Hiç merak ettiniz mi kalp niye solda
Vücudumuzun içinde her şey çok farklı: Kalp, dalak ve pankreas solda,
Vücudumuzun içinde her şey çok farklı: Kalp, dalak ve pankreas solda,
safra kesesi ve karaciğer sağda... Peki neden kalp sağda değilde solda?
İşte cevap:
Hatta akciğer gibi çift organlar da sağ ile sol arasında morfolojik
Hatta akciğer gibi çift organlar da sağ ile sol arasında morfolojik
farklılıklar sergilerler: Sağ akciğer için üç lob ve sol için de iki lob.
Bağırsaklar da sürekli aynı yönde dolandığından yanaldır.
Peki nasıl oluyor da, başlangıçta bütünüyle simetrik olan embriyo
Peki nasıl oluyor da, başlangıçta bütünüyle simetrik olan embriyo
sağı soldan ayırıp organlarını yanlamasına dizebiliyor?
Bilim adamları uzun zamandır bu sırrı çözmeye çalışıyorlardı. Nihayet
Bilim adamları uzun zamandır bu sırrı çözmeye çalışıyorlardı. Nihayet
amaçlarına ulaştılar. Son yıllarda, bu organizasyonun, embriyonun
birkaç hücresinin yüzeyindeki küçük kirpikler tarafından gerçekleştirilen
rotasyon hareketlerinin sonucu olduğunu belirlediler.
Kararlı bir rotasyon
Nice Sophia Üniversitesi’nde gelişim biyolojisi ve kanser araştırma,
Nice Sophia Üniversitesi’nde gelişim biyolojisi ve kanser araştırma,
işaretleme enstitüsünü yöneten Stephane Noselli, 2004 yılından beri
yapılan araştırmaların, simetriyi kıran bir yapı olarak kirpiklerin
rolünü gittikçe daha fazla kanıtladığına dikkat çekiyor.
Her şey "düğüm"le başlıyor
Her şey otuz yıl kadar önce, Kartagener sendromu olarak bilinen,
Her şey otuz yıl kadar önce, Kartagener sendromu olarak bilinen,
ender rastlanan genetik bir hastalığa yakalanan kişilerin
incelenmesiyle başladı.
Son on yılda fareler üzerinde yapılan sayısız araştırma ve özellikle de,
Son on yılda fareler üzerinde yapılan sayısız araştırma ve özellikle de,
aynı zamanda hem kirpikleri hem de iç asimetriyi etkileyen
mutasyonların incelenmesi bu asimetrinin nerede
başladığının keşfedilmesini sağladı.
Her şey "düğüm" düzeyinde başlıyor. Bu düğüm, gastrülasyon olarak
Her şey "düğüm" düzeyinde başlıyor. Bu düğüm, gastrülasyon olarak
adlandırılan, embriyonun gelişiminin erken bir evresinde (2. hafta),
ventral kutupta oluşan geçici, küçük bir çöküntü.
Bu aşamada, embriyo hala tam olarak simetriktir ve sırtın, karnın,
Bu aşamada, embriyo hala tam olarak simetriktir ve sırtın, karnın,
başın ve ayakların neye dönüşeceğine karar vermiştir. Bu düğüm,
her biri birer kirpikle donanmış, son derece
sıkışık 200 ila 300 hücreden oluşur.
Gizemli sinyal
Ancak 1998 yılında Hirokawa ekibinden Shigenori Nonaka video-mikroskopi
Ancak 1998 yılında Hirokawa ekibinden Shigenori Nonaka video-mikroskopi
sayesinde bunun herhangi bir kirpik olmadığını belirledi. Nedeni ise,
organizmamızın önden arkaya doğru açılıp kapanan klasik kirpiklerinin
(iç kulak, solunum mukozaları) tersine, düğüm kirpiklerinin moleküler
yapıları nedeniyle, saatin akrep ve yelkovanı doğrultusunda dönmeleridir.
Shigenori Nonaka embriyonun simetrisini bu hareketin bozup bozmadığını
Shigenori Nonaka embriyonun simetrisini bu hareketin bozup bozmadığını
anlamak amacıyla düğümü yıkayan embriyon dışı sıvıya floresan bilyeler
ekleyip kımıldamalarını seyretti. Hepsi aynı doğrultuda, sola doğru
hareket ediyordu. Bu ilginç fenomen bilim adamları tarafından
"düğümlü akım" olarak adlandırıldı.
Bu akım oldukça belirleyiciydi. Kirpiklerin dönerken meydana getirdikleri bu akım embriyoyu asimetrik kılmak amacıyla soluna gizemli bir sinyal gönderiyordu.
Peki ama niye sol?
Bununla birlikte ufak bir sorun söz konusu: Bir rotasyon hareketinin bir
Bu akım oldukça belirleyiciydi. Kirpiklerin dönerken meydana getirdikleri bu akım embriyoyu asimetrik kılmak amacıyla soluna gizemli bir sinyal gönderiyordu.
Bununla birlikte ufak bir sorun söz konusu: Bir rotasyon hareketinin bir
tarafta akım yaratırken diğer tarafta yaratmaması için hiçbir neden yok.
Nobutaka Hirokawa'nın ekibi geçen yıl ultra hızlı bir kamera sayesinde
Nobutaka Hirokawa'nın ekibi geçen yıl ultra hızlı bir kamera sayesinde
bu baş ağrıtan soruyu cevaplamayı başardı. Rotasyon eksenini üç boyutlu
inceleyen ekip, bunun embriyonun 40 derece
arkasına yönelmiş olduğunu belirledi.
Kirpikler embriyonun iç simetrisini nasıl kırıyorlar?
Embriyon gelişiminin ilk iki haftasında tamamen simetriktir.
Embriyon gelişiminin ilk iki haftasında tamamen simetriktir.
Simetri kırılması embriyonun yüzeyindeki çukur olan ventral düğümde
meydana gelir. Bu düğüm kirpikli hücrelerden oluşmuştur.
Bu kirpikler sıvıyı karıştırıp embriyonun soluna iterek
morfojen moleküllerin konsantrasyonunu sağlarlar.
1. Kabarcıklar meydana gelir. Düğümün hücreleri organların
1. Kabarcıklar meydana gelir. Düğümün hücreleri organların
konumunda rol oynayan morfojen kabarcıkları serbest bırakırlar.
2. Kirpikler harekete geçer. Bir saatin akrep ve yelkovanı
2. Kirpikler harekete geçer. Bir saatin akrep ve yelkovanı
doğrultusunda dönen kirpikler kabarcıkları sola doğru iterler.
3. Kabarcıklar solda birikir. Kabarcıklar solda birikerek
3. Kabarcıklar solda birikir. Kabarcıklar solda birikerek
kirpiklerin karşısında patlar ve morfojenleri salıverir.
4. Simetri kırılır
Morfojenler hücre içinde asimetriye yol açan bir dizi olayı tetiklerler
Başka bir deyişle, kirpik eğer embriyo yüzeyinden uzakta
4. Simetri kırılır
Morfojenler hücre içinde asimetriye yol açan bir dizi olayı tetiklerler
Başka bir deyişle, kirpik eğer embriyo yüzeyinden uzakta
dikilmişse etkili bir harekete yol açıyor; düğümün hücrelerine
sürtündüğünde ise, etkisiz bir hareket oluşturuyor. Sonuçta da,
embriyonun soluna doğru, sağdakine kıyasla çok daha önemli
bir akım oluşuyor. Peki tüm bunlar asimetriyi açıklıyor mu?
Bu akımın organların yanlamasına sıralanmasını nasıl
Bu akımın organların yanlamasına sıralanmasını nasıl
gerçekleştirdiği tam olarak bilinmediği için
bu soruya kesin bir evet yanıtı verilemiyor.
İki model
Ancak yine bu konuda da son sözü 2005 yılında Nobutaka Hirokawa söyledi.
Ancak yine bu konuda da son sözü 2005 yılında Nobutaka Hirokawa söyledi.
Japon araştırmacı kirpikli hücreleri inceleyebilmek amacıyla bunları
hücre zarının lipitlerine bağlanan floresan bir maddeyle belirginleştirdi.
Kendisi araştırmalarıyla ilgili şu açıklamalarda bulunuyor:
Kendisi araştırmalarıyla ilgili şu açıklamalarda bulunuyor:
"Sadece düğüm hücrelerini incelemeyi düşünürken, o zamana kadar
bilinmeyen bir madde olan, çapları 0.3 ila 5 mikrometre arasında
değişen ve sola düğüm akımıyla iletilen küçük kabarcıklar belirledik."
Hirokawa bunları NVP (Düğüm kabarcık parçacıkları) olarak adlandırıyor.
Hirokawa bunları NVP (Düğüm kabarcık parçacıkları) olarak adlandırıyor.
Bu keşif tam da, düğüm akışının asimetriyi nasıl tetiklediğini açıklamak
için iki modelin çarpıştığı bir döneme denk geldi.
Birinci senaryoya göre, bu akım düğümün çevresindeki kirpikler
Birinci senaryoya göre, bu akım düğümün çevresindeki kirpikler
tarafından tamamen mekanik bir şekilde hissediliyor.
İkinci model ise, bu akımın o zamana kadar bilinmeyen morfojen
(canlılarda dış şekillerin oluşumu.) molekülleri embriyonun
solunda topladığını öngörüyor.
Morfojen hipotezi
Nobutaka Hirokawa, keşfettikleri düğüm kabarcık parçacıklarının
Nobutaka Hirokawa, keşfettikleri düğüm kabarcık parçacıklarının
morfojen molekül hipotezini güçlendirdiğini belirtiyor.
Hirokawa’ya göre, düğümün her bölgesinden yayılan bu kabarcıklar
daha sonra düğüm akımı tarafından embriyonun sol tarafına taşınıyorlar.
Burada da patlayıp içlerindeki Sonic Hedgehog ve retinoik asit
Burada da patlayıp içlerindeki Sonic Hedgehog ve retinoik asit
moleküllerini salıveriyorlar. Bu ikisi de organların asimetrik
sıralanmasında rol oynuyor.
Bu moleküller hücre içi kalsiyum düzeyini yükseltirken, bunu genlerin
Bu moleküller hücre içi kalsiyum düzeyini yükseltirken, bunu genlerin
asimetrik aktivasyonu izliyor. Embriyonun organojenez olarak adlandırılan
(5-8 hafta) gelişim sürecinde bu genlerin ürünleri organların
yerleşimini belirliyorlar.
Nobutaka Hirokawa, memelilerdeki asimetrinin sayısız hücre sürecinin
Nobutaka Hirokawa, memelilerdeki asimetrinin sayısız hücre sürecinin
koordinasyonunun iyi bir örneğini oluşturduğunu kaydediyor.
Böylece göz açıp kapayıncaya kadar geçen sürede, kirpikler kalbi sola
Böylece göz açıp kapayıncaya kadar geçen sürede, kirpikler kalbi sola
yerleştiriyor. Daha sonra diğer kilit işlevleri yerine getirmek üzere
başka kirpikler devreye giriyor. Bu işlevler, nöronlara yer değiştirtmek,
solunum yollarını artıklardan temizlemek ve spermlerin
devinimini sağlamak olarak sıralanabilir.