eyLem_güzeLi
Üye
13.08.2007
Uzman Onbaşı
3.368
Uzman Onbaşı
3.368
Hakkında
-
Konu: EpigenetikEpigenetik
Epigenetik, DNA dizisindeki değişikliklerden kaynaklanmayan, ama aynı zamanda irsi olan,
gen ifadesi değişikliğini inceleyen bilim dalıdır. Yani fenotipik değişimi, gen ekspresyonu değişikliklerini, varyasyonları inceler. Değişimler, DNA'daki gen dizilimi etkilememekte fakat canlı organizmayı doğrudan etkilemektedir. Değişimler, nesilden nesile DNA'daki diziyle değil, mitoz veya mayoz bölünmeyle yoluyla aktarılır.
Epigenetik çalışmaları Aristoteles'e kadar uzanmaktadır. O zamanlarda en çok kabul gören teorilerden birisi olmuştur. O zamanlar "önceden oluşum" a inanılırdı ve Aristoteles bu inanca ters olan epigenez teorisini oluşturdu. Teoriye göre; canlının şekli ve yapısı döllenme sırasında mevcut değildir. Yapı doğuma kadar başkalaşımlarla gelişir, farklılaşır, aşama aşama canlılın yapısı ve şekli oluşur.
1942'de Conrad Waddington tarafından, epigenez genetiği olarak bilime girdi. Waddington\'a göre epigenetik; gelişim esnasında embriyodaki değişmelerdir. Waddington'un bu tanımındaki eksiklik, moleküler yöntemlerle tespit edilen ırsilik faktörü olmuştur.
Benim epigenetiğe ilgim, okulumuz hocalarında Aydın Tunçbilek ile yaptığımız konuşmalarla başladı. Aydın hoca bana "bak, bilimciler gen haritasını çıkardılar ama hala istediklerini yapamıyorlar. Neden peki biliyor musun? Çünkü epigenetiği hesaplamadılar. Şimdi de onun üzerinde çalışıyorlar. Çevrenin, canlı üzerindeki etkisinin bu kadar yüksek olacağını hesaplamamışlardı" dedi ve de bana "epigenetiği sana ödev olarak veriyorum, yaz boyunca onu okuyacaksın" demişti. Sizlerin de bildiği gibi geçtiğimiz yıllarda genetik haritamız tamamlandı. Bilimciler çok çalışıp bu haritayı çıkarmayı başardılar; fakat bu haritadan istedikleri sonuçları alamadılar. Örneğin: Diyabete sebep olan genler belirlendi ve bu genler onarıldı; ama buna rağmen denek hayvanlarında diyabet olduğu gözlendi. Bunun üzerine araştırmacılar anladılar ki genlerimiz bizi belirleyen tek şey değil. Aydın hocamın da dediği gibi, çevrenin canlı üzerindeki etkisi çok fazla. Benim bildiğim kadarıyla da epigenetiğe bu deneyden sonra verilen önem arttı, çalışmalar bu alana kaydı, moleküler çalışmalarla ortak bir şekilde yürütülmeye başlandı. Araştırmacıların en çok çalıştığı alanlardan biri oldu.
Epigenetikte yapılan çalışmalar, araştırılan olaylar ve yapılan deneyler, yanıtlamaya ve cevabını vermeye çalıştığı sorular, nasıl etki ettiği ve nasıl sonuçlar verdiğini de anlatmak istiyorum.
Yanıtlamaya çalıştığı sorular:
Fenotipi belirleyen nedir?
Çok hücreli bir organizmada; örneğin bir karaciğer hücresi ile bir kas hücresi, tamamen aynı genotipi paylaşırlarken, nasıl olur da, apayrı - yine de stabil - gen ifade profillerine ve de farklı ve bağımsız hücre fonksiyonlarına sahip olabilmektedirler?
Fibroblastlar veya lenfositler gibi farklılaşmamış hücreler, nasıl hücre bölünmesi yoluyla fenotiplerini stabil bir şekilde korumaktadırlar?
Nasıl, bir farklılaşmamış kök hücre, bazen bölündüğünde iki yeni kök hücre verirken, bazen de bir kök hücre ve de bir farklılaşmış hücre verebilmektedir?
Memelilerin, bizim de dâhil olduğumuz Eutheria altsınıfına ait dişi bireylerinin her hücresinde; ayni nükleoplazma içinde bulunan ve de neredeyse özdeş DNA dizinlerine sahip iki X kromozomundan biri inaktive edilmektedir. İki X kromozomundan hangisinin inaktive edileceği nasıl belirlenmektedir ve de inaktivasyon hangi yolla/yollarla gerçekleşmektedir?
Tamamen aynı genotipe sahip tek yumurta ikizlerinin, nasıl olur da hastalıklara genetik yatkınlıkları farklı olur?
Çevremiz ve de yaşam tarzımız bizi (gen ifademizi dolayısıyla bizi) ne kadar ve nasıl etkiler?
Bu etkiler bizden sonraki kuşaklara da aktarılır mı?
İşte epigenetik, cevabını alamadığız soruların, araştırmaların eksik çıkmasına sebep olanların ne olduğunu, nasıl olduğunu ve etkinin nasıl olduğunu araştırır.
Epigenetiğin mekanizmaları
Epigenetik mekanizmaları, doğrudan gen ifadesini etkileyen veya dolaylı yoldan gen ifadesini etkileyen şekildedir.
Dolaylı yoldan gen ekspresyonunu etkileyen mekanizma, transkripsiyon sonrası oluşturulan transkripte, modifiye olmuş ya da olacak transkript dizisine, onunla ilişkili olan enzimlere(amino-açil transferaz gibi), transkriptin okunmasında gerekli olan mekanizmaya( shine dalgarno veya kozak dizisi, transkriptin ribozoma oturmasında ve ribozom üzerinde ilerlemesinde gerekli olan kalıplar ve yardımcı proteinlerle sentezden sorumlu enzimlere) etki ederek ifade değişikliğine sebep olur. Dolayısıyla da protein dizisine etkir.
Doğrudan etkiyen mekanizmalar ise; kromatin düzeyinde modifikasyonlarla, DNA düzeyindeki modifikasyonlar, diye ayrılar. Bu modifikasyonlar kovalent ya da non- kovalent olabilir. Yani DNA'yı oluşturan atomlar arasındaki bağlara etki eder, yeni bileşikler ekler(metil). Ya da gen veya gen parçası kaybına sebep olur, genin sessizleşmesine yani ifade edilememesine sebep olur. Ki bunlar çok ciddi değişikliklere neden olduğunu genetik dersi alan bütün arkadaşlar bilir. Bir de transkripsiyon faktörleri tarafından feed-forward(ileri beslenme) otoregülasyonu da DNA üzerinde modifikasyona sebep olmaktadır. Bizim dersten de ne iyi bildiğimiz DNA metilasyonu en çok araştırılanıdır. Bunlar DNA'daki değişimlerdi. Kromatindeki modifikasyonlar da bağlara olan etki sonucu oluşur.
Kovalent bağlara etkiyle oluşan modifikasyonlar, histon modifikasyonları olarak adlandırılmaktadır:
Asetilasyon,
Metilasyon,
Fosforilasyon,
Übikitinasyon ve de
Sümoylasyondur
Non-kovalent modifikasyonlar da:
Histon takasları
Histon katımları
Kromatin tadilatı
Nonkoding RNA ile etkileşim
Diğer ajanlarla etkileşim (virüsler, farklı protein grupları)
Uzun-mesafe kromozom etkileşimleri (hem kromozom-içi hem kromozomlar-arası).
Epigenetik olgular
Birçok biyolojik hadise epigenetik mekanizmalarıyla meydana getirilmektedir. Epigenetik temelli bu olguları ortaya çıkarabilmek aslında hiçte kolay değildir, çünkü hem bir çok biyolojik olgunun moleküler temeli bilinmemekte, hem de daha epigenetik mekanizmaları tam anlamıyla ortaya konmamış, keşfi yapılmamıştır.
Bu olguların başlıcaları şunlardır:
X kromozomu inaktivasyonu,
Genomik imprinting,
Paramütasyon,
Floral simetri,
Farelerde agouti lokusunun aktarılması,
Polycomb sessizleştirmesi,
Konum-etki çeşitliliği,
Drosophila'da Hox genlerinin modellenmesi,
Hücre farklılaşması,
Nöronal gelişim.
Epigenetik mekanizmaların kalıtımı
Hücreye kimliğini kazandıran, yani fenotipini ortaya çıkartan epigenetik mekanizmaların, mitoz sırasında bir sonraki hücre soyuna nasıl aktarıldığı, maalesef halen bir merak konusudur. Aynı şekilde, bu bilginin, organizmalarda, sonraki nesillere nasıl aktarıldığı da pek anlaşılamamıştır.
Ancak, bu epigenetik işaretlerin ya da bu epigenetik regülâsyonun dölden döle aktarıldığına dair sayısız kanıt mevcuttur:
Erişkin sirke sineklerinin (Drosophila melanogaster L.) oluşumundan sorumlu embriyonik hücreler, ortamlarından çıkarıldıklarında, bölünmeye devam ederler. Gelişmekte olan embriyoya geri konduklarında da, bacak veya kanat gibi, ilişkili oldukları yapıyı oluşturmaktadırlar. Hücreler sadece kendi kimliklerini hatırlamakla yetinmemekte, aynı zamanda bu bilgiyi hücre bölünmesinde diğer hücrelere de aktarmaktadırlar.
Geniş çaplı bir araştırma, annenin davranışlarının, bebeğin DNA'sını etkileyebildiğini göstermektedir. Bu etkinin potansiyel mekanizması; anne sütü ile beslenen farelerin, glükokortikoid reseptör kodlayan geninin DNA metilasyonundaki değişimi ile açıklanmaktadır. Embriyonik farelerin, antiandrojenik bir bileşik olan vinklozin'e maruz kalmaları; spermatogenesisin azalmasına neden olmuştur. Ve de, bu fizyolojik etki, sonraki birçok nesilde de gözlenmiştir.
Bitkilerle yapılan bir çalışma aşağıdaki sonuçları ortaya koymuştur:
Strese maruz kalan bitkiler, gen ifadelerini değiştirerek, değişen ortama adaptasyon sağlamışlardır. Bunun için gerekirse genomlarını destabilize bile etmişlerdir. Böylelikle yeni bir fenotip ortaya çıkarmışlardır.
Yeni fenotipe sahip bitkiler, stres ortamından uzaklaştırılmalarına rağmen, dört nesil boyunca bu adaptasyonu korumuşlardır. Yani stresten ortaya çıkan adaptif fenotipik değişiklikler 4 sonraki nesile kadar aktarılmıştır.
Strese maruz kalmanın hafızası mevcuttur ve de bu hafıza dölden döle aktarılabilmektedir.
Döllenmeden hemen sonra, erken embriyonun genomu büyük çapta ve muazzam bir demetilasyon sürecine girer. Bu silinmeden kurtulan çok özel bölgeler dışında, implantasyon öncesi embriyonun genomu tamamen hipometiledir (az metillenmiş). Bu da embriyonun pluripotensisiyle mantıken bağdaşır. İmplantasyon sonrası, DNA yeniden metillenmeye başlar.
Mitoz sırasında da benzeri bir durum yaşanır ve genom demetile olur.
Genomun demetilasyona uğramasının ardından, nasıl tekrar aynı bölgelerin metilasyona uğradıkları, yani epigenetik bilginin nasıl korunup aktarıldığını açıklamaya çalışan muhtelif modeller mevcuttur.
Epigenetik mekanizmaların bilgisinin, genellikle, mitoz veya mayoz sırasında, 'silinmeyen' kromatin modifikasyonları ve de bazı siRNA'larla aktarıldığı düşünülmektedir. siRNA ise: ökaryotlarda gen ekspresyonu, "RNA interference" olarak adlandırılan RNA'ya bağlı bir mekanizmayla transkripsiyon sırasında veya sonrasında kontrol edilmektedir. "small interference RNA" (siRNA) olarak adlandırılan küçük inhibe edici RNA'lar, çift zincirli RNA'nın (ds RNA) hücresel enzimler ile (dicer) parçalanması sonucunda oluşur. siRNA'lar heterokromatin oluşumu, dış kökenli nükleik asitlerin parçalanması gibi önemli hücresel görev üstlenmektedirler.
siRNA'nın gen susturma yeteneğinden yararlanılarak yapılan ekspresyon vektörleri gen fonksiyon analizinde kullanılan güvenli ve kullanışlı bir araçtır. Bu vektörler tipik olarak siRNA'nın yapısına benzeyen küçük hairpin RNA'nın transkripsiyonunu ve ekspresyonunu sağlayan standart bir promotor (genellikle RNA polimeraz III) kullanır.
Epigenetik mekanizmalar kendi aralarında etkileşim göstermektedir. Kromatin düzeyinde gerçekleşenler ana mekanizmalardır
-
Biyoloji'de geleceği parlak bir alan:Biyoinformatik
Biyoinformatik Nedir?
Biyoinformatik,biyolojinin çeşitli dalları,ancak özellikle moleküler biyoloji ile bilgisayar teknolojisini ve bununla
ilişkili veri işleme aygıtlarını bünyesinde barındıran bilimsel disiplin.
Ortaya Çıkışı
1960'larda başlayan bilgisayar uygulamalarının biyolojide kullanılması girişimi,her iki alandaki teknolojik
gelişime paralel olarak hızla ilerlemiş ve böylelikle ortaya çıkan Biyoinformatik dalı bugün en popüler
akademik ve endüstriyel sektörlerin başına geçmiştir.Bilgisayarların moleküler biyolojide kullanımı üç boyutlu
moleküler yapıların grafik temsili,moleküler dizilimler ve üç boyutlu moleküler yapı veritabanları
oluşturulması ile başlamıştır.Kısa sürede çok yüksek miktarlarda veri üreten,endüstri düzeyinde gen ekspresyonu,
protein-protein ilişkisi,biyolojik olarak aktif molekül araştırmaları,bakteri,maya, hayvan ve insan genom
projeleri gibi biyolojik deneylerin doğurduğu talep sonucunda,bu alandaki bilişim uygulamaları neredeyse takip
edilemez bir hızda gelişmiştir.Biyoinformatik dalının ayrı bir (disiplinlerarası) bilim dalı olarak tanınması da
son 10 yılda gerçekleşmiştir.
Çalışma Alanları
Biyoinformatik genel olarak biyolojik problemlerin çözümünde bilişim teknolojilerinin kullanılması olarak tanımlanabilir.En dar tanımı ile genomik sekansları destekleyen biyolojik veritabanlarının oluşturulması ve işletilmesi,en geniş tanımı ile de mevcut tüm bilgisayar uygulamalarının biyolojik problemlerin çözümünde kullanılması olarak anlaşılır.
Biyoinformatik modern biyolojinin iki temel bilgi akışını kapsar:
1.Genetik bilgi akışı:Bir organizmanın DNAsı incelenerek özelliklerinin belirlenmesinden,incelenen bu organizma türünün oluşturduğu toplulukların karakteristik özelliklerine kadar olan bilgi akışı.Elde edilen DNA bilgisi tekrar genetik havuzun tanımlanması için kullanılır.
2.Deneysel bilgi akışı:Biyolojik olaylar gözlenerek elde edilen enformasyon,açıklayıcı modeller ile tarif edilir,daha sonra bu modellerin doğruluğu yeni deneyler ile test edilir.
Son yirmi yılda temel biyolojik araştımaların klinik tıp uygulamaları ve klinik tıp bilgi sistemleri üzerindeki etkisi daha da belirleyici olmuş ve bugün yeni kuşak epidemiyolojik, tanı,teşhiş ve tedavi amaçlı modüllerin ortaya çıkmasına yol açmıştır.Biyoinformatik çalışmalar temel bilimsel araştırmalara yönelik görünmekle beraber önümüzdeki on yıl içinde kilinik bilişim için vazgeçilmez olacaktır.Örneğin hastaların medikal formlarında giderek artan bir sıklıkla DNA dizilim bilgileri yer almaya başlayacaktır.Bugün ABD'de bazı sigorta şirketleri,risk primleri belirlenirken mevcut genetik tarama test sonuçlarını talep edebilmektedir.Biyoinformatik araştırmalar için geliştirilen algoritmaların çok yakında klinik bilişim sistemlerine entegre olması beklenmektedir.
Bu alanı kısaca tanımlamanın bir yolu da,biyoinformatik araçların kullanıldığı genel araştırma konularını özetlemek olabilir:
Metodolojik çalışmalar
1. DNA sıra ve dizilimi araştırmaları
2. Protein sıra ve dizilimi araştırmaları
3. Makromoleküler yapıların (DNA,RNA,protein) üç boyutlu dizilim araştırmaları
4. Küçük moleküllerin (potansiyel terapötik maddeler,aktif peptidler,ribozimler vs.) ligandlarıyla etkileşiminin araştırılması
5. Heterojen biyolojik veritabanlarının entegrasyonu
6. Biyolojik enformasyonun paylaşımının kolaylaştırılması
7. Bilgisayar ile otomize edilmiş veri analizi ve iletimi
8. Etkileşimde bulunan gen ürünleri için bilgi ağları oluşturulması
9. Kimyasal reaksiyonlardan hücrelerarası iletişime kadar pek çok biyolojik faaliyet sürecinin simülasyonu
10. Büyük çaplı biyolojik deneylerden (GENOM projeleri gibi) çıkan sonuçların analizi
Biyolojik çalışmalar
1. Protein yapı ve fonksiyonun belirlenmesi
2. Herhangi bir biyolojik fonksiyonu arttıran ya da engelleyen küçük moleküllerin tasarlanması
3. Karmaşık genetik fonksiyon ya da regülasyon faaliyetlerinin tanımlanması
4. Tıbbi ya da endüstriyel amaçlı yeni makromoleküller üretmek
5. Genetik faktörlerin hastalık yatkınlığına etkilerini ortaya çıkarmak
Biyoinformatik çalışmalar moleküler biyolojinin ana paradigması üzerine temellendirilmiştir :
Genetik enformasyon : DNA -> protein
DNA _ nükleotidler : G,A,T,C 4 harfli alfabe -> üçlü kodonlar -> genler -> protein
Protein _ amino asitler: gly, glu,ala, vs. 20 harflik alfabe
Protein molekülleri özgün üç boyutlu bir yapı oluşturacak biçimde katlanma vafına sahiptir. Böylelikle enzimatik kataliz, yapısal destek, hareket jenerasyonu, hücreler arası sinyal iletişimi, ışık, basınç vb. kuvvetleri kimyasal sinyallere dönüştürmek gibi biyolojik aktivitelerin gerçekleştirilmesini sağlar. Proten aktiviteleri hücre içinde yaşamsal birimler oluşturulmasının temelidir. Tek ya da çok hücreli bu organizmalar yaşam ortamlarıyla etkileşime geçerek beslenir ve ürerler. Zaman içinde değişen çevresel faktörlerin yarattığı baskı, kısıtlı yaşamsal kaynaklardan daha iyi faydalanmak adına mevcut proteinlerin geliştirilmesini gerektirir. Yaşamsal faaaliyetlerin sürdürülmesini kolaylaştıran bu değişiklikler ise avantajlı olmalarından dolayı kalıtsal (DNA) değişikliklere yol açar.
Kimi zaman kompütasyonal biyoloji, biyoinformatik ile eş anlamlı olarak kullanılsa da, halihazırda biyoinformatik daha çok moleküler biyolojiye odaklıdır. Zaman içinde bu ayrımın ortadan kalkması ise kaçınılmazdır çünkü artık tüm biyolojik faaliyetlerin "moleküler" bir temeli olduğu bilinmektedir.
Bugün biyoinformatik alanında yapılan çalışmalar sadece yaygın kullanım bulan veritabanları ve algoritmalar geliştirilmesiyle sınırlı kalmamış, kısa denebilecek bir sürede hem bu alandaki araştırmalara hem de alansal eğitime yön veren bazı temel prensiplerin de ortaya çıkmasına yol açmıştır. Bu prensipleri genel olarak özetlemek gerekirse :
1. Mutasyon, delesyon, insersiyon gibi evrimsel değişikler hep gerçekleşse de protein moleküllerin yapısı neredeyse değişmez biçimde korunur.Amino asit dizinleri çok farklı olsa da (ikili dizilimde 10% dan az amino asit eşleşmesi) yapısal benzerlik gösteren pek çok makro molekül bulunsa da, dizilim benzerliği taşımasına rağmen yapısal benzerlik göstermeyen iki molekül neredeyse yoktur.
2. Dinamik programlama temelli algoritmalar , biyolojik dizilimlerde en optimal sonuçları vermektedir. Matematiksel optimizasyon iki dizin arasında yüksek benzerlik durumunda (>30% özdeş) daha güvenilirdir.
3. Moleküller arası fiziksel etkileşimler, enerji denklemleri ile tanımlanabilir. Atomlar arasındaki temel fiziksel çekim ve itme kuvvetlerini göz önünde bulunduran metodlar sayesinde, sadece temel enerji denklemleri ile moleküllerin dinamik hareketlerinin modellenmesi mümkündür.
4. Proteinlerin biyolojik fonksiyonlarının pek çoğu , amino asit dizini içinde rastlanan lineer parçalar (dizin motifleri) üzerinde kodludur. Toplam dizin analizinde büyük farklılıklar gösterse de benzer fonksiyonlara sahip tüm proteinlerde aynı "motifi" bulmak mümkündür. Diğer fonksiyonlar biyofiziksel ve biyokimyasal özelliklere bağlı olarak oluşturulan üç boyutlu düzenlemeler (3-Dimensional structure) ile sağlanır. Bu yapılanma, farklı dizilimde moleküllerin nasıl benzer aktif mikroortamlar yaratabildiğini gösterir.
5. Dizin modellemede probabilistik yaklaşımlar (örneğin Hidden Markov Models), birbiriyle ilişikli dizinlerin sınıflandırılmasında ve bu sınıfların yeni üyelerinin belirlenmesinde çok etkindir.
6. Üç boyutlu biyolojik yapıların diziliminde geometrik algoritmaların kullanılması etkin sonuç vermektedir.Bu metodda atomlar arasındaki mesafelerin yanı sıra , incelenen molekülün bilinen fonksiyonu da atomsal iletişimin tarifi için gözönünde bulundurulmaktadır.
7. Biyolojik makromoleküllerin üç boyutlu yapısı belirlenirken, gerekli bilginin bir bölümü 70% doğruluk oranı ile sadece lokal dizinden ( 20 aminoasitlik süregelen sıralanmalar) elde edilebilir. Üç boyutlu yapının bütünüyle ortaya konabilmesi için gerekli bilgi dizin içinde mevcut olmakla birlikte molekül içinde uzun mesafeli etkileşimler göz önünde bulundurulmalıdır.
8. Yeni bir dizinin, bilinen bir yapıyı alabilme ihtimalinin araştırılması, hangi yapıyı aldığının araştırmaktan daha kolaydır.
Bu dizin, bilinen bu yapıyı alabilir mi?
Bu dizin hangi yapıyı alır?
9. Konak ve patojen DNA bilgilerindeki varyasonlar ve varyasyon korrelansı, bir hastlıkta hangi proteinlerin rol aldığının ve nasıl bir etkileşime geçtiklerinin belirlenmesinde kullanılabilir.
Geliştirilen ve artık rutin olarak kullanılan algoritmalar ve veritabanlarının yanısıra, mevcut biyoinformatik araçlarının da daha iyi anlaşılabilmesi için bir senaryo düşünelim:
Doktora giden hastamız kendisine bir tür genetik diabet tanısı konduğunu belirtir. Bunun hangi sendrom olduğuna emin olamayan uzman hekim, internete (WWW) girerek diabetle ilintili genetik sendromları araştırmaya karar verir.
1. Doktorumuz NCBI (Amerikan Ulusal Biyoteknoloji Enformasyon Merkezi) sitesine girerek bu sendromu araştırabilir. NCBI bünyesinde, biyoloji ve moleküler tıp odaklı birkaç veri tabanı mevcut.
2. OMIM (Online Mendelian Inheritance of Man) kaynağında bilinen tüm insan genetik bozukluklarını içeren bilgi, literatürde konuyla ilgili yer almış yayınlara ve bu hastalıkla ilişikli görünen tüm bilinen genleri içeren veritabanlarına otomatik link verecek biçimde yer alıyor. Diabetes kelimesi kullanılarak yapılan bir arama sonucu Diabetes Mellitus, Otozomal Dominant, Tip II bilgisine ulaşmak mümkün. Ayrıca bozukluğun temelinde glukokinaz proteinini kodlayan genin regulasyonunda bir aksama olduğu belirtiliyor ve glukokinaz proteinin dizilimini içeren veritabanlarına da otomatik link veriyor.
3. Protein dizini veritabanında "glukokinaz" kelimesi kullanılarak yapılan aramada, insan glukokinaz geni, değişik fizyolojik koşullarda yaratılmış versiyonları ile birlikte bulunuyor. Aynı zamanda DNA dizilimi, protein dizilimi ve ilgili referans linkleri mevcut.
4. MEDLINE literatür veritabanı için sunulan link kullanılarak, bu gendeki bir değişikliğin, diabet hastalığı ile ilişkisinin ortaya çıkarıldığı orijinal yayın bulunabiliyor.
5. Protein dizini veritabanı kullanılarak, bu genin kodladığı amino aist dizini bulunabiliyor. Bu dizin üzerinden algoritma kullanılarak yapılan protein veritabanları araştırmasında (SWISS_PROT, PIR), tüm ilintili dizinleri bulmak mümkün. Bunun yanısıra, fonksiyon tanımlayan dizin motifleri için oluşturulmuş bilgi bankası kullanılarak bu motiflerin glukokinaz enzimi yapısında bulunup bulunmadığı da araştırılabilir. Bunun sonucunda bu enzimin glukoz ve ATP gibi küçük moleküllere bağlandığı görülür.
6. Genetik veri bankası GENBANK kullanılarak protein dizini üzerinden geni kodlayan DNA dizini detaylı olarak elde edilebilir. GENBANK kayıtları bu genin belli bir bölgesinde, gen regulasyonunda değişikliklre yol açan bir DNA insersiyonuna rastlandığı bilgisini de içeriyor.
7. Protein dizini girdisi aynı zamanda Protein Veri Bankası üzerinden üç boyutlu protein yapısı veritabanına da bağlanıyor. Bu girdi, glukokinaz proteini yapısında yer alan tüm atomların x-ray kristalografisi ile belirlenmiş koordinatlarını içeriyor. Aynı zamanda belirleyici yapısal özelliklerin resimlendirilmiş bir özeti de mevcut. Yapısal benzerlik ölçümleri yolu ile, benzerlik gösteren başka organizma kökenli proteinlere de link veriliyor. Ayrıca kilit yapısal lokasyonların belirlenmesini sağlayan algoritmalar da mevcut. Böylelikle glukoz ya da ATP bağlanma noktalarını tam olarak belirlemek mümkün.
Bu noktada doktorumuz birkaç mevcut veritabanından yararlanarak hastalık hakkında bilgi toplamakla kalmadığı gibi, aynı zamanda bu hastalıkla ilintili moleküler mekanizmaları da belirlemiş oluyor.Rutin olarak mevcut olmasa da daha sonra doktorumuz başka araçlardan yararlanarak
1. DNA analizi testi yaptırarak tanıyı doğrular
2. Hastalığın semptomları ve diagnostik genetik testlerin sonuçlarından yola çıkarak uygun bir tedavi formüle eder
3. Hastası ile olası uzun vade sonuçları (eğer herhangi bir tedavi uygulanmazsa ne olabileceği, kalıtsal bir hastalık olması sebebi ile doğacak çocuklara aktarım ihitimali, vs.) paylaşır ve yol gösterir.
4. Eğer böyle bir çalışma mevcut ise, hastasını bu sendromun genetik temellerinin daha iyi anlaşılması için süregelen bir kilnik deneye dahil olmak üzere davet edebilir.
Bu örneklerden de çıkarılabileceği gibi, biyoinformatik alanında yönlendirici bir takım temel "prensipler" ortaya konmuştur.
Ne gerekiyor?
Hastaların özgün genetik yapılarına uygun genetik tedavi yöntemleri geliştirilmesi ve uygulanması için biyoinfirmatik araçların, öncelikle hasta bakımı ile ilgilenen kilinik bilişimle daha entegre olması gerekmekte.
1. Moleküler bilginin, populasyonlara simülasyonu : hastalık süreçlerini ve ilinitli moleküler oyuncuları anlamak için kapsamlı fizyolojik modeller
2. Biyomedikal verilerin, klinik genomik uygulamalar için etkin biçimde işlenmesi : yeni biyolojik ve tıbbı araştırma sonuçlarının etkin organizsyonu ve birbiriyle ilintilendirilmesi bilgi ve veri tabanları oluşturmada yeni paradigmalar gerektirmekte
3. Veri kirliliği çağında biyomedikal araştırmalara gelişkin destek : hem klinik hem de temel bilimci araştırmacıların yüksek miktarda veri analizlerini daha hızlı ve etkin kılacak uygulamalar geliştirilmeli.
Bu kadar bilgiden sonra size olayın özünden bahsedeceğim.Bu alan neden git gide dahada önem kazanıyor.
Öncelikle yurtdışından yola çıkarak anlatacağım sizlere.Yurtdışında Bilim insanları şöyle yapmışlar:
Bilim insanları elde edebildikleri proteinleri,enzimleri vs. tek tek incelemişler.Proteini ele alırsak bu proteinin önce ne işe yaradığını tespit etmişler.Daha sonra yapısındaki aminoasitleri çıkarmışlar.Bu aminoasitlerden yola çıkarak bu proteninin DNA dizisini çıkarmışlar.
Bir çok protenin,enzimin vs.bu şekilde DNA dizilerini çıkarmışlar ve bu dizileri bir veri bankasında toplamışlar.
Peki bu veri bankası nasıl birşey?Örneğin bilim insanları bir A proteinin DNA dizisi elde ettikten sonra A proteininin oluşmasını sağlayan aminoasitler şunlardır,bu aminoasitlerin DNA dizileri şunlardır diye kaydetmişler.Kısaca A proteini bu dizi tarafından oluşturulur demişlerdir.
Peki bu bizim işimize nasıl yarayacak?
Örneğin laboratuarda bulduğunuz bir yeni hayvan türünden bir enzim elde ettiniz ve bu enzimin görevinin ne olduğunu bilmiyorsunuz.Klasik yöntemlerle bunu öğrenmeniz uzun sürecektir.İşte burda bu veri bankaları devreye giriyor.El ettiğiniz enzimin DNA dizisini çıkarıp bu diziyi alıyorsunuz.Bu veri bankalarının internet üzerinden online hizmet veren siteleri var.Bu diziyi bu sitelerden birine girerek diziyi veri bankasında arıyorsunuz.
Eğer bu enzim daha önce araştırılmışsa bu veri bankasında çıkıyor.Eğer çıkmıyorsa bu veri bankası elinizdeki DNA dizisini diğer dizilerle eşleştirerek bu diziye en yakın benzer dizileri % değer olarak bu dizilerin ürünleri ile beraber çıkarıyor.Elinizdeki dizinin %80 oranında bir B enziminin dizisine benzediğini gördüğünüz.Burdan yola çıkarak elinizdeki enzim hakkında yorum yapabiliyorsunuz.
Bu uygulama özellikle yeni bir tür tayininde,türler arası akrabalıkların belirlenmesinde vs. gittikçe yaygınlaşmakta.Elde ettiğiniz bir yapının DNA dizisinin çıkararak bu veri tabanları sayesinde neye benzediğini görevinin ne olduğunu bulabilirsiniz.
Ülkemizde henüz bunun gibi bir veritabanı yok ama ilerde oluşturulacağını düşünüyorum.Ülkemizde de bu alanda yavaş yavaş çalışmalar yapmaya başlamıştır.Bu veri bankaları ilerde daha da yaygınlaşacak ve bir çok işi kolaylaştıracak diye düşünüyorum.Bu nedenden dolayı biyoinformatik alanı gelecek zamanda popüler bir alan olacaktır.
Bizlerde bu alana yönelip kendimizi geliştirsek ilerde ülkemizde bu alanın öncülerinden olabiliriz.
-
Konu: Nedir Bu GDO ?Nedir Bu GDO ?
800'den fazla GDO'lu ürünü tüketiyoruz ama ne yediğimizi biliyor muyuz?
İnsanlar, tarıma başladığından beri yetiştirdileri bitki ve hayvanlara istedikleri özellikleri kazandırmaya çalışıyor. 'Yetiştirmek', yapay bitkilerin özelliklerine müdahale ederek onları daha verimli hale sokmak olarak tanımlanıyor.
Bir başka değişle bitkilere müdahale tarımın başlangıcından itibaren söz konusu. Ancak bu müdahale bitkilerin doğrudan genleri üzerinden olmamıştı. Bilimin gelişmesiyle 1980'lerden sonra bu da mümkün oldu.
Bu ay NTV Bilim'in de kapak konusu yaptığı genetiği değiştirilmiş gıdalar, ilk üretildikleri dönemden bu yana tartışmaların konusu oldu.
GDO NEDİR?
Bilimadamları 25 yıl önce, genleri DNA'dan ayırarak başka bir canlıya yerleştirebilceklerini keşfettiler.
Bir canlıdaki genetik özelliklerin kopyalanarak, bu özellikleri taşımayan bir canlıya aktarılması sonucunda üretilen yeni canlıya Genetiği Değiştirilmiş Organizma (GDO) deniyor.
Özellikle 1980'lerden sonra bitki biyoteknolojisi alanında önemli gelişmeler sağlandı. İlk transgenik (genetiği değiştirilmiş) ürün olan, uzun raf ömrüne sahip Flavr Savr domaesi 1996 yılında raflardaki yerini aldı. Bunu, gen aktarılmış mısır, pamuk, kolza ve patates izledi.
Bu yöntemle elde edilen bitkiler, ilaçlara ya da zararlılara karşı daha dirençli oluyor. Bu da kimyasal böcek ilaçlarının kullanılmasını azaltıyor. Günümüzde mısır ve pamuğun zararlılara, soya ve kanolanın böcek ilaçlarına, papaya ve kabağın da virüslere karşı dirençli olmasında GDO teknolojisi kullanılıyor.
Genlere müdahale ederek bitkilerin lezzet, besleyicilik ya da dayanıklılık gibi özelliklerini geliştirilebiliyor. İstanmeyen durum ve olaylara daha kolay müdahale edilebiliyor. Genetiği değiştirlmiş organizmaların özellikle aşı ve ilaç yapımında kullanılması önem kazanıyor. Susuzluğa dayanıklı bitki geliştirme çalışmaları ise halen devam ediyor.
AŞILARDA GENETİĞİ DĞİŞTİRİLMİŞ ÜRÜNLER TAŞIYOR
Gıdaların genetiğinin değiştirilmesi ile ilgili tartışmlar devam ediyor ancak genetiği değiştirilmiş ürünler yeni değil. İnsülin geninin domuzlardan alınıp bir bakteriye aktarılmasıyla diyabet hastalarına insülin sağlanabiliyor. Tiroid ve büyüme hormonları genleri, hayvanlardan kesilerek bakterilere aktarılıyor ve hormon eksikliği olan insanlar faydalanabiliyor. Şekersiz yiyecekler kullanılan Aspartame maddesi de GDO'lardan üretiliyor.En önemlisi ise hepatit B aşısı başta olmak üzere bir çok aşının GDO'lardan elde ediliyor olması.
AÇLIĞA ÇARE Mİ?
Ayrıca genetik müdahale ile daha bol ürün elde edilemesi de teorik olarak mümkün. Bu özelliklerinden dolayı, GDO'yu savunanlar, bunun dünyada artan gıda ihtiyacın karşılanması konusunda cevap olabileceğini savunuyor.
ABD Tarım Bakanlığı'nın yaptırdığı bir araştırma ise GDO'lu ürünlerin daha yüksek verim sağladığının genel bir doğru olarak kabul edilemeyeceğini ortya koydu. Bu rapora göre verimin daha yüksek olduğu bölgeler olduğu gibi daha düşük olduğu bölgeler de var.
ELEŞTİRİLER
GDO teknolojisindeki gelişmeler ve bu tür bitkilerin daha yaygın olarak kullanılması ile birlikte GDO'lu ürünler hakkında tartışmalar da yoğunlaştı. GDO'lu ürünler özellikle insan sağlığı ve çevreye etkileri konusunda eleştirilerin merkezine yerleşti.
Konuyu sağlık açısından ele alan bazı bilimadamları, GDO içeren yiyeceklerin insan sağlığına zararlı olaileceğini savnuyor. Gen bitkinin içine yerleştirildiği için, onu tüketenlerin de risk altında olacağı, sağlık konusundaki eleştirilerde sık sık dile getiriliyor. GDO'ların hedef olan ürün hariç diğerlerinde nasıl bir etki yaptığı bilinmiyor. Zaman zaman bu gıdaların kansere yol açacağı iddiaları dil getirilse de bunun doğruluğunu kanıtlayan bir araştırma henüz yapılmadı.
ÇEVREYE TEHDİT Mİ?
GDO'lu bitkilere getirilen eleştiriler önemli bir bölümü de doğal çevreye olan etkileri ile ilgili. Karşıt görüştekiler GDO içeren ürünlerinin tohumları çevreye karışıarak doğal ürünleri etkileyip yapısnı bozabileceğini savunuyor. GDO'lu ürünlerin doğal ortama yayılıp yaygınlaşması sonucunda böcek nüfusunun olumsuz etklilenmesi ve tüm ekosistemin çökme olasılığı da dile getirilen bir başka eleştiri. GDO'lu ürünlerin biyoçeşitliliği tehlikeye sokacağı ve biyolojik kirliliğe neden olacağı da yaygın endişeler arasında.
ETİK BİR TARTIŞMA
Tartışmanın bir başka boyutu da ekonomi temelli. Bugün GDO'lu gıda üretimi bir kaç şirketin tekeli altında. Geleneksel tarımda kullanIlan bitkilerin tohumlarıyla bir sonraki yıl yenide ürün alınabiliyor. GDO'lu tarında ise bu mümkün değil; üreticiler, firmalardan her sene tohum alınmak zorunda.
Eleştirilerin ticaret ve etiğin kesiştiği bir konu da patent konusu. GDO'lu bitkilerin patentinin neredeyse tamamı şirketlerin elinde bulunuyor. Tüm insanlığa ait olan bir materYal olan DNA'nın özellşetirlmesi endişe ve tartışma kaynağı.
-
Konu: Itiraflarimiz..
şişş.. ne yalan söyleyim; tehlikeliyim bu aralar..
-
hımmm..
4 kilo daha almalıymışım..
-
..
kendimi çok militan ve hırçın gördüm bugün..
-
Konu: Elektrik olmasaydıelektrik olmasaydı; hayatın büyük bir kısmında aksaklıklar yaşanırdı..
düşünsenize; elektrik sayenizde yaptığımız işleri ?
-
Konu: Nedir Huzur
huzur; emeğin alın teri ile doğanın; güneşin buğusunda karışmasıdır..
..
huzur; herşeyden herkesden uzak, doğayla ve kendinle başbaşa çıkacağın güzel bir dağ yolculuğudur..
anı yaşamaktır.. cılgınlıktır.. herşeyin yolunda olmasıdır..
kendinden kaçmayı bırakıp; herşeyi göze alıp yüreğine ses vermektir..
huzur; insanlığa sevgiyi yaşamayı öğreterek; üreterek yaşamaktır..
-
ileri düzey ingilizce..
orta düzeyde arapça..
bir kaç ay içinde de kürtçe..
-
Konu: MeselaMesela..
Sen bir vapura bin mesela, seninle birlikte..
Martıları izlerken sabırla bekle sonra gelişimi..
Yolculuklara çıkalım sonra seninle..
Bütün yolculuklar adına uzun sürsün yürüyüşümüz,
Karanlık bir akşamda karanlık seni öpmeye çalışırken!
Yeniden başlasın yürüyüşümüz!
alıntı..
-
yaklaştın.. =)
17 diyeyim..
-
Konu: Tümceler-
sokaklardan geliyorsun hızlı adımlarla..
taş, sapan, sopa.. çocuk..
kelimeler kesiyor önünü
iki aç gözlü düşman bakmakta sana
biri haksız yere savaş.. biri amerika..
katlederken ana yurdunu,
oyuncağını alıp koşuyorsun,
yer çekimi okşuyor oyuncağını..
eski bir cumhuriyetten kalma eski bir cesaretle,
yıldız işlemeli bir bayrağa iliştirirken sen hikâyelerini..
hayal gücün ve sevecen düşüncelerinle,
öcünü almaya koşuyorsun faşist çoğunluğun..
- eee 48 diyeyim abi..
- tuhh bea =) olsada denesek..
- hayır; olunmamalı kesinlikle..