Biyolojinin Önemi ve Biyolojideki Dönüm Noktalarının İnsan Hayatına Katkıları — OYSS Soruları
Bu sayfada yalnızca OYSS etiketiyle ayrılmış açık uçlu sorular yer alıyor. Toplam 15 sorudan şu anda 4 tanesini inceleyebilirsin. Her soruyu önce kendin yanıtla, ardından cevap ve açıklamasını incele.
Görselde mRNA aşısının vücutta oluşturduğu etki sadeleştirilerek gösterilmiştir. 1, içinde mRNA molekülü taşıyan yağ yapılı küçük bir kesecik (nanoparçacık); 2, hücrede mRNA'daki bilgiye göre protein üreten yapı (ribozom); 3, hücre yüzeyinde sergilenen, virüse ait zararsız protein parçaları; 4 ise bu proteinleri tanıyan bağışıklık hücreleri ve antikorlardır. Hücrenin içindeki büyük yuvarlak yapı, DNA'nın bulunduğu çekirdektir.
mRNA aşılarının çalışma prensibini ve insanlığa katkılarını düşünerek soruları cevaplayınız.
a) 1 numaralı keseciğin, mRNA'nın hücreye ulaştırılmasındaki görevi ne olabilir?
b) 2, 3 ve 4 numaralı basamakları sırasıyla kullanarak mRNA aşısının vücudu hastalığa karşı nasıl hazırladığını açıklayınız.
c) mRNA aşılarının COVID-19 salgınının kontrol altına alınmasına ve kanser tedavisine yönelik çalışmalara katkısını açıklayınız.
ç) “mRNA aşısı hücrenin çekirdeğine girerek kişinin DNA'sını değiştirir.” görüşünü görseldeki bilgilerle değerlendiriniz.
🧬 Sorunun Konusuna Dair Kısa Açıklama
mRNA aşıları, hastalık etmenine ait zararsız bir proteinin hücrelerde üretilmesi için gerekli bilgiyi taşıyan mRNA moleküllerini içerir. Hücrelerde üretilen bu protein bağışıklık sistemi tarafından tanınır ve vücut gerçek hastalık etmeniyle karşılaştığında daha hızlı ve güçlü savunma yapabilir. Bu teknolojiyle geliştirilen aşılar COVID-19 salgınının kontrol altına alınmasına katkı sağlamış, kanser tedavisinde de umut verici sonuçlar vermiştir.
✍️ Cevap
a) mRNA molekülü kolayca parçalanabilen hassas bir moleküldür. 1 numaralı yağ yapılı kesecik, mRNA'yı vücutta parçalanmaktan korur ve hücre zarıyla kaynaşarak mRNA'nın hücrenin içine girmesini kolaylaştırır. Yani mRNA'yı hücreye taşıyan koruyucu bir paket görevi görür.
b) Hücreye giren mRNA, sitoplazmadaki ribozomlar (2) tarafından okunur ve virüse ait zararsız bir protein parçası üretilir. Üretilen bu protein parçaları hücre yüzeyinde sergilenir (3). Bağışıklık sistemi bu yabancı proteinleri tanır; bağışıklık hücreleri harekete geçer ve bu proteinlere bağlanan antikorlar üretilir (4). Ayrıca bu proteini “hatırlayan” bellek hücreleri oluşur. Böylece kişi gerçek virüsle karşılaştığında bağışıklık sistemi virüsü hızla tanıyarak etkisiz hâle getirebilir.
c) mRNA aşıları, virüsün kalıtım bilgisi belirlendikten sonra laboratuvarda kısa sürede tasarlanıp üretilebildiği için COVID-19 salgınında hızla geliştirilmiş ve geniş kitlelere ulaştırılmıştır. Bu durum ağır hastalık ve ölüm oranlarının azalmasına, salgının kontrol altına alınmasına katkı sağlamıştır. Kanser tedavisinde ise hastanın tümör hücrelerine özgü proteinleri tanıtan mRNA'lar tasarlanarak bağışıklık sisteminin kanser hücrelerini hedef alması amaçlanmakta ve bu alanda umut verici sonuçlar elde edilmektedir.
ç) Görüş doğru değildir. Görselde mRNA'nın çekirdeğe girmediği, sitoplazmada ribozomlar tarafından okunarak protein üretiminde kullanıldığı görülmektedir. Kalıtsal bilgi çekirdekteki DNA'da bulunur ve mRNA, DNA'ya eklenmez ya da onu değiştirmez. Ayrıca aşıdaki mRNA, görevini tamamladıktan sonra hücrede kısa sürede parçalanır. Bu nedenle mRNA aşıları kişinin DNA'sını değiştirmez.
Görselde CRISPR-Cas sistemiyle gen düzenleme basamakları sadeleştirilerek gösterilmiştir. 1, düzenlenecek DNA bölgesini bulmayı sağlayan kılavuz molekülü; 2, makas işlevi gören proteini (Cas); 3, hatalı DNA bölgesinin kesildiği noktayı; 4 ise düzeltilmiş DNA bölgesini göstermektedir. Sağ üstteki bitki ve insan figürü, bu teknolojinin uygulama alanlarını temsil etmektedir.
CRISPR-Cas teknolojisinin işleyişini ve insanlığa katkılarını düşünerek soruları cevaplayınız.
a) 1 ve 2 numaralı yapıların gen düzenleme sürecindeki görevlerini açıklayınız. Bu sistemin “hedefe yönelik” olarak nitelendirilmesinin nedeni nedir?
b) Bir genetik hastalığa DNA'daki belirli bir hatalı bölgenin yol açtığı biliniyor. Görseldeki 3 ve 4 numaralı basamakları dikkate alarak CRISPR-Cas sisteminin bu hastalığın tedavisinde nasıl kullanılabileceğini açıklayınız.
c) CRISPR-Cas teknolojisinin tarım alanındaki kullanımına bir örnek vererek bu kullanımın insanlığa katkısını yazınız.
ç) “Gen düzenleme teknolojileri çok güçlü olduğu için insanların istediği her özelliği (göz rengi, boy vb.) değiştirmek amacıyla sınırsızca kullanılmalıdır.” görüşünü bilim etiği açısından değerlendiriniz.
🧬 Sorunun Konusuna Dair Kısa Açıklama
CRISPR-Cas, DNA'da istenilen bir gen bölgesinin bulunup kesilmesine ve kontrollü olarak düzenlenmesine imkân veren bir teknolojidir. Jennifer Doudna ve Emmanuelle Charpentier'in 2012'deki çalışmalarıyla gen düzenleme aracı olarak kullanılabileceği gösterilmiş; gen tedavisi, genetik hastalıkların düzeltilmesi ve bitki ile hayvanlarda genetik iyileştirme gibi alanlarda büyük ilerlemeler sağlamıştır.
✍️ Cevap
a) 1 numaralı kılavuz molekül, düzenlenmek istenen DNA bölgesine uygun bir dizilime sahiptir ve sistemi DNA'daki doğru bölgeye yönlendirir. 2 numaralı Cas proteini ise kılavuzun eşleştiği noktada DNA'yı bir makas gibi keser. Sistem, kılavuz molekül sayesinde DNA'nın rastgele bir yerine değil yalnızca belirlenen bölgesine etki ettiği için hedefe yönelik olarak nitelendirilir.
b) Kılavuz molekül, hastalığa neden olan hatalı DNA bölgesine uygun şekilde tasarlanır. Sistem bu bölgeyi bulur ve Cas proteini DNA'yı hatalı bölgeden keser (3). Hücrenin onarım mekanizmaları devreye girerken doğru dizilime sahip bir DNA parçası sağlanarak hatalı bölge düzeltilmiş bölgeyle değiştirilir (4). Böylece hastalığa yol açan hata giderilerek hastalığın tedavisi veya etkilerinin azaltılması hedeflenir.
c) Tarımda CRISPR-Cas ile hastalıklara, zararlılara veya kuraklığa dayanıklı; daha verimli ya da besin değeri daha yüksek bitki çeşitleri geliştirilebilir. Bu sayede tarım ilacı kullanımı azalabilir, birim alandan daha fazla ürün alınabilir ve artan dünya nüfusunun besin ihtiyacının karşılanmasına katkı sağlanabilir.
ç) Görüş doğru değildir. Gen düzenleme teknolojilerinin uzun vadeli etkileri henüz tam olarak bilinmemektedir; hedef dışı bölgelerde istenmeyen değişiklikler oluşabilir ve özellikle üreme hücrelerinde yapılan değişiklikler sonraki nesillere aktarılabilir. Hastalık tedavisi dışında, sadece görünüşle ilgili özellikleri değiştirmek amacıyla kullanılması toplumsal eşitsizlik ve ayrımcılık gibi ciddi etik sorunlara yol açabilir. Bu nedenle bu teknolojiler bilim etiği ilkelerine ve yasal düzenlemelere uygun şekilde, öncelikle hastalıkların tedavisi gibi amaçlarla ve denetim altında kullanılmalıdır.
Görselde İnsan Genom Projesi ile ilgili bir süreç sadeleştirilerek gösterilmiştir. 1, bir insan hücresinin çekirdeğindeki kromozomları; 2, kromozomlardan açılan DNA'nın içindeki dizilimin renkli bloklarla gösterimini; 3, farklı ülkelerden bilim insanlarının bilgisayar ağıyla birlikte çalışmasını; 4 ise bir doktorun hastasına genetik test sonuçlarını açıklamasını temsil etmektedir.
İnsan Genom Projesi'nin bilime ve insan hayatına katkılarını düşünerek soruları cevaplayınız.
a) İnsan Genom Projesi'nin temel amacını 1 ve 2 numaralı görsellerle ilişkilendirerek açıklayınız.
b) Proje, birçok ülkeden bilim insanının katıldığı ve yaklaşık 13 yıl süren bir çalışmadır. 3 numaralı görseli dikkate alarak bu kadar büyük bir projede uluslararası iş birliği ve bilgisayar teknolojilerinin neden gerekli olduğunu açıklayınız.
c) 4 numaralı görseldeki gibi, genom bilgilerinin hastalıkların tanı ve tedavisine sağlayabileceği iki katkıyı yazınız.
ç) “Bir kişinin genetik bilgileri herkesle serbestçe paylaşılabilir; bunun hiçbir sakıncası yoktur.” görüşünü bilim etiği ve kişisel veri güvenliği açısından değerlendiriniz.
🧬 Sorunun Konusuna Dair Kısa Açıklama
İnsan Genom Projesi, 1990-2003 yılları arasında uluslararası iş birliğiyle yürütülen ve insan DNA'sındaki dizilimin tamamının belirlenmesini amaçlayan bir projedir. Elde edilen bilgiler; genetik hastalıkların anlaşılması, tanı yöntemlerinin geliştirilmesi ve kişiye özel tedavi yaklaşımları gibi alanlarda önemli gelişmelere zemin hazırlamıştır.
✍️ Cevap
a) Projenin temel amacı, insan hücresinin çekirdeğindeki kromozomlarda (1) bulunan DNA'nın yapı birimlerinin diziliş sırasını (2) baştan sona belirlemek ve genlerin yerlerini haritalamaktır. Böylece insanın kalıtsal bilgisinin tamamının “okunması” hedeflenmiştir.
b) İnsan DNA'sı çok uzun bir dizilime sahiptir; bu dizilimin tek bir laboratuvar veya ülke tarafından kısa sürede belirlenmesi çok zordur. Uluslararası iş birliği sayesinde iş bölümü yapılmış, maliyet paylaşılmış, farklı uzmanlık alanlarından bilim insanları bilgi ve deneyimlerini birleştirmiştir. Bilgisayar teknolojileri ise elde edilen çok büyük miktardaki verinin depolanması, karşılaştırılması, analiz edilmesi ve araştırmacılar arasında hızla paylaşılması için gereklidir.
c) Genom bilgileri, kalıtsal hastalıklara yol açan gen değişikliklerinin belirlenmesini ve bu hastalıkların erken, hatta belirtiler ortaya çıkmadan tanınmasını sağlar. Ayrıca kişilerin genetik yapısına göre hangi ilacın daha etkili olacağının veya hangi dozun uygun olduğunun belirlenmesine (kişiye özel tıp), yeni ilaç ve gen tedavisi yöntemlerinin geliştirilmesine katkı sağlar.
ç) Görüş doğru değildir. Genetik bilgiler kişiye özeldir ve kişinin ve ailesinin hastalık riskleri gibi hassas bilgileri içerir. Bu bilgilerin izinsiz paylaşılması; işe alımda veya sigorta işlemlerinde ayrımcılığa, kişinin özel hayatının ihlal edilmesine ve kötüye kullanıma yol açabilir. Bu nedenle genetik veriler kişinin onayı alınarak toplanmalı, gizlilik ilkesine uygun şekilde saklanmalı ve yasal düzenlemelerle korunmalıdır.
Görselde yetişkin bir memeliden klonlama süreci sadeleştirilerek gösterilmiştir. 1, beyaz yüzlü bir koyundan alınan vücut (meme) hücresini ve çekirdeğini; 2, siyah yüzlü bir koyundan alınan ve çekirdeği çıkarılan yumurta hücresini; 3, oluşturulan embriyonun yerleştirildiği siyah yüzlü taşıyıcı koyunu; 4 ise doğan kuzuyu göstermektedir. Ortadaki hücreler, vücut hücresinin çekirdeğinin çekirdeksiz yumurtaya aktarılmasıyla oluşan hücreyi ve bu hücrenin bölünmesini temsil etmektedir.
Klonlama teknolojisinin bilimsel önemini ve insan hayatına etkilerini düşünerek soruları cevaplayınız.
a) 4 numaralı kuzu, 1, 2 ve 3 numaralı koyunlardan hangisine kalıtsal olarak benzer? Gerekçesini çekirdeğin görevini dikkate alarak açıklayınız.
b) 2 numaralı yumurta hücresinin çekirdeğinin çıkarılmasının nedeni nedir? Bu işlem yapılmasaydı oluşacak canlının kalıtsal özellikleri hakkında ne söylenebilirdi?
c) Dolly'nin klonlanması, yetişkin bir canlıdan alınan özelleşmiş bir vücut hücresinin yeni bir canlı oluşturabileceğini göstermiştir. Bu bilginin tıp, hayvancılık veya nesli tükenmekte olan canlıların korunması alanlarından ikisine olası katkılarını yazınız.
ç) “Klonlama teknolojisi tamamen faydalıdır; hiçbir sınırlama getirilmeden her canlıya uygulanmalıdır.” görüşünü bilim etiği açısından değerlendiriniz.
🧬 Sorunun Konusuna Dair Kısa Açıklama
Klonlama, bir canlının kalıtsal olarak aynısının oluşturulmasıdır. 1996'da Ian Wilmut ve Keith Campbell'ın ekibi, yetişkin bir koyunun vücut hücresinden aldıkları çekirdeği çekirdeği çıkarılmış bir yumurta hücresine aktararak Dolly adlı koyunu oluşturmuştur. Dolly, yetişkin bir vücut hücresinden klonlanan ilk memelidir.
✍️ Cevap
a) 4 numaralı kuzu, kalıtsal olarak 1 numaralı beyaz yüzlü koyuna benzer. Çünkü hücrenin kalıtsal bilgisini taşıyan ve özelliklerini yöneten çekirdek 1 numaralı koyunun vücut hücresinden alınmıştır. 2 numaralı koyundan yalnızca çekirdeği çıkarılmış yumurta hücresi, 3 numaralı koyundan ise embriyonun gelişimi için uygun ortam sağlanmıştır; bu nedenle kuzu beyaz yüzlüdür.
b) Yumurta hücresinin çekirdeği, kalıtsal özelliklerin yalnızca aktarılan vücut hücresi çekirdeğinden gelmesini sağlamak için çıkarılır. Çekirdek çıkarılmasaydı hücrede iki farklı canlıya ait kalıtsal bilgi bulunacağından oluşacak canlı 1 numaralı koyunun birebir kopyası olmazdı ve gelişim de büyük olasılıkla düzgün gerçekleşmezdi.
c) Tıpta: özelleşmiş hücrelerin yeniden programlanabileceğinin anlaşılması, kök hücre çalışmalarına ve hasarlı doku/organların onarılmasına yönelik araştırmalara katkı sağlamıştır. Hayvancılıkta: süt ve et verimi yüksek ya da hastalıklara dayanıklı hayvanların kopyalanması mümkün hâle gelmiştir. Nesli tükenmekte olan canlılarda: az sayıda kalan bireylerin hücrelerinden yeni bireyler elde edilerek türlerin korunmasına destek olunabilir.
ç) Görüş doğru değildir. Klonlama birçok alanda fayda sağlama potansiyeline sahip olsa da klonlanan canlılarda sağlık sorunları ve erken yaşlanma gibi riskler görülebilir; ayrıca başarı oranı düşüktür ve çok sayıda deneme yapılması gerekir. Aynı kalıtsal yapıdaki bireylerin çoğalması genetik çeşitliliği azaltabilir. İnsanın klonlanması ise ciddi etik ve hukuki tartışmalara yol açmaktadır. Bu nedenle klonlama çalışmaları bilim etiği kurallarına ve yasal düzenlemelere uygun şekilde, sınırları belirlenerek yürütülmelidir.
Önizleme kapsamındaki soruları incelediniz.
Bu sayfada ilk 4 soru öğrencilerimizin incelemesi için açık olarak gösteriliyor. Bu OYSS çalışmasındaki kalan 11 soruyu ve soru kütüphanesindeki diğer içerikleri görmek için abonelik paketlerini inceleyebilirsiniz.
Abonelik Paketlerini İncele