Skip to content Skip to navigation

Canlılar da Kendilerini Yenileyebilir

Başak Kandemir
30/09/2018 - 08:00

Bir gün yolda yürürken düştünüz. Pantolonunuz yırtıldı, ayakkabınız tozlandı, dizinizde ve ellerinizde yaralar oluştu. Pantolonu yama yaparak kullanılabilir hale getirdiniz. Ayakkabınızı boyayarak eski haline getirdiniz. Peki ya diziniz ve elleriniz?

Vücudunuzdaki yaralar nasıl iyileşiyor, bu süreçte vücudunuzda neler oluyor? İyileşmek, yenilemek ve yenilenmek... Canlılarda bu kelimelerin ne anlama geldiğini hep birlikte keşfedelim mi?

Vücudumuzdaki bazı dokular ve organlar, yaralanmaları ve hasarları kendi kendilerine tamamen onarabilirken bazıları bu yeteneğe sahip değildir. Hasar gören veya kaybedilen dokuların ve organların yeniden oluşmasına rejenerasyon yani yenilenme denir. İnsanlarda rejenerasyon yeteneğinin geliştirilmesi sayesinde felçli uzuvların işlevini tamamen yeniden kazanması ya da hasar görmüş iç organların yenilenmesi mümkün olabilir.

Hasar gören dokular ve organlar kendilerini farklı yollarla yenileyebilir. Hücre düzeyindeki bu süreç vücut hücreleri ya da kök hücreler ile gerçekleştirilebilir.

Vücudumuzdaki her hücre belirli bir işlevi gerçekleştirir. Başlangıçta belirli bir işlevi olmayan hücreler kök hücre olarak isimlendirilir. Kök hücreler başkalaşma adı verilen bir süreç sonunda belirli bir hücre tipine, örneğin kas ya da sinir hücresine dönüşür.

Farklı dokuların ve organların rejenerasyon yetenekleri birbirinden farklı olduğu gibi canlının türüne göre de rejenerasyon yeteneği değişebilir. Örneğin insanlarda karaciğer ve deri gibi organlar yenilenebilirken, kollar ve bacaklar tamamen yeniden oluşamaz. Ancak ikiyaşamlılar (hem karada hem suda yaşayabilen canlılar; örneğin semender, kurbağa), planaryalar (bir yassı solucan türü) gibi bazı canlılarda kaybedilen ya da hasar gören organlar tamamen yenilenebilir.

Gelin, rejenerasyon sürecini birkaç örneği inceleyerek daha detaylı anlamaya çalışalım.

Zebra balığı, kalbinin bir kısmı kesildikten sonra oradaki hasarı onararak eski haline getirebilir ve aynı işlevdeki dokuları oluşturabilir. Zebra balıklarında rejenerasyon süreci kök hücreler aracılığı ile değil, kalp hücrelerinin bölünerek çoğalması ve başkalaşması ile gerçekleşir.

 

 

Zebra balığında kalp dokusunun kendini yenileme süreci

Bir semender türü olan aksolotllar tüm organlarını yenileme yeteneğine sahiptir. Bir uzuv (kol ya da bacak) kaybedildiğinde ilk olarak blastema olarak adlandırılan doku oluşur. Rejenerasyon sürecinin sonraki aşamasında blastema dokusundaki hücreler bölünerek ve başkalaşarak kaybedilen uzvu tekrar oluşturur.

Bir yassı solucan türü olan planaryalarda rejenerasyon süreci daha farklı gerçekleşir. Planaryalar onlarca parçaya ayrıldıktan sonra bile, her parça kendini tamamlar ve birey olarak hayatta kalır. Yani başı ve kuyruğu farklı parçalarda kalacak şekilde ikiye bölünmüş bir planarya, başının bulunduğu kısımda yeni bir kuyruk, kuyruğunun bulunduğu kısımda yeni bir baş oluşturur.

PLoS Computational Biology

Planaryalarda yenilenme olarak adlandırdığımız bu olay aynı zamanda bu canlıların çoğalma yöntemidir. Planaryalar basit bir beyin yapısına sahiptir. Bu canlıların vücutlarındaki kök hücreler başkalaşarak yeniden beyin oluşturabilirler.

Rejenerasyon sürecinin genetik mekanizmasını anlamak için basit canlılar üzerinde araştırmalar yapılıyor. Şubat 2018’de Nature’da yayımlanan araştırmayla aksolotlların genom dizilimi çıkarıldı (yani genetik kodu oluşturan DNA’daki baz çiftinin dizilimi ortaya kondu). Sonuçta aksolotlların birkaç rejenerasyon geninin ikiyaşamlılar ile ortak olduğu anlaşıldı.

Farklı türlerdeki canlıların rejenerasyon yetenekleri basit yapılı canlılardan karmaşık yapılı canlılara doğru gittikçe azalır. İnsan gibi karmaşık yapılı canlılarda hücre bölünmesi sınırlı ve kontrollüdür. İnsanlarda rejenerasyon yeteneğinin kısıtlı olmasına neden olan bu durum sayesinde bazı hastalıkların (örneğin kontrolsüz hücre bölünmesi nedeniyle ortaya çıkan kanser) oluşumunun sınırlandığı düşünülüyor.

Bazı canlı türlerinde rejenerasyon yeteneğinin yüksek olması araştırmacıların ilgisini çekmiş ve tüm canlılardaki rejenerasyon süreçlerini aydınlatmaya yönelik araştırmalar yapılmaya başlanmış. Semender, zebra balığı gibi rejenerasyon yeteneği yüksek canlılar ve insanlar gibi rejenerasyon yeteneği düşük canlılarda bu sürecinin nasıl gerçekleştiği araştırılıyor. Böylece canlılar arasındaki rejenerasyon sürecindeki benzerlik ve farklılıkların nedenleri anlaşılabilir ve elde edilecek bilgiler sayesinde rejeneratif tedaviler geliştirilebilir.

 

Rejeneratif Tedaviler

Rejeneratif tedavi yöntemleri hücre, doku ya da organların yapı ve işlevselliğini geri kazandırma olarak tanımlanabilir. Kalp krizi sonrası kalp dokusunda gerçekleşen hasarların (kalp yetmezliğine sebep olabilir) onarılmasından eklemlerdeki kıkırdak hasarlarının iyileştirilmesine kadar çeşitli rahatsızlıkların tedavisinde kullanılabilecek rejeneratif yöntemler rejenerasyon yeteneği sınırlı olan insanlara umut vaat ediyor. Bunun için ya laboratuvar ortamında kök hücrelerden başkalaşmış hücreler elde edilir ya da kök hücreler uyarılarak aktive edilir ve hastaya yeniden verilerek başkalaşmaları sağlanır. Organ nakline ihtiyaç duyan hastalarda uygun doku bulamama ve doku reddi gibi problemler bu şekilde ortadan kaldırılmış olur.

Gelişen teknoloji de rejenerasyon alanındaki araştırmaları destekliyor. Örneğin üç boyutlu biyoyazıcılarla bazı dokuları üretmek mümkün. Hasarlı dokuların üç boyutlu yazıcılarda üretilen dokularla değiştirilerek yenilenmesine yönelik araştırmalar devam ediyor.

Teknoloji alanındaki gelişmeler sayesinde rejenerasyon sürecine dair her gün yeni bilgiler elde ediliyor. Temel bilimlerden mühendisliğe farklı alanlardan bilim insanları basit canlılardaki rejenerasyon mekanizmasını anlayarak, insanlardaki rejenerasyon yeteneğini geliştirmeyi hedefliyor. Aşılması gereken zorluklar çok, araştırmalar uzun soluklu olsa da yakın zamana kadar hayal bile edilemeyen rejeneratif tedavi yöntemleri artık gerçekçi hedefler haline geliyor.

 

Kaynaklar:

 

Yazar Hakkında:
Başak Kandemir
Gebze Teknik Üniversitesi Biyoteknoloji Enstitüsü Araştırma Görevlisi

 

 

İlgili İçerikler

Biyoloji

Belki sizi şaşırtabilir ama Türkiye’de bir zamanlar çita, aslan, Hazar kaplanı, pars gibi büyük kediler yaşıyordu. Bunlardan çita en son 13. yüzyılda, aslan 19. yüzyılın başlarında, pars ve Hazar kaplanı ise 1970’li yıllarda ülkemizde görülmüş. Günümüzdeyse kedi ailesinden vaşaklar, yaban kedileri, saz kedisi ve karakulak gibi türler, soyları tehdit altında olsa da, hâlen Türkiye’de yaşıyor.

Biyoloji

Güney Amerika’daki sularda yaşayan 250’den fazla türde balığın yön bulmak ve birbirleriyle iletişim kurmak için elektrik ürettiği biliniyor. Ayrıca görünüşleri yılana benzediği için elektrikli yılan balığı olarak adlandırılan türler avlanmak ve kendilerini savunmak için de elektrik kullanıyor.

Biyoloji

Doğada bazı hayvan türlerinin sayısı kıtlık, aşırı avlanma, iklim değişikliği ya da yaşam alanlarının daralması sonucu azalır. Hatta bu durum soylarının tamamen tükenmesine kadar gidebilir. Fakat bazen soyu tükendi diye düşündüğümüz türler uzun bir aradan sonra tekrar ortaya çıkar. Türkiye’deki bu türlerden biri de balık baykuşudur.

Biyoloji

Daha önce arıların sıfırı kavrayabildiği ve bu yüzden soyut matematikle ilgili kavramları anlamlandırabildiği üzerine gerçekleştirilen araştırmayı yürüten ekip arılar üzerinde çalışmaya devam etti ve arıların sembolleri sayılarla eşleştirebildiğini keşfetti.

Biyoloji

Bilim insanları, kuşların gagalarındaki bazı hücrelerin pusula işlevi gördüğünü ve bu durumun kuşların uzun ve karmaşık rotalarda yaptıkları yolculuklarda yön bulmalarına yardımcı olduğunu düşünüyordu. Fakat yakın zamanda yapılan bir araştırma, kuşların yönlerini kolaylıkla bulabilmesini sağlayan şeyin gözlerinde bulunan bir protein olduğunu gösterdi.

Biyoloji

ABD’deki Utah Sağlık Üniversitesinde çalışan bir grup araştırmacının yaptığı çalışmalar, Clostridia (20-30 ayrı bakteriyi içine alan bir sınıf) ba

Biyoloji

Dünyanın birçok yerinde bulunan kırlangıçkuyruklar yaklaşık 560 türe sahip bir kelebek ailesidir. İsimlerini, bazı türlerin kanatlarının altındaki kuyruğa benzer uzantılardan alırlar. Çoğunlukla tropik bölgelerde yaşarlar.

Biyoloji

Nanomalzemelere dayalı elektrokimyasal biyosensörler ve aptasensör teknolojilerinin geliştirilmesine yönelik çalışmaları nedeniyle 2015 yılında TÜBİTAK Bilim Ödülü’ne layık görülen Prof. Dr. K. Arzum Erdem Gürsan ile bir söyleşi gerçekleştirdik.

Biyoloji

Semenderlerin bacakları koptuğunda yeniden gelişir. Kertenkeleler düşmanlarını yanıltmak için kuyruklarını bırakır, daha sonra yeniden büyütür. Planarya solucanları, denizanaları ve denizşakayıkları ise bütün vücutlarını yeniden büyütebilir. 

Biyoloji

İnsan Genom Projesi ile insanların gen haritasının çıkarılması pek çok gelişmeye kapı araladı. Bunlardan biri de genetik testler. Genetik testler kan, tükürük gibi vücut sıvılarındaki hücrelerden elde edilen DNA’nın incelenmesine dayanıyor.