Kök Hücre Ve Klonlama

Embriyo Klonlama



Gurdon’un yönteminin memeli canlılarda da işe yarayabileceği, 1996 yılına kadar kimse tarafından kanıtlanamadı 1970 li yıllarda araştırmacılar fare, inek ve koyun gibi canlıların embriyolarını klonlayabiliyorlardı Bu deneylerde embriyolar birbirine eş parçalara bölünüyor ve tek yumurta ikizleri oluşturuyorlardı Bu embriyolar bir sperm tarafından döllenmiş bir yumurta hücresinden oluştuğu için, yavrular hem anneden hem de babadan gelen kalıtsal özelliklere sahip oluyorlardı Bir kez özelleştikten sonra, yetişkin hücrelerinin rollerinin değiştirilemeyeceği, bu hücrelerin embriyo aşamasına döndürülemeyeceği düşünülüyordu Dolly bu düşüncenin yanlış olduğunu kantıladı Araştırmacılar “Bedensel hücre çekirdeği aktarımı” yöntemiyle altı yaşındaki bir koyundan alınan beden hücresini, yepyeni bir canlı yaratmak için kullanmışlardı

Bedensel Hücre Çekirdeği Aktarımı



Bedensel hücre çekirdeği aktarımı yönteminde ilkin, yetişkin bir memeliden bir beden hücresi alınıyor Kültür ortamında hücre “G0” olarak adlandırılan noktada kıstırılıyor Bunun için, hücrenin besin ortamı zayıflatılıp büyümesi durduruluyor; gelişim saati, embriyo oluşumu aşamasına dönecek biçimde “geriye alınıyor” Aynı türden bir dişiden alınan yumurta hücresinin de çekirdeği -yani DNA’ sı- çıkarılıyor Beden hücresinden yalıtılan hücre çekirdeği, yumurta hücresine aktarılıyor, bu ikisi birbirine kaynaştırılıyor Ortaya çıkan hücrede, verici hücrenin, yani beden hücresinin DNA’sı bulunuyor Böylece verici hücreden alınan çekirdeğin normal besin koşulları yeniden sağlanmış oluyor “yeni” hücre normal döngüsüne sokuluyor Oluşan embriyo, yetişkin bir dişinin rahmine yerleştiriliyor ve hamilelik süreci başlatılıyor Klonlanan canlı, normal doğumla dünyaya geliyor Bebek, beden hücresinin alındığı canlının kalıtsal özelliklerini taşıyor


Hücrenin Yaşam Döngüsü Ve Klonlama

Canlı hücrelerin birçoğu, kromozomlarının bölünmeye hazırlandığı, bölündüğü ve bölünmeden sonra toparlandığı evrelerden oluşan bir döngü içindedir Hayvan hücrelerinin döngüsünü kabaca, interfaz ve mitoz olarak ikiye ayırabiliriz İnterfaz, G1, S ve G2 olarak adlandırılan üç aşamadan oluşur G1 hücre gelişiminin DNA kopyalanmasından önceki evresidir Bu evrede hücre, kendini eşlemeye başlamadan önce bir dinlenme durumundadır Dinlenme evresinin sonundan, kromozomların oluşumunun başına kadar geçen olayların tümüne DNA sentezi evresi ya da S evresi adı verilir G2 evresinde kromozomlar oluşur bir sonraki evre mitoz bölünme evresidir

Dolly’ nin yaratıcıları, hücreyi G1 evresindeki kritik noktadan önce gelen duraksama noktasında, G0 olarak adlandırılan noktada yakalamayı başarmışlardı Bunu gerçekleştirmek için, hücrenin besin ortamını neredeyse öldürücü bir sınıra kadar gerilettiler ve böylece hücrenin genetik saatini de sıfırlamış oldular



Beden Hücrelerinin Kromozomları Nasıl Oluyor da Aktarıldığı Yumurta hücresinin Kromozomları Gibi “Davranmaya” Başlıyor?

Bir hücrenin çekirdeğini programlanmasını, hücre sitoplazmasıyla çekirdekteki genlerin arasındaki etkileşimli bir süreçtir Sitoplazma çekirdeğe, hangi genlerin etkinleşip hangilerinin etkinliğinin biteceğini, yani hücrenin hangi proteinleri üretileceğini belirleyen sinyaller gönderir Hücre özelleşip totipotent olma özelliğini yitirince, birçok proteini üretemez duruma gelir Bedendeki herhangi bir proteini üretecek genetik donanıma sahip olduğu halde, yalnızca hücrenin gereksinim duyduğu proteinleri üretir İşte bedensel hücre çekirdeği aktarımında hücrenin gelişimsel sürecinin embriyonun ilk aşamasına alınabilmesinin nedeni, çekirdeğin aktarıldığı hücrenin bir yumurta hücresi olması


Klonlama Teknolojisinin Kullanım Alanları


İyileştirme amaçlı klonlama:



Klonlama üzerinde çalışan araştırmacıların bazılarının amacı da, kök hücre araştırmalarında kullanılmak üzere kök hücre kaynağı sağlamak Klonlama yoluyla oluşturulan embriyolardaki kök hücreler alındıktan sonra bu embriyoların yok edildiği bu çalışmalara “iyileştirme amaçlı klonlama” adı veriliyor İyileştirme amaçlı klonlamada çekirdek transferi yöntemiyle klonlanmış embriyolardaki kök hücreler yalıtılarak, doku ve organ nakillerinde kullanılmak üzere malzeme sağlanacak Ancak kök hücrelerin aktarılacağı bölgelerdeki hücrelere nasıl dönüşeceği konusunda daha pek çok çalışmaya gereksinim var Belli bölgelerdeki özelleşmeleri oluşturacak kök hücrelerin nasıl tetikleneceği ya da belli işlevleri gerçekleştirmelerinin nasıl sağlanacağı heniz tam anlaşılmış değil Araştırmacılara göre klonlama teknolojisinin iyileştirme amaçlı olarak kullanılmasının olumlu yönü, insanların kendi hücrelerinden dokular yada organlar elde edilmesini sağlayacak olması Böylece aktarılan dokuların yada organların reddedilmesi sorunu ortadan kalkıcak

Soyu Tükenmekte Olan Canlıları Klonlamak :

Kimi araştırmacılar, klonlama teknolojisinin soyu tükenmekte olan hayvan türlerinin yok olmaktan kurtarmak üzere kullanılabileceğini düşünüyorlar Klonlama alanındaki ilerlemeler, yaşam alanları onarılana ve yeniden doğaya dönene kadar hayvanat bahçelerinde üretilmeye çalışılan soyu tükenmekte olan hayvanları çoğaltmak içinde kullanılabilir Ancak klonlamanın asıl önemi, araştırmacılara çok az sayıda bireyi kalmış hayvan populasyonlarının gen havuzuna yeni genler katma olanağı vermesi olacak Birçok hayvanat bahçesinde spermleri toplayıp saklayacak donanım bulunmuyor Yumurta hücreleri de hem güç elde ediliyor, hem de dondurulduklarında zarar görüyor Ancak araştırmacılar beden hücreleri saklanmış hayvanları klonlayarak onların genlerini yaşamda tutacaklar ve soyu tükenmekte olan türlerin genetik çeşitliliğini korumuş olacaklar




Klon Canlıların Sağlığı


Doğumdan Önce…



Bedensel hücre çekirdeği aktarımı, Dolly den sonra başka memeliler üzerinde de denendi; klonlamanın tekrarlanabilir olduğu gösterildi Koyunlardan sonra domuzların, keçilerin, fare, inek ve kedilerinde klonlanabildiğini gördük Ancak bilim adamları hala bedensel hücre çekirdek aktarımı sürecini tam anlamış değiller Klonlama uygulamalarında araştırmacıların başarısız olma şansı %97 Klonlanan her canlı, yüzlerce hatalı denemeden sonra ortaya çıkıyor Klonlama çalışmalarında embriyolar genellikle, taşıyıcı anneye aktarıldıkları blastosit aşamasına gelene kadar laboratuarda olgunlaştırılıyor İşte bu süreçte klonlanmış embriyonun içinde bulunduğu “kimyasal çorba” nın karışımı iyi tutturulamayabiliyor Olasılıklardan bir başkasıysa laboratuardaki çalışmalar sırasında embriyonun sarsıntı geçirmesi Klon canlılarda sık rastlanan “büyük bebek sendromu” nun nedeninin bu olabileceği düşünülüyor

Doğumdan Sonra…

Laboratuarda her şey yolunda gitse de klonlama uygulamasının yolunda gitmemesine neden olan etkenler var Normal bir eşeyli üreme sırasında, yumurta ve sperm hücreleri yepyeni bir canlı oluşturabilecek kalıtsal donanıma sahiptir Klonlanmış embriyolardaysa bu donanımın bazı yerlerinin eksik olduğu anlaşıldı Sağlıklı görünen klon canlıların bile genlerinin etkinliklerinde ciddi anormallikler olduğu anlaşılmış Klon canlıların bazı genlerinin etkinleşmesi gereken zamanlarda etkinleşmediğini ve etkin olmaması gerektiği zamanlarda etkinleştiğini gösteren araştırmalarda var Örneğin Dolly’nin küçük yaşta eklem iltihaplanmasına yakalanması bununla açıklanıyor Klon canlıların erken yaşlanması da başka bir sorun 1999 yılında Dolly nin biyolojik yaşının kronolojik yaşından daha fazla olduğu ortaya çıkmıştı Bunun telomerlerinin uzunluğundan kaynaklandığı sanılıyor Araştırmacılara göre Dolly nin telomerleri kendisi gibi üç yaşındaki bir koyunun telomerlerinin olması gerektiği boydan çok daha kısa; hatta tam olarak, Dolly nin klonlanmış olduğu 6 yaşındaki koyununkiler kadar


Klonlanmış Canlılar Verici Hücrenin Aldığı Canlının Tam Bir Kopyası mı?

Bedensel hücre çekirdeği aktarımı yönetiminde, ortaya çıkan canlının kromozomları yalnızca verici hücreden geliyor Hücredeki genetik malzemenin büyük çoğunluğu hücre çekirdeğinde bulunuyor; küçük bir bölümüyse, hücrede çekirdekten ayrı bir yapı olan mitokondride Yani mitokondrinin kendi DNA sı var 1999 yılında klonlanmış 10 canlı (Dolly le birlikte 10 koyun) üzerinde yapılan bir araştırma bu canlıların mitokondrilerinin %99,5’inin alıcı hücreden geldiği sonucuna varmışlar Örneğin Dolly’nin mitokondrisindeki 37 gen, çekirden DNA sının alındığı verici hücreden değil, DNA nın aktarılmış olduğu yumurta hücresinden geliyordu Mitokondri, bedendeki tüm hücrelerde önemli bir role sahip olduğu için, bu durum klonlarla, klonlanmış oldukları canlılar arasında önemli fiziksel farklılıklara yol açabilir Araştırmacılara göre ortaya çıkacak fiziksel farklılık insanlarda sözgelimi yetenekli bir atletle,

spora hiç yatkınlığı olmayan başka bir insan arasındaki farklılıklar kadar bile olabilir
Hayvanlarda denenen klonlama insanda da uygulanmaya çalışılmaktadır Ama bir çok ülkede insan klonlaması yasaklanmıştır Yine de, klonlamadan elde edilen yeni bilgiler ile hücre çekirdeğinin transferi gibi teknikler üreme tıbbında bu gün karşılaştığımız önemli problemlere bir çözüm olarak görülmektedir Klonlamada esas olan, genetik materyalin yani kromozomların izolasyonu ve bununda nukleusu (çekirdeği) çıkarılmış bir kadın yumurta hücresi (oositi) içerisine nakledilmesidir Dişi yumurta hücresinin çekirdeği, bir cam mikropipet kullanılarak mikromanipülasyon ile ya da kimyasal tedavi ile çıkarılabilir Çekirdeği çıkarılmış bu hücre içerisine daha sonra, kopyalanması yapılacak kişinin bir hücresinin genetik materyali enjekte edilir ve elektrik stimülasyonu verilerek veya viral ajanlar kullanılarak, çekirdeği çıkarılmış alıcı yumurtası ile bu genetik materyalin birleşmesi, kaynamaları sağlanılabilir Arkasından, embriyo gelişecek ve gelişen embriyo da kadının rahmi içerisine nakledilerek gebelik sağlanabilecektir Bütün bu işlemler teorik olup, henüz hayvan deneyleri yapılmaktadır ve insanlarda pratik olarak uygulanmamaktadır
Aşağıda, bahsedilen kopyalama tekniğinin eğer insanda uygulansa nasıl önerildiğinin şematize edilmiş hali görülmektedir




İnsan kopyalama işleminde hamilelik, üreme hücreleri ile değil, vücut hücreleri ile gerçekleşmektedir Her insan milyonlarca hatta milyarlarca hücreye sahiptir Her hücre, erkeklerde testislerden, kadınlarda yumurtalıktan gelen üreme hücrelerinin yanında insanın tüm kalıtsal yapısını taşıyan genetik öze sahip 46 kromozoma sahiptir Hem kadın hem de erkeklerdeki üreme hücrelerinden her biri, vücut hücrelerindeki toplam kromozom sayısının yarısı kadar yani- sadece 23 kromozoma sahiptir

Doğal döllenmede, 23 kromozoma sahip erkek spermi, 23 kromozoma sahip kadın yumurtasıyla birleşir Bu nedenle, yarısı erkekten yarısı kadından gelen toplam 46 kromozom biraraya gelmiş olur Böylece bebek karakteristiğini, hem annesinden hem de babasından alır

Klonlama işleminde ise, bebeğin karakteristiğini belirleyen bu 46 kromozomun tamamı kendisinden hücre alınan kimseden gelir Böylece bebek tüm kalıtsal ve karakteristik özelliklerini bu kimseden almış olur Klonlama sonucu doğan bebek, sadece hücresinin nukleusu kullanılan kimsenin karakteristiğini miras alır Bu şekilde bebek, bu kimsenin jenerik bir kopyası olur