Bakterilerin evrimi

[Antioksidan]

Bakteri gelişimini önleyen ya da onları öldüren Antibiyotikler ilk keşfedildikleri zaman zatürree, tifo gibi hastalıklara mucizevi bir çözüm gibi gözükmüşlerdi. Fakat neredeyse bu buluştan hemen sonra, bakteriler bu antibiyotiklere karşı evrimleştiler ve ilaçlarımızı bu savaş içinde etkisiz kıldılar.

Aşağıdaki tabloda Vancomycin antibiyotiğine karşı 1990'larda artan direnci görüyoruz.



Peki, bakteriler nasıl evrim geçirebiliyorlar? Nasıl oluyor da bu minik organizmalar, gelişmiş teknolojimizle bulduğumuz ilaçları her defasında alt etmeyi başarıyorlar?

Elbette bu evrim doğal seçilim ile açıklanabilir. Bir hastanedeki hastayı etkileyen bakterileri düşünün. Hasta antibiyotik tedavisi görüyor ve ilaç hemen hemen tüm bakterileri öldürüyor fakat az da olsa bazı bakteriler antibiyotik saldırılarına karşı kendilerini kurtarabilecek geni taşıyorlar. Hayatta kalanlar da soylarından gelen direnç geniyle beraber ürüyorlar ve yalnızca antibiyotik tedavisi gören bahsettiğimiz hastayı değil hastanedeki diğer hastaları da etkileyebilecek konuma geliyorlar.

Peki,Bakterilerin evrimini önlememiz mümkün mü?

Bilim adamları bu konunun üstünde çalışmaktadırlar.

Bilimadamı Carl Bergstrom pratik hayatta, evrime karşı bir strateji geliştirdi. Fikir çok basitti. Hastanedeki doktorlar bir antibiyotiği hastalarına belirli bir süre için verecekler ve bir süre sonra başka bir antibiyotiği kullandırmaya başlayacaklardı, böylelikle de bakterilerin evrim geçirecek kadar vakti olmayacaktı.

Doktorlar benzer bir stratejiyle, HIV ilaçlarının bir hasta üzerindeki etkilerini arttırabildiklerini gözlemlediler.

Bakalım gelecek günler, insan ve bakteri savaşımında neler gösterecek?

Yararlandığım ve çeviri yaptığım kaynak: California Berkeley Üniversitesi Web Sitesi http://evolution.berkeley.edu/evolib...0/bergstrom_01

[melnur]

Sayın türker şöyle demiş:

Peki, bakteriler nasıl evrim geçirebiliyorlar? Nasıl oluyor da bu minik organizmalar, gelişmiş teknolojimizle bulduğumuz ilaçları her defasında alt etmeyi başarıyorlar?

Özelde bakteriler, genelde canlılar nasıl evrim geçiriyorlar?
Neden değişim ve dönüşüm geçiriyorlar?
Ve bu nasıl oluyor?

Herhangi bir canlı varolduğu ortamın değişmesiyle değişime zorlanmaktadır. herhangi bir yerde yüzey bitki ve tohumunu yiyerek beslenem ve fazla uçamayan bir tür kuşun gagası kısa ve nispeten küt bir özellik gösterir. Bu gaga yapısı onun beslenmesi için yeterli olmaktadır. Ama zamanla ortaya çıkabilecek klimatik ve topoğrafik özellikler bir değişikliğe yol açabilir, ve kuşun beslenmek için yüzeyde bulduğu bitki ve tohum daha zor bulunmaya başlayabilir veya zaman içinde ortadan kalkabilir. Bu durumda kuş toprağın üstünde rahatlıkla bulduğu "yemeğini "bulamama tehlikesiyle karşı karşıya kalacaktır. Besin daha derindedir. Kısa ve küt gaga daha sivri ve daha uzun olmak zorundadır. Bunu beceremediği zaman o tür orada yok olacaktır. Becerdiğinde ise bir öncekinden farklı bir gaga yapısına sahip olacaktır.

Bakteri de öyle.

Bakteri kendisine dışardan verilen ilaca ya da zehire belli bir zaman diliminde karşı koymalıdır. Bu ilaca dayanıklı bir yapıya kavuşmalıdır. Kendisini ya buna adapte edecek bir özewllikle donatacaktır. Ya da yok olup gidecektir.

Peki bu olay, bu beceri, bu evrimsel değişim nasıl olmaktadır?

Bütün ömrü demir döverek geçmiş bir demircinin vücut yapısı farklıdır. Daha iridir, daha kaslıdır...Ama bu özellik kendi yaşamıyla birlikte son bulur. Hiç bir zaman çocuğuna geçmez.

Oysa anlatılan iki örnekte de farklı bir durum vardır. Ortaya çıkan değişiklik, sonraki nesile geçmektedir. Kazanılan değişim bir sonraki nesle aktarılabilmektedir. Artık kuş yavrusu daha ince ve uzun gagalı doğmakta, bir sonraki bakteriler kendisine verilen ilaç ya da zehire karşı dirençli doğmaktadır.
Kazanılan özellik "doğuştan" aktarılmaktadır?

Evrim budur.

Yeni koşullara uyan kalıtımsal değişim kazanmak.

Bu yeni durumda nadiren mutasyon yoluyla olmaktadır. Her kırk mutasyondan iki ya da üçü olumlu olabilmektedir.( Uzun zaman diliminde bu durum yine de değişim ve dönüşüme yol açabilmektedir.) Daha önemli kazanım, gen havuzunda birikim ve sonradan DNA'da yarattığı değişiklik olarak nitelendirilmektedir. Yani değişiklik gen havuzunda birikime yol açmakta va zamanla DNA'da değişiklik yaratarak yeni özelliğin o türde kalıcı bir özellik kazanmasına yol açmaktadır. DNA'da bu değişikliğe yol açan farklı mekanizmalara da dikkat çekilmektedir.

[Antioksidan]

Sayın Melnur,

O kadar güzel açıklamışsınız ki, üstüne başka söz eklememiz pek bir anlam ifade etmeyecek sanırım.

Umulur ki bu olgusal gerçekliğe karşı çıkan arkadaşlar da bu konuyu okurlar.

[orlof]

Sayın melnur şöyle demiş:

Bütün ömrü demir döverek geçmiş bir demircinin vücut yapısı farklıdır. Daha iridir, daha kaslıdır...Ama bu özellik kendi yaşamıyla birlikte son bulur. Hiç bir zaman çocuğuna geçmez.

Oysa anlatılan iki örnekte de farklı bir durum vardır. Ortaya çıkan değişiklik, sonraki nesile geçmektedir. Kazanılan değişim bir sonraki nesle aktarılabilmektedir. Artık kuş yavrusu daha ince ve uzun gagalı doğmakta, bir sonraki bakteriler kendisine verilen ilaç ya da zehire karşı dirençli doğmaktadır.
Kazanılan özellik "doğuştan" aktarılmaktadır?

Evrim budur.

Yeni koşullara uyan kalıtımsal değişim kazanmak.

bir canlının formunda oluşan değişikliğin genetik şifresine yazılabilmesi için, o değişikliğe neden olan her neyse mutlaka ölüme neden olmalı, ve o canlı bu yüzden yaşamının sonlanacağını bilmelidir.

kabaca söylemek gerekirse, bir bilginin genetik kodlamaya eklenebilmesi için ölüm korkusu içermesi gerekir.
her canlının kendi türünün doğadaki varlığını sürdürme zorunluluğu vardır ve buna aykırı davranabilmesi istisna durumlar dışında olası değildir.

bu "silinemez" zorunluluk nedeniyle yokolma riskini oluşturan her şey ve bu duruma karşı geliştirilmiş olan çözüm genetik kodlamaya yazılır. böylece bir sonraki nesil bu duruma karşı korunmuş olur.

demirci örneğinde korku söz konusu değildir. değişim çalışma koşullarından oluşmuştur. demircinin oğlu/kızı hayatta kalabilmek için demirci olmak zorunda değildir. bu yüzden değişim genlere işlenmemiştir.
ancak kuş yavrusu uzun gagalı olmak zorundadır, aksi halde hayatta kalabilmesi olanaksızdır. bu yüzden değişim genetik kodlamaya eklenmiş olarak doğar.
bakteriler için de aynı durum söz konusudur. verilen antibiyotiğin sebep olacağı ölümden kurtulmayı başaran bakterilerin savunma mekanizmaları, hem korkuyu, hem de çözümü genetik kodlamaya ekler ve sonraki kuşaklara aktarır.

saygılarımla...

[melnur]

Sayın orlof şöyle demiş:

bir canlının formunda oluşan değişikliğin genetik şifresine yazılabilmesi için, o değişikliğe neden olan her neyse mutlaka ölüme neden olmalı, ve o canlı bu yüzden yaşamının sonlanacağını bilmelidir.

kabaca söylemek gerekirse, bir bilginin genetik kodlamaya eklenebilmesi için ölüm korkusu içermesi gerekir.

Sn.orlof;

"Bilmek" ve "korkmak" sözcüklerini bilinçli mi kullandınız bilmiyorum ama, doğal seçilime göre oluşan bir genetik değişikliğin bir "zorlama" sonucu olduğunu söylemek sanki daha yerinde bir kavram gibi duruyor.

[anibal]

Sayın orlof şöyle demiş:

bir canlının formunda oluşan değişikliğin genetik şifresine yazılabilmesi için, o değişikliğe neden olan her neyse mutlaka ölüme neden olmalı, ve o canlı bu yüzden yaşamının sonlanacağını bilmelidir.

kabaca söylemek gerekirse, bir bilginin genetik kodlamaya eklenebilmesi için ölüm korkusu içermesi gerekir.

Bu biraz değil, bayaa bir yanlış olmuş orlof. Eğr bakteri seviyesine inersen, üreme ile ölüm aynı şeydir. Bakteri bölünerek çoğalır ve bu aslen ölmekle eşdeğerdir.

Ama sanırım yanlış bildiğin bir kaç şey daha var. Bakteri ve üzeri seviyede canlılarda tek bir aminoasit zinciri bulunmaz ve uzun bir koda sahiptirler. Bu yüzdende DNA'nın tamir mekanizması vardır. Bu bir alet, makina vs. değildir. DNA'nın kendini tekrarlama kabiliyetinin bir sonucudur. O yüzden allele veya gen bazında olmayan değişiklikler otomatikman düzelir. Ama gen ve allele bazındaki değişiklikler kalıcı olur. Devamında, her canlının yeni nesli çoğu durumda mutlaka kendinden farklı genetik koda sahip olur. Bu bazı canlılarda her yavru için, bazılarında %20'si için vs. değişir. Parent ile yavru asla birbirinin %100 genetik kopyası olmak zorunda değildir ve her parentin mutlaka farklı yavruları olması kaçınılmazdır. Eşeyli üreyen bir canlı içinse zorunludur. İşte doğal seleksiyon burada devreye girer ve iyi yönde olan değişimleri korur.. Çoğu zaman değişimler doğal seleksiyonda avantaj veya dezavantaj kazandıracak kadar olmaz. Ama bunlar biriktirilir ve bir kaç nesil sonra doğal seleksiyonun önünde seçim yapabileceği bir çok şey çıkar..

Büyük mutasyonların her zaman kötüye olacağı bilgiside yanlıştır. Çoğu durumda zararlı mutasyon saklanır ve bir kaç zararlı mutasyondan sonra bunlar faydalı olmaya başlar. İnsan için ortalama 400 mutasyonda bir faydalı mutasyon görülür.

Genetik konusunda sık yapılan bir yanlış, ABCDEF gibi bir DNA sekansında, A, göz geni, B ayak geni, C kafa geni gibi olduğunun sanılmasıdır. Pek çok gen pek çok şeyi birden etkiler ve özellikler genelde birden çok gen tarafından belirlenir. Örnğin göz renginizi belirleyen genler.. Bunlar yanı zamanda başka bir sürü özelliğinize de etkili olur. Bu yüzdende mutasyonların neyi nasıl sonuçlandıracağını izah etmek zordur. Örneğin, hormon bezlerini etkileyen bir mutasyon, kemik oluşumunu değiştirebilir ve iskeleti reformize edebilir. İnsanlar böyle bir mutasyonu taşırlar. BU mutasyon bazen baskın kalmaktan kurtulur (gene genetik sebeplerden, akraba evliliği vs.) ve Arnold Sendromu (Arnold-Chiari ile karıştırmayın, çok enderdir, literatürde pek bilgi bulunmaz.) gibi facialar oluşur. Bu, vücudun hasarlı bölgede kas dokusu yerine kemik dokusu üretmesi demektir. Hasta sürekli büyük acılar içinde kıvranır, giderek çok kötü bir iskelete sahip olur. Bir faciadır resmen. Ama bu, ilerde oluşacak mutasyonlarla birlikte mesela kaplumbağa gibi bir kabuk oluşturmamızı sağlayabilir.

Konu özelinde HIV virüsünden bahsetmek lazım. Adı geçmiş, ama biraz eksik anlatılmış. HIV, her üremesinde (kendi üreyemez, bir DNA'ya musallat olması gerekir) bağlandığı DNA sekansına göe farklı bir mutasyon zinciri oluşturur. Yani, HIV'in her bir yeni jenerasyonu farklı bir genetik kodla doğar. Kısaca evrm geçirir. Bu yüzden bağışıklık sistemi HIV'e karşı bir şey yapamaz. Çünkü mevcut virüs için ürettiği antikor yeni virüse uymaz. Ve eğer hastaya ilaç vermeye devam ederseniz HIV bu ilaçlardan da kurtulur bu hızlı evrim sayesinde. Bu yüzden yeni tedavilerde hastaya semptomatik tedavi uygulanır ve virüslerin evriminin ilaca karşı gelişmesi önlenir. Ardından vücutta yeterince ilaçlarla baskılanabilecek kadar virüs oluşup baskın duruma geçince, ilaçlar kullanılmaya başlanır ve virüs popülasyonu ani bir darbeye tabi tutulur. Bu hastalığı ortadan kaldırmaz, ama kontrol edilebilir seviyede tutar. Böylece AIDS'le yaşamak öğrenilebilir hale gelir. Tıpkı diyabet gibi, aidsli olara kısıtlı da olsa bir hayat sürmeye devam edersiniz.

Kısaca, mutasyon, genetik vs. karışık bir konudur, bilgi sahibi olmadan fikir sahibi olmaya çalışmamak gerekir. Eşeyli üreyen canlılar için yeni neslin mutasyona sahip olması kaçınılmazdır. Ve mutasyon sanıldığı gibi korkunç bir şey değildir. Mesela, insanlarda son görülen mutasyonlardan biri, CCR5 Geninde, Delta 32 silinmesi ile (3p21 kromozomunda) oluşmuştur. Bu mutasyon ilginç bir yoldan, lymphoid hücrelerini etkileyerek AIDS'e bir hayli bağışıklık sağlamaktadır. Mutasyonun oluşma zamanı yaklaşık 700 yıl öncedir. Sürecin ise 200 ila 1700 yıl arasında olduğu öngörülmektedir. Buradan görüleceği gibi eski bir mutasyon bugünlerde işe yarar hale gelebilmektedir. 2000 yıl? Evrim için bu süre bir an demektir.

[Antioksidan]

İnsanların sabit fikirli olmalarının ne denli büyük bir zarar olduğunu şimdi daha iyi anlıyorum.

O yazılar kafadan uydurma değildir. California Berkeley Üniversitesinin bilimsel makalelerinin özeti ve çevirisidir.

[ATSUMARİH]

bakterilerin direnç kazanması demek evrim geçirdiler anlamına gelmez sayın Türker..
öyleyse insanlar maymunlara göre daha dirençsiz yani biz gerileme mi göstermişiz....
saygılar

[ATSUMARİH]

bilimsel kaynakları söyleyin sayın turker okuyalım hatta gönderin ilim için bir kişiye daha gerçekleri öğretebilmek için..
saygılar

[Antioksidan]

Ekte verdiğim "Evrim.pdf" dosyası, Bilim ve Teknik dergisinin Kasım 2001 Sayısında Bir bilimadamıyla evrim konusunda yapmış olduğu röportajdır. Mutlaka okuyun, kafanızdaki pek çok soruya yanıt bulacaksınız.

Saygılar.