Kalbimizin niçin solda çarptığının sırrı çözüldü
Son güncelleme: 09.06.2007 18:54
-
Aynaya baktığınızda ne görürsünüz? Birbirinin hemen hemen aynısı iki kulak, iki göz, iki kol ve iki bacakÉ Görüntümüz baştan sona çarpıcı bir simetriyi yansıtır; sağ tarafımız sol tarafımızın yansımasıdır. Ama bu yalnızca görünüşte! Çünkü vücudumuzun içinde her şey çok farklı.
Aynaya baktığınızda ne görürsünüz? Birbirinin hemen hemen aynısı iki kulak, iki göz, iki kol ve iki bacakÉ Görüntümüz baştan sona çarpıcı bir simetriyi yansıtır; sağ tarafımız sol tarafımızın yansımasıdır.
Ama bu yalnızca görünüşte! Çünkü vücudumuzun içinde her şey çok farklı: Kalp, dalak ve pankreas solda, safra kesesi ve karaciğer sağda...
Hatta akciğer gibi çift organlar da sağ ile sol arasında morfolojik farklılıklar sergilerler: Sağ akciğer için üç lob ve sol için de iki lob. Bağırsak da sürekli aynı yönde dolandığından yanaldır.
Peki nasıl oluyor da, başlangıçta bütünüyle simetrik olan embriyon sağı soldan ayırıp organlarını yanlamasına dizebiliyor?
Bilim adamları uzun zamandır bu sırrı çözmeye çalışıyorlardı. Ve nihayet amaçlarına ulaştılar. Son yıllarda, bu organizasyonun, embriyonun birkaç hücresinin yüzeyindeki küçük kirpikler tarafından gerçekleştirilen rotasyon hareketlerinin sonucu olduğunu belirlediler
Kararlı bir rotasyon
Nice Ğ Sophia Üniversitesinde 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.
Bu son derece hassas mekanizmanın inceliklerinin keşfini büyük ölçüde Tokyo Üniversitesi'nde anatomi ve hücre biyolojisi bölümünden Nobutaka Hirokawa ve ekibine borçluyuz.
Bu çok hassas süreçlerle ilgili bilgilerimizi derinleştirerek, bilim adamları iç asimetrimizin ve bununla bağlantılı olabilecek patolojilerin sırrını aydınlatıyorlar.
Genetik hastalık çözdü
Her şey otuz yıl kadar önce, Kartagener sendromu olarak bilinen, ender rastlanan genetik bir hastalığa yakalanan kişilerin incelenmesiyle başladı.
Lyon-1 Üniversitesinden genetik kardiyolog Partice Bouvagnet bu hastalığı, spermlerin kamçılarının da tutulabildiği, solunum mukoza kirpiklerinin işlev bozukluğu olarak tanımlıyor.
Bu hastalığın en tuhaf yanı ise, kişilerde organların yer değiştirmesine neden olması; tıpkı aynadaki gibi kalp sağa, karaciğer sola v.s. kayıyor.
Bu da hücre kirpiklerinin kişide sağ-sol ekseninin bozulmasında kilit rol oynayabileceğinin işareti olarak yorumlandı. Bundan sonra ise geriye, tam olarak hangi kirpiklerin söz konusu olduğu ve bunların gelişimin hangi aşamasında devreye girdiklerini anlamak kalıyordu.
Herşey "düğüm"le başlıyor
Son on yılda fare 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 adlandırılan, embriyonun gelişiminin erken bir evresinde (2 hafta), ventral kutupta oluşan geçici, küçük bir çöküntü.
Bu aşamada, embriyon 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 sayesinde bunun herhangi bir kirpik olmadığını belirledi. Nedeni ise, önden arkaya doğru açık kapanan organizmamızın (iç kulak, solunum mukozalarıÉ) klasik kirpiklerinin tersine, düğüm kirpiklerinin moleküler yapıları nedeniyle, saatin akrep ve yelkovanı doğrultusunda dönmeleridir.
Shigenori Nonaka embriyonun simetrisini bu hareketin bozup bozmadığını anlamak amacıyla düğümü yıkayan embriyon dışı sıvıya floresan bilyeler ekleyip kımıldamalarını seyretti.
Ve işte sürpriz: 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 embriyonu asimetrik kılmak amacıyla soluna gizemli bir sinyal gönderiyordu.
Peki ama niye sol?
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 kamera sayesinde bu baş ağrıtan sorunu çözmeyi başardı. Rotasyon eksenini üç boyutlu inceleyen ekip, bunun 40 derece embriyonun arkasına yönelmiş olduğunu belirledi.
Kirpikler embriyonun iç simetrisini nasıl kırıyorlar?
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 konumunda rol oynayan morfojen kabarcıkları serbest bırakırlar.
2 Kirpikler harekete geçer
Bir saatin akrep ve yelkovanı doğrultusunda dönen kirpikler kabarcıkları sola doğru iterler.
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 embriyon yüzeyinden uzakta dikilmişse etkili bir harekete yol açıyor; düğümün hücrelerine sürtündüğünde ise, etkisiz bir hareket onu izliyor. 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 gerçekleştirdiği tam olarak bilinmediği için bu soruya kesin bir evet yanıtı verilemiyor.
- Kalbimizin niçin solda çarptığının sırrı çözüldü Konusuna Benzer Konular
- bilmem ki nicin?? 11.08.2004
- ms blaster cozuldumu 14.08.2004
- Sırrı Atalay 21.04.2009
- Büyük sır çözüldü 22.04.2009
- Martılar Niçin Denizler Üzerinde Uçar 29.09.2004
- Plastik Gıda Ambalajı 09.06.2007 18:54