Prezi

Present Remotely

Send the link below via email or IM

Copy

Present to your audience

Start remote presentation

  • Invited audience members will follow you as you navigate and present
  • People invited to a presentation do not need a Prezi account
  • This link expires 10 minutes after you close the presentation
  • A maximum of 30 users can follow your presentation
  • Learn more about this feature in the manual

Do you really want to delete this prezi?

Neither you, nor the coeditors you shared it with will be able to recover it again.

DeleteCancel

Make your likes visible on Facebook?

Connect your Facebook account to Prezi and let your likes appear on your timeline.
You can change this under Settings & Account at any time.

No, thanks

model organizmalar

No description
by CANSU AYDIN on 7 January 2014

Comments (0)

Please log in to add your comment.

Report abuse

Transcript of model organizmalar

Spirit Entrepreneur
The reengineering of organizations
Quality
Belirli biyolojik olayların anlaşılması için yapılan deneylerde yaygın olarak kullanılan canlılara verilen genel isimdir. Bu canlılarda çalışılarak bulunması ümit edilen keşiflerle, canlılardaki diğer süreçlerin de açıklanacakları düşünülmektedir.
MODEL ORGANİZMALAR
Model Organizma Nedir?
Model canlılar özellikle, insan hastalıklarının olası sebepleri ve bunların tedavileri için, bu deneylerin insan üzerinde gerçekleştirilemediği ve etik olmadığı durumlarda yaygın olarak kullanılırlar.
İnsan genomu ile karşılaştırıldığında homolojisi oldukça yüksek ancak genom boyu küçük olan model organizmalar insan üzerinde çalışılması mümkün olmayan her türlü deneyde kullanılabilirler
Çalışmalarda kullanılacak model organizmalar seçilirken çeşitli faktörler göz önüne alınmaktadır. Bu faktörler şu şekilde sıralanabilir:
- İnsan genomu ile homolojisinin yüksek olması
- Jenerasyonlar arası sürenin kısa olması
- Embriyonik gelişiminin kolayca izlenebilmesi ve müdahele edilebilirliği
- Kolay kültüre alınması
- Deney manipulasyonlarına uygun olması
- Genetik analizlere uygun olması
- Etik açıdan fazla sorun oluşturmamaları
İnsan genomunun haritalanması ve dizilimlerinin belirlenmesinde, 1990’lı yıllarda fare, nematod, koli basili (E. coli) ve maya gibi model organizmaların gen haritaları ve genom dizilimlerinin belirlenmesiyle ilgili çalışmaların önemi büyüktür.
Son yıllarda, omurgalı ve omurgasız canlıların moleküler ve genetik yapılarının anlaşılmasıyla ilgili çok sayıda çalışma yapılmış ve bu alanda önemli gelişmeler olmuştur. Model organizmaların gelişimleri, fizyolojileri ve davranışları incelenmiş ve bu organizmalar insan sağlığıyla ilgili genetik çalışmalarda kullanılmıştır
Prokaryotlar
E. coli
Ökaryotlar
Bitkiler
A. thaliana
Zea mays
Mantarlar
S. cerevisiae
Hayvanlar
C. elegans
D. melanogaster
Danio rerio
Mus musculus
PROKARYOTLAR
E. coli
Koli basili olarak bilinen, memeli hayvanların kalın bağırsağında yaşayan faydalı bakteri türlerinden biridir. genel olarak bakteri biyolojisinin anlaşılması amacıyla üzerinde sıkça çalışılmış bir model organizma olmuştur. Canlılar arasında hakkında en fazla şey bilinen organizma olduğu söylenebilir.
E. coli Gram-negatif bir bakteri olduğundan endospor oluşturmaz, pastörizasyon veya kaynatma ile ölür. Memeli hayvanların bağırsaklarında büyümeye adapte olmuş olduğu için en iyi vücut sıcaklığında çoğalır.
Bakteriyel konjugasyon, genetik rekombinasyon, operon kavramları ilk E. coli 'de keşfedilmiştir, DNA'nın çoğalması, RNA transkripsiyonu, protein sentezi gibi, moleküler biyolojinin pek çok önemli mekanizması, metabolizmanın çoğu ayrıntısı bu organizmada yapılan araştırmalarla anlaşılmıştır. En az on Nobel Ödülü E. coli 'de yapılan araştırmalara dayanır.
E. coli modern biyoloji mühendisliğinde önemli bir yeri vardır. Araştırmacılar bu bakteriyi büyük miktarda DNA veya protein üretmek amacıyla bir fabrika gibi kullanırlar. Rekombinant DNA teknolojisinin ilk faydalı uygulamalarından biri E. coli 'nin manipüle edilerek onun diyabetli hastalar için insülin üretmesini sağlamak olmuştur.
S. cerevisiae
Tomurcuklanan bir maya türüdür. Moleküler biyoloji ve hücre biyolojisi alanlarında prokaryotlar arasında model organizma olarak ele alınan Escherichia coliye benzer şekilde, üzerinde en çok çalışılmış model ökaryotik organizmalar arasında da bu maya türü yer alır.
Saccharomyces cerevisiae hücreleri yuvarlak veya yumurta biçimlidir. Tomurcuklanma olarak bilinen bir bölünme yoluyla ürer.
S. cerevisiae hücre döngüsünün araştırılmasında çok kullanışlıdır, çünkü hem kültürlenmesi kolaydır, hem de, bir ökaryot olduğundan hayvan ve bitkilerin karmaşık hücre içi yapılarına sahiptir. Ökaryotlar arasında genomunun dizini ilk okunmuştur.
Genomu yaklaşık 13.000.000 baz çiftinden ve 6.275 genden oluşmaktadır, ancak bu genlerin yaklaşık 5.800'ünün işlevsel olduğu sanılmaktadır. Maya ve insan genomunun dizinleri %23 ortaktır.
Saccharomyces cerevisiae (E. coli gibi) biyolojide en çok çalışılmış model organizmalardan biridir. S. cerevisiae bu konuma endüstrideki yaygın kullanımından ulaşmıştır. İnsan biyolojisinde önemli olan pek çok protein önce mayada bulunan karşılıklarının araştırılması sonucunda keşfedilmiştir. Bunların arasında hücre döngüsü proteinleri, sinyalleme proteinleri ve protein işleme proteinleri sayılabilir.
S.cerevisiae hücrelerinin bölünmesi
insan hücrelerine benzer bir şekilde
olur.

• Hızlı ve ucuz bir şekilde üretilir.
• Patojen değildir.
• İzole edilmesi kolaydır.
• Haploid ve diploid fazlara sahiptir
Maya hücreleri, genlerin birbirleriyle
olan fonksiyonel ilişkilerinin incelenmesinde
ve yeni ilaçların denenmesinde kullanılır.
Arabidopsis thaliana
DNA dizilemesi tamamen yapılan üçüncü canlı ve ilk bitkidir.
Küçük boyu ve kısa üreme zamanından dolayı genetik araştırmalara uygundur
Kısa ömürlü küçük bitki olup laboratuvarda yetiştirilebilir. İlk kez çiçek gelişimini çalışmak için kullanılmıştır; ancak bitki biyolojisinin diğer birçok yönünü çalışmak için model organizma olmuştur.
Bitki fizyolojisi, Gelişme biyolojisi, Moleküler genetik, Populasyon genetiği, Sitoloji, Moleküler biyolojide kullanılan model organizmadır.
Zea mays
Genellikle çok nemli iklim bölgelerinde yetiştirilebilen, tek yıllık özellikle yağı doymamış yağ grubunda olan bir tarım bitkisidir.
Mikroskopla kolaylıkla incelebilen 10 büyük kromozom çifti içeren diploid bir monokotildir.
İyi bilinen ve gen haritası çıkarılmış fenotipik mutantlarının ve krossing overla oluşan çok sayıda (100-200) ırkının olması transpozonlar ("sıçrayan genler") in ortaya çıkarılmasını kolaylaştırmıştır. Birçok DNA markırının haritası çıkarılmıştır ve genom dizisi belirlenmektedir.
C. elegans
Yuvarlak solucanlardan olup serbest yaşayan bir nematoddur (ipliksi solucan). Yetişkin hayvan yaklaşık 1 mm uzunluğundadır ve 65 µm kalınlığında olup ılımlı topraklarda yaşar. C. elegans, diğer nematodlardan farklı olarak neredeyse tamamen şeffaftır. Bu özelliği sayesinde genetik çalışmalarının vazgeçilmez canlısı olmuştur.
C. elegans, genom dizisi tamamen tamamlanan ilk çok hücreli canlıdır.
Model organizma olarak görülmesinin nedeni 1000 den az somatik hücresi olan basit çok hücreli organizma olmasıdır. Bu basitliğe rağmen farklı
hücre tiplerine ve sinir
sistemine sahiptirler. Bu gibi nitelikler insanlar için uygun model olmalarını
sağlar.
• Ucuz bir şekilde çok sayıda
üretilebilirler.

• Bakterilerin ürediği standart
agarlarda ürerler.

• Dondurulup, saklanabilir ve
gerektiğinde tekrar kullanılabilir.
Erkek ve hermafrodit bireyler vardır.
Günde 1000 yumurta üretirler.Hermafrodit bireyler erkeklerle çiftleşip genetik çeşitliliği sağlarlar.
Tüm yaşamları boyunca
şeffaf olmaları nedeniyle
özel hücrelerin davranışları takip edilebilir ve gen ekspresyonu gözlemlenir.
Gelişimleri stereotypicaldır. Yani nesildeki her bir hücrenin yumurtaya kadar izi sürülebilir.
İlk 1963 yılında Sydney
Brenner, sinir sistemi ve
gelişimi etkileyen genlerin
rolü üzerinde yaptığı
çalışmada bu nematodu
kullanmış.
Sydney Brenner, Robert
Horvitz ve John Sulston
“organ gelişiminin genetik
regülasyonu ve programlı
hücre ölümleri“ adlı çalışmayla 2002 yılında nobel ödülü almışlardır.Deneylerinde model organizma olarak da C.elegans’ ı kullanmışlar.
92 milyon baz çifti ve 20.000 geni vardır.Bu genlerin birçoğunun fonksiyonel benzeri insan genomunda vardır. Bu C.elegans’ı insan hastalıkları için uygun bir model olmasını sağlar
İnsülin sinyal mekanizması hem insanlarda hemde bu
nematod da aynıdır.İnsülin mekanizması bozulan
mutant nematodlar tip 2 diyabet hastalığı için uygun
modeldir.
Sinirsel bozukluklar,konjenital kalp hastalıklar ve
böbrek hastalıkları içinde uygun modeldirler.
Hücre ölümlerinin moleküler temeli C.elegans
üzerinde çok fazla çalışılmıştır.
Drosophila melanogaster
Model organizma olarak en geniş tarihe sahip ,genetik ve gelişim biyolojisinde çok fazla çalışılan bir organizmadır.
Küçük bir böcektir ve çürümüş meyvelerin üzerinde beslenir ve ürer.
Yaklaşık olarak 100 yıldan fazladır model organizma olarak kullanılmaktadır.
2001 yılında DNA sekansı tamamlanan
meyve sineğinin 165 milyon baz çiftine ve yaklaşık olarak 14.000 gene sahiptir.
İnsanlarda ise bu sayı 3-4 kat daha fazladır.Sonuçta insanlar meyve sineklerinden daha fazla gene sahiptirler ancak ortak gen benzerlikleri vardır.
İnsan ve meyve sineği genleri arasındaki ilişki çok yakındır.
İnsanlarda bulanan çeşitli hastalık genlerinin karşıtı meyve sineklerinde vardır.
Bu sayede insan genlerinin fonksiyonu hakkında bilgi edinilir ve yeni ilaçların geliştirilmesinde yardımcı olur.
Politen kromozomlara sahiptirler. Bu yapıların açık ve koyu renkli bantları genlerin doğru bir şekilde haritalanmasını sağlar.
Hayat döngüsü çok kısa olan bir canlıdır. Sirke sineği, meyve sineği de denilen bu tür özellikle Mendel genetiği dediğimiz temel genetik kuralları çalışılması için çok iyi bilinen ve çalışılan bir organizmadır. Laboratuvar çalışmaları için çok uygundur, 25 C sıcaklıkta bütün metamorfozlarını 10-14 gün içinde tamamlayabilirler. Hayat döngüleri çok kısadır, buna rağmen yüksek oranda genetik çeşitliliğe sahiptirler. Hem ucuzdurlar, hem de yetiştirilmeleri çok kolaydır.
Morfolojik mutasyonların yoğun olarak incelendiği canlılardan biri meyve sinekleridir. Drosophila'ya uygulanan birçok mutasyondan birinde, gerçekte iki kanatlı olan meyve sineği ikinci bir çift kanada dahi sahip olmuştur
Diptera takımına ait yabanıl tip bir sinek türüdür. İlk kez 1910 yılında T.H.Morgan tarafından genetik araştırmalarda kullanılmaya başlanmıştır.
Yabanıl
Vestigial
Ebony
Vesttigial/Ebony
Danio rerio
Zebra balığı, sazangiller (Cyprinidae) familyasından, doğal yaşam alanı Asya olan, yaklaşık 4-6 cm boyunda, yumurtayla çoğalan tropikal bir balık türüdür.
Gelişmesinin erken dönemlerinde hayvanın iç vücut anatomisinin görülmesine benzersiz olarak imkân veren, neredeyse şeffaf vücuda sahip bir tatlı su balığıdır. Zebra balıkları gelişim çalışmalarında, toksikoloji ve toksikopatolojide, özgül gen fonksiyonları ve sinyalleme yollarının araştırılmasında kullanılır.
Zebra balığının embriyosu dış ortamda gelişir,tüm safhaları izlenebilir ve değiştirilebilir.
Embriyonun gelişimi hızlı,organizasyonu basit ve şeffaftır.
• Genetik analizler için uygundur.
• Haftada 200 yumurta üretirler.
• Zebra balığına gen transfer teknolojileri
çok gelişmiştir.İnsan genlerinin karşılaştırmalı haritalamasında yararlı olan zebra balığının genetik haritası bu teknolojiler sayesinde çıkarılmıştır.
Birçok insan hastalık ve gelişim genlerinin benzeri zebra balığının genomunda vardır.
1.7 milyar baz çiftine sahiptir.
Üretilen mutant zebra balıkları insan hastalıkları için uygun bir
modeldir.İlaçların denenmesi içinde kullanılır.Alzheimer hastalığı,konjenital kalp hastalığı,polisistik böbrek hastalığı
ve kanser gibi modelleride içerir.
Zebrabalığı ve insan genomlarının ve sinyal yolaklarının (p53, ATM, WNT yolakları gibi) benzerlikleri nedeniyle zebrabalığı aynı zamanda kanser çalışmaları için uygun bir omurgalı hayvan modelidir
Mevcut olan binlerce mutant ve transgenik zebrabalığı soyları gen fonksiyonlarının in vivo olarak test edilmesini ve seçilen hastalıklar için (karaciğer kanseri gibi) hayvan modelleri geliştirilmesini mümkün kılmaktadır. Toksikoloji ve ilaç tarama çalışmalarının zebrabalıklarıyla kolaylıkla gerçekleştirilebilir olması zebrabalığını bu tarz büyük çaplı çalışmalar için cazip bir model organizma konumuna getirmektedir.
Glofishler, mürekkepbalıklarının floresan geninin aktarılmasıyla oluşturulmuştur
Mus musculus
Bilinen en klasik model organizmadır.
Tüm genomu sekanslanmıştır.
İnsanlarla yüksek derece homoloji gösterir.
İnsan ve fare genomları
yaklaşık aynı
büyüklükte,aynı sayıda
gen ve geniş korunmuş
gen bölgeleri vardır.
Birçok insan genlerinin farelerde karşılığı vardır ve bu genlerin fonksiyonları yakın ilişkilidir.

İnsanlarda hastalığa sebep olan mutasyonlar farelerde aynı hastalığa neden olurlar.
Fareleri laboratuvarda üretmek kolay ve diğer memelilere kıyasla daha kısa
gelişim döngüsü vardır.( 2 ay)
Tek bir doğumda 10-15 yavru verirler.

Birçok mutasyon, fareleri kimyasal mutajenlerle besleyerek yada farenin genomuna DNA fragmentleri
ekleyerek elde edilir.
Farelerde türler arası çaprazlamalar
yapılması onları genetik çalışmalarda kullanılmasını artırmıştır.

Çaprazlamalarla oluşan hibritler geniş ölçüde heterozigottur ve genetik harita yapılmasında kullanılır.
Büyük ölçekli çaprazlamalarla hastalık genlerinin haritası da çıkartılabilir.
Genetik, moleküler biyoloji ve genom dizilim (sekans) çalışmaları, biyolojik işlevleri yürüten birçok moleküler sürecin ve genin evrimsel süreçte korunduğunu ortaya çıkarmıştır. Birçok gen dizisi mayadan birçok yüksek yapılı omurgalılara kadar korunmuştur ve çok çeşitli organizmalarda bu genler genellikle benzer işlevleri yürütmektedirler.
Örneğin; mayada hücre döngüsü kontrol noktalarını düzenleyen genlerin insanda homoloğu bulunmaktadır. Bu genlerin insanda bulunanları hücre döngüsünü düzenlemekte ve tümör baskılayıcı genler olarak görev yapmaktadırlar. İnsanlarda hastalığa neden olduğu bilinen 300 genden yaklaşık 200'ü meyve sineği ve nematodlardaki genler ile dizi benzerliğine sahiptir.
Genetikçiler, basit laboratuvar organizmalarında metabolizmanın, gelişimin ve hastalıkların temellerini çalışmak için bu genetik benzerliklerin avantajını kullanmakta ve daha sonra bu bilgileri daha karmaşık ökaryotlara uygulamaktadır.
Bu genlerden yaklaşık 100 tanesinin mayada da benzerleri bulunmaktadır. Buna ek olarak, birçok erken gelişim süreci ve bunları kontrol eden genler sineklerde, nematodlarda, fare ve insanda korunmuştur.
See the full transcript