SON 30 YILDA BIYOLOJIDE 12 GELIŞME - BIYOLOJI - 2025

Biyoloji, son 30 yılda büyük ilerlemeler kaydetti. Bilim dünyasındaki bu ilerlemeler, genel olarak toplumun refahını ve gelişimini doğrudan etkileyerek insanı çevreleyen tüm alanları aşar.

Doğa bilimlerinin bir dalı olarak biyoloji, ilgisini tüm canlı organizmaların incelenmesine odaklamaktadır. Her gün teknolojik yenilikler, beş doğal krallığın türlerini oluşturan yapıların daha spesifik araştırılmasını mümkün kılıyor: hayvan, bitki, monera, protista ve mantarlar.

İnsan genomu. Kaynak: Nezaket: Ulusal İnsan Genomu Araştırma Enstitüsü, Wikimedia Commons aracılığıyla

Bu şekilde biyoloji, araştırmalarını geliştirir ve canlıları etkileyen farklı durumlara yeni alternatifler sunar. Aynı şekilde, yeni türlerin ve zaten nesli tükenmiş türlerin keşfini yaparak evrimle ilgili bazı soruları netleştirmeye yardımcı olur.

Bu ilerlemelerin temel başarılarından biri, bu bilginin araştırmacının sınırlarını aşarak gündelik ortama ulaşmasıdır.

Şu anda, biyoçeşitlilik, ekoloji, antikor ve biyoteknoloji gibi terimler, uzmanların özel kullanımı için değildir; Konuyla ilgili kullanımı ve bilgisi, kendini bilim dünyasına adamayan birçok insanın günlük yaşamının bir parçasıdır.

Son 30 yılda biyolojideki en önemli gelişmeler

RNA interferansı

1998'de RNA ile ilgili bir dizi araştırma yayınlandı. Bunlar, gen ifadesinin RNA interferansı adı verilen biyolojik bir mekanizma tarafından kontrol edildiğini belirtir.

Bu RNAi sayesinde, bir genomun belirli genlerini post-transkripsiyonel bir şekilde susturmak mümkündür. Bu, küçük çift sarmallı RNA molekülleri ile gerçekleştirilir.

Bu moleküller, mRNA'nın genlerinde oluşan proteinlerin translasyonunu ve sentezini bloke ederek etki eder. Bu şekilde ciddi hastalıklara neden olan bazı patojenlerin etkisi kontrol altına alınacaktır.

RNAi, terapötik alanda büyük katkıları olan bir araçtır. Şu anda bu teknoloji, çeşitli hastalıklara karşı terapötik potansiyele sahip molekülleri tanımlamak için uygulanmaktadır.

İlk yetişkin memeli klonlandı

Bir memelinin klonlandığı ilk çalışma, bilim adamları tarafından evcilleştirilmiş bir dişi koyun üzerinde 1996 yılında gerçekleştirildi.

Deneyi gerçekleştirmek için yetişkin bir durumda olan meme bezlerinden alınan somatik hücreler kullanıldı. Kullanılan süreç nükleer transferdi. Ortaya çıkan Dolly adlı koyun, herhangi bir rahatsızlık vermeden doğal olarak çoğalabildi ve büyüdü ve gelişti.

İnsan genomunun haritalanması

Dünya çapındaki birçok bilim insanının katkılarıyla elde edilen bu büyük biyolojik ilerlemenin gerçekleşmesi 10 yıldan fazla sürdü. 2000 yılında, bir grup araştırmacı insan genomunun neredeyse kesin bir haritasını sundu. Çalışmanın kesin versiyonu 2003 yılında tamamlandı.

İnsan genomunun bu haritası, bireyin tüm genetik bilgilerini içeren kromozomların her birinin yerini gösterir. Bu veriler sayesinde uzmanlar, genetik hastalıkların tüm ayrıntılarını ve araştırmak istedikleri diğer konuları bilebilirler.

Deri hücrelerinden kök hücreler

2007'den önce, pluripotent kök hücrelerin yalnızca embriyonik kök hücrelerde bulunduğu bilgisi ele alındı.

Aynı yıl, Amerikalı ve Japon araştırmacılardan oluşan iki ekip, pluripotent kök hücreler olarak hareket edebilmeleri için yetişkin cilt hücrelerini tersine çevirmeyi başardıkları bir çalışma gerçekleştirdiler. Bunlar farklılaşabilir, başka herhangi bir hücre türü haline gelebilir.

Epitel hücrelerinin "programlanmasının" değiştiği yeni sürecin keşfi, tıbbi araştırma alanına bir yol açar.

Beyin tarafından kontrol edilen robotik vücut uzuvları

2000 yılında Duke Üniversitesi Tıp Merkezi'ndeki bilim adamları bir maymunun beynine birkaç elektrot yerleştirdi. Amaç, bu hayvanın robotik bir uzvu kontrol edebilmesi ve böylece yiyeceklerini toplamasına izin vermesiydi.

2004 yılında beyinden gelen dalgaları yakalamak ve bunları biyomedikal cihazları kontrol etmek için kullanmak amacıyla non-invaziv bir yöntem geliştirildi. Pierpaolo Petruzziello'nun robotik bir el ile karmaşık hareketler yapabilen ilk insan olduğu 2009'du.

Bunu, beyninden gelen ve kolundaki sinirler tarafından alınan nörolojik sinyalleri kullanarak başarabildi.

Genom tabanı düzenleme

Bilim adamları, gen düzenlemeden daha kesin bir teknik geliştirerek genomun çok daha küçük bölümlerini tamir ettiler: bazlar. Bu sayede DNA ve RNA bazları ikame edilebilir ve hastalıklarla ilgili olabilecek bazı spesifik mutasyonları çözebilir.

CRISPR 2.0, DNA veya RNA'nın yapısını değiştirmeden bazlardan birini ikame edebilir. Uzmanlar, bir guanin (G) için adeninini (A) değiştirmeyi başardılar ve hücrelerini DNA'yı onarmak için "kandırdılar".

Bu şekilde AT bazları bir GC çifti haline geldi. Bu teknik, DNA'nın tüm alanlarını kesmeye ve değiştirmeye gerek kalmadan genetik koddaki hataları yeniden yazar.

Kansere karşı yeni immünoterapi

Bu yeni terapi, kanser hücrelerinin bulunduğu organın DNA'sına saldırmaya dayanmaktadır. Yeni ilaç bağışıklık sistemini uyarır ve melanom vakalarında kullanılır.

Ayrıca kanser hücrelerinde "uyumsuz onarım eksikliği" denen tümörlerde de kullanılabilir. Bu durumda bağışıklık sistemi bu hücreleri yabancı olarak tanır ve ortadan kaldırır.

İlaç, Amerika Birleşik Devletleri Gıda ve İlaç Dairesi (FDA) tarafından onaylandı.

Gen tedavisi

Bebek ölümünün en yaygın genetik nedenlerinden biri, tip 1 spinal kas atrofisidir. Bu yenidoğanlar, omuriliğin motor nöronlarında bir proteinden yoksundur. Bu, kasların zayıflamasına ve nefes almayı durdurmasına neden olur.

Bu hastalığa sahip bebeklerin hayatlarını kurtarmak için yeni bir seçeneği var. Spinal nöronlarda eksik bir geni içeren bir tekniktir. Haberci, adeno ilişkili virüs (AAV) adı verilen zararsız bir virüstür.

Omurilikteki nöronlarda bulunmayan protein genine sahip olan AAV9 gen tedavisi intravenöz olarak verilir. Bu terapinin uygulandığı vakaların yüksek bir yüzdesinde bebekler yemek yiyebiliyor, oturabiliyor, konuşabiliyor ve hatta bazıları koşabiliyordu.

Rekombinant DNA teknolojisi yoluyla insan insülini

Rekombinant DNA teknolojisi yoluyla insan insülini üretimi, diyabetli hastaların tedavisinde önemli bir ilerlemeyi temsil etmektedir. İnsanlarda rekombinant insan insülini ile ilk klinik deneyler 1980'de başladı.

Bu, insülin molekülünün A ve B zincirlerinin ayrı ayrı üretilmesi ve ardından kimyasal teknikler kullanılarak birleştirilmesiyle yapıldı. Şimdi, rekombinant süreç 1986'dan beri farklıdır. Proinsülin için insan genetik kodlaması Escherichia coli hücrelerine yerleştirilmiştir.

Bunlar daha sonra proinsülin üretmek için fermantasyon yoluyla yetiştirilir. Bağlayıcı peptit, insan insülini üretmek için proinsülinden enzimatik olarak ayrılır.

Bu tür insülinin avantajı, domuz eti veya sığır etinden daha hızlı bir etkiye ve daha düşük bir immünojenisiteye sahip olmasıdır.

Transgenik bitkiler

1983'te ilk transgenik bitkiler yetiştirildi.

10 yıl sonra, ilk genetiği değiştirilmiş bitki Amerika Birleşik Devletleri'nde ticarileştirildi ve iki yıl sonra GM (genetiği değiştirilmiş) bir bitkiden üretilen bir domates salçası Avrupa pazarına girdi.

O andan itibaren, her yıl dünyadaki bitkilerde genetik değişiklikler kaydedilmektedir. Bitkilerin bu dönüşümü, eksojen genetik materyalin yerleştirildiği bir genetik dönüşüm süreci ile gerçekleştirilir.

Bu işlemlerin temeli, çoğu canlı organizmanın genetik bilgisini içeren DNA'nın evrensel doğasıdır.

Bu bitkiler, aşağıdaki özelliklerden bir veya daha fazlası ile karakterize edilir: herbisitlere tolerans, zararlılara karşı direnç, modifiye edilmiş amino asitler veya yağ bileşimi, erkek kısırlığı, renk değişimi, geç olgunlaşma, bir seçim markörünün sokulması veya viral enfeksiyonlara direnç.

İnsan vücudunun 79. organının keşfi

Leonardo Da Vinci bunu 500 yıldan fazla bir süre önce tanımlamasına rağmen, biyoloji ve anatomi mezenterin tıbbi önemi olmayan basit bir doku katmanı olduğunu düşünüyordu.

Bununla birlikte, 2017'de bilim, mezenterin 79. organ olarak kabul edildiğini varsaydı, bu nedenle anatomistler için referans kılavuzu olan Gray's Anatomy'ye eklendi.

Bunun nedeni, bilim adamlarının artık mezenterin, bağırsak ve karın duvarı arasındaki bağlantı olan peritonun çift katını oluşturan bir organ olduğunu düşünmeleridir.

Bir organ olarak sınıflandırıldıktan sonra, insan anatomisindeki gerçek önemi ve belirli hastalıkları teşhis etmeye veya daha az invaziv ameliyatlar gerçekleştirmeye nasıl yardımcı olabileceği konusunda artık daha fazla araştırma yapılması gerekiyor.

Organ bağışı 3D baskıya yol açacak

3D baskı, son yıllarda, özellikle pratik düzeyde, birçok ekonomik sektörü ve bilimsel araştırmanın büyük bir bölümünü değiştiren bir araç olan en önemli bilimsel gelişmelerden biridir.

Halihazırda düşünülmekte olan kullanımlardan biri, organların muazzam gelişimidir, çünkü ilerlemeler karmaşık insan dokularının onları cerrahi olarak implante etmesine izin verebilir.

Referanslar

1. SINC (2019) 2017'de dünyayı değiştiren on bilimsel ilerleme tr
2. Bruno Martin (2019). Bakterilerle insan simbiyozunu keşfeden biyoloğa ödül. Ülke. Elpais.com'dan kurtarıldı.
3. Mariano Artigas (1991). Moleküler biyolojide yeni gelişmeler: akıllı genler. Bilim, akıl ve inanç grubu. Navarra Üniversitesi. .Unav.edu'dan kurtarıldı.
4. Kaitlin Goodrich (2017). Biyolojide Son 25 Yıldaki 5 Önemli Buluş. Beyin görünümü. Brainscape.com'dan kurtarıldı
5. Ulusal Bilimler Akademisi Mühendislik Tıbbı (2019). Gelişimsel Biyolojideki Son Gelişmeler. Nap.edu'dan kurtarıldı.
6. Emily Mullin (2017). Tek bir DNA bazını düzenleyebilen CRISPR 2.0, on binlerce mutasyonu iyileştirebilir. MIT Technology incelemesi. Technologyreview.es'den kurtarıldı.