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

Hayvanlar neden göç eder? Göçlerini bu kadar ilginç kılan nedir; hayvanların uzun mesafeler katetmesi mi yoksa sürüler halinde hareket etmesi mi?

Biyoloji

Yerel adı Trakya gelengisi olan Avrupa yer sincabı (Spermophilus citellus), Türkiye’de bulunan üç yer sincabı türünden biri. Dünyada Kuzey Amerika, Asya ve Avrupa’da yaşayan Avrupa yer sincabı Türkiye’de de İç Anadolu, Trakya ve Güneydoğu Anadolu bölgelerinde görülür.

Biyoloji

Günümüzde geleneksel sokak aydınlatmaları yerini yavaş yavaş LED lambaların kullanıldığı yeni sokak aydınlatma teknolojilerine bırakıyor. Bu değişimin doğaya etkisi ise araştırmacıların zihninde yeni soru işaretleri oluşturuyor.

Biyoloji

Kışın gelmesiyle havalar soğur ve çevredeki besin kaynakları azalır. Bu yüzden kış gelince kimi hayvanlar sıcak yerlere göç eder, kimi kış için yuvalarında yiyecek depolar, kimi de kış uykusuna yatar. 

Biyoloji

Bazı kimyasal tepkimelerin sonucu ışık yayılır. Örneğin gündelik hayatta ateşten yayılan alev, yanma tepkimesi sonucu oluşan bir ışık yayılımıdır. Kimyada bu olaya “kimyasal ışıldama” ya da “kemilüminesans” denir. Bir canlı tarafından gerçekleştirilen kimyasal tepkime sonucu ışık yayılmasına ise “biyolüminesans” denir. Yani biyolüminesans da bir çeşit kimyasal ışıldamadır.

Biyoloji

Bir grup araştırmacı tarafından geliştirilen bir program sayesinde artık herhangi birisinin DNA origamiyle herhangi bir şekilde yapılar üretmesi mümkün hale geldi.

Biyoloji

Bir grup bilim insanı artan plastik kirliliğine karşı doğada çözünebilen biyolojik polimer üretmeyi başardı.

Biyoloji

Sürüngenler sınıfı içinde yer alan kertenkele grubunun üyesi olan bukalemunlar ülkemizde nadir bulunan sürüngen türlerinden biri.

Biyoloji

Sizler için derlediğimiz, 2018 yılında bilim ve teknoloji alanında yaşanan önemli gelişmeleri üç bölüm halinde yayınlıyoruz.

Biyoloji

Gebze Teknik Üniversitesi (GTÜ) öğrencileri tarafından düzenlenen uygulamalı laboratuvar etkinliği OpenLAB 14-15 Aralık 2018 tarihlerinde gerçekleştirildi.