Bir bilim insanı, aynı genetik yapıya sahip bakteri populasyonunu iki farklı ortamda incelemiştir. Ortam I'de bakteriler eşeysiz ürerken, Ortam II'de konjugasyon ile gen alışverişi yapmaktadır.
Antibiyotik uygulandığında hangi ortamdaki populasyonun hayatta kalma olasılığı daha yüksektir ve nedeni nedir?
A) Ortam I - Eşeysiz üremede daha hızlı çoğalma
B) Ortam I - Mutasyon oranının düşük olması
C) Ortam II - Genetik çeşitliliğin fazla olması
D) Ortam II - Enerji tüketiminin az olması
Bu soruyu çözmek için öncelikle eşeysiz üreme ve konjugasyonun ne anlama geldiğini ve genetik çeşitliliğin önemini anlamamız gerekiyor.
- Eşeysiz Üreme: Tek bir hücreden, genetik olarak aynı olan (klon) yeni hücrelerin oluşmasıdır. Bakterilerde en sık görülen eşeysiz üreme şekli bölünmedir. Bu durumda, oluşan tüm bireyler birbirinin aynısıdır. Eğer ortamda bir antibiyotik varsa ve bir bakteri bu antibiyotiğe dirençli değilse, tüm popülasyon etkilenebilir.
- Konjugasyon: Bakterilerin genetik materyal alışverişi yaptığı bir süreçtir. Bu süreçte bir bakteri, plazmid adı verilen küçük DNA parçalarını veya kromozom parçalarını diğer bir bakteriye aktarır. Bu, genetik çeşitliliği artırır.
- Genetik Çeşitlilik: Bir popülasyondaki bireyler arasındaki genetik farklılıklardır. Genetik çeşitlilik, bir popülasyonun değişen çevre koşullarına (örneğin, antibiyotiklerin varlığı) uyum sağlama yeteneğini artırır.
Şimdi seçenekleri değerlendirelim:
- A) Ortam I - Eşeysiz üremede daha hızlı çoğalma: Eşeysiz üreme hızlı olsa da, genetik çeşitlilik sağlamaz. Antibiyotiğe dirençli olmayan bir popülasyon hızla çoğalsa bile, antibiyotik uygulandığında topluca yok olabilir.
- B) Ortam I - Mutasyon oranının düşük olması: Mutasyonlar genetik çeşitliliğin bir kaynağıdır, ancak mutasyon oranının düşük olması adaptasyon yeteneğini azaltır. Eşeysiz üremede zaten düşük olan genetik çeşitlilik, mutasyon oranının düşük olmasıyla daha da azalır. Bu, popülasyonun antibiyotiğe karşı savunmasız kalmasına neden olabilir.
- C) Ortam II - Genetik çeşitliliğin fazla olması: Konjugasyon sayesinde genetik çeşitlilik artar. Bu, bazı bakterilerin antibiyotiğe direnç genleri kazanma olasılığını artırır. Antibiyotik uygulandığında, dirençli olan bakteriler hayatta kalır ve çoğalır, popülasyonun tamamının yok olmasını engeller.
- D) Ortam II - Enerji tüketiminin az olması: Enerji tüketimi hayatta kalma olasılığını etkileyebilir, ancak bu senaryoda genetik çeşitlilik çok daha önemli bir faktördür. Konjugasyon enerji gerektiren bir süreç olsa da, sağladığı genetik çeşitlilik antibiyotiğe karşı direnç geliştirme açısından çok daha önemlidir.
Sonuç olarak, Ortam II'deki popülasyonun konjugasyon sayesinde sahip olduğu genetik çeşitlilik, antibiyotik uygulandığında hayatta kalma olasılığını artırır. Bazı bakteriler direnç genleri kazanarak hayatta kalacak ve popülasyonun devamlılığını sağlayacaktır.
Cevap C seçeneğidir.
