Model canlı

Vikipedi, özgür ansiklopedi
Atla: kullan, ara
Elektron mikroskobunda birkaç E. coli hücresi
Drosophila (meyve sineği), deneylerde kullanılan ünlü canlılardan biridir.

Model canlı veya model organizma, 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 canlılar özellikle, insan hastalıklarının olası sebepleri ve bunların tedavileri için, bu deneylerin insan üzerinde gerçekleştirilemediği ve etik olmadığı durumlarda yaygın olarak kullanılırlar.

Bu yöntemin uygulanması, evrim süresince korunmuş genetik malzeme, metabolik, gelişimsel süreçler ve ortak soydaki tüm yaşayan organizmalar için mümkündür.[1]

Model canlının seçilmesi[değiştir | kaynağı değiştir]

Model canlılar sıklıkla deneysel uygulamalara cevap verebilir oluşlarına göre seçilirler. Bunun için genelde kısa yaşam döngüsüne sahip olma, genetik uygulamalar için uygunluk (doğal ırklar,kök hücre çizgileri ve transfeksiyon sistemleri ) ve özel yaşam gereksinimine sahip olmama gibi özelliklere sahiptirler.

Bazen genom düzenleri, örneğin kapladığı yerin oldukça az olması veya az oranda boş DNA içermesi (örneğin maya , Arabidopsis ve Kirpi balığı), model organizmanın genomunun diziliminin belirlenmesini kolaylaştırır.

Araştırmacılar çalışmalarında kullanacakları organizmaları seçerken aradıkları bazı özellikler vardır. Büyüklük, üreme süresi, kolay bulunabilirlik, uygulanabilrlik, genetik özellikler, yöntemin korunması ve potansiyel ekonomik yararı bunlardan bazılarıdır. Moleküler biyolojiyle kıyaslanırsa; bazı araştırmacıların model canlıların hayat ağacındaki birbirlerine benzerlikleri ve soylarının çeşitlenmesiyle ilgili araştırmaları, daha yaygındır.

Model canlıların kullanımı[değiştir | kaynağı değiştir]

Birçok model canlı vardır. Moleküler biyoloji için ilk olarak kullanılandan biri de insan sindirim sisteminin bir parçası olan Escherichia coli dir. E. coli yi enfekte eden bakteriyal virüsler de (bakteriyofaj) gen yapısı ve gen regülasyonu çalışmalarında çok yararlı olmuştur (örn Lambda fajı, Enterobacteria fajı (T4)). Fakat bakteriyofajlar, metabolizmaları yetersiz olduğundan ve üremek için konak hücreye bağımlı olduklarından gerçek bir canlı değillerdir.

Ökaryotlardan bazı mayalar, özellikle Saccharomyces cerevisiae (bira mayası) kolay ve hızlı üremesinden dolayı genetik ve hücre biyolojisi nde yaygın olarak kullanılır. Mayada hücre döngüsü insan hücresindekine göre çok daha basittir ve homolog proteinler tarafından düzenlenir. Sirke sineği Drosophila melanogaster ile de kolay üreyen bir hayvan olduğundan, gözle görülebilir konjenital özellikleri olduğundan ve tükrük bezlerinde ışık mikroskobunda incelenebilen dev (politen) kromozomlara sahip olduğundan dolayı çalışılmaktadır.

Değişmeyen hücre sayısı gibi gelişmişliklerini çok iyi belirleyen özelliklere sahip olmaları ve anormallikler kolayca analiz edilebildiğinden Yuvarlak solucan Caenorhabditis elegans ile de çok çalışılmaktadır.

Tütün mozaik virüsü nün elektron mikrografı (TMV) parçacıkları

Önemli model organizmalar[değiştir | kaynağı değiştir]

Virüsler[değiştir | kaynağı değiştir]

Prokaryotlar[değiştir | kaynağı değiştir]

Ökaryotlar[değiştir | kaynağı değiştir]

Ökaryotlar şöyledir:

Protistler[değiştir | kaynağı değiştir]

kullanılır ; hücre haberleşmesinde, farklılaşmasında ve programlı hücre ölümünde çalışılan bir örnektir.

Mantarlar[değiştir | kaynağı değiştir]

Bitkiler[değiştir | kaynağı değiştir]

Bildirilen en küçük genoma sahip bitkidir (~110Mb) ve dizilimi 2008 in başlarında Joint Genom Enstitüsü tarafından açıklanacaktır. (Evrimsel biyoloji, Moleküler biyoloji)

(Agronomi, Moleküler biyoloji)

  • Lemna gibba hızlı büyüyen bir sucul monokotildir.En küçük çiçeğe sahip bitkilerdendir. Lemna mikrobiyal faaliyetin engellenebildiği saf kültür de yetiştirilebildiği için ekotoksikoloji de kimyasalların bitkilere olan toksik etkisini ölçmek için yapılan deneylerde kullanılır. Lemna kompleks tıbbi maddelerin ekonomik üretimi için rekombinant ifade sistemi olarak kullanılır. Ayrıca populasyon büyüme eğrilerini açıklamak için kullanılır.
  • Mısır (Zea mays L.) bir tahıldır. 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. (Genetik, Moleküler biyoloji, Agronomi)
  • Medicago truncatula sıradan yoncayla yakından bağı olan bir baklagildir. Dizisi çıkarılan, görece küçük bir genomdur. Azot fiksasyonundan sorumlu simbiyozisi araştırmak için kullanılmaktadır.(Agronomi, Moleküler biyoloji)
  • Tütün BY-2 hücreleri (Nicotiana tabaccum) dan elde edilen süspansiyon hücre dizisidir.Hücre düzeyindeki genel bitki fizyolojisi çalışmaları için kullanışlıdır. Bu kısmi kültivar ın genom dizisi (en azından yakın zamanda ) belirlenemeyecektir,fakat yabani bir türü Nicotiana tabaccum un genom dizileri günümüzde belirlenmektedir. (Sitoloji, Bitki fizyolojisi, Biyoteknoloji)
  • Pirinç (Oryza sativa) tahil biylojisinde kullanlan bir model canlıdır. En küçük genoma sahip tahıl türlerinden biridir ve genom dizilimi belirlenmiştir. (Agronomi, Moleküler biyoloji)
  • Physcomitrella patens bitkilerin gelişimi ve moleküler evrimin araştırılmasında kullanımı gün geçtikte artan bir likendir.[6] Şimdiye kadar genomu tamamen belirlenmiş tek iletim sistemi olmayan (ve bunun için tek ilkel yapılı) bitkidir.[6] (Bitki fizyolojisi, Evrimsel biyoloji, Moleküler genetik, Moleküler biyoloji)
  • Kavak orman genetiğinde ve odunsu bitki çalışmalarında model olarak kullanılan bir cinstir. Genom boyutu küçüktür, hızlı büyür ve kolaylıkla nakil edilir.
  • Ayrıca yukarıdaki Protistler başlığı altındaki Chlamydomonas reinhardtiiye bakınız.

Hayvanlar[değiştir | kaynağı değiştir]

Omurgasızlar[değiştir | kaynağı değiştir]
Omurgalılar[değiştir | kaynağı değiştir]
Laboratuvar (ev) faresi
  • Cavia porcellus, kobay veya Gine domuzu, Robert Koch ve diğer erken dönem bakteriyolojistler tarafından, bakteriyal enfeksiyonlarda konak olarak kullanılmış, bu nedenle deyim yerindeyse, günümüzde de, az da olsa "laboratuvar hayvanı" olarak adlandırılmaktadır.
  • Tavuk (Gallus gallus domesticus) - bir amniyota olarak gelişim çalışmalarında kullanılır ve mikromanüplasyon için kusursuzdur (örneğin doku aşılama) ve gen ürünlerinin üst ifadesinde.
  • Kedi (Felis cattus) - nörofizyolojik araştırmalarda kullanılır
  • Köpek (Canis lupus familiaris) - solunumla ilgili ve kardiyovaskülerde önemli bir modeldir
  • Hamster - kala-azarda (leishmania) ilk çalışılan canlı
  • Fare (Mus musculus) - omurgalıların klasik canlısıdır.
  • Homo sapiens (insanlar) - çeşitli klinik çalışmalarda kullanılır.
  • Oryzias latipes, Medaka, (Japon pirinç balığı) gelişim biyolojisinde kullanılan önemli bir canlıdır, sıradan Zebra balığından daha dayanıklı olması gibi avantajları vardır.
  • Sıçan (Rattus norvegicus) - özellikle toksikoloji modeli olarak kullanışlıdır; ayrıca nörolojik model ve akrabası fareden daha büyük organlara ve alt organeler yapılara sahip olmasıyla ilkel hücre kültürleri kaynaklarında, (moleküler evrim, genomik) çalışmalarında kullanılır.
  • Macaca mulatta - hint şebeği enfeksiyon hastalıkları ve akıl-kavrama çalışmalarında.
  • Sigmodon hispidus - pamuk sıçanı polio araştırmalarında ilk kullanılan canlıdır
  • Taeniopygia guttata - zebra ispinozu - ötücü kuşların ötme sistemleri ve memeli olmayanlarda işitme sistemleri
  • Takifugu rubripres, bir şişen balık türü - bir miktar boş-DNA'ya sahip genomu vardır.
  • Afrika pençeli kurbağası (Xenopus laevis), - büyük embriyosu nedeniyle gelişim çalışmalarında, fiziksel ve farmakolojik işleyişlerde yüksek dayanıklılığı nedeniyle.
  • Zebra balığı (Danio rerio), gelişmesinin erken dönemlerinde hayvanın iç vücut anatomisinin görülmesine benzersiz olarak imkân veren, neredeyse şeffaf vücuda sahip bir tatlı su balığı. Zebra balıkları gelişim çalışmalarında, toksikoloji ve toksikopatolojide [9], özgül gen fonksiyonları ve sinyalleme yollarının araştırılmasında kullanılır.

Özel araştırmalar için kullanılan model organizmalar[değiştir | kaynağı değiştir]

Eşey seçilimi ve eşeysel zıtlık[değiştir | kaynağı değiştir]

Melez alanlar[değiştir | kaynağı değiştir]

Kaynaklar[değiştir | kaynağı değiştir]

  1. ^ Fox, Michael Allen (1986). The Case for Animal Experimention: An Evolutionary and Ethical Perspective. Berkeley and Los Angeles, California: University of California Press. ISBN 0-520-05501-2. 
  2. ^ Chlamydomonas reinhardtii resources at the Joint Genome Institute
  3. ^ Chlamydomonas genome sequenced published in Science, October 12, 2007
  4. ^ Rowland H. Davis: Neurospora. Contributions of a Model Organism. Oxford University Press, Oxford, 2000. ISBN 0-19-512236-4.
  5. ^ a b c d About Arabidopsis on the The Arabidopsis Information Resource page (TAIR)
  6. ^ a b Rensing, S. A., Lang, D., Zimmer, A. D., Terry, A., Salamov, A., Shapiro, H. et al. (2008). The physcomitrella genome reveals evolutionary insights into the conquest of land by plants. Science, 319(5859), 64-69.
  7. ^ Riddle, Donald L.; Blumenthal, Thomas; Meyer, Barbara J.; and Priess, James R. (Eds.). (1997). C. ELEGANS II. Woodbury, NY: Cold Spring Harbor Press. ISBN 0-87969-532-3. Full text available on-line.
  8. ^ Manev H, Dimitrijevic N, Dzitoyeva S. (2003). "Techniques: fruit flies as models for neuropharmacological research.". Trends Pharmacol. Sci. 24 (1): 41-43. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?cmd=Retrieve&db=pubmed&dopt=Abstract&list_uids=12498730&query_hl=1. 
  9. ^ Spitsbergen J.M. and Kent M.L. (2003). The state of the art of the zebrafish model for toxicology and toxicologic pathology research--advantages and current limitations. Toxicol Pathol. 31 (Supplement), 62-87. PubMed Abstract Link => PMID 12597434.

İngilizce Vikipedi'deki 09 Mart 2008 tarihli Model organisms maddesi

Dış bağlantılar[değiştir | kaynağı değiştir]