Biyoloji ya da dirim bilimi, yaşamın bilimsel olarak incelenmesidir. Geniş bir kapsama sahip bir doğa bilimidir ancak onu tek ve tutarlı bir alan olarak birbirine bağlayan birkaç birleştirici teması vardır. Örneğin, tüm organizmalar, gelecek nesillere aktarılabilen genlerde kodlanmış kalıtsal bilgileri işleyen hücrelerden oluşur. Bir diğer ana tema ise yaşamın birliğini ve çeşitliliğini açıklayan evrimdir. Enerji işleme, organizmaların hareket etmesine, büyümesine ve çoğalmasına izin verdiği için yaşam için de önemlidir. Son olarak, tüm organizmalar kendi iç ortamlarını düzenleyebilmektedir.
Deoksiriboz nükleik asit veya kısaca DNA, tüm organizmaların ve bazı virüslerin canlılık işlevleri ve biyolojik gelişmeleri için gerekli olan genetik talimatları taşıyan bir nükleik asittir. DNA'nın başlıca rolü bilgiyi uzun süre saklamasıdır. Protein ve RNA gibi hücrenin diğer bileşenlerinin inşası için gerekli olan bilgileri içermesinden dolayı DNA; bir kalıp, şablon veya reçeteye benzetilir. Bu genetik bilgileri içeren DNA parçaları gen olarak adlandırılır. Bazı DNA dizilerinin yapısal işlevleri vardır, diğerleri ise bu genetik bilginin ne şekilde kullanılacağının düzenlenmesine yararlar.
Bakteri (İngilizce telaffuz: [bækˈtɪəriə] (
dinle); tekil isim: bacterium), tek hücreli mikroorganizma grubudur. Tipik olarak birkaç mikrometre uzunluğunda olan bakterilerin çeşitli şekilleri vardır, kimi küresel, kimi spiral şekilli, kimi çubuksu, kimi virgül şeklinde olabilir. Yeryüzündeki her ortamda bakteriler mevcuttur. Toprakta, deniz suyunda, okyanusun derinliklerinde, yer kabuğunda, deride, hayvanların bağırsaklarında, asitli sıcak su kaynaklarında, radyoaktif atıklarda büyüyebilen tipleri vardır. Tipik olarak bir gram toprakta bulunan bakteri hücrelerinin sayısı 40 milyon, bir mililitre tatlı suda ise bir milyondur; toplu olarak dünyada beş nonilyon (5×1030) bakteri bulunmaktadır, bunlar dünyadaki biyokütlenin çoğunu oluşturur. Bakteriler gıdaların geri dönüşümü için hayati bir öneme sahiptirler ve gıda döngülerindeki çoğu önemli adım, atmosferden azot fiksasyonu gibi, bakterilere bağlıdır. Ancak bu bakterilerin çoğu henüz tanımlanmamıştır ve bakteri şubelerinin sadece yaklaşık yarısı laboratuvarda kültürlenebilen türlere sahiptir. Bakterilerin araştırıldığı bilim bakteriyolojidir, bu, mikrobiyolojinin bir dalıdır.
Kromozom, ; DNA'nın "histon" proteinleri etrafına sarılmasıyla, yoğunlaşarak oluşturduğu, canlılarda kalıtımı sağlayan genetik birimlerdir. Kromozomlar mikrometre boyutunda olup hücre bölünmesinin metafaz aşamasında ışık mikroskobu ile görüntülenebilmektedirler.
Mitokondri, hücre organellerinden biridir. Yunanca mitos (iplik) ve khondrion (tane) sözcüklerinden türetilmiştir. Boyları 0,2-5 mikron arasında değişir. Şekilleri ise ovalden çubuğa kadar değişkenlik göstermektedir. Bazı hücreler tek bir büyük mitokondri içerebilse de mitokondriler hücrelerde çoğunlukla fazla sayılardadır. Sayıları hücrenin enerji ihtiyacına göre değişir. Özellikle kas ve sinir hücreleri gibi enerji ihtiyacı fazla olan hücrelerde çok sayıda mitokondri bulunur. Bir karaciğer hücresinde sayıları 2500 civarına ulaşabilir.
- Bölünüp çoğalma özelliğine sahiptirler.
- Solunum sırasında monomer organik besinler, inorganik besinlere dönüşürler.
- Görevi: Oksijenli solunum ile ATP sentezini gerçekleştirmek
- Mitokondriler, oksijenli solunum yapan ökaryotik hücrelerde bulunur. Prokaryotik hücrelerde ve memelilerin alyuvarlarında bulunmaz.
- Mitokondri hücrede enerji üreten organeldir.
- Mitokondrilerin büyüklük ve şekilleri bakterilerinkiyle benzerlik gösterir.
- Kendilerine ait ribozom, DNA ve RNA ları vardır. Mitokondriyal DNA bakterilerde olduğu gibi daireseldir ve 16,569 baz çiftinden oluşur. Mitokondri ribozomları yaklaşık olarak bakteri ribozomlarının büyüklüğündedir. Tüm bunlar Endosimbiyoz Kuramını desteklemektedir. Endosimbiyoz Kuramına göre mitokondri bir aerob prokaryotun ökaryotik hücre içine girerek simbiyotik olarak yaşayamaya başlaması sonucu gelişmiş bir organeldir.
- Mitokondriler kloroplastlar gibi çift zara sahip organellerdir.
Pigment ya da boyar madde, suda tamamen veya hemen hemen çözünmeyen renkli bir malzemedir. Bunun tersine, boyalar genelde, en azından kullanımlarının bir aşamasında çözünürdür. Boyalar genellikle organik bileşik pigmentler ise genellikle inorganik bileşikdir. Tarih öncesi ve tarihi değeri olan pigmentler arasında koyu sarı, odun kömürü ve lapis lazuli bulunur. Sanayide olduğu kadar sanatta da kalıcılık ve istikrar istenen özelliklerdir. Kalıcı olmayan pigmentler kaçak olarak adlandırılır. Kaçak pigmentler zamanla veya ışığa maruz kaldıkça solarken bazıları sonunda kararır. Pigmentler boya, mürekkep, plastik, kumaş, kozmetik, gıda ve diğer malzemeleri renklendirmede kullanılır. İmalat ve görsel sanatlarda kullanılan çoğu pigment kuru renklendiricidir ve genellikle ince bir toz hâlinde öğütülür. Boyada kullanım için bu toz, pigmenti askıya alan görece nötr veya renksiz bir malzeme olan bağlayıcıya eklenir ve boyaya yapışkanlık verir. Genellikle aracında çözünmez olan bir pigment ile kendisi bir sıvı olan veya aracında çözünen boya arasında bir ayrım yapılır. Renklendirici, ilgili araca bağlı olarak bir pigment veya bir boya görevi görebilir. Bazı durumlarda pigment, bir metalik tuzla çözülebilir bir boyanın çökeltmesi ile boyadan üretilebilir. Oluşan pigmente göl pigmenti denir. Biyolojik pigment terimi, çözünürlüklerinden bağımsız olarak tüm renkli maddeler için kullanılır.
Plastitler, deniz yosunu, bitki ve kimi protist hücrelerinde bulunan, çeşitli görevleri olan çift zarlı temel organeldir. 1,5 milyar yıl önce endosimbiyoz ile ökaryot hücrelerine aktarılmış siyanobakteriler olarak değerlendirilir. Genç hücrelerde renksiz olan plastitler (lökoplast), hücre ile birlikte gelişerek, hücrenin görevine uygun biçim ve renk kazanır. Bulundurdukları pigment ve görevlerine göre birbirine dönüşebilen üç çeşit plastit vardır:
Eozin katrandan elde edilen turuncu-pembe renkli bir boyadır.
Virüs, sadece canlı hücreleri enfekte edebilen ve böylece replike olabilen mikroskobik enfeksiyon etkenleri. Virüsler; hayvanlardan ve bitkilerden, bakterilerin ve arkelerin de içinde bulunduğu mikroorganizmalara kadar her türlü canlı şekillerine bulaşabilirler.
Histopatoloji ya da patolojik histoloji, hastalıklı dokunun histolojik incelenmesinde uzmanlaşan patoloji dalıdır. Anatomik patoloji açısından önemli bir araç olan histopatoloji, aynı zamanda kanser ve diğer hastalıkların doğru ve kesin teşhisi için kullanılır ve bu açıdan çok önemlidir.
Kromozom karyotiplemesinde günümüzde beş özellik incelenmekteir.
- Uzunluk, ayrı ayrı veya toplam kol uzunlukları,
- Sentromer konumu, buna göre telomerler ve kromozom şekli belirlenir.
- Sekonder boğumun bulunup bulunmaması ve varsa konumu,
- Kromozomların bant özellikleri, Giemsa ve fleurosans boyalarla aynı gruptaki kromozomların tayininde kullanılır.
- Otoradyografik özellikler, radyoizotop maddelerle işaretlenmiş ve nukleotidlerin kalıtımı ve DNA içi tekrarları belirlenebilir.
Ultraviyole (UV) veya morötesi; dalga boyu görünür ışıktan kısa, ancak X-ışınlarından uzun olan bir elektromanyetik radyasyon şeklidir. Güneş ışığında bulunur ve Güneş'ten çıkan toplam elektromanyetik radyasyonun yaklaşık %10'unu oluşturur. Ayrıca elektrik arkları, Çerenkov radyasyonu, cıva buharlı lambalar, bronzlaşma lambaları ve siyah ışık gibi kaynaklar tarafından üretilir. Uzun dalga boylu UV fotonları atomları iyonize edecek enerjiye sahip olmadığı için iyonlaştırıcı bir radyasyon olarak kabul edilmese de, kimyasal reaksiyonlara neden olabilir ve birçok maddenin parlamasına neden olabilir. Kimyasal ve biyolojik etkiler de dahil olmak üzere pek çok pratik uygulama, UV radyasyonunun organik moleküllerle etkileşime girmesinden türer. Bu etkileşimler emilimi veya ısıtma dahil moleküllerdeki enerji durumlarının ayarlanmasını içerebilir.
DNA dizilemesi, bir DNA molekülündeki nükleotit bazlarının sırasının belirlenmesidir.
C değeri muamması veya C değeri paradoksu, ökaryotik türlerin çekirdek genomu büyüklüğündeki büyük çeşitliliğe değinmek için kullanılan bir terimdir. C değeri muammasının temelinde yatan gözlem, genom büyüklüğünün organizma kompleksliği ile ilintili olmadığıdır; örneğin, bazı tek hücreli protistalarin genomları insanınkinden çok daha büyüktür.
Auramin-rodamin boyama (AR), Truant Auramin-rodamin boyama olarak da bilinir, asit has basiliyi, floresan mikroskopiyi kullanarak, görüntülemek için kullanılan bir histolojik teknik. Özellikle Mycobacterium cinsinin görüntülenmesinde kullanılır. Boyama sonrası Asit has organizmalar kırmızımsı-sarı floresan bir görünüm kazanırlar. Auramin-rhodamin boyama sadece asit has organizmalara özel bir uygulama değildir. Alternatifi olan Ziehl-Neelsen boyama daha zahmetli ve hassas bir yöntem olduğundan auramin-rhodamin boyama görüntüleme için sık kullanılır.
Kalsiyum görüntüleme tekniği hücre, doku ya da ortamdaki kalsiyum (Ca2+) durumunu görüntülemek amacıyla kullanılan bir bilimsel teknik. Kalsiyum görüntüleme teknikleri floresan özelliği taşıyan, fakat Ca2+ ile bağlandığında floresan özelliği değişen kalsiyum belirteçlerinden faydalanır. İki temel tip kalsiyum belirteci mevcuttur: kimyasal belirteçler ve genetik olarak kodlanmış belirteçler. Kalsiyum görüntüleme, canlı hayvanlarda hücre içi kalsiyumu optik olarak görüntülemek için kullanılabilir. Bu teknik geniş çapta hücre tipinin ve sinir devrelerindeki yüzlerce gliya hücrelerinin ve sinir hücrelerinin sinirsel aktivite görüntüleme çalışmalarına izin verir.
Floresan In Situ Hibridizasyon (FISH), bir genetik inceleme tekniği olarak kromozomun belli bölgelerini işaretlemek amacıyla floresan problar kullanan bir genetik inceleme tekniğidir. Biyomedikal araştırmacılar tarafından 1980'li yılların başlarında geliştirilmiştir ve belli kromozomlardaki DNA dizisinin varlığı ya da yokluğunu saptama amacıyla kullanılmıştır. Floresan probun kromozomda bağlandığı konumu incelemek amacıyla floresan mikroskopi ile incelenir. FISH sıklıkla genetik danışma, tedavi düzenlenmesi ve mikroorganizmalarının varlığını belirlemek amacıyla kullanılır. Ayrıca belirli RNA hedeflerinin doku örneklerinde,dolaşan tümör hücrelerinde tespit edilmesinde kullanılabilir. Genel olarak, hücrelerdeki gen ekspresyonunun yer ve zaman olarak belirlenmesini sağlar.
Giemsa boyası, adını Alman kimyager ve bakteriyolog Gustav Giemsa'dan alan, sıtma ve diğer parazitlerin histopatolojik tanısında ve sitogenetikte kullanılan bir nükleik asit boyasıdır.
Sitogenetik genetiğin bir dalıdır. Sitogenetik aynı zamanda sitolojinin bir parçasıdır. Kromozomların hücre davranışıyla; özellikle mitoz bölünme ve mayoz bölünme sırasındaki davranışlarıyla nasıl bir ilişkili içinde olduğunu inceler. Kullanılan teknikler arasında karyotipleme, G-bantlı kromozomların analizi bulunmaktadır. Floresan in situ hibridizasyon (FISH) ve komparatif genomik hibridizasyon (KGH) gibi teknikler moleküler sitogenetik başlığı altında yer almaktadır.
Gerçek zamanlı polimeraz zincir reaksiyonu, polimeraz zincir reaksiyonuna (PCR) dayanan bir moleküler biyoloji laboratuvar tekniğidir. Hedeflenen bir DNA molekülünün amplifikasyonunu geleneksel PCR'da olduğu gibi sonunda değil, PCR sırasında izler. Real-time PCR, kantitatif ve yarı-kantitatif olarak kullanılabilir.
