Genetik ya da kalıtım bilimi, biyolojinin organizmalardaki kalıtım ve genetik varyasyonu inceleyen bir dalıdır. Türkçeye Almancadan geçen genetik sözcüğü 1831 yılında Yunanca γενετικός - genetikos ("genitif") sözcüğünden türetildi. Bu sözcüğün kökeni ise γένεσις - genesis ("köken") sözcüğüne dayanmaktadır.
Plazmidler; bakteriler, arkeler ve ökaryotlar arasında birçok mikroorganizmada bulunan dairesel veya çizgisel ekstrakromozomal replikonlardır. Bakterilerin genetik bilgiyi aktarması, hızlı evrimleşmelerini ve adaptasyonlarını kolaylaştırması için önemli araçlardır. Hedeflenen genleri ekleyerek, değiştirerek veya silerek mikroorganizmaları manipüle etmek ve analiz etmek için önemli araçlar olarak hizmet eder. Prokaryotik hücrelerde bulunurlar ve kromozomlardan bağımsız olarak çoğalırlar. Ek olarak, plazmidler hücreler arasında aktarılabilir, bu da onları prokaryotik evrimde önemli itici güçler olarak kabul eder ve onları yanal gen aktarımına aracılık eden güçlü ajanlar yapar. Antibiyotik direnci gibi yeni işlevler sağlayarak konakçı evrimini hızlandırmakla kalmazlar, aynı zamanda artan gen ifade seviyeleri ve kopya sayısı değişiklikleri yoluyla mutasyonların edinim oranlarına da yol açabilirler. Plazmid genomları genellikle, aynı aileden ilgili plazmidler arasında korunan ve replikasyon ve hareketlilik gibi önemli plazmide özgü işlevlerle ilişkili çekirdek lokusların bir omurgasını içerir. Etkili yatay gen transfer (HGT) vektörleri olarak görev yapar.
Escherichia coli (E.coli), Enterobacteriaceae familyasının bir üyesi olup memeli canlıların kalın bağırsağında yaşadığı için bu adı alan bir bakteri türüdür. E.coli çubuk şeklindedir ve gram negatif bakteri olduğundan endospor oluşturmaz. E. coli yaklaşık 2,0 μm uzunluğunda ve 0,5 μm çapındadır. E.coli ilk olarak 1885 yılında Theodor Escherich tarafından bebek dışkısından izole edilmiş ve özellikleri belirlenmiştir. "E. coli, doğumdan birkaç saat sonra bebeklerin mide ve bağırsak sisteminde kolonize olur ve burada yaşar." E.coli suşları insan vücudunda herhangi bir olumsuz etki olmaksızın bir arada bulunur. Bununla birlikte, E. coli gastrointestinal bariyerleri aşınmış ve/ya da bağışıklığı baskılanmış konakçılarda hastalığa neden olabilir. Özellikle bir kısım E. coli, dünya genelinde insanlarda ve hayvanlarda bağırsakta ve bağırsak dışında çeşitli hastalıklara aracılık eder. İnsanlardan izole edilen E. coli suşları ishale ve bir takım bağırsak dışı hastalıklara neden olmaktadır.
Escherichia coli O157:H7 "koli basili" tabir edilen E. coli bakterisinin en zararlı tipi sayılır; bir gıda zehirlenmesi etmeni olup hemorajik kolit denen hastalığa neden olur. Enfeksiyon bağırsak krampları ile başlar, bunu önce sulu ishal, sonra da çoğu zaman kanlı ishal izler. Bazen küçük çocuklarda hemolitik üremik sendrom olarak adlandırılan böbrek yetmezliği meydan gelir. Genelde bu bakteriyi içeren kıyma etin az pişirilerek yenmesi sonucu hasta olunur. Bakteri ayrıca kişiden kişiye dokunma yoluyla, pastörize edilmemiş süt içmekle, bakterinin karıştığı suyla sulanmış sebze veya meyvelerin yenmesiyle, böyle suda yüzmek veya onu içmek yoluyla da bulaşır.
Doğal seçilim, canlıların fenotiplerindeki farklılıklardan ötürü hayatta kalma şansının ve üreme başarısının değişkenlik göstermesidir. Evrimin esas mekanizmalarından biri olup, bir popülasyonun nesiller boyunca karakteristik olan kalıtsal özelliklerindeki değişimdir. Charles Darwin, kendi görüşüne göre kasıtlı olarak gerçekleştirilen yapay seçilime karşılık kendiliğinden gerçekleşen "doğal seçilim" terimini popülerleştirmiştir.
Model canlı veya model organizma, belirli biyolojik olayların anlaşılması için yapılan deneylerde yaygın olarak kullanılan canlılara verilen genel isimdir. Bu canlılarda çalışılarak bulunması ümit edilen keşiflerle, canlılardaki diğer süreçlerin de açıklanacakları düşünülmektedir.
Rastgele genetik sürüklenme, alel sürüklenmesi veya Wright etkisi olarak da bilinen genetik sürüklenme, bir popülasyondaki mevcut bir gen varyantının (alel) frekansında rastgele şansa bağlı olarak meydana gelen değişimdir.
Moleküler biyolojide transformasyon, bir hücrenin içine dışarıdan bir DNA parçasının girmesi ve hücrenin genomuyla bütünleşmesi sonucu hücrede gerçekleşen genetik değişikliğe denir. Hücre dışında bulunan serbest DNA parçaları ancak uygun haldeki bakteri, mantar, alg, maya ya da bitki hücrelerine girebilir. Doku kültüründeki ökaryotik hayvan hücrelerinde gerçekleşen transformasyona ise özel olarak transfeksiyon denir. Sıfat hali olarak, yani "transformasyona uğramış" anlamında, 'transforme' kelimesi kullanılır.
Tempo and Mode in Evolution, George Gaylord Simpson’un 1944 yılında yayınlanan, paleontoloji biliminin unsurlarını genetik ve evrimsel biyoloji bilim dallarıyla birleştirerek modern evrimsel senteze büyük katkı yapan kitabı. Simpson popülasyon genetiğine ait mikro evrimin, paleontoloji ile gözlenen makro evrimin kalıplarını açıklamaya yeteceğini savundu. Simpson ayrıca tempo ve biçim arasındaki ayrımın altını çizdi. Tempo ile kastedilen şey evrimsel oranlar, bu oranların artıp azalması, aşırı yavaş ya da hızlı evrimleşme koşuları ve durağanlık ve devinim ile ilgili olgulardır. Biçim ile kastedilen şey ise evrim biçiminin temel bir faktör olduğu, ama ondan daha kapsamlı olan bir evrimleşme yöntem, biçim ve modeli çalışmasıdır. Simpson’un eserinde şu genellemelere varılır:
- Evrimin usulü, makamı hakkında bilgi verebilir.
- Fosil kayıtlarında birden çok usul bulunabilir
- Paleontolojinin bulguları doğal seçilimin genetik teorisi ile uyumludur. Dahası, ortogenez, Lamarkizm, mutasyon baskısı ve makromutasyon gibi teoriler ya yanlıştır ya da rolleri yok denecek kadar azdır.
- Her on evrimden dokuzu, bütün neslin sabit filetik dönüşümü ile gerçekleşir (anagenez). Ernst Mayr’ın yaptığı popülasyonların parçalanması ile türleşme tanımının aksine özellikle allopatrik ve peripatrik türleşme söz konusudur.
- Fosil kayıtlardaki evrimsel geçişlere dair kanıt eksiklikleri için en iyi açıklama jeolojik kayıtlardaki yetersizlik ve kuantum evrimidir. Kuantum evrimi Sewall Wright’ın rastgele genetik sürüklenme teorisine dayanır.
Virülans, bir mikrobun patojenliği, yani onun hastalığa neden olma yeteneğidir. Patojenlik terimi mutlak anlamda hastalığa neden olma yeteneği için kullanılır, virülans ise bir patojenin ne derecede hastalık yapabileceğini ifade etmek için kullanılır. Virülansın sıfat hali virülandır. Ekolojik bir bakış açısıyla virülans, bir parazitin neden olduğu, konak organizmadaki evrimsel uyum azalmasıdır.
Naylonla beslenen bakteri, bazı naylon yan ürünlerini sindirebilen bir Paenarthrobacter ureafaciens suşudur. Naylonu sindirebilmek için naylonaz olarak bilinen bir grup enzimi kullanır.
Deneysel evrim, evrimsel ve deneysel biyoloji alanlarında hipotezler ile evrim teorilerinin kontrollü deneyler yoluyla denendiği çalışma alanıdır. Popülasyonların yeni çevresel şartlara adaptasyon sağlaması halinde evrim, laboratuvar ortamında da gözlemlenebilmektedir. Moleküler biyolojinin modern araçları kullanılarak; mutasyon, seçilim ve adaptasyonlar ile bunların gelişimine dair bulgular elde etmek mümkün olmaktadır. Adaptasyonun gerçekleşmesi için pek çok jenerasyona ihtiyaç duyulduğundan, evrimsel deneyler genellikle bakteri, virüs ve maya gibi mikroorganizmalarla gerçekleştirilmektedir.
Değişken denge kuramı, Sewall Wright tarafından savunulan ve dört evrimsel faktörden her birinin adaptif evrim için önem taşıdığını ileri süren bir evrim görüşüdür. Değişken denge kuramı, popülasyon alt bölümlerin ve genetik sürüklenmenin uyumsal evrimdeki önemine vurgu yapar.
Evrilebilirlik, uyumsal bir evrim sistemi içinde bir canlının kalıtsal fenotipik varyasyon geliştirme kapasitesini tanımlar. Bu anlamda evrilebilirlik, tür içindeki bir popülasyonun sadece genetik çeşitlilik yaratma yeteneğini değil, aynı zamanda doğal seçilim yoluyla uyumsal genetik çeşitlilik geliştirme yeteneğini ifade eder. Kısaca bir kuşağın evrim geçirme kapasitesi onun evrilebilirliği olarak tanımlanır.
Simpatrik türleşme, aynı coğrafi bölgede yaşayan tek bir atasal türden yeni türlerin evrilerek oluştuğu süreçtir. Simpatrik ve simpatri terimleri, evrimsel biyolojide ve biyocoğrafyada yaşam alanlarının birbirleriyle örtüştüğü, hatta aynı olduğu, en azından bu yaşam alanlarının bazı yerlerinde birlikte var olabildikleri organizmaları tanımlar. Bu organizmalar birbirleriyle yakından akraba olduğu durumlarda, böyle bir dağılım simpatrik türleşmenin bir sonucu olabilir. Etimolojik olarak simpatri kelimesinin kökeni Yunanca olup συν (birlikte) ve πατρίς kelimelerinden türetilmiştir. Bu kavram ilk olarak, türemeyi açıklayan İngiliz evrimsel biyolog Sir Edward Bagnall Poulton tarafından, 1904 yılında icat edilmiştir.
Luria-Delbrück deneyi veya diğer adıyla dalgalanma testi, genetik değişinimlerin (mutasyonların) seçilim baskısı olmadan rastgele ortaya çıktığını gösterdi. Böylelikle genetik değişinimlerin doğal seçilime bir tepki olarak oluşmadığı anlaşıldı.
Moleküler evrim, nesiller boyu aktarılacak şekilde, DNA, RNA ve protein gibi hücresel moleküllerin diziliminin değiştirilmesi işlemidir ya da bununla ilgilenen bilim dalıdır. Moleküler evrimin alanı, bu değişimlerdeki kalıpları açıklamak için evrimsel biyoloji ve popülasyon genetiği ilkelerini kullanır. Moleküler evrim başlıca, nükleotid değişimlerinin oranları ve etkilerini, nötr evrimi, doğal seçilimi, yeni genlerin kökenlerini, karmaşık özelliklerin genetik yapısını, türleşmenin genetik temelini, gelişim evrimini ve evrimin genomik ve fenotipik değişikliklere neden olan etkilerini inceler.
Su Mikrobiyolojisi suda yaşayan mikroorganizmaları tüm biyolojik yönleriyle inceleyen bilim dalıdır. Fakat su mikrobiyolojisi terimi daha çok insani tüketim amacıyla kullanılan veya insan sağlığı için önem arz eden sularda bulunan mikroorganizmaların özellikleri, tespit edilmesi ve dezenfeksiyonu çalışmaları için kullanılmaktadır. Doğada tatlı sular, nehir ağızları, okyanuslar gibi sucul ortamlardaki mikroorganizmaları ayrıntılı inceleyen bilim dalı ise aquatik mikrobiyolojidir. Yaşamın başlangıç noktası olan sucul ortamlar virüsler, arkeler, bakteriler, protozoalar, funguslar ve algler başta olmak üzere pek çok mikroorganizma barındırırlar.
Mikrobiyal koloni, katı bir besiyeri veya yüzey üzerinde, tek bir mikroorganizma hücresinin sürekli çoğalması ile oluşan, gözle görülebilir mikroorganizma kümesidir. Bakteriler, mayalar ve küfler koloni oluşturabilirler. Eğer uygun bir yüzey mevcutsa bu mikroorganizmalar çözeltide dağınık olarak üremek yerine koloniyal olarak üremeyi tercih ederler. Mikrobiyal koloniler milyonlarca klon hücreden oluşurlar. Mesela 12 saatlik bir Escherichia coli kolonisinde yaklaşık 107-108 hücre bulunur.
Hayvanların evrimi, yaşamın doğuşundan bu yana gerçekleşen evrimsel sürecin, ilk hayvanların ortaya çıkışından bu zamana kadar olan gelişimi.
