Katalog

B I YO L O J I Bakterilerin kendi aralarındaki iletişimin karmaşıklığı mikrobiyoloji uzmanlarını dehşete düşürmek yerine derin bir coşkuya sürüklüyor. Uzmanlar çokhücreli canlılarda ceninin gelişimine yön veren kimyasal ve genetik dili andıran bir dil sistemini aydınlığa kavuşturduklarına inanıyor. Bakterilerin gizli dili K arl Von Frisch 60 yıl once arıların yıyecek buldukları haberını sekız dans fıguruyle dığer arılara duyurdukları, savını ortaya attığında sert eleştırılerle karşılaşmış ve kımse kendısıne ınanmamıştı 1973 yılında ıse Alman bılım adamı bu buluşundan oturu Nobel ödülünü kazanmış, arıların ıletılerını ulaştırmak ıçın kımı kimyasal ımler ve bedensel devınılerden yararlandığı goruşu de kesınleşmıştı Buna gore kımyasallarla ıletışım, arıların yakınlarını yabancılardan ayırt etmesıne yardımcı olmakta, kovana yonelık saldırılar karşısında eşgudumu sağlamakta ve onların elden geldığınce "top lumsallaşmasına" olanak tanımaktaydı Hayvanların dili Arıların kımyasallar yoluyla "konuştukları" qoruşu gunumuze dek ateşlı tartışmalara yol açan hayvanların dılı ve bılgısı sorusunu yenıden gundeme getırdı Gal Unıversıtesı mikrobiyoloji uzmanı Douglas Kell, daha once basıt "atıklar" olarak gozardı edılen bakterilerin salgıladıgı kımyasalların artık bir ıletışım aracı olduğu goruşunde oldukça kararlı Toprakta, dışlerımızın arasında, su bırıkıntılerındekı bakterıler yakınlarıyla aralarında bir ıletışım ağı kurmak, bağlaşıklarla an laşmak ve duşmanlara karşı koymak ıçın kimyasal ımlerden yararlanıyor Nıtekım, kuşlar memelıler ve boceklerın çıftleşme, ofke ve kımı toplumsal davranışların sergılenmesı sırasında belırlı kımyasallar salgıladığı bılınen bir gerçek Bakterılerde ıletışım oylesıne ıncelıklı bir sureç kı, ancak bırkaç yıl once bulu nan ycpyenı ve gelıştırılmış bakterı araş tırma yontemlerıyle çozulebıldı Temel yontemlerden bir tanesını farklı turlerde kı bakterı hurrelerının bırbırlerınden ayrılmasına olanak tanıyan bir ınceleme yontemı oluşturuyor Ayrıca kimyasal ımler yaratma ve bu ımlere tepkı gostor me yptılerı açısınd.m son kerte onemlı olan bakterılerdekı genlerın kımlıklerının belırlenmesı ıçın de gen muhendıslıgınden yararlanılıyor Gunumuz mikrobiyoloji uzmanlarına göre, kimyasal ımlerın bırbırıne karışması bakterı hucrelerının hayvanlardakı ıle tışımın karmaşıklığına yakın bir eşgudum ıçınde olmasına ve çokhücreli canlılar duzeyınde bir toplumsal davranış sergılemelerıne olanak tanıyor Amerıkan Mikrobiyoloji Derneğı'nın mayıs ayında gerçekleştırdığı sempoz yum, tumuyle bakterilerin belırlı yapılar ıçınde toplanmaları ve bu yenı ortamda ozel ışlevler ustlenmelerı konularına adanmıştı Bu tur konuların aydınlığa kavuşturulması ozellıkle ılaca dırençlı enfeksıyonlar sorununun gıderek boy vermesıyle daha fazla onem kazanıyor Hastahga yol açan mıkropların bir ıntıkam duygusuyla gerı donerek olumcul kolera ve benzerı salgın hastalıklara neden olmaları ve tuberkulozu hortlatmalarıyla ılaca dırençlılığın temelını oluşturan genetik esneklık konusundakı araştırmalar yenıden gundeme geldı Araştırmaların odak noktasını DNA nın oluşturrndsı ıse hakh gerekçelere daya nıyor Bakterıler çevre koşullarındakı değışımler ve antıbıyotıklerın saldırısı karşı sında genlerın değış tokuşu ve yenıden duzenlenmelerı açısından olağanustu bir ustalık gosterırler Şımdı bılım adamları bakterilerin bu kıvraklığının kımyasallar yoluyla ıletışım kurma yetılerınden kaynaklanıp kaynaklanmadığını araştırıyor Bu soruya bir yanıt verebılmek ıçın oncelıkle bakterilerin kimyasal dılının genetik dıle olan etkısını bılmek, bunun ıçın de kimyasal dılı çevırmek gerekıyor Tum toplumsal durumlarda olduğu gıbı, bakterıler arasındakı soyleşı de kımı za man sevecen kımı zaman duşmanca duyguların dışa vuruldugu devınıler ıçer dığınden, bunları ço7mek ve ayırımını yapmak hep uzun bir ugraşı gerektırmış tır Altmış yıl once mikrobiyoloji uzmanları bakterilerin başka bakterılerı uzak laştırmak ya da yok etmek amncıyla bakterıosın" adlı bir proteın salgıladıkla rını ortaya çıkarttılar 6O'lı yıllarda da Julius Adler, bakterilerin kımı besınlere yaklaşırken kımılerınden de uzaklaştıgmı buldu Bakterıler arasındakı ıletışımle ıl gılı bılgıler ıse ancak yenı yenı aydınlığa kavuşuyor Bolgesel savunma eğilimleri Bakterıosın sılahını kuşanrnış bir mık rop turunun kendı bolgesıne gıren başka turlerı durdurabılecegı uygulamada da geçerlı bir goruş Mınnesota Unıversıtesı bılım adamlarından Danıel Smıth ve Martin Ovvorkin bu goruşun canlı bir or neğını geçtığımız yıl gozler onune serdı Smıth ve Dworkın ıkı farklı Myxococcus turu bakterılerı yanı tabağa yerleştırdık lerınde, turlerın her bırının farklı bolgele re geçerek ayrı kolonıler oluşturduklarını bu karşıt duyguların sıvı ortamlarda çok daha çarpıcı bir bıçımde yaşandığını gorur Mıkroplardan "myxococcus vıres cens" otekı turde de bakterıosınlerın gorev başında olduklarını, ancdk bunların sınırların çızılmesıne yarayan maddelerden soyutlanmaları gerektığını ılerı surer ler Bakterıosın uretemeyen bakterıler duşmanları tarafından yok edılme çekın cesıyle yuzyuze gelırler Geçtığımız yıl bir grup Ispanyol ve Ingılız bılım adamı laktık asıt bakterılerınde boylesı bir hızla yıtım olayını yaşadı Ispanya Sıvı ve Katı Yağlar Ensıttusu'nden Jose Luıs Ruis Barba onderlığındekı ekıp zeytınler ıçın hazırlanan salamuraya çeşıtlı turlerde laktık asıt bakterısı ekleyerek mayalan ma surecının oluşması ıçın beklemeye koyuldu Surecın sonunda, bırı dışında tum bakterı turlerının yaşamını surdur duğu, bakterıosın uretmekten yoksun turun ıse yedı hafta ıçınde yok olup gıttığı goruldu Bakterilerin dılının çozulmesı bir bunalımı gerektırebılır Örneğın, besın değerı yuksek bir ortamda, Bacıllus subtılus bir başlangıç noktasından yola çıkarak bo lunecek ve uzakta çember bir kolonı oluşturacaktır Ancak besın değerı duşurulduğunde eşgudumsel davranış ortaya çıkacak buyumekte olan hucreler duyumsuyormuşçasına ve zorunlu olarak yanıbaşlarındakı komşulannın salgıladığı kımyasallardan uzak durmaya çalışacak tır Sonuçta, kaynaklara ulaşmak ıçın hucreler arasında amansız bir yarış ol mayacak ve sarmal bir kolonı oluşturulacaktır Besın mıktarı çok duşuk olduğun da, merkez noktasından ayrılan kollar lyıce ıncelecek ve kolonı son kerte lyı orgutlenmış bir yapıya sahıp olacaktır Bu goruşun sahıbı olan Tel Avıv Unıversıte sı bılım adamı Eshel Ben Jakob bu dızgının oluşumunu yansıtan matematıksel ornekler golıştırdı Bu orneklerden ortaya çıkan dızgıler bakterilerin urettığı kımyasallarla ılgılı verıler sunuldugunda çok daha somut bir gorunum kazanır Bu da Ben Ja kob'u bakterilerin yalnızca tabaktakı besınle re tepkı gostermekle kalmayıp, kendı arala rında da ıletışım kurdukları yolunda bir duşunceye surukler Otekı bakterıler sureklı bir draya gelmenın yollarını arar Balığa yapısal parlaklığını veren Vıbrıo fıscherı turu bakterıler aynı yerı paylaşan başka bakterılerı kendılerıne çekmek ıçın bir kimyasal salgılarlar Bu tur bakterıl bellı bir noktada yeterlı sayıya ulaşıldıç nı "sezerek" yapısal bıyokımyalarını \ davranışlarını değıştırırler Sonuç bede de goruien yapısal parlaklıktır Başka bakterıler ıse tepkılerını çok g > zelı canlılara benzer daha yoğun orgL lenmış kolonılerden medet ummak bn mınde dışa vururlar Burada tek başına olan bakterıler ( bagımsız davranma yetılerınden vazg çerek kolonı ıçınde ozel ışlevler ustlen Kalıfornıya Stanford Unıversıtesı'ndı Dale Kaiser myxobakterılerde bu t toplumsal rol ustlenmeyı araştırır Bu t bakterıler beslenme amacıyla bir ara gelırler Besın kaynakları azaldığınc mılyonlarcası bir araya gelerek kendıle nı verımlı olacak bıçımde yenıden d zenlerler Kımı ufak su damlacıkları olu turur, kımı ınce dallı bir sapa donuşı kımı de parlak renkler oluşturur C hucreler, geçıcı bir sure ıçın etkısız dur ma gelen ıç hucreler ıçın kıkırdaklı ya • yapışkan bir koruyucu katman oluştun Bu uygulamadakı amaç bir araya gel rek guçlu bir yapıya ulaşmaktır Mıkroorganızmalar toprakta devınel len makroskobık nesnelere donuşur K çuk ve ayırdedılmesı olanaksız kolonı rın tersıne, myxobakterı yıgınları ger hava, gerekse suyla yenı besın kayn? larına doğru suruklenebılır Bakterılerdekı bu tur ozelleşmeye \ açan bıyokımyasal surecın kavranm. çok daha guçtur Ancak bu surecın s laşılması yolunda bıle epey yol alınmış Son beş yıl ıçınde Kaiser ve ekıbı bak rılerın once toplanmalarına, daha soı da, kımı zaman sporlara donuşerek \ rımlı bir yapı kazanmalarına yol aç kımyasalların kımlığını belırledı Bir c bakterının genlerını değıştıren araştırrr oılar, her bakterıde bu surecı başlatrr da etkılı kımyasallardan bir tanesını f sık tutup, değışıme uğrayan bakterıle sergıledıgı davranış bıçımlerınden kımyasalların her bırının ustlendığı go vın ne oldugunu ortaya çıkarttılar Bundan sonrakı adım, bakt hucrelerınden kimyasal komutu ne . man vereceklerını nereden bıldıklerı ve bu komutların komşu bakt hucrelerının davranışlarını nasıl başs bir bıçımde etkıledıgını anlamak olaca Etkılı olan genlerın ızlenmesı ıse surecın temelını oluşturacak Kaıse gore myxobakterılerın yalnızca 6000 c layında gene sahıp olmabi her genın levının tek tek saptanmasına olar saglıyor Anrak ışler uygulama duzeyınde d£ çapraşık bir durum alabılır Bir bakt hucresının belırlı bir kimyasal ıme n < tepkı gosterdıgı salt kımyasulın yapib baglı olmayabılır Bacıllus subtılıtıs orı ğını ele alırsak, burada tek bir hucre t lunerek farklı boyutlarda ıkı hucre olı turur Hucrelerden buyuk olanı kuçı çepeçevre sararak sonunda otkısız spora donuşturur Pekı, bu farklılık nı^ Harvard Unıversıtesı bılım adamlarınc Rıchard Losıck ıkı hucrenın konum boyutunun kimyasal komutlara verı tepkıyı de etkıledığıne bu hucrelerc bırınde kimyasal ımlerın spor" gent programını devınıme geçırdığıne ına 5136