Prof. Dr. Adnan MENEVŞE
Bilimde nasıl ve neden soruları
Bilim nedir?
Belli konuda düzenlenmiş bilgiler topluluğudur. Bilgiler, araştırma ile ortaya çıkar.
Araştırma:
Bilinmeyenleri ortaya çıkarmak, bilinenleri geliştirmek, herhangi bir konuyu aydınlatmak, bir soruna çözüm getirmek, belirli kavramlara yada yasalara ulaşılabilmek amacıyla yapılan bilimsel bir çalışmak olarak tanımlanabilir. Bu durumda bir araştırmak için gerekli koşul, bilimsel yöntemlere göre planlanıp yürütülmesi ve sonuçlanmasıdır. İnsanlar farkında olmadan zaman zaman bir bilim adamı davranışında bulunabilirler. Bu pek çok kişiye sürpriz olabilir ancak eğer bir gökkuşağını incelemiş ya da bir ateşi gözlemişseniz; o zaman bilim adamının konumundasınız demektir: yani çevreyi gözlüyor, analiz edip sorguluyorsunuzdur.
Bilim adamları çevrelerini gözlerler. Ancak bundan da öte bazı sorgulamalarda bulunur. Bilim, bilmek demektir. Bilim sadece gözlemek değildir. Bilim adamı gördüklerini sorgular, merak eder arar araştırır.
Soruların yanıtlarını bulmaya çalışır. Bilimde başka araştırıcılarla da doğrulanabilir özellikleri olan düzenlenmiş bilgiler bulunur.
Bilim adamları doğada temel olan gerçekleri arar. Bir gerçek örneğin, güneşin yer yüzü için ısı ve ışık kaynağı olduğudur. Ancak bilim adamları gerçekleri aramaktan da öteye giderler. Gerçekleri kullanarak evrenin daha bilinmeyenlerini çözmeye çalışırlar. Bunu yaparken pek çok gerçeği bir düzen içinde birbiriyle bağlarlar. Gerçekleri öğrendikten sonra bilim adamları dünyada gözledikleri için açıklamada bulunur, hipotez kurarlar. Açıklamalarını test etmek için deneyler yapabilirler.
Gerçeklerin, gözlemlerin ve deneylerin çalışılmasından sonra bilim adamları, hipotezlerini geliştirirler. Hipotez doğadaki olayların mantıksal bir açıklamasıdır. Bir kez önerildi mi, tekrar tekrar test edilmelidir, eğer test sonuçları uyumsuz ise, hipotez değiştirilmeli ya da reddedilmelidir. Eğer bilimsel bir hipotez çok kez test edilip aynı sonuçlar elde edildiyse, artık teori, yasa olur. Ancak teoriler bile gelecek gözlem ve deneylerin sonucuna göre değiştirilebilir. Bu bilimin temelidir. Daima sormak ve yeni bilimsel açıklamalar düşünülmelidir.
Albert Einstein bir kezinde demiştir ki: ‘eğer daha yeni ve iyi teoriler, teorimin yerini almaz ise, çalışmamı başarısız sayarım.’
Bilimsel yöntem:
Gözlem: boğaz ağrısı olan hastasında; hekimin ağrı, yerel ödem, yutkunma güçlülüğü ve ateşi gözlemesi.
Hipotez: bu semptomların ışığı altında β-hemolitik streptokokların neden olduğunu ileri sürmesi.
Gerçekleme: Boğaz kültürü alıp, laboratuar incelemesi yapması.
Genelleme: kültürde üreme varsa ‘‘boğaz ağrısı, yerel ödem yutkunma güçlüğü, ateş v.s. semptomlarının nedeni β-hemolitik streptokoktur’’, genellemesini yapar. Ürememiş ise, bu kez ‘‘bu semptomların tek nedeni β-hemolitik streptokok değildir’’kararına vararak bu semptomları ortaya çıkaracak başkanedenler üzerinde araştırmalar yapmalıdır.
Bilim adamları problemleri araştırır. Bir problemin çözümü uzun yıllar alabilir. Bazen çok çabuk çözülür (özellikle gerekli malzemeler varsa). Bazen çözülmeden kalır. Bir problemin çözülmesinde bilim adamı düzenli sistematik çalışır. Bunu yapmak için bilimsel yöntem kullanılır.
Bu yöntem (metot):
1.Problemin oluşturulması
2.Problem üzerinde bilgi toplanması
3.Hipotez kurulması
4.Hipotezi test etmek için deneyler yapılması
5.Verilerin test edilmesi, analiz edilmesi
6.Sonuca ulaşılması, çözüm
Biyoloji bilimi ve moleküler genetiğin doğuşu Biyoloji yaşam bilimidir
Biyoloji genel anlamda canlıları çalışır , yaşam bilimidir . Canlılar çok çeşitlidir . Değişik biçim ve şekillerdedir. Biyologlar bu farklanmanın kaynaklarını araştırırlar. Bir şeyi canlı yapan nedir? Koşan bir köpek canlıdır; ancak eğer çektiği bir kızak varsa cansızdır. Neden? Bir şey canlı ise, tüm canlılarda ortak olan temel özelliklere sahiptir.
Bu özellikler şunlardır:
1. Düzen: Tüm organizmalar bir ya da çok hücreden oluşur. Hücrelerin yapıları ise çok düzenlidir: Atomlar molekülleri; moleküller ise, hücre içi organelleri meydana getirirler. Bu hiyerarşi (aşama) düzeni çok hücreli organizmalarda yüksek düzeylerde de devam eder: Beraber işlev yapan hücreler, dokuları; dokular organları; organlar da, bir yüksek organizmada bulunan sistemleri (sinir, dolaşım vs.) oluşturlar. Daha yüksek düzeylerde ise, organizmalardan oluşan, populasyonlar vardır. Populasyonlar ise ekosistemlerini meydana getirirler. Ekosistemler de biomları (iklim ve toprak); Biomlar da gezegenimizi oluşturan biyosferi, meydana getirirler.
2. Sensitivite (Duyarlılık): Tüm organizmalar uyarılara yanıt verirler. Bitkiler ışık kaynağına doğru, bakteriler besin maddelerine doğru yönelirler.
3. Büyüme, gelişme ve üreme: Tüm organizmalar, büyüme ve üreme yeteneği sergiler; kalıtsal moleküllerin aracılığı ile, kendilerine benzer bireylerin oluşturumu ile türlerinin sürerliliği korunmuş olur.
4. Düzenleme: Tüm organizmalar sahip oldukları düzenleyici mekanizmalarla çeşitli kısımlarının birbirleriyle uyumlu işlev yapmasını sağlarlar. Bu işlevler arasında, hücrelere besin maddelerini temin etmek, organizma içinde su ve tuz konsantrasyonlarının kontrol edilmesi vardır. Molekülleri aracılığı ile sistemler arasındaki uyumun sağlanması ise sürekli düzenlenmektedir .
Biyoloji bizim için neden çok önemlidir ?
Biyolojik çeşitlilik nedeniyle canlıya ait çok değişik kavramların araştırılması, Bizler için çok önemlidir. Çünkü bu çalışmaların ürünleri, geleceğimizi etkileyen boyutlardadır.dünyanın nüfusunun çok hızlı bir şekilde artması, kanser ve AIDS gibi hastalıkların yayılması, genetik düzenlemelerin yapılır hale gelmesi, eğitimli her insanı ilgilendirmektedir. Kendimiz, çocuklarımız ve torunlarımızın yaşam kalitesini arttıracak bu biyolojik bilgilerin öğrenilmesi ve yaşatılmasında büyük yararlar vardır.
Biyolojik bilimler, insanlık için çok önemli konularda araştırma olanakları vermektedir: Bunlar arasında gelişim biyolojisi: doğum kusurlarında hangi genlerin sorumlu olduğu ve bozuk genlerin düzeltilebilmesi; nörobiyoloji: Alzheimer hastalığının nedenleri; immünoloji: kanser, AIDS ve soğuk algınlığı gibi hastalıkların ortadan kaldırılabilmesini, araştırmaktadır. Biyolog genetik mühendisler, hastalığa karşı direnç geliştirmek ya da buğday üretimini geliştirmek üzere ilgili genlerin yapılarında değişiklikler yapabilmektedirler. Her düzeyde biyoloji öğretmenlerine ihtiyaç vardır. Bunlar, gelecek kuşak araştırıcı ve hekimlerin yetiştirilmelerinde ve toplumun biyolojiye karşı duyarlılığının artması ve biyolojinin toplum için önemini vurgulanmasında gereklidir.
Tıbbi Biyoloji ve Genetik Anabilim Dalı
Bilindiği gibi Biyoloji yaşam bilimidir. İnsanı hedef alan tıp disiplinleri biyolojiden köken almışlardır. Tıp fakültelerinde tıbbi biyoloji konularının, diğer disiplinlerin konuları arasında olduğu sanılmaktadır; oysa bugün moleküler biyoloji ve genetiğin ön plana çıkmasıyla çok özgün bir konum kazanmıştır.
Moleküler Biyoloji ve Genetik adı verilen bu disiplin, bugün tıpta yerini bulmuştur. Aslında tıp, moleküler biyoloji ve genetiğe doğru kaymaktadır. Gen sözcüğünün geçmediği bir tıbbi kongre, artık yok gibidir. Çünkü hastalık nedenleri moleküler düzeyde araştırılır hale gelmiştir. Genler ve onların şifrelediği proteinler üzerindeki araştırmalar bugün herkesi ilgilendiren boyutlardadır .
İnsan biyolojisinde artık gen ve protein ön plana çıkmıştır. Gen, insanın yapılanma ve sonraki neslinin sorumlusudur. Protein ise, işlevlerinin doğrudan sorumlusudur. İnsanın sahip olduğu DNA moleküllerinin toplamına İnsan Genomu denilmektedir. İnsan genomunun analizi ve içerdiği gen dizilerine ait bilgilerin yayınlanması, tıbba ve dolayısıyla topluma büyük açılımlar sağlamaktadır.
Geçmişte genetik hastalıkların tanımlanmasında tek gen kusurlarının sonucu ortaya çıkan ve Mendel Kurallarına göre kalıtılan bir grup hastalık dikkat çekerdi. Diyabet, kalp hastalıkları, kanser ve mental hastalıkların kalıtsal yönü olduğu düşünülerek, sadece aile öykülerine başvurulurdu. Bugün moleküler biyoloji ve genetik alanında yapılan araştırmaların sonuçları dikkate alındığında; insan DNA'sındaki genlerin yapılan, değişmiş durumlarının hastalıklarla bağlantıları, bilinir hale gelmiştir .
Genetikteki gelişmeler , 1986 yılında ABD Enerji Bakanlığının desteği ile başlayan İnsan Genom Projesinin, ulusal ve uluslararası boyutlara gelmesiyle büyük bir ivme kazanmıştır. Proje başladığında insanın tüm genom diziliminin 2005'e kadar tamamlanması öngörülmüştü. Ancak bilim ve teknolojideki ilerlemeler ile insan genom projesinin taslağı Şubat 2001'de yayınlanmıştır .Bununla birlikte taslakta büyük boşluklar vardır. Gen dışı dizilere ilişkin bilgiler eksiktir. Bu bilgilerin tamamlanması ile birlikte tüm genoma ait bir harita çıkarılabilecektir .Açıklanan bilgilerden insan genlerinin beklenilenden az sayıda (35.000) bulunması, dikkatleri genlerin şifrelediği proteinlere yöneltmiştir. Çünkü gen sayıları genoma ait sabit bilgilerdir .Bu bilgi, bir otomobil için parça sayılan demektir. Parçaların nasıl birleşeceği ve otomobilin nasıl çalışacağı bilgilerini vermemektedir. Yeni bir sözcük olan ''proteom'', işlevsel bilgi düzeyini açıklamaktadır. Bu düzey, bilgi içeriğinin işlevsel sorumlusu proteinler ve etkileşimlerini kapsamaktadır.
Proteinlerin yapı ve işlevlerinin normal biyolojik yapılarda belirlenmesi ve hastalık gelişimindeki rollerinin anlaşılması, günümüz araştırmalarına yeni boyut kazandırmıştır. İşlevsel bilgiye ulaşma çalışmaları, genom alfabesindeki harflerin bir araya gelmesi ile oluşan kelimeleri ve cümleleri anlamaya yöneliktir.
İnsan Genom Projesi daha çok uzun yıllar sürecek projelere zemin hazırlamıştır. İnsanın geleceğini etkileyecek boyutlarda çalışmalar yapılmaktadır. Tıp alanında, hastalık tanısının kolaylaşması; hastalığa yatkınlığın önceden belirlenmesi, uygun ilaç tasarımı, gen tedavisi ve hedefe özgü ilaç, kişiye özel ilaç tasarımı, hasarlı organların sağlam olanla değiştirilmesi, bu çalışmalardan bazılarıdır. Diğer alanlarda da örneğin, çevre, adli tıp, tarım ve hayvancılık yine bu projeden yararlanarak ön plana çıkan çalışmalar bulunmaktadır .
Kaynak: Molecular Biology of the Cell, 1989.
B.Alberts, D.Bray, J.Lewis, M.Raff, K.Roberts and J.Watson
