği görevinin yanı sıra araştırmalar da yapmaktaydı. 1885 yılında kutuplanmış bir yalıtkan hareketinin, bir akımla aynı manyetik etkileri gösterdiğini açıkladı. 1890’lı yılların ortalarında çoğu araştırmacı gibi o da katot ışın tüplerinde oluşan lüminesans olayını incelemekteydi. Crookes tüpü adı verilen içi boş bir cam tüpün içine yerleştirilen iki elekroddan (anot ve katot) oluşan bir deney düzeneği ile çalışıyordu. Katottan kopan elektronlar anoda ulaşamadan cama çarparak, floresan adı verilen ışık parlamaları meydana getirmekteydi. 8 Kasım 1895 günü deneyi biraz değiştirip tüpü siyah bir karton ile kapladı ve ışık geçirgenliğini anlayabilmek için odayı karartıp deneyi tekrarladı. Deney tüpünden 2 metre uzaklıkta baryum platinocyanite sarılı olan kağıtta bir parlama farketti. Deneyi tekrarladı ve her defasında aynı olayı gözlemledi. Bunu mat yüzeyden geçebilen yeni bir ışın olarak tanımladı ve cebirde bilinmeyeni simgeleyen x harfini kullanarak x ışını ismini verdi. Bu buluşundan sonra Röntgen farklı kalınlıktaki malzemelerin ışını farklı şiddette geçirdiğini gözlemledi. Bunu anlamak için fotoğrafsal bir malzeme kullanmaktaydı. Tarihteki ilk tıbbi x ışını radyografisi de (Röntgen filmi) yine bu deneyleri sırasında gerçekleştirdi. Ve 28 Aralık 1895 tılında bu önemli keşfini resmi olarak duyurdu.
Olayın fiziksel açıklaması 1912 yılına kadar net olarak açıklanamasa da, buluş fizik ve tıp alanında büyük bir heyecan ile karşılandı. Çoğu bilim adamı bu buluşu modern fiziğin başlangıcı saydı. Amerikalı mucit Thomas Edison 1896 yılında tıpta fizik tedavide kullanılmak üzere x ışınları üreten bir aygıt geliştirdi. Ama çok miktarda X ışınlarına maruz kalındığında meydana gelebilecek sağlık sorunlarını kimse farketmedi.

» Gregor Mendel

Hayatı
Johann Gregor Mendel 22 Temmuz 1822 Heinzendorf’da doğdu (bugünkü Hynčice, Vražné, Çek Cumhuriyeti), 6 Ocak 1884 Brünn’de öldü (bugünkü Brno, Çek Cumhuriyeti); genetik biliminin kurucusu, Avusturyalı botanik bilgini ve rahiptir. Küçük yaşlarda bahçe işleriyle uğraşmaya başlayan Mendel, üniversite öğreniminden sonra bir din adamı olarak Moravya’da yaşamını sürdürdü. Bu arada bitkiler üzerinde pek başarıya ulaşamayan bazı incelemelerde bulundu. 1854’te Brünn’e dönerek bir teknik lisede öğretmenlik yapmaya başladı. Daha öncede öğretmenlik sınavlarına girmiş ancak başarılı olamamıştı. 19. yy. ortalarında Darwin’in doğal ayıklanma kuramının yayıldığı sıralarda canlı bir türün özelliklerinin kendisini izleyen döllere nasıl aktarabildiği sorunu yeni bir yoğunlukla ortaya çıkmıştı. Biyoloji bilginleri özellikle bitkibilimciler harcadıkları çabalara karşın bu sorunu aydınlatamıyorlardı. Daha sonraları genetiğin babası olarak kabul edilecek Mendel, aynı sorunla ilgili deneylere 1858’de başladı ve araştırmalarının ancak 8 yıl sonra sonuca ulaştırabildi. Başarısı, incelediği konuya elverişli olan yönteminden kaynaklandı. Mendel bir yandan farkların az ve son derece belirgin olduğu bitki çeşitlerini (dev yada cüce, düz yada kırışık bezelyeler) ayırmayı öte yandan aktarılan özelliklere göre sayısal ilişkileri araştırmada istatistiğin henüz yerleşmiş bir bilim dalı olmadığı bir dönemde istatistik yöntemini benimsemeyi bildi. Bezelyelerle yaptığı deneylerde bitkinin uzun boylu yada cüce, çiçeklerin ve yaprak koltuklarının renkli yada renksiz, tohumlarının sarı yada yeşil, düzgün yada buruşuk olması gibi karşıt özelliklerden birini kuşaklar boyu taşıyan saf soylar elde etmeyi başardı. Ardından bunları kendi aralarında çaprazladı. Sonuçta gözle görülür ölçüde belirgin olan bu iki seçenekli özelliklerin saf soylar ile melez döllerde temel kalıtım birimleri aracılığıyla ortaya çıktığını ve her özellik için bir çift genin bulunduğunu öne sürdü. Mendel tüm bunları basit istatistiklerle değerlendirdi. Bu Mendel yasaların temel ilkesi melez döllerin üreme hücrelerinde yarısı anadan yarısı babadan alınmış kalıtım birimlerinin bulunmasıdır.

» Robert Hooke

Hayatı
Hücreyi ilk keşfeden kişinin, genellikle, bir İngiliz mikroskopçusu olan Robert Hooke olduğu kabul ediliyor. Bu çalışmasıyla Hooke, daha 27 yaşındayken İngiltere’nin en başta gelen bilim akademisi olan Kraliyet Akademisine girdi. Hooke’un cevaplamaya çalıştığı soruların arasında ağaç kabuğundan yapılan şişe mantarının nasıl olup da şişenin içindeki havayı o kadar iyi tuttuğuydu. Bir şişe mantarından incecik bir parça kesip onu mikroskop altında incelediğinde, bu kesitin gözenekli bir yapıda olduğunu gördü. Manastırlarda rahiplerin kaldığı hücrelere benzedikleri için, bu gözeneklere “hücre” adını verdi. Aslında Hooke, bir zamanlar canlı hücreleri çevrelemekte olan fakat şimdi ölmüş bitki dokusundan geriye kalan hücre duvarlarını görmüştü.

Biyolojinin tarihi

Biyolojinin tek bir bilimdalı olarak ortaya çıkması 19. yüzyılda olmuşsa da, biyolojik bilimlerinden, tıp gelenekleri ve doğa tarihiyle ilgili olanlarının izi Greklere kadar sürülebilir. rönesans ve keşif Çağı’nda, deneyciliğin tekrar revaşta olması, bilinen organizmaların sayısının da hızla artmasıyla, biyolojik düşünceyi geliştirdi. Vesalius, fizyolojideki dikkatli gözlemin artmasını başlattı, Carolus Linnaeus, Georges-Louis Leclerc, Comte de Buffon gibi adamlar hayatın çeşitliliğini anlamak, fosil kayıtlarında bulunmak ve organizma davranışlarını incelemek adına kavramsal çalışmalar başlattılar. Mekanik felsefenin güçlenmesiyle doğa teolojisinin önem kazanması da doğa tarihinin gelişmesi açısından bir etkide bulunmuş olabilir.

18. yüzyılda, biyolojinin çoğu dalı – botanik, zooloji ve jeoloji – profesyonelleşmeye başladı ve bu bilimsel anlamda bir dal olmaları yolundaki adımları hızlandırdı. Ancak yine de 1800’lerin sonuna kadar bu işlem tamamlanmadı. Antoine Lavoisier ve diğer fizikçiler, fiziksel ve kimyasal teorilerle hayvansal ve hayvansal olmayan alemleri birleştirmeye başladı. 19. yüzyıla doğru gidildikçe, Alexander von Humboldt gibi kaşif-doğacılar, organizmaların aralarındaki ilişkileri ve bu ilişkilerin bulundukları ortama göre nasıl farklılık gösterdiklerini inceleyerek biyocoğrafya, ekoloji ve etoloji gibi bilimdallarını başlattı. Çoğu doğacılar, organizmaların değişmediği fikrini reddetmeye başlayıp soy tükenmesi ve türlerin değişebilmesi gibi fikirlere sıcak bakmaya başladı. Embriyoloji ve paleontoloji gibi yeni alanlarla bu tarz tutumlar birleşince Charles Darwin’in doğal seleksiyon yoluyla meydana gelen evrim teorisi ortaya çıktı. 19. yüzyılın sonu; hayatın kaynağı ve hastalıklara mikroorganizmaların neden olması konularında tartışmalar, sitoloji, bakterioloji ve fizyolojik kimya gibi alanlara şahitlik yaptı. Ancak yine de kalıtım konusu tamamiyle bir gizemdi.

20. yüzyılın başında, Gregor Mendel’in çalışmaları, Thomas Hunt Morgan ve öğrencileri tarafından genetiğin hızla gelişmesini sağladı. 1930’lara gelindiğinde nüfus genetiği ve doğal seleksiyonun birleşimi, modern evrim sentezinin ve evrim biyolojisinin ortaya çıkmasını sağladı. Özellikle de James D. Watson’la Francis Crick’in DNA’yı 1953’te keşfetmesinin ardından birçok dal gelişti. Genetik kodun kırılmasının ve merkezi dogmanın (central dogma) kurulmasının ardından, biyoloji; ekoloji, etoloji, sistematik paleontoloji, evrimsel biyoloji, gelişim biyolojisi ve diğer organizmalarla ilgili dalları kapsayan organizma biyolojisi ile hücre biyolojisi, biyofizik, biyokimya, nörobiyoloji, immünoloji ve birçok benzer dalı kapsayan moleküler biyolojiolarak ikiye ayrıldı. 21. yüzyılın başına gelindiğinde bu kadar ayrı parçanın oluşturduğu karışıklık ve anlaşmazlık geçmeye başladı. Organizmal biyologlar moleküler teknik ve fikirlere, moleküler biyologlar da genler ve doğal çevre arasındaki fikirlerle genetik kalıtımla ilgili fikirlere önem vermeye başladı.

1 YORUM

CEVAP VER

Please enter your comment!
Please enter your name here