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

Papağanlar ve kargalar, vücutlarının büyüklüklerine nazaran görece büyük beyinlere sahiptir ve sosyal zekâya sahip olmalarıyla bilinir. Geçmişte yapılan bilimsel çalışmalar kargaların birbirleriyle yardımlaşmadığını göstermişti. Yakın zamanda yapılan araştırmada ise bu kez papağanların birbirleriyle yardımlaşıp yardımlaşmadığı incelenmiş.

Biyoloji

Göz renginiz annenizden, saç şekliniz ise babanızdan... Peki ama bu özellikler nesilden nesile nasıl aktarılıyor?

Biyoloji

Günümüzde birçok canlı şehirleşme, tarım, endüstri gibi nedenlerle yaşam alanlarını kaybediyor. Bu canlılardan biri de Toros kurbağaları (Rana holtzi).

Biyoloji

Mitokondrilerin hücrelerin enerji santralleri olduğu biliniyordu. Yakın zamanlarda yapılan araştırmalar, mitokondrilerin daha önceleri bilinmeyen yeni bir işlevini ortaya çıkardı. Dr. Zheng Wu ve arkadaşlarının Nature Metabolism’de yayımladıkları sonuçlara göre, mitokondriler DNA’ya zarar veren etkenleri algılayarak çekirdekteki DNA’nın daha iyi korunmasını sağlıyor.

Biyoloji

Uluslararası bir araştırma grubu sıradan nesnelerin içinde bilgi depolamak için bir yöntem geliştirdi. Dr. Julian Koch ve arkadaşları tarafından yapılan araştırma Nature Biotechnology’de yayımlandı.

Biyoloji

“Birincil düzenleme” adı verilen yeni yöntem DNA sarmalındaki iplikçiklerin ikisinin birden kesilmesini gerektirmiyor. Üstelik bu yöntem temel düzenleme gibi sadece belirli türdeki nokta mutasyonları değil herhangi bir türdeki nokta mutasyonu düzeltmek için kullanılabiliyor.

Biyoloji

2017’de Madagaskar’da keşfettiği yeni çekirge türleri ile tanınan, Bolu Abant İzzet Baysal Üniversitesi Zooloji Anabilim Dalı’nda öğretim üyesi olan Prof. Dr. Mustafa Ünal ile araştırmaları üzerine bir söyleşi gerçekleştirdik.

Biyoloji

DNA yani deoksiribonükleik asit bütün canlı organizmaların hücrelerinde bulunan ve canlının tüm genetik özelliklerini taşıyan moleküldür. DNA ikili sarmal yapıdadır. Yani DNA’nın yapısında birbirine dolanmış şekilde iki zincir bulunur.

Biyoloji

Yıldız Teknik Üniversitesi IEEE Öğrenci Kulübü tarafından düzenlenen 7. BioForm etkinliği, 27-29 Kasım tarihleri arasında Yıldız Teknik Üniversitesi Davutpaşa Kampüsü Elektrik-Elektronik Fakültesi Konferans Salonu’nda gerçekleştiriliyor.

Biyoloji

Kartallar, şahinler, doğanlar, deliceler, kerkenezler, atmacalar ve çaylaklar  Türkiye’de de sayılı türleri olan gündüz yırtıcılarıdır. Bu kuşlar yüksek strateji geliştirme yetenekleri, manevra kabiliyetleri, hızlı uçmaları ve avlarını çok uzak mesafelerden bile görebilmeleri ile her zaman insanların ilgi odağı olmuştur. Ancak ak çaylaklar bu yırtıcılar arasında en az bilinenidir.