Kullanıcı:Albatu 02/Biyofoton

Vikipedi, özgür ansiklopedi

Biyofotonlar ( Yunanca "yaşam" anlamına gelen βίος'dan ve "ışık" anlamına gelen φῶς'dan), biyolojik sistem tarafından üretilen morötesi ve düşük görünür ışık aralığında ışık fotonlarıdır . Kaynak olarak termal değildirler ve biyofotonların emisyonu teknik olarak bir biyolüminesans türüdür, ancak biyolüminesans genellikle daha yüksek parlaklık lusiferin / lusiferaz sistemleri için ayrılmıştır. Bu dar anlamda kullanılan biyofoton terimi, ışığın biyolojik sistemlerle genel etkileşimini inceleyen daha geniş biyofotonik alanıyla karıştırılmamalıdır.

Biyolojik dokular tipik olarak 10−17 ila 10−23 W/cm2(yaklaşık 1-1000 foton/cm2/saniye) arasında değişen görünür ve morötesi frekanslarda gözlemlenen bir ışınım salımı üretir.[1] Bu düşük ışık seviyesi, biyolüminesans tarafından üretilen görünür ışıktan çok daha zayıf bir yoğunluğa sahiptir, ancak biyofotonlar, dokular tarafından normal sıcaklıklarında yayılan ısı radyasyonun arka planının üzerinde tespit edilebilir.[2]

Biyofotonların tespiti birkaç grup tarafından rapor edilmiş olsa da,[3][4][5] bu tür biyofotonların biyolojik dokuların durumunu gösterdiği ve bir hücresel iletişim biçimini kolaylaştırdığı hipotezleri hala araştırılmaktadır [6][7] Biyofotonların varlığını keşfeden Alexander Gurwitsch, çalışmaları için 1941'de Stalin Ödülü'ne layık görülmüştür.[8]

Algılama ve ölçüm[değiştir | kaynağı değiştir]

Biyofotonlar, bitki materyalleri için tipik olarak 15 dakikalık bir maruz kalma süresiyle bir görüntü elde etmek için fotoçoğaltıcılarla veya aşırı düşük karlanmalı bir CCD kamera aracılığıyla tespit edilebilir.[9][10] Fotoçoğaltıcı tüpler; balık yumurtalarından gelen biyofoton emisyonlarını ölçmek için kullanılmıştır,[11] ve bazı uygulamalar hayvanlardan ve insanlardan biyofotonları ölçmüştür.[12][13][14][15] Ultra zayıf ışığın tespiti için optimize edilmiş Elektron Çoğaltma CCD (EM-CCD), büyümelerinin başlangıcında maya hücreleri tarafından üretilen biyolüminesansı tespit etmek için de kullanılmıştır.[16]

Biyolojik dokuların görünür ve ultraviyole frekanslarında tipik olarak gözlenen ışınım salınımı, 10−17 ila 10−23 W/cm2 aralığındadır ve bir foton sayısı, 200 nm ila 800 nm aralığında cm2 başına birkaç ila yaklaşık 1000 foton arasındadır.[1]

İleri sürülen fiziksel mekanizmalar[değiştir | kaynağı değiştir]

Reaktif oksijen türleri ve/veya enzimler (yani peroksidaz, lipoksijenaz) tarafından kataliz yoluyla oksidatif stres yoluyla kimyasal uyarım, biyomoleküler ortamda yaygın bir olaydır.[17] Bu tür reaksiyonlar, fosforesansa benzer bir süreçte daha düşük bir enerji seviyesine döndükten sonra fotonları serbest bırakan üçlü uyarılmış türlerin oluşumuna yol açabilir. Bu işlemin kendiliğinden biyofoton emisyonuna katkıda bulunan bir faktör olduğu, biyofoton emisyonunun, tahlil edilen dokudaki antioksidanları [18] veya karbonil türevlendirme maddelerinin eklenmesiyle artırılabileceğini gösteren çalışmalarla belirtilmiştir.[19] Reaktif oksijen türlerinin eklenmesiyle emisyonun artırılabileceğini gösteren çalışmalar ile daha fazla destek sağlanmaktadır.[20]

Bitkiler[değiştir | kaynağı değiştir]

Biyofotonların yapraklardan görüntülenmesi, R gen yanıtlarını analiz etmek için bir yöntem olarak kullanılmıştır.[21] Bu genler ve bunlarla ilişkili proteinler, patojenlerin tanınmasından ve bitkilerin patojen enfeksiyonuna karşı direnç mekanizmalarından biri olan aşırı duyarlı tepkiye yol açan savunma sinyal ağlarının aktivasyonundan sorumludur. Sinyal iletiminde veya hücre ölümüne yol açan toksik faktörler olarak çok önemli rolleri olan reaktif oksijen türlerinin (ROT) oluşumunu içerir.[22]

Stres altındaki bitkilerin köklerinde de biyofotonlar gözlemlenmiştir. Sağlıklı hücrelerde, ROT konsantrasyonu bir biyolojik antioksidan sistemi tarafından en aza indirilir. Bununla birlikte, ısı şoku ve diğer stresler, oksidatif stres ile antioksidan aktivitesi arasındaki dengeyi değiştirir; örneğin, sıcaklıktaki hızlı artış, ROT tarafından biyofoton emisyonuna neden olur.[23]

Hücresel iletişimde varsayımsal katılım(ilgi)[değiştir | kaynağı değiştir]

1920'lerde, Rus embriyolog Alexander Gurwitsch, spektrumun UV aralığında canlı dokulardan "ultra zayıf" foton emisyonları bildirdi. Onlara "mitogenetik ışınlar" adını verdi çünkü deneyleri onu hücre bölünmesi üzerinde uyarıcı bir etkiye sahip olduklarına ikna etti.[24]

1970'lerde Fritz-Albert Popp ve Marburg Üniversitesi'ndeki (Almanya) araştırma grubu, emisyonun spektral dağılımının 200'den 750 nm'ye kadar geniş bir dalga boyu aralığına düştüğünü gösterdi.[25] Popp'un biyofoton emisyonunun istatistiksel özellikleri üzerindeki çalışması, yani tutarlılığına ilişkin iddialar, bilimsel kesinlik eksikliği nedeniyle eleştirildi.[2]

Bir biyofoton mekanizması, bir ışık kaynağı olan ve bir "tehlike sinyali" veya arka plan kimyasal süreci oluşturduğu kabul edilebilecek daha yüksek seviyelerde oksidatif stres altında olan yaralı hücrelere odaklanır, ancak bu mekanizma henüz gösterilmemiştir. Hücreler arasındaki diğer sayısız kimyasal etkileşimler arasında herhangi bir varsayılan biyofotonun etkilerini ortaya çıkarmanın zorluğu, test edilebilir bir hipotez tasarlamayı zorlaştırıyor. Bir 2010 inceleme makalesi, bu tür sinyalleşme üzerine yayınlanmış çeşitli teorileri tartışıyor.[26]

Biyofotonlarla hücresel iletişim hipotezi, hücrelerin doğal arka plan aydınlatmasından birkaç büyüklük sırası daha zayıf fotonik sinyalleri nasıl tespit edebildiğini açıklayamadığı için oldukça eleştirildi.[27]

Ayrıca bakınız[değiştir | kaynağı değiştir]

Kaynakça[değiştir | kaynağı değiştir]

daha fazla okuma[değiştir | kaynağı değiştir]

Dış bağlantılar[değiştir | kaynağı değiştir]

[[Kategori:Fotonlar]] [[Kategori:Biyolüminesans]] [[Kategori:KB1 Almanca kaynakları (de)]]

  1. ^ a b "Properties of biophotons and their theoretical implications". Indian Journal of Experimental Biology. 41 (5): 391–402. May 2003. PMID 15244259. 
  2. ^ a b "Biophotons, coherence and photocount statistics: A critical review". Journal of Luminescence. 164: 38–51. 2015. doi:10.1016/j.jlumin.2015.03.020.  Kaynak hatası: Geçersiz <ref> etiketi: "coherence" adı farklı içerikte birden fazla tanımlanmış (Bkz: Kaynak gösterme)
  3. ^ "Biophoton detection as a novel technique for cancer imaging". Cancer Science. 95 (8): 656–61. August 2004. doi:10.1111/j.1349-7006.2004.tb03325.x. PMID 15298728. 
  4. ^ "Ultra-weak photon emission as a non-invasive tool for monitoring of oxidative processes in the epidermal cells of human skin: comparative study on the dorsal and the palm side of the hand". Skin Research and Technology. 16 (3): 365–70. August 2010. doi:10.1111/j.1600-0846.2010.00442.x. PMID 20637006. 
  5. ^ "Artificial sunlight irradiation induces ultraweak photon emission in human skin fibroblasts". Journal of Photochemistry and Photobiology. B, Biology. 18 (2–3): 281–5. May 1993. doi:10.1016/1011-1344(93)80076-L. PMID 8350193. 
  6. ^ "Biophotons: a clue to unravel the mystery of "life"". Bioluminescence in Focus - a collection of illuminating essays. 1. Kerala, India: Research Signpost. 2009. ss. 357–385. ISBN 9788130803579. OCLC 497860307. 
  7. ^ "Are there optical communication channels in the brain?". Frontiers in Bioscience (Landmark Edition). 23 (8): 1407–1421. March 2018. doi:10.2741/4652. PMID 29293442. Diğer özet – MIT Technology Review. 
  8. ^ "Life of Alexander G. Gurwitsch and his relevant contribution to the theory of morphogenetic fields". The International Journal of Developmental Biology. 41 (6): 771–7; comment 778-9. December 1997. PMID 9449452. 
  9. ^ "Biophoton imaging: a nondestructive method for assaying R gene responses". Molecular Plant-Microbe Interactions. 18 (2): 95–102. February 2005. doi:10.1094/MPMI-18-0095. PMID 15720077. 
  10. ^ "Biophoton detection as a novel technique for cancer imaging". Cancer Science. 95 (8): 656–61. August 2004. doi:10.1111/j.1349-7006.2004.tb03325.x. PMID 15298728. 
  11. ^ "Research suggests cells communicate via biophotons". May 2012. Erişim tarihi: 26 Ocak 2016. 
  12. ^ "Imaging of ultraweak spontaneous photon emission from human body displaying diurnal rhythm". PLOS ONE. 4 (7): e6256. July 2009. doi:10.1371/journal.pone.0006256. PMC 2707605 $2. PMID 19606225. 
  13. ^ "Increased photon emission from the head while imagining light in the dark is correlated with changes in electroencephalographic power: support for Bókkon's biophoton hypothesis". Neuroscience Letters. 513 (2): 151–4. April 2012. doi:10.1016/j.neulet.2012.02.021. PMID 22343311. 
  14. ^ "Electromagnetic emission from humans during focused intent". Journal of Parapsychology. 76 (2): 275–294. 2012. 
  15. ^ "Detectivity optimization to detect of ultraweak light fluxes with an EM-CCD as binary photon counter array". Scientific Reports. 11 (1): 3530. February 2021. doi:10.1038/s41598-021-82611-8. PMC 7878522 $2. PMID 33574351. 
  16. ^ "Stochastic light concentration from 3D to 2D reveals ultraweak chemi- and bioluminescence". Scientific Reports. 11 (1): 10050. May 2021. doi:10.1038/s41598-021-88091-0. PMC 8113247 $2. PMID 33976267. 
  17. ^ "From free radicals to electronically excited species". Free Radical Biology & Medicine. 19 (1): 103–14. July 1995. doi:10.1016/0891-5849(95)00002-F. PMID 7635351. 
  18. ^ "Oxidative stress in the rat heart, studies on low-level chemiluminescence". Journal of Bioluminescence and Chemiluminescence. 4 (1): 241–4. July 1989. doi:10.1002/bio.1170040134. PMID 2801215. 
  19. ^ "Activity-dependent neural tissue oxidation emits intrinsic ultraweak photons". Biochemical and Biophysical Research Communications. 285 (4): 1007–11. July 2001. doi:10.1006/bbrc.2001.5285. PMID 11467852. 
  20. ^ "Organ chemiluminescence: noninvasive assay for oxidative radical reactions". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 77 (1): 347–51. January 1980. doi:10.1073/pnas.77.1.347. PMC 348267 $2. PMID 6928628. 
  21. ^ "Biophoton imaging: a nondestructive method for assaying R gene responses". Molecular Plant-Microbe Interactions. 18 (2): 95–102. February 2005. doi:10.1094/MPMI-18-0095. PMID 15720077. 
  22. ^ "Highly sensitive determination of transient generation of biophotons during hypersensitive response to cucumber mosaic virus in cowpea". Journal of Experimental Botany. 58 (3): 465–72. 2006. doi:10.1093/jxb/erl215. PMID 17158510. 
  23. ^ "Biophoton emission induced by heat shock". PLOS ONE. 9 (8): e105700. 2014. doi:10.1371/journal.pone.0105700. PMC 4143285 $2. PMID 25153902. 
  24. ^ "A historical review of the problem of mitogenetic radiation". Experientia. 44 (7): 545–50. July 1988. doi:10.1007/bf01953301. PMID 3294029. 
  25. ^ "An Introduction to Human Biophoton Emission". Forschende Komplementärmedizin und klassische Naturheilkunde. 12 (2): 77–83. April 2005. doi:10.1159/000083763. PMID 15947465. 
  26. ^ "Electromagnetic cellular interactions". Progress in Biophysics and Molecular Biology. 105 (3): 223–46. May 2011. doi:10.1016/j.pbiomolbio.2010.07.003. PMID 20674588. 
  27. ^ "Cell-to-cell signaling through light: just a ghost of chance?". Cell Communication and Signaling. 11 (87): 87. November 2013. doi:10.1186/1478-811X-11-87. PMC 3832222 $2. PMID 24219796. 
"https://tr.wikipedia.org/w/index.php?title=Kullanıcı:Albatu_02/Biyofoton&oldid=30855260" sayfasından alınmıştır