İçeriğe atla

Optogenetik

Optogenetik, ışık sayesinde ve genetik yardımla beyin hücrelerini araştıran yeni gelişmekte olan bir bilim dalı.

Genleriyle oynanmış hücrelerin ışık ile davranışlarının kontrol edilmesini içerir. Yakın gelecekte parkinson, epilepsi, kalpte ritim bozuklukları gibi birçok nörönal hastalığın tedavisinde başarılı bir şekilde uygulanabileceği tahmin ediliyor.[1]

Optogenetik (Yunanca optikós 'görünür, görülen" ve genetikos 'köken'), bir hücrenin işlevlerini hem izleyebilmek hem de kontrol edebilmek için genetik ve optik yöntemlerin birlikte kullanıldığı bir bilim dalıdır.[2] Hücrelerin genetiği değiştirilerek ışığa duyarlı proteinleri sentezlemesi sağlanır ve daha sonra proteine uygun ışık kullanılarak hücrenin işleyişi izlenir veya etkilenir.[3] Belli hücrelerin ışığa duyarlı hale getirilmesi ve uygun ışık sistemleri canlılarda belli işlevlerin non-invazif şekilde izlenmesini ve ekilenmesini hedeflemektedir.[4]

Işığa duyarlı hale getirme işlemi rodopsin isimli ışığı algılayıp ona tepki veren proteinler tarafından gerçekleştirilmektedir. Rodopsinler arkebakterilerden insanlara kadar çoğu canlının sentezlediği bir protein türüdür.[5] Bu proteinlerden bazıları hücre zarında bulunan iyon kanallarını kontrol eder ve bu iyon kanallarının etkilenmesi sayesinde hücrenin uyarılması kontrol edilmektedir.[6]

Optogenetik yöntemlerin önünde hala aşılması gerken büyük engeller bulunmaktadır. Buna rağmen migren ve epilepsi gibi anormal aktivite görülen, Alzheimer hastalığı gib sinyal bozuklukları olan durumlarda optogenetik yöntemlerin önemli bir potansiyeli bulunmaktadır.[7][8][9]

Kaynakça

  1. ^ Halıcı, Uğur. "Nörobilim ve Nöroteknoloji" (PDF). ODTÜ Nörobilim ve Nöroteknoloji Doktora Programı. 21 Aralık 2018 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 6 Mayıs 2021. 
  2. ^ Joshi, Jyotsna; Rubart, Michael; Zhu, Wuqiang (29 Ocak 2020). "Optogenetics: Background, Methodological Advances and Potential Applications for Cardiovascular Research and Medicine". Frontiers in Bioengineering and Biotechnology. 7: 466. doi:10.3389/fbioe.2019.00466. ISSN 2296-4185. 
  3. ^ Koopman, Charlotte D.; Zimmermann, Wolfram H.; Knöpfel, Thomas; de Boer, Teun P. (2017). "Cardiac optogenetics: using light to monitor cardiac physiology". Basic Research in Cardiology (İngilizce). 112 (5): 56. doi:10.1007/s00395-017-0645-y. ISSN 0300-8428. PMC 5579185 $2. PMID 28861604. 
  4. ^ Park, Sarah A.; Lee, Shin-Rong; Tung, Leslie; Yue, David T. (2015). "Optical mapping of optogenetically shaped cardiac action potentials". Scientific Reports (İngilizce). 4 (1): 6125. doi:10.1038/srep06125. ISSN 2045-2322. PMC 4137261 $2. PMID 25135113. 18 Aralık 2016 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 5 Mayıs 2021. 
  5. ^ Kato, Hideaki E.; Zhang, Feng; Yizhar, Ofer; Ramakrishnan, Charu; Nishizawa, Tomohiro; Hirata, Kunio; Ito, Jumpei; Aita, Yusuke; Tsukazaki, Tomoya; Hayashi, Shigehiko; Hegemann, Peter (2012). "Crystal structure of the channelrhodopsin light-gated cation channel". Nature (İngilizce). 482 (7385): 369-374. doi:10.1038/nature10870. ISSN 0028-0836. PMC 4160518 $2. PMID 22266941. 25 Mayıs 2021 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 5 Mayıs 2021. 
  6. ^ Ernst, Oliver P.; Lodowski, David T.; Elstner, Marcus; Hegemann, Peter; Brown, Leonid S.; Kandori, Hideki (8 Ocak 2014). "Microbial and Animal Rhodopsins: Structures, Functions, and Molecular Mechanisms". Chemical Reviews (İngilizce). 114 (1): 126-163. doi:10.1021/cr4003769. ISSN 0009-2665. PMC 3979449 $2. PMID 24364740. 3 Haziran 2020 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 5 Mayıs 2021. 
  7. ^ Liu, Sufang; Tang, Yuanyuan; Xing, Ying; Kramer, Phillip; Bellinger, Larry; Tao, Feng (2019). "Potential Application of Optogenetic Stimulation in the Treatment of Pain and Migraine Headache: A Perspective from Animal Studies". Brain Sciences (İngilizce). 9 (2): 26. doi:10.3390/brainsci9020026. PMC 6406977 $2. PMID 30699891. 5 Mayıs 2021 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 5 Mayıs 2021. 
  8. ^ Wykes, Robert C.; Kullmann, Dimitri M.; Pavlov, Ivan; Magloire, Vincent (2016). "Optogenetic approaches to treat epilepsy". Journal of Neuroscience Methods (İngilizce). 260: 215-220. doi:10.1016/j.jneumeth.2015.06.004. 20 Haziran 2018 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 5 Mayıs 2021. 
  9. ^ Wang, Ke-Wei; Ye, Xiao-Lin; Huang, Ting; Yang, Xi-Fei; Zou, Liang-Yu (2019). "Optogenetics-induced activation of glutamate receptors improves memory function in mice with Alzheimer's disease". Neural Regeneration Research (İngilizce). 14 (12): 2147. doi:10.4103/1673-5374.262593. ISSN 1673-5374. PMID 31397354. 6 Mayıs 2021 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 14 Nisan 2022. 

Dış bağlantılar

İlgili Araştırma Makaleleri

<span class="mw-page-title-main">DNA</span> Canlıların genetik bilgilerini barındıran molekül

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.

<span class="mw-page-title-main">Bakteri</span> mikroorganizma üst âlemi

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.

<span class="mw-page-title-main">Dopamin</span> Hem hormon hem de nörotransmitter olarak işlev gören organik kimyasal

Dopamin, hücrelerde ve canlılarda önemli rol oynayan nöromodülatör bir moleküldür. Çoğu hayvanda ve bazı bitkilerde sentezlenir. Katekolamin ve feniletilamin familyasından olan bir organik bileşiktir. Beyin ve böbreklerde sentezlenen L-DOPA molekülünden bir adet karboksil grubunun çıkarılmasıyla sentezlenen bir amindir. Dopamin, merkezi sinir sisteminde nörotransmiter olarak görev yapar. Nörotransmitterler beynin belirli bölgelerinde sentezlenir, ancak sistemsel olarak birçok bölgeyi etkilerler. Beyin, biri ödül sisteminde önemli bir rol oynayan birkaç farklı dopamin yolağı içerir. Hafıza, hareket, motivasyon, ruh hali ve dikkat süresi dahil olmak üzere birçok vücut fonksiyonunda rol oynar. Genellikle yapılması durumunda sonucunda ödül beklenen eylemler ve aktiviteler, beyindeki dopamin seviyesini artırır. Birçok bağımlılık yapan ilaç dopamin seviyelerini arttırarak çalışır.

<i>Legionella</i>

Legionella, lejyoner hastalığına sebep olan bakterilerin yer aldığı bakteri cinsidir. Legionellaceae familyası sadece Legionella cinsinden ibarettir ve bu cinse ait bugüne kadar bildirilmiş 62 tür bulunmaktadır. En iyi bilinen türü olan Legionella pneumophila, gram negatif, kokobasil formunda, optimum üreme sıcaklığı 20-42 °C olan bir bakteridir. Ribozomal RNA analizi çalışmaları Legionellaceae familyasının Gamma Proteobacteria şubesine dahil olduğunu göstermiştir.

<span class="mw-page-title-main">Placozoa</span> hayvan şubesi

Placozoa, Radiata altâlemine bağlı bir hayvan şubesidir.

<span class="mw-page-title-main">Gece körlüğü</span> göz hastalığı

Retinitis pigmentosa (RP), halk arasında tavuk karası ve gece körlüğü adlarıyla bilinen ve görme kaybına neden olan genetik bir göz hastalığıdır. Her 4.000 kişide 1'i etkilediği tahmin edilmektedir.

<span class="mw-page-title-main">Otofaji</span>

Otofaji, yeni ve daha sağlıklı hücreler elde edinmek için vücudun hasarlı hücreleri temizleme yoludur.

Gen kopya sayısı bir bireyin genomunda bulunan bir genin kopya sayılarında bulunan farklılıklardan oluşan genetik karakter özelliklerini ifade eder. Bazı genlerin kopya sayılarında görülen farklılıkların insanlarda genetik çeşitliliğe katkıda bulunduğu gerçeği İnsan Genom Projesi'nin tamamlanmasıyla ortaya çıkarılmıştır. Bazı insanlarda yalnızca bir kromozomda bazı genlerin delesyonu görülürken bazı insanlarda aynı genlerin birçok kopyası görülmektedir. Yaklaşık 20.000 insan geni içinde, akraba olmayan insanlar tipik olarak yaklaşık 12 farklı yerde değişik kopya sayısına sahiptir ve büyük çaplı değişikliklerin boyutları birkaç kilobaz ile 2 megabaz arasında değişir.

<span class="mw-page-title-main">MikroRNA</span> yaklaşık 21-23 nükleotit uzunluğunda tek iplikli RNA molekülü türü

Genetikte, mikroRNA (miRNA) yaklaşık 21-23 nükleotit uzunluğunda tek iplikli RNA molekülü türüdür, gen ifadesinin düzenlenmesinde rol oynar. miRNA'lar kodlamayan RNA'lardandır, yani DNA'dan transkripsiyonu yapılan ama proteine çevirisi yapılmayan genler tarafından kodlanırlar. Pri-miRNA olarak adlandırılan primer transkriptler işlenerek, önce pre-miRNA adlı kısa sap-ilmik yapılarına, sonra da fonksiyonel miRNA'ya dönüşürler. Olgun miRNA moleküller bir veya daha çok mesajcı RNA (mRNA) ile kısmî tamamlayıcıdır ve başlıca işlevleri gen ifadesini aşağı ayarlamaktır. 1993'te Lee ve çalışma arkadaşları tarafından Victor Ambros laboratuvarında keşfedilmişlerdir, ancak mikroRNA terimi ilk 2001'de kullanıma girimiştir.

Hormona duyarlı lipaz, insanlarda LIPE geni tarafından kodlanan bir enzimdir. LIPE, çeşitli esterleri hidroliz edebilen bir hücreiçi enzimdir. Enzimin kısa ve uzun olmak üzere iki tipi vardır. Uzun biçimi steroid üreten dokularda bulunur, steroid hormon üretimi için kolesteril esterleri kolesterole dönüştürür. Kısa biçimi, en çok adipositler olmak üzere, çeşitli dokularda bulunur; adipositlerde depolanmış olan trigliseritler bu enzim aracılığıyla yağ asitleri ve gliserole dönüştürülür.

LDL reseptör ilişkili protein 1 insanda LRP1 geni tarafından kodlanan bir proteindir. LRP1, hücre zarında bulunan bir reseptördür ve reseptör eşlikli endositoz yapar. Pek çok proteinle etkileştiği bilinmektedir, bundan dolayı çok çeşitli işlevleri de vardır.

Ortak ata, evrimsel süreçte, birden fazla canlı türünün ortak genetik öncülü olan canlı. Modern biyolojide, Dünya üzerinde yaşayan ya da soyu tükenmiş birçok canlının, diğer alt canlı türlerinin ortak atası olduğu kabul edilir. Ayrıca tüm canlıların "evrensel bir ortak ata"dan ya da "ortak gen havuzu"ndan geldiği kabul edilir. Evrensel ortak ata kavramı, ilk kez 1859'da Charles Darwin'in Türlerin Kökeni kitabında ortaya atılmıştır.

<span class="mw-page-title-main">Homolog rekombinasyon</span>

Homolog rekombinasyon, benzer veya aynı dizilere sahip DNA iplikleri arasında nükleotit dizilerinin birbiriyle yer değiştirdiği bir genetik rekombinasyon tipidir. Bu süreç sırasında DNA birkaç kere kesilir, sonra da birleştirilir. Homolog rekombinasyon, DNA'daki çift iplikli kırıkların hatasız tamirinde kullanılmanın yanı sıra, mayoz sırasında krosover yoluyla yeni DNA dizi bileşimlerinin (kombinezonlarının) oluşumunu da sağlar. DNA'daki yeni bileşimler genetik varyasyonlar oluşturur. Genetik varyasyonlar yeni, bir olasılıkla yararlı olabilecek alel kombinasyonlarıdır, bunların üreyen canlı topluluklarda oluşmaları, bu değişiklikleri taşıyan bireylerin değişen çevresel şartlara evrimsel adaptasyon göstermelerini sağlar.

<span class="mw-page-title-main">Kuru burunlu primatlar</span> primat alt takımı

Kuru burunlu primatlar, primatlar (Primates) takımının, Simiiformes ve Tarsiiformes infra takımlarını içeren bir alt takımı. Nemli burunlu primatlar alt takımı ile birlikte, primatlar (Primates) takımını oluşturular.

<span class="mw-page-title-main">EcoRV</span>

Escherichia coli' den elde edilen bir kısıtlama enzimi olan EcoRV, en iyi karakterize edilen endonükleazlardan biri olup palindromik (simetrik) dna dizilerini tanıyan ve genellikle homodimerler veya homotetramerler gibi davranan Tip IIP alt sınıfındadır.

<span class="mw-page-title-main">Toynaklılar</span> memeli kladı

Toynaklılar, memelilerin Ferungulata grubundan, pençelerini toynak biçiminde geliştirmiş bir memeli üst takımıdır.

Subakut spongiform ensefalopati veya Prion hastalığına bağlı nörokognitif hastalık olarak da bilinen Creutzfeldt-Jakob hastalığı, ölümcül bir nörodejeneratif hastalıktır. Hafıza problemleri, davranışsal değişimler, koordinasyon zayıflığı ve görme ile ilgili rahatsızlıklar; bu hastalığın ilk belirtilerindendir. Daha sonrasında demans, istemsiz hareketler, körlük, güçsüzlük ve koma gibi belirtiler ortaya çıkar. Hastaların %70'i, tanı almalarından itibaren 1 yıl içerisinde ölür. “Creutzfeldt-Jakob hastalığı” ismi, 1922 yılında Walther Spielmeyer tarafından konulmuştur ve Alman nörologlar Hans Gerhard Creutzfeldt ile Alfons Maria Jakob’dan esinlenilmiştir.

<span class="mw-page-title-main">İnterlökin 10</span>

İnterlökin 10 (IL-10), anti-inflamatuar sitokindir. Aynı zamanda insan sitokin sentez inhibitör faktörü (SSIF) olarak da bilinir. Mikrop kaynaklı antijenlere karşı oluşan immun cevabı negatif yönde düzenlemektedir.

BRCA, meme ve yumurtalık kanseri yatkınlık genleri olarak bilinen ve 1990'lı yıllarda Mary-Claire King tarafından keşfedilen BRCA1 ve BRCA2 genleri meme ve yumurtalık kanseri ile ilgili DNA hasarının onarımında görevli tümör baskılayıcı genlerdir.

<span class="mw-page-title-main">Kedi duyuları</span>

Kedi duyuları, kedilerin oldukça verimli yırtıcılar olmasına imkan veren uyarlamalardır. Kediler, az ışıkta hareketleri algılamada iyidirler. Keskin bir işitme ve koku alma duyusuna sahiptirler. Dokunma duyuları, başlarından ve vücutlarından çıkan uzun bıyıklarla daha da güçlenmektedir. Bu duyular, kedilerin şafakta ve alacakaranlıkta etkili bir şekilde avlanmalarına imkan verecek şekilde gelişmiştir.


Bu sayfa, bu Vikipedi makalesine dayanmaktadır.
Metin, CC BY-SA 4.0 lisansı altında mevcuttur; ek koşullar uygulanabilir.
Görseller, videolar ve sesler kendi lisansları altında mevcuttur.