Genetik Mühendisliği Nedir?

GENETİK MÜHENDİSLİĞİ NEDİR?

1 Bilindiği gibi

2 genler , bir organizmanın özelliklerini belirleyen kimyasal bilgiyi taşır Genler değiştirilerek bir organizmaya istenilen özellikler kazandırılabilir

3 Genetik mühendisliği , bilimadamlarının genleri bir organizmadan alıp diğerine aktarmalarına imkan veren bir teknolojidir

4 Bu teknoloji ; nükleik asit hibridizasyonu , rekombinant DNA , PCR , hücre kültürü ve monoklonal antikor tekniklerini içerir

5 Bunlardan en başarılı ve yaygın olan

6 rekombinant DNA tekniği ; restriksiyon enzimlerini kullanarak “gene splicing” de denilen DNA’nın istenilen bölgesinin kesilip çıkarılması ve kesilen parçanın ligaz enzimi kullanılarak “vektör” adı verilen taşıyıcı bakterinin plazmidine yapıştırılması işlemlerini içerir Daha sonra plasmid bakteri içine yerleştirilerek rekombinant DNA’nın normal hücresel aktivitesine devam etmesi sağlanır Bugün genetik mühendisliğinin bitki ve hayvanlarda uygulanmasıyla daha iyi ve sağlıklı yiyecekler, daha güvenli temiz bir çevre ve sağlık alanındaki gelişmeler insanlara sunulmuştur

GENETİK MÜHENDİSLİĞİNİN TARİHÇESİ

1880 - Gregor Mendel bitkiler üzerindeki çalışmalarıyla modern genetiğin temelini attıKarakteristik özelliklerin genler tarafından iletildiğini buldu

1950 - Hershey ve Chase , DNA’nın hücrenin genetik materyali olduğunu ispat ettiler

1953 - Watson ve Crick DNA’nın çift sarmal yapısını keşfettiler

1955 - Arthur Kornberg ve arkadaşları DNA polimerazı izole ettiler

1961 - Nirenberg ve Matthaei genetik kodu keşfettiler Buna göre 3 baz 1 amino asiti kodlar

1966 - BWeiss , CCRichardson DNA ligazı izole ettiler

1968 - KWWilcox , HOSmith ve TJKelley ilk restriksiyon endonükleazı izole ettiler

1972 - Paul Berg virusun DNA’sı ile bakterinin DNA’sını birleştirdi

1973 - İlk kez yabancı bir genin (antibiyotik rezistan) bir bakteriye transferi gerçekleştirildi

1975 - Asilomar/ABD’de ilk kez genetik mühendisliğinin tehlikeleri üzerine bilimsel bir konferans verildi

1976 - Genetik mühendisliği ürünlerini pazarlayan ilk şirket olan GENENTECH kuruldu

1977 - Genetik manipülasyonun uygulandığı bakteriler , insanda büyümeyi inhibe eden hormonu üretiler

1978 - Genetik parmak izi keşfedildiBu sayede herkes DNA’sından tanınabilecekti

1980 - (ABD) “yağ yiyen bakeri” denilen genetik manipülasyon uygulanmş organizma ilk kez patentlendi

1980 - Farelere gen transferi ilk kez başarıyla uygulandı , hastalıkların tedavisinde transgenik fareler model olarak kullanıldı

1980 - WGilbert ve FSanger DNA sekans metoduyla Nobel Ödülü aldılar

1982 - Endüstriel çaptaki ilk genetik mühendisliği ürünü olan insülin üretildi

1983 - Barbara McClintock , “zıplayan genler” i keşfetti ve Nobel Ödülü aldı

1987 - Anti-squash domatesler patentlendi

1988 - Memeli üzerindeki ilk patent : İnsan kanser geni aktarılmış “Harvard Mouse”

1990 - Organizmaların patentlenmesine karşı Greenpeace’in ilk protesto gösterisi

1990 - “İnsan Genom Projesi”nin resmen başlaması Tahmini maliyeti : 3 milyar $

1993 - Washington Üniversitesi’nden Jerry Hall’un insan embriyosunu klonlaması dünya çapında skandala neden oldu

1994 - Kalıtsal meme kanseri geni keşfedildi

1994 - Besin değerini arttırmak amacıyla Brezilya fıstığı geni verilen soya fasulyesi, şiddetli alerjik reaksiyonlara neden oldu ve proje yasaklandı

1997 - Koyunun somatik hücresinden klonlanan Dolly dünyaya geldi

1997 - AB(Avrupa Birliği)’de genetik manipülasyon uygulanmış yiyeceklere karşı yapılan düzenleme yasallaştırıldı

1997 - AB’de ilk kez genetik mühendisliği uygulanan yiyeceklere izin verildi: kolza yağı

1999 - BMT(Birleşmiş Milletler Teşkilatı)’nun genetik manipülasyon uygulanmış organizmaların ticaretindeki biyolojik güvenlikle ilgili kararı Amerika’nın etkisiyle başarısızlığa uğradı

1999 - İnsanda , 334 milyon bç içeren 22 no’lu kromozomun sekansı tamamlandı

2000 - İnsan Genom Projesi liderleri ve Başkan Clinton , insan genomu DNA dizisinin “çalışma taslağı”nın tamamlandığını ilan etti

· Hayvanların İnsanlar İçin Organ Verici Olması:Hayvandan insana organ transplantasyonuna “xerotransplantasyon” denirGenetik mühendisliği domuzların organlarının insan için daha uygun olması açısından bunlar üzerinde çalışmalar yapıyorlarReddetme reaksiyonları başarılı bir şekilde kontrol altına alındığı zaman bu domuzlar ekonomik organ vericileri olacaklar

· Beyin Tümörüne Karşı Gen Terapisi:Gen terapisinde amaç “suicide gene” olarak adlandırılan genleri kullanarak tümör hücrelerini öldürmektirBu tür genleri taşıyan tümör hücreleri şeklini bir hücre zehiri ilacına dönüştürerek bu tümörleri öldürür

· Hepatit B:Hepatit B virüsü kan yoluyla bulaşırÖrneğin küçük yaralardan veya koruma olmaksızın cinsel temas ileİlk Hepatit B aşısı 1982’de kronik hastaların kanından çok kompleks processler yapılarak elde edilmişti1986’dan beri bu aşı, kolay bir processle GM maya hücreleri kullanılarak üretilmektedir

· Bubble Boy:Bubble Boy,gen mutasyonu sonucu ADA-adenosin deaminaz-eksikliği ile oluşan bir hastalıktır ve immün sistemi hücrelerinin yok olmasına neden olurHastalığın tedavisi hastalara ADA ve kemik iliği transplantasyonu ile yapılmaktaydıAncak 1990’da kopyalanmış ADA enzimleri inaktive edilmiş virüse verildiVirüs,hastanın T-hücrelerine yerleşip,çoğaldıBu tedavide başarı sağlandı

· Çeşitli Davalarda Genetik Mühendisliği:Cinayet olaylarında,forensic(yasalarda geçen ve suçluların takibinde kullanılan teknik) ekipleri,suç mahalindeki saç, semen,kan,tırnak örneklerini inceleyip RFLP’leri(Restriction Fragment Length Polymorphisms) karşılaştırırlar ve farklı olanları tespit ederlerAynı zamanda RFLP analizi babalık tayininde de kullanılmaktadır

Beslenmedeki Yararları

· Yiyecekler:GM yiyecekler üretildi Kabak, maya, patates ,soya fasulyesi, domates , mısırÖrneğin soğuğa çok hassas olan domates ve çilek gibi bitkilere dil balığından izole edilen “anti-freeze”geni aktarıldıAyrıca bakterilerde bulunan ve böcekleri öldüren toksin geni mısır ve pamuğa verildiGerçekte,genetik mühendisliği teknikleri işlenmiş yiyeceklerin % 60’ında kullanılmaktadır

· Çürümeye Son-Anti Squash Domatesatılan pek çok domates yeşil ve sert şekilde tarladan kaldırılmaktadır Bu durum bu tür basınca hassas ürünlerin nakliyatını kolaylaştırmaktadırSatılmadan önce bu domatesler suni olarak etilen hormonuyla olgunlaştırılmaktadırDoğada bu madde olgun domateslerin hücre duvarının çürümesine,bozulmasına neden olmaktadırAnti squash domateslerde bu hormonu yapan genler inaktif hale getirilmiştirBuna ilaveten anti squash domatesler başka türlerin genlerini içermezler

· Körlüğe Karşı Pirinç:Gelişmekte olan ülkelerdeki milyonlarca insan tek yönlü beslenme nedeniyle vitamin yetersizliği çekmektedirTaze meyveler yerine pirinç başlıca besindirPirinç ise vitamin A içermezBu vitaminin eksikliği ise çocuklarda en yaygın hastalıklardan biri olan körlüğe yol açarGenetik mühendisliği kullanılarak bu pirincin besin değerini arttırmak için kalıtımsal materyali değiştirilmektedirBu sayede pirinçte daha çok vitamin A öncüsü bulunur

· Az Yağlı Patates Cipsleri:Cips ve patatesler bünyelerinde çok fazla yağ barındırırlar Dolayısıyla oldukça kolarili yiyeceklerdirBu durum artık değişmiştirBilimadamları patatese nişasta üretimini arttıran geni başarılı bir şekilde aktarmışlardırBu şekilde bir değişim patatesleri kızartıldıkları zaman daha çok nişastalı yapmakta ve daha az yağ alınmaktadır

Tarıma ve Çevreye Yararları

· İlk Bitki:Genetik mühendisliği uygulanan ilk bitki,hastalıklara karşı savaşan petunya üretimi idi

· Geleneksel Çaprazlaşmayı Geliştirme:Çaprazlaşmayla tür bariyeri aşılarak genler aktarıla-mazGenetik mühendisliği asla çaprazlaşma yapmayacak türler arasında gen transferi gerçekleştirirAynı zamanda çaprazlaşma;doğada ebeveynlerin yavru DNA’larını oluşturmak üzere DNA’larını birleştirme aktivitesini başarmasına olanak sağlarGenetik mühendisliği yeni genleri herhangi bir temel referans olmaksızın konakçı hücrelere kolaylıkla aktarır

· Ağaç Kurtlarına Karşı Geliştirilen Stratejiler:Ağaç kurtları mısır bitkisini içerden kemirerek ekinlerin %7’sini yokederGenetik mühendisliği yardımıyla mısır bitkisi hücrelerine böcek zehiri üreten gen nakledilirDolayısıyla ağaç kurtları zehirlenerek, ortadan kalkar

· Blue Jean Ve Genetik Mühendisliği:Eskiden tekstil sanayiinde,jeanleri boyamadan önce kullanılan beyazlatıcıların yıkanması için çok fazla suya ve enerjiye gereksinim duyuluyorduBugün GM bakterilerin kullanılarak bu beyazlatıcılar nötralize edilirBöylece su,enerji ve zamandan %10 tasarruf sağlandığı gibi çevre de korunmuş olur

Hayvanlardaki Yararları

· Anti-Freeze Geni:Bilimadamları,Kanada dil balığında bulunan “anti-freeze” genini somon balığına transplante ettilerBu sayede soğukta kültürasyonu yapılabildi

· Genler,sığır etindeki yağ oranının azaltılmasında kullanıldıAyrıca,hastalıklara karşı koru-yucu olan bir gen sığırlara aktarılarak antikor kullanmadan sağlıklı kalabilmeleri sağlandı

· Genetik mühendisliği kullanılarak,insandan alınan genler koyuna aktarıldı ve koyun sütünde akciğer kanseri tedavisinde kullanılan alpha-1 antitripsinin üretilmesi sağlandı

· Dört bacaklı ve kanatları olmayan tavuklar üretildi

· Örümcek genleri aktarılarak keçi sütünde ipek üretildi

Sağlık Tehlikeleri

· Uzun-Süreli Güvenli Testler Yok:Genetik mühendisliği;organizmaların asla insan yiyecek kaynağı olmayan materyallerini kullanarak yediğimiz doğal temel besinleri değiştirirUzun-süreli testler olmaksızın kimse bu yiyeceklerin güvenli olup olmadığını bilemez

· Toksinler:Genetik mühendisliği organizmalarda beklenmedik mutasyonlara neden olur ki bu mutasyonlar, yiyeceklerde yeni ve yüksek seviyelerde toksinler geliştirebilirler

· Alerjik Reaksiyonlar:Genetik mühendisliği yiyeceklerde daha önce görülmemiş ve bilinmeyen alerjenleri oluşturabilirler

· Besin Değerinin Azalması:Transgenik yiyecekler sahte tazelikle tüketicileri yanlış yöne yöneltebilirlerLezzetli görünüşlü,parlak kırmızı renkli genetik olarak modifiye edilmiş bir domates birkaç haftalık ve besin değeri az olabilir

· Antibiyotik Rezistan Bakteriler:Genetik mühendisliği antibiyotik rezistan genleri GM hücreleri işaretlemede kullanırBu da GM tohumların antibiyotiklere karşı dirençli genler taşıdığını gösterirBu genler ise bizi enfekte eden bir bakterinden alınmış olabilir

· İzi Takip Edilemeyen Problemler:Etiketleme olmaksızın toplum sağlık örgütleri her tür problemin kökeni araştırıp bulmakta güçsüz kalıyorlar

· Yan Etkiler Öldürücü Olabilir:37 kişi öldü,1500 kişi kısmi felce uğradı ve GM bakterilerin yaptığı triptofan bağlantılı sendrom yüzünden 5000’den fazla kişi geçici olarak sakatlandı

Çevresel Tehlikeler

· Herbisitlerin Kullanımının Artması:Bilimadamları genetik mühendisliğince yapılmış herbisit –rezistan bitkilerin varlığının herbisit kullanım miktarını artıracağını saptamışlardırÇiftçiler tohumlarının herbisitleri tolere edebileceğini bildiklerinden, bunları cömertçe kullanmaktadırlar

· Daha Çok Pestisit:GM tohumlar çoğu kez kendi pestisitlerini yaparlar ve EPA(Environment Protection Authority) tarafından pestisit olarak sınıflandırılabilirlerBu strateji yiyecek ve tarlalarımıza her zamankinden daha çok pestisit koyacaktır

· Ekoloji Zarar Görebilir:Besin zincirinde yer alan GM organizmaların etkisi lokal ekolojiye zarar verebilirYeni organizmalar doğal floradaki akrabalarıyla başarılı bir şekilde yarış yapabilir ve çevrede daha önce hiç görülmemiş değişikliklere neden olabilir

· Gen Populasyonu Ortadan Kalkabilir:Bir kere bu GM organizmalar yani virüsler ve bakteriler çevreye serbest bırakıldı mı bunları tekrar bir araya getirmek mümkün değildirKimyasal ya da nükleer kontaminasyondan farklı olarak negatif etkiler geridönüşümsüzdür

Tarımsal Tehlikeler

· Yaygın Tohum Kıtlığı:Genetik mühendisleri GM tohumları patentleyerek kar sağlamak niyetindelerBuna göre ne zaman bir çiftçi GM tohum ekse bütün tohumları aynı genetik yapıya sahip olacaktırSonuçta bu özel tohumlara hücum edecek bir fungus,virus ya da zararlı böcek gelişirse yaygın tohum kıtlığı olacaktır

· Tüm Yiyecek Stoklarımızı Tehdit Eder:Böcekler,kuşlar ve rüzgar genetik mühendisliğince değiştirilmiş tohumları komşu tarlalara ya da daha uzaklara taşıyabilirTransgenik bitkilerin polenleri doğal tohumlarla ve vahşi akrabalarıyla polen çaprazlaşması yapabilir