Homeostazi, bir canlının, değişen dış çevre koşullarına rağmen iç ortamını (vücut sıcaklığı, kan şekeri, pH değeri gibi) belirli bir denge aralığında sabit tutma yeteneğidir. Bu denge, genellikle "negatif geri bildirim" (negative feedback) mekanizmaları ile sağlanır. Bu mekanizmada, bir sistemdeki değişim, o değişimi tersine çevirecek bir tepkiyi tetikler. Örneğin, kan şekeri yükseldiğinde, pankreas insülin hormonu salgılar. İnsülin, hücrelerin kandan daha fazla glikoz almasını sağlayarak kan şekerini normal seviyeye düşürür. Kan şekeri düştüğünde ise pankreas bu kez glukagon hormonu salgılayarak karaciğerde depolanan glikojenin glikoza dönüşmesini sağlar ve kan şekerini yükseltir. Bu sürekli ayarlama, vücudun hayati fonksiyonlarının düzgün bir şekilde çalışması için kritik öneme sahiptir.

Bu parçaya göre, çok soğuk bir ortama girdiğimizde vücudumuzun titremeye başlaması, aşağıdaki kavramlardan hangisine bir örnektir?

Otoimmün hastalıklar, bağışıklık sisteminin normalde vücudu yabancı istilacılara (bakteri, virüs) karşı koruması gerekirken, yanlışlıkla vücudun kendi sağlıklı hücrelerine ve dokularına saldırması sonucu ortaya çıkan bir grup hastalıktır. Normalde, bağışıklık sistemi "kendinden olan" ile "kendinden olmayan"ı ayırt etme yeteneğine sahiptir. Otoimmün hastalıklarda bu "öz-tolerans" mekanizması bozulur. Bağışıklık sistemi, örneğin eklem dokusunu, tiroit bezini veya pankreastaki insülin üreten hücreleri birer düşman gibi algılayarak onlara karşı antikorlar üretir ve saldırır. Romatoid artrit (eklem iltihabı), Tip 1 diyabet ve multipl skleroz (MS) gibi hastalıklar bu duruma birer örnektir. Bu hastalıkların kesin nedeni tam olarak bilinmemekle birlikte, genetik yatkınlık ve çevresel faktörlerin bir kombinasyonunun rol oynadığı düşünülmektedir.

Bu parçaya göre otoimmün hastalıkların temel nedeni nedir?

mRNA aşıları (Pfizer-BioNTech, Moderna), geleneksel aşılardan farklı bir teknoloji kullanır. Geleneksel aşılarda, vücuda hastalığa neden olan virüsün zayıflatılmış veya etkisiz hale getirilmiş bir formu verilir. mRNA aşılarında ise virüsün kendisi değil, sadece virüsün yüzeyinde bulunan "spike (diken) proteini"nin genetik kodunu taşıyan bir "mesajcı RNA" (mRNA) molekülü vücuda enjekte edilir. Bu mRNA, hücrelerimize girerek onlara bu spike proteinini nasıl üreteceklerini öğreten bir talimat görevi görür. Hücrelerimiz, bu talimata göre spike proteinlerini üretmeye başlar. Bağışıklık sistemimiz, bu spike proteinlerini "yabancı" olarak tanır ve onlara karşı güçlü bir antikor ve T-hücresi yanıtı oluşturur. Bu sayede, gelecekte gerçek virüs vücuda girdiğinde, bağışıklık sistemimiz onun spike proteinlerini hemen tanır ve virüsü etkisiz hale getirir. Aşıdaki mRNA molekülü ise kısa bir süre sonra vücutta parçalanarak yok olur.

Bu parçaya göre, mRNA aşıları bağışıklık sistemini virüse karşı nasıl eğitir?

Epigenetik, DNA diziliminde herhangi bir değişiklik olmadan, genlerin ifadesinde (yani bir genin "açık" veya "kapalı" olmasında) meydana gelen kalıtsal değişiklikleri inceleyen bir bilim dalıdır. Genetik, bir kitabın yazısı gibiyse, epigenetik bu yazıdaki hangi kelimelerin altının çizileceğini, hangilerinin üzerinin karalanacağını belirleyen işaretler gibidir. Beslenme, stres, egzersiz gibi çevresel faktörler ve yaşam tarzı seçimlerimiz, DNA'mıza "epigenetik işaretler" (metil grupları gibi) ekleyebilir veya çıkarabilir. Bu işaretler, bir genin protein üretmek için okunmasını kolaylaştırabilir veya zorlaştırabilir. Örneğin, yapılan çalışmalar, yetersiz beslenmenin veya travmatik bir olayın, sonraki nesillerde bile bazı hastalık risklerini artırabilen epigenetik değişikliklere yol açabileceğini göstermektedir. Bu durum, genlerimizin kaderimiz olmadığını, yaşam tarzımızla genlerimizin çalışma şeklini etkileyebileceğimizi ortaya koymaktadır.

Bu parçaya göre epigenetik biliminin ortaya koyduğu en önemli sonuç nedir?

Vücudumuzdaki hücreler, belirli bir sayıda bölündükten sonra yaşlanarak bölünme yeteneklerini kaybederler. Bu hücresel yaşlanma sürecinde "telomer" adı verilen yapılar kilit bir rol oynar. Telomerler, kromozomların uçlarında bulunan ve genetik materyali koruyan, ayakkabı bağcıklarının ucundaki plastik parçalara benzeyen koruyucu başlıklardır. Hücre her bölündüğünde, bu telomerler bir miktar kısalır. Telomerler, "Hayflick limiti" olarak bilinen belirli bir kritik kısalığa ulaştığında, hücre artık daha fazla bölünemez ve yaşlanma sürecine (senescence) girer veya programlı hücre ölümüyle (apoptoz) yok olur. Bu mekanizma, hücrelerin kontrolsüz bir şekilde çoğalarak tümör oluşturmasını engelleyen doğal bir savunma sistemidir. Ancak telomerlerin kısalması, aynı zamanda dokuların ve organların yaşlanmasının da temel nedenlerinden biridir. Yaşam tarzı, beslenme ve stres gibi faktörlerin telomer kısalma hızını etkilediği düşünülmektedir.

Bu parçaya göre telomerlerin kısalmasının hem olumlu hem de olumsuz sonucu nedir?

CRISPR-Cas9, son yıllarda biyoteknoloji alanında bir devrim yaratan, oldukça hassas bir gen düzenleme tekniğidir. Bu teknik, temel olarak bir DNA molekülünün istenilen bir noktasını kesmek, çıkarmak veya o noktaya yeni bir DNA parçası eklemek için kullanılır. Sistem, "Cas9" adı verilen bir "kesici" protein ve bu proteini DNA üzerinde hedeflenen doğru noktaya yönlendiren bir "rehber RNA" (gRNA) molekülünden oluşur. Rehber RNA, DNA'daki hedef diziyle eşleşir ve Cas9 proteini bu noktaya bağlanarak DNA'nın iki ipliğini de bir makas gibi keser. Hücrenin kendi doğal onarım mekanizmaları, bu kesiği tamir etmeye çalışırken, bilim insanları sürece müdahale ederek o bölgedeki bir geni devre dışı bırakabilir veya oraya yeni bir gen ekleyebilirler. Bu teknoloji, kalıtsal hastalıkların tedavisi, tarım ürünlerinin veriminin artırılması ve yeni ilaçların geliştirilmesi gibi konularda büyük bir potansiyel taşımakla birlikte, insan genetiği üzerinde yapacağı değişiklikler nedeniyle önemli etik tartışmaları da beraberinde getirmektedir.

Bu parçaya göre CRISPR-Cas9 sisteminde, kesici protein olan Cas9'un DNA üzerinde doğru noktayı bulmasını sağlayan yapı nedir?

"Sirkadiyen ritim", vücudumuzun yaklaşık 24 saatlik bir döngüye göre kendini ayarladığı biyolojik bir saattir. Bu iç saat, uyku-uyanıklık döngüsü, vücut ısısı, hormon salgılanması ve metabolizma gibi birçok hayati fonksiyonu düzenler. Beynin hipotalamus bölgesinde yer alan bu saat, en temel olarak dışarıdaki ışık döngüsüne göre kendini ayarlar. Sabah gözümüze ulaşan parlak ışık, vücuda uyanık kalmasını ve enerji harcamasını söyleyen sinyalleri tetiklerken, akşam karanlığın çökmesiyle birlikte uyku hormonu olan melatonin salgılanmaya başlar. Modern yaşam tarzı, özellikle geceleri maruz kaldığımız yapay ışıklar (telefon, bilgisayar ekranları gibi), bu doğal ritmi bozabilir. Sirkadiyen ritmin bozulması, sadece uyku sorunlarına değil, aynı zamanda obezite, diyabet ve depresyon gibi birçok kronik sağlık sorunuyla da ilişkilendirilmektedir.

Bu parçaya göre, gece yatmadan önce uzun süre akıllı telefon ekranına bakmak sirkadiyen ritmi nasıl etkiler?

Probiyotikler, yeterli miktarda alındığında konakçının (insanın) sağlığına fayda sağlayan canlı mikroorganizmalardır. Bunlar, genellikle bağırsak mikrobiyotasında doğal olarak bulunan "iyi bakteriler"dir. Yoğurt, kefir, turşu gibi fermente gıdalarla veya takviyelerle alınabilirler. Probiyotiklerin en temel işlevi, bağırsak florasının dengesini korumaktır. Sindirim sistemindeki iyi bakteri sayısını artırarak, zararlı bakterilerin çoğalmasını engellerler. Bu sayede sindirimi düzenlemeye, ishal ve kabızlık gibi sorunları gidermeye yardımcı olurlar. Ayrıca, bağışıklık sisteminin önemli bir kısmının bağırsaklarla ilişkili olduğu bilindiğinden, sağlıklı bir mikrobiyota bağışıklık sistemini de güçlendirir. Prebiyotikler ise, bu faydalı bakterilerin besin kaynağı olan, sindirilemeyen liflerdir. Pırasa, sarımsak, soğan gibi gıdalarda bolca bulunurlar. Prebiyotik tüketmek, probiyotiklerin bağırsakta daha iyi çoğalmasını ve daha etkili olmasını sağlar.

Bu parçaya göre probiyotikler ile prebiyotikler arasındaki ilişki en iyi nasıl tanımlanabilir?

Nörotransmitterler, sinir hücreleri (nöronlar) arasında iletişimi sağlayan kimyasal habercilerdir. Bir elektriksel sinyal (aksiyon potansiyeli) bir nöronun sonuna ulaştığında, sinaptik boşluğa nörotransmitterler salınır. Bu moleküller, komşu nöronun reseptörlerine bağlanarak onda yeni bir sinyal başlatır veya onu engeller. Beynimizdeki duygu, düşünce ve davranışlarımızın temelinde bu kimyasal iletişim yatar. Örneğin, dopamin genellikle "ödül" ve "motivasyon" ile ilişkilidir; lezzetli bir yemek yediğimizde veya bir hedefimize ulaştığımızda salgılanır. Serotonin, ruh halini, uyku ve iştahı düzenlemede önemli bir rol oynar; eksikliği genellikle depresyonla ilişkilendirilir. Asetilkolin ise hafıza, öğrenme ve kas hareketlerinden sorumludur. Bu kimyasal habercilerin dengesindeki bozulmalar, Parkinson, Alzheimer ve depresyon gibi birçok nörolojik ve psikiyatrik hastalığın temelinde yatar.

Bu parçadan nörotransmitterlerle ilgili aşağıdaki yargılardan hangisi çıkarılabilir?

Kök hücreler, vücudumuzdaki diğer tüm hücre türlerine dönüşebilme potansiyeline sahip olan, özelleşmemiş ana hücrelerdir. İki temel özellikleri vardır: Kendilerini kopyalayarak sürekli bir kök hücre havuzu oluşturabilme (yenilenme) ve uygun koşullar altında farklılaşarak belirli bir işleve sahip hücrelere (kas hücresi, sinir hücresi, kan hücresi gibi) dönüşebilme. Bu "farklılaşma" potansiyeli, onları tıp alanında son derece değerli kılar. Kök hücre teknolojisinin temel vaadi, hasar görmüş veya hastalanmış doku ve organları onarmak veya yenilemektir. Örneğin, bir kalp krizi sonrası hasar gören kalp kası hücrelerinin yerine yeni ve sağlıklı hücreler üretmek veya Parkinson hastalığında ölen beyin hücrelerini yenilemek gibi hedefler bulunmaktadır. Bu alandaki araştırmalar, diyabet, kalp hastalıkları ve nörolojik bozukluklar gibi birçok kronik hastalığın tedavisi için yeni umutlar sunmaktadır.

Bu parçaya göre kök hücreleri tıp alanında bu kadar umut verici kılan en önemli özellikleri nedir?