BİYOLOJİ TARİHİ. Dr. N. Oya San Keskin

Transkript

1 BİYOLOJİ TARİHİ Dr. N. Oya San Keskin

2 , İNGİLİZ BİYOLOG VE DOĞA TARİHÇİSİ

3 İnsan dahil tüm canlı türlerinin doğal seçilim yoluyla bir ya da birkaç ortak atadan evrildiğini öne sürmüş bu teoriyi destekleyen pek çok kanıt sunmuştur Darwin'in fikirleri üzerine inşa edilen modern evrim teorisi, bugün biyoloji biliminin temeli ve birleştirici ögesidir

4 EVRİM NEDİR? 1859 yılında yayınlanan Türlerin Kökeni yeryüzündeki bu engin çeşitliliğin nasıl tek ve ortak bir atadan gelebileceğini açıklamayı başarmıştır Canlıların her birinin "milyonlarca yıl önce" yaşamış öncül bir canlıdan evrimleşerek bugünkü hallerini aldığını ortaya koymuştur. Bu ilk ve en basit ortak ataya, Evrensel Ortak Ata (EOA) denmektedir

5 ON THE ORIGIN OF SPECIES

6 Edinburgh Üniversitesi'nde tıp, sonra Cambridge Üniversitesi'nde teoloji okurken gelişti Beagle gemisinde yaptığı beş senelik yolculuk

7 Evrim Ağacı Google la..

8 PASTEUR FRANSA

9 EDWARD JENNER ( ) o dönemlerde her 7 kişiden birisi çiçek hastalığından ölüyordu ünya üzerinde en çok hayat kurtaran doktor olmuş Vaccination/vaccine ineklerden faydalanmış ve işlemin adını latince inek anlamına gelen "vacca" kelimesinden türeterek vaccination koymuştur Çiçek hastalığının aşısını bulmuş

10

11 fizik ve kimya dalında doktora derecesini aldı şarbon, tavuk kolerası ve kuduz gibi virütik hastalıklar Bakteriyolog olarak görev yaptığı süre boyunca, tıbbın ilerlemesine büyük katkılarda bulundu. Tıp doktoru olmadığı için, doktorlardan tepki gördü. Pasteur, tepkilere rağmen çalışmalarını devam ettirdi Kuduz aşısı

12 KUDUZ NEDİR? -hasta hayvanın ısırması sonucu, enfekte tükürüğün bütünlüğü bozulmuş deri yada mukozalara teması yoluyla bulaşan akut beyin iltihabı sonucu ölümle biten bir virus hastalığı

13 KUDUZ AŞISI tavşanlar üzerinde denedi 11 köpek ile deney yaptı 1885 tarihinde kuduz bir köpek tarafından ısırılmış olan 9 yaşındaki Joseph Meister'a kuduz aşısını uyguladı Bu aşıyı hiç kullanmadan önce tıbbi doktor olmadığı için Pasteur tereddütte kalmıştı ve danıştığı kişilerin desteğiyle uygulama kararını almıştı. Çocuğun sağlık durumu iyiye gitmeye başladı ve 3 ay sonra olumlu sonuç alındı. Bu başarı sayesinde Pasteur kahraman ilan edildi. Olumlu sonuçlar sayesinde Pasteur; 1887 yılında Pasteur Enstitüsü'nü kurdu

14

15 mayalanma olayında ve bulaşıcı hastalıklarda mikroorganizmaların sorumlu olduğunu kanıtladı Kendiliğinden türeme teorisini çürüttü

16 PASTERİZASYON şarap, bira, süt, meyve suyu gibi mayalanabilir sıvıların uzun süre bozulmadan saklanabilmelerini sağlayan "pastörizasyon" adlı konserve yönteminin gelişmesini sağladı 63 C'de otuz dakika süreyle ısıtmak ve daha sonra sütü hızlı bir biçimde soğuttuktan sonra kapalı ve sterilize edilmiş şişelere koyarak uygulanıyordu Buna benzer bir yöntem günümüzde (UHT) adı altında kullanılmaktadır UHT: Ultra-High Temperature genellikle uzun ömürlü sütlerde kullanılan bir işleme teknolojisidir UHTsterilize süt, buhar püskürtülerek yaklaşık bir saniye süreyle derecede işlenir.

17

18

19

20 JOSEPH LISTER ( ) Cerrah-İngiliz Yara temizliği için antiseptik bulmuş?-ameliyatın steril yapılması Karbolik asit

21 hastaların cerrahi işlemden sonra ölmesinin bakterilerle ilgili olabilceğini düşündü yarayla temas eden her şeyin asit fenikle temizlendiği ilk ameliyatını yaptı Antisepsi denilen bu yöntem yaranın etrafındaki bütün bakterileri yokediyordu yaranın hastalık kapma riski azalıyordu.

22 Canlı organizmaların yapıtaşı olarak hücreler Schleiden, Schwann 1839 HÜCRE TEORİSİ tüm dokuların birimleri hücrelerden oluşur. Organizmaların, farklı da olsa, bu birimlerinin gelişmesi için genel bir prensibi vardır. Bu da hücrelerin oluşumu prensibidir.

23

24

25 WİLHELM CONRAD RÖNTGEN Alman asıllı, ilk Nobel ödülü-nobel Fizik Ödülü sahibi fizikçi Röntgen ışınlarını bulması ile tanınır farklı kalınlıktaki malzemelerin ışını farklı şiddette geçirdiğini X ışınını bulduğu zaman deneylerinde elini kullandığı için aşırı dozda X ışınından parmaklarını kaybetti

26 ALEXANDER FLEMİNG

27

28 PENİSİLİN NEDEN ÖNEMLİ? iltihap nedeniyle ölüme mahkum olan milyonlarca insanı kurtardı Penisilin, 1945 te bir milyon hastayı tedavi edecek miktara ulaştı. Yaralı askerlerin % 95 i penisilin sayesinde ölümden kurtuldu

29 Stafilikok bakterisi Kapları yıkamadan bir aylık tatile çıktı Döndüğünde, küflenen kapları yıkarken birinde küfün çevresinde bakteri büyümediğini gördü bir madde, bakterinin çoğalmasını engellemişti penisilin adını verdi Penisilin,1000 kez sulandırılsa bile bakteriyi öldürüyordu.

30 penicillium cinsi içinde bir küfün özellikleri üzerinde incelemeler yaptı Çıbanlara sebep olan bakterilerin üretilmesi sırasında havadan gelen bazı sporların saf kültürü mavi-yeşil renkli bir küf lekesi gibi çevrelediğini ve bakterileri öldürdüğünü tespit etti Aynı sene penicillium üzerindeki bakteriyolojik tetkiklerini bitirmesine rağmen maddeyi üretmek için maddi imkânı olmadığından 1939 yılına kadar bekledi 1945 Nobel Fizyoloji veya Tıp Ödülünü II. Dünya Savaşında milyonların hayatını kurtarmış olmak Fleming için çok daha büyük bir onur olacaktı.

31 A- doğal penisilinler Penisilin G ve Penisilin V B- Sentetik penisilinler Anjin, bakteriyel zatürreler, akciğer absesi, mesane ve böbrek iltihaplarının bir kısmı, prostat iltihabı, iltihaplı cilt yanıkları, farenjit, göziçi iltihabı, kemik iltihapları, orta kulak iltihapları, meme iltihabı, beyin absesi, menenjit, kan zehirlenmeleri (sepsisler), laranjit.

32 NASIL ETKİLERLER!!!

33 ANTİBİYOTİK DİRENCİ!!!!

34

35 methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) vancomycin-resistant S. aureus (VRSA), extended spectrum beta-lactamase (ESBL), vancomycin-resistant Enterococcus (VRE), multidrug-resistant A. baumannii (MRAB)

36 RACHEL CARSON ( ) Sessiz Bahar isimli kitabı ile dünyada çevresel hareketi başlatan Amerikalı ve DDT pestisit (böcek ilacı) zararlı olduğunu kanıtlayan çevre dostu bir bilim insanı

37

38

39

40 DNA Miescher tarafından saflaştırılmıştır kendisi 1869'da atık cerrahi pansumanlardaki irin içinde mikroskopik bir madde keşfetmiştir Hücre çekirdeklerinde (nükleus) bulunduğu için ona "nüklein" adını vermiştir 1928'de Frederick Griffith, Pnömokok bakterisinin "düz" şeklini belirleyen özelliğin "buruşuk" şekilli Pnömokok bakterilere aktarılmasının mümkün olduğunu, bunun için ölü "düz" bakterilerin canlı "buruşuk" bakterilerle karıştırılmasının yettiğini gösterdi

41 Alfred Hershey ve Martha Chase tarafından Hershey-Chase deneyinde T2 fajının genetik malzemesinin DNA olduğunu göstererek DNA kalıtımdaki rolü teyid ettiler

42 James Watson ve Francis Crick DNA'nın bugün kabul görmüş yapısını Nature dergisinde öne sürdüler 1953 Çift sarmallı moleküler modelleri tek bir X-ışını kırınım resmine dayanmaktaydı, bu resim Rosalind Franklin ve Raymond Gosling tarafından 1952'de elde edilmişti

43

44

45 Özel Bir KADIN Bu fotoğraflar sayesinde Franklin ve arkadaşları DNA'nın yoğunluğunu, birim hücre boyutunu ve su içeriğini belirleyebilmişlerdir Üstelik aşağıdaki fotoğraf ve benzerlerinden yola çıkan James Watson ve Francis Crick, uzun aylardık tıkanıp kaldıkları DNA'nın 3 boyutlu yapısını belirleme yolunu açacaklardı 1958 de 38 yaşında hayatını kaybetti

46 VİDEO WATSON

47 3. DOMAİN 1977 ABD'li bir mikrobiyolog 1977'de kendisi tarafından öncülüğü yapılmış standard hale gelmiş bir uygulama olan filogenetik taksonomi 16S ribozomal RNA yontemi Arkea Woese ayrıca RNA dünyası hipotezini

48 1970 Rekombinant DNA teknolojisi doğada kendiliğinden oluşması mümkün olmayan, çoğunlukla farklı biyolojik türlerden elde edilen DNA moleküllerinin, genetik mühendislik teknolojisiyle kesilmesine ve elde edilen farklı DNA parçalarının birleştirilmesi işlemlerini kapsayan bir teknolojidir doğada eldesi imkânsız olan yeni gen düzenlemelerinin yapılması bu teknolojiyle sağlanabilmekte, bir canlının genotipi önceden belirlenebilmekte ve yönlendirilebilmektedir. In vitro koşullarda oluşturulan yeni DNA moleküllerine önceleri "kimera" (aslan başlı, keçi gövdeli ve yılan kuyruklu mitolojik bir yaratık)

49

50 1970 de Smith in mikroorganizmalarda bulunan RESTRİKSİYON ENDONÜKLEAZ ENZİMLERİ DNA yı spesifik dizi bölgelerinden kesen enzimlerinin

51 1978 İNSÜLİN pankreasta üretilen, hormon 1920'lerin başında ineklerin ve domuzların pankreaslarından izole edilmiştir Ancak, hayvan kaynaklı insülin insan materyali ile özdeş olmadığından, hekimler bu insülinin uzun süreli kullanımı ile ilgili olarak giderek daha fazla kaygılanmış diyabet hastalarının popülasyonu 1970'lerin ortalarında artmaya devam ettiği için, hayvan kaynaklı insülinin uzun süreli tedarikiyle ilgili dikkate değer kaygılar ortaya çıkmıştır.

52 Rekombinant insan insülini ilk kez modern biyoteknolojinin ilk ürünü olarak Genentech tarafından Ekim 1982 de

53

54 Genetik mühendisliğinin çeşitli teknikler kullanarak yaptığı müdahalelerle kalıtımsal değişikliğe uğrattığı organizmalar günümüzde, G.D.O. (genetiği değiştirilmiş organizmalar) Besin maddesi sıkıntısına yeni çözümler aranmasını 1995'de genetiği değiştirilmiş mısır ekimi GDO 1980

55 Koyuna bir insan geni aktarılarak, koyun sütünde bir insan proteini Sazan balığı gibi bazı canlıların daha hızlı büyümesi ÖRNEKLER

56 1980 de ham petrolü parçalamak amacıyla genetik yapısı değiştirilmiş bakteri tarihte ilk kez üretilen bir canlı için patent hakkı doğmuştur

57 Pirinç gibi bazı tahılların vitamin değerlerinin artırılması Yapısında A vitamini bulunmayan beyaz prince bir bakteri nergis bitkisinden gen aktarılması ile pirincin A vitamini üretmesi sağlanmıştır PİRİNÇ

58 YÖNETMELİK Türkiye Tarım Bakanlığı'nın mevcut yönetmeliğinde Türkiye'de GDO'lu gıda ve yem maddeleri yasaktır Ancak bu denetlemeyi yapacak kuruluş Türkiye'de mevcut değildir. Ayrıca yönetmeliğin AB mevzuatına göre ciddi eksikleri vardır

59 Becton Dickinson 1954 MODERN TEK KULLANIMLIK ŞIRINGA şırınga ve enjeksiyon gereçleri geliştirme konusunda uzun ve çok ünlü bir geçmişi vardır Bunların en önemlilerinden biri olan tek kullanımlık şırınga 1954'te icat edildi haftada 14 milyon

60 1977 DNA DİZİLENMESİ YÖNTEMLERİ (SANGER VE MAXAM-GİLBERT)

61 İnsan Genom Projesi gibi büyük projeler çok sayıda DNA dizi analizi yapılmasını gerektirmektedir Artan analiz sayısı, uzun zaman ve yüksek iş gücü gerektirir otomasyon kaçınılmaz

62 1977 İNTRONLARIN KEŞFİ DNAnın okunmadan atlanan bölümüne intron Intronlar, mrna ve protein kodlamasına katılmazlar. Genlerin kodlamaya katılmayan bu bölümü, toplam insan genomunun yaklaşık %97'lik bir kısmını oluşturur. Kodlanan kısımlara ise ekzon adı verilir.

63 Hangi proteinin nerede, nasıl, ne kadar ve ne zaman kodlanacağını Ne zaman durdurulup ne zaman başlanacağını Hangi genin hangi genle ya da hangi proteinin hangi proteinle birleştirileceğini Hangi hücre ve dokunun hangi organda ne kadar ve nezaman yapılacağını

64 Büyüme hormonu, Growth hormon (GH) 1978 REKOMBİNANT DNA İLE SOMATOSTATİN ÜRETİMİ memeli hayvanların büyüme hormonu sentezleme görevini yapan DNA parçası alınarak bakteri DNA sıyla birleştirilmiştir. biyoteknolojik metodla yoğun bir şekilde daha ucuz

65 1982 İLK TRANSGENİK FARE

66

67 Huntington hastalığı 1983 İLK GENETİK HASTALIK HARİTALANDI

68 Polimeraz zincirleme tepkimesi (Polymerase Chain Reaction - PCR) Her döngü %100 verimle çalışsa 20 döngü sonunda 2 20 kat ürün oluşur. PCR nükleik asitlerin uygun koşullarda tüpte çoğaltılması Dr. Kary B. Mullis 1980'li yıllarda yaptığı PCR çalışmaları ile 1993 yılında Kimya alanında Nobel Ödülü almıştır

69 TAQ POLİMERAZ enziminin bulunması bu enzim yüksek sıcaklıklarda dahi dayanabilen tek enzimdir Bu enzim ilk olarak Yellowstone milli parkında bir kaplıcada yaşayan Thermus aquaticus bakterisinden izole edilmiştir.

70 1984 DNA PARMAK İZİ 1985 yılında İngiltere'de Leicester Üniversitesi kalıtım maddesinin incelenerek bir kişiye has DNA karakterinin tespit edilebileceğini öne sürdü DNA parmak izi (DNA fingerprint) veya genetik parmak izi olarak tarif edilebilecek bu özellikler Bir canlıya ait bütün DNA parmak izleri birbirinin eşididir. İki kişinin tesadüfen aynı genetik parmak izine sahip olabilme ihtimali, istatistiki olarak milyarda bir ile ifade edilebilecek kadar düşük bir derecededir.

71

72

73 Sadece bir damla kan, idrar, tükürük, sperma, vaginal sıvı, menstruasyon kanı, süt, biyolojik bir doku parçası, bir adet kıl veya saç teli kişinin genetik kimliğini belirlemek için yeterlidir Kriminal amaçlı Babalık testinde Moleküler arkeoloji Kalıtsal hastalıkların tanısında Genetik çeşitlilik belirlemede

74 İNSAN GENOM PROJESİ ABD Başkanı Bill Clinton, Birleşik Krallık Başbakanı Tony Blair ve özel şirketleri temsilen Celera Genomics yetkilileri projenin ilk ayağını tamamladıklarını dünyaya ilan ettiler Proje sonuçları 2001 yılında açıklanmış olsa da eksikler ancak 2003 yılında bitirilebildi

75

76 3 milyar kadar baz çiftinin dizilimini ve bunların % 2-5 ini oluşturan genlerin yerini bulmak %99,9 u ortaktır bireysel farklılıklar, % 1'den azdır alzheimer, kistik fibroziz, hemofili, akdeniz anemisi, çeşitli kanser türleri 4000'den fazla olduğu düşünülen genetik hastalığın tanısı için test sistemlerinin oluşturulması İnsanda gen ve gen karşılığı olmayan DNA dizilerinin anlaşılması için, farklı canlı gruplarının genom haritalarının karşılaştırılması Hastalık yapan mikroorganizmaların genom haritalarının çıkarılması Genom bilgisinden yararlanarak, kişiye özel ilaç ve aşı geliştirilmesi, hastalık yatkınlığının ve ilaçlara olan duyarlılığının belirlenmesi İnsan genom yapısının olağanüstü karmaşıklığı sebebiyle, çok güçlü işlem kapasitesine sahip bilgisayarların geliştirilmesi "Genetik bilgiler"in, "Adli Tıp"ta kimlik teşhisi ve babalık testlerinde kullanılması

77 J. CRAİG VENTER Amerikalı biyolog, iş adamı Time dergisi tarafından 2007 ve 2008'de 2 sene üst üste 100 en etkili insan listesinde yer aldı Şu aralar yapay canlı konusunda çalışmakta ve başarılar göstermektedir ilk sentetik hücre

78 Tek hücreli organizmanın DNA dizilimini çıkarıldı Yapay olarak DNA'yı laboratuar ortamında tekrar yaratıldı Yapay DNA'yı canlıya nakledildi Hem orijinal hem de yapay DNA olan bakterinin bölünerek çoğalmasına izin verildi. Canlının bazıları gerçek DNA'yı bazıları ise yapay DNA'yı aldı Yapay DNA bulunan bakterileri öldürmeyen bir ilaçla gerçek DNA'lı bakteriler öldürüldü Yapay bakterilerin protein üretmesine ve çoğalmasına izin verilir.

79 1994 İLK GENETİK OLARAK DEĞİŞTİRİLMİŞ BESİN DOMATES Ayrıntılı insan gen haritası Microbial genome project

80 seralarda yetiştirilen 65 çeşit domates Bu domatesler kullanım alanlarına, üretim koşullarına ve depolama şartlarına göre genetik olarak çeşitlendirilmiş GDO lu bitkilerdir Örneğin uzun gemi yolculuğuna dayanabilecek, Afrika sıcağında buruşup solmayacak, gemideki böcek ve zararlı organizmalar bu domatese zarar veremeyecek, Afrika nın sıcak ve kuru ortamında uzun süre bozulmadan dayanabilecek vs vs

81

82 1997 E. COLI GENOMU DIZILENDI

83 1996 DOLLY

84

85 2007 ÜLKEMİZDE KLONLAMA

86