İstanbul Üniversitesi Genetik Mühendisliği Bölümü Hakkında

İstanbul Üniversitesi Genetik Mühendisliği Bölümü Hakkında

İstanbul Üniversitesi Genetik Mühendisliği Bölümü Hakkında İSTANBUL ÜNİVERSİTESİ

Bölüm Hakkında Bilgi Kontenjan : 40 (+1) ÖSS’ye katılan adaylardan sınavda en yüksek puan alanların (ilk %5) tercih ettikleri programlar arasındadır ! ! !
Neden Moleküler Biyoloji ve Genetik?
Canlılıkla ilgili tüm olayların moleküller düzeyinde araştırılması Özellikle genetik mühendisliği tekniklerindeki ve bilgi teknolojisindeki hızlı ilerlemelerle yüzyılımıza damgasını vuracak bilim dalları
Moleküler Biyoloji ve Genetik için Gerekli Nitelikler
Bilimsel araştırmalara çok ilgi duyma
Laboratuvar ortamında çalışmaktan hoşlanma
Yenilikleri ve değişimleri izleme Yabancı dil (özellikle İngilizce) bilgisi ve bilgisayar kullanımı gerekli
Moleküler Biyoloji ve Genetik Programı
Programın ana hedefi moleküler biyoloji, genetik ve biyoteknoloji alanlarında en kaliteli insan gücünün yetişmesine katkıda bulunmak
Hepsi alanlarında yetkin Öğretim Elemanları tarafından verilen ve uygulamaları tam donanımlı araştırma laboratuvarlarında gerçekleştirilen derslerden oluşan program
Program kapsamındaki dersler :
· Birinci yılda genel ve moleküler biyoloji, fizik, kimya, matematik ve informatik temel bilgileri,
Sonraki yıllarda moleküler biyolojinin çeşitli alanlarında ve endüstrinin çeşitli kesimlerinin gereksinimini karşılayacak bilgileri içeren dersler
Öğrencilerin ilgi alanlarına göre çok sayıda seçimlik dersler
İkinci sınıftan itibaren, ERASMUS Öğrenci Değişimi Programı programı çerçevesinde Avrupa’daki çeşitli Üniversitelerde [ Groningen Üniversitesi (Hollanda), Kopenhag Üniversitesi (Danimarka), Mediterranean Agronomic Research Center (Yunanistan) ] eğitimin bir kısmını sürdürme olanakları
Moleküler Biyoloji ve Genetiğin daha özel alanlarında ( insan genetiği, bitki biyokimyası ve biyoteknolojisi, maya genetiği ve biyoteknolojisi, virus genetiği vb ) tam olarak uzmanlaşmayı sağlayan Yüksek Lisans ve Doktora programları Mezunların Çalışma Alanları ve İş Olanakları*]Devlet veya özel üniversiteler ve diğer akademik kurumlarda bilimsel kariyer
Sağlık, tarım, hayvancılık ve çevre ile ilgili kuruluşlarda araştırmacı
Biyoteknolojiye dayalı üretim ve çalışma yapan ilaç, besin vb endüstri sektörlerinde araştırmacı ·
Bu alanlar için gerekli alt yapı ve malzemeyi sağlayan ve hizmet veren özel kuruluşlarda teknik eleman ve müşteri temsilcisi

BOĞAZİÇİ ÜNİVERSİTESİ

Moleküler Biyoloji ve Genetik Bölümü, Türkiye'nin ilk moleküler biyoloji bölümü olarak 1977'de kurulmasından sonra, konusundaki birçok alanı kapsayacak biçimde gelişmiştir Lisans, yüksek lisans ve doktora programlarının yanı sıra, Fizik, Kimya ve Matematik bölümleriyle çift anadal programları sunmaktadır Tam zamanlı 12 öğretim üyesi, bir öğretim görevlisi ve 11 araştırma görevlisinden oluşan 25 kişilik bir öğretim kadrosu bulunmaktadır Öğretim elemanları kendi konularında sürdürdükleri bilimsel araştırmalara lisans öğrencilerinin de katılmalarını teşvik ederler Öğrenciler derslerde kazandıkları sağlam kuramsal temelleri laboratuar dersleri ve araştırma projelerine katılımla desteklerler Bölümün amacı öğrencilere iyi bir araştırıcı olabilmek için gerekli temel eğitimi vermektir; bunun sonucunda da mezunların çoğu yurt içinde ya da yurt dışında lisansüstü öğrenimlerini sürdürürler
Lisans programının ilk iki yılı ağırlıklı olarak matematik, fizik, kimya ve biyolojiye giriş dersleri gibi temel derslerden oluşur Son iki yılda ise genetik, biyokimya, fizyoloji, moleküler biyoloji ve mikrobiyoloji gibi kuramsal dersler ile onlarla ilgili laboratuar dersleri bulunur Öğrenciler deneysel kısmını tamamen kendilerinin gerçekleştirdiği proje dersleri de alabilirler Ayrıca programda bölüm seçmeli derslerinden ve diğer bölümlerden seçilebilir birçok ders bulunmaktadır
Bölümde çok çeşitli konularda bilimsel araştırma yürütülmektedir Ülkemizde genetik tanının ve yeni hastalık genleri aranmasına yönelik araştırmaların ilk kez yapıldığı bölümde, araştırmaların önemli bir kısmı insan genetiği alanındadır Bölüm araştırma konularında örnek olarak sinir ve kas sistemlerini etkileyen hastalıklar, kan hastalıkları ve nadir hastalıkların genetiği ile retina gelişimi, bitki genetiği ve protein sentezi sayılabilir Son yıllarda bölüme yeni katılan öğretim üyelerimiz kanserde etkin yeni onkogenlerin veya tümör baskılayıcı genlerin belirlenmesi, programlı hücre ölümü ile kanser ilişkisi gibi konularda araştırma konularımıza zenginlik katmıştır
Araştırma Konuları
Bitki Genetiği
Hastalıklara Direnç Genlerinin Tanımlanması
Akrabalık Tanımlama Yöntemlerinin Geliştirilmesi
Gelişim Biyolojisi
Biyolojik Sinyal İletim Mekanizmaları
Hücre Bölünmesinin Kontrolü
Büyüme Faktörlerinin Rolleri
Gen Anlatımı
Protein Sentezinin Kontrol Mekanizmaları
Patolojik Dokularda Gen Anlatım Profilinin Analizi
Hücre Kontrolünde Etken Yerni Molekülerlin Tanımlanması
Yüksek Isıda Yaşayan Bakterilere Özgü Enzimler
Kalıtsal Hastalıkları
Yeni Hastalık Genleri Belirlenmesi
Bilinen Hastalık Genlerindeki Değişimlerin Analizi
Genetik Hastalık Tanı Yöntemlerinin Geliştirilmesi
Programlı Hücre Ölümü Mekanizmaları
Çift Anadal Programları
Matematik, Kimya, Fizik Bölümleri ile çift anadal programı mevcuttur

Genetik Mühendisliği
Son zamanlarda yayınlanan birçok araştırmada gen mühendisliğinin önemi ve gücü belirtilmeye başlanmıştır Birçok kişi artık zararlı genleri bireylerin haklarını kısıtlayarak yok etme yerine, zararlı genleri özel yöntemlerle normal ya da üstün gen niteliğine çevirmenin yollarını aramaya başlamıştır Bu konudaki girişimler büyük bir coşkuyla karşılanmakta ve yorumlamalar gittikçe aşırıya varan ölçülere ulaşmaktadır Bununla beraber gen mühendisliğinin uygulama alanının kısıtlı olmasını gözden uzak tutmamak gerekir
Her şeyden önce, DNA'daki baz çiftterinin çok küçük olması nedeniyle, fiziksel olarak (mikrocerrahi ile) değiştirilmesini ümit etmemiz biraz hayalcilik olacaktır Ikincisi, bu şekildeki düzeltmeler kural olarak vücut (soma) hücrelerine sınırlı kalacaktır; bu da gelecek döllerin yapısını değiştirme için etkili değildir

ZARARLI GENLERİN DEĞİŞTİRİLMESİ
Vücut hücrelerimiz (çekirdek taşımak koşuluyla) bir bireyi meydana getirecek tüm genlere sahip olmasına karşın, bulunduklan yer ve dokuya göre taşıdıklan genlerin ancak bazıları işlev yapabilecek durumdadır Örneğin; tiroksin üretecek enzimleri sentezlemek için, yalnız tiroit bezindeki genler işlev görür ve bilgi üretebilir Bu organda veya bezde bulunan zararlı bir gen kapatıldığı için herhangi bir etkiye ve kusura neden olmaz Başka bir organda veya dokuda da kusurlu tiroksin meydana getiren bir gen kapalı olacağı için herhangi bir zararlı etkiye sahip değildir 0 halde zararlı genlerin değiştirilmesi dokulara ve organlara sınırlı kalmaktadır Bunun için de değişik yöntemler uygulanabilir

VlRÜS TRANSFERİ (TRANSDÜKSlYON)
Virüsler, bazen ürediği konukçudan taşındığı konukçuya gen aktarabilir Bu taşımaya transdüksiyon denir Doğal olarak bir virüs, bulaştığı hücreyi çoğunluk öldürür ve o zaman kalıtsal olarak bir öneme sahip değildir Fakat bazı durumlarda virüs, kalıtsal materyalini girdiği hücrenin kalıtsal materyaline katarak (integre ederek), onun hızıyla çoğalmaya başlar ve bu durumda konukçu hücreye herhangi bır zarar vermez Bu, "L i z o g e n i k D u r u m" olarak bilinir Bakterilerde kalıtsal yapının düzeltilmesi için bu tip virüs aktarmalarından yararlanılır
Son zamanlarda, bu yöntem, insan doku kültürleri için de kullanılmaya başlanmıştır Insanlann çoğu, bir amino asit olan arjinini yıkmak için karaciğerden salgılanan arjinaz enzimini sentezleten başat bir gene sahiptir Çekinik homozigot durumlarda enzim salgılanması yoktur; bu bireylerde "A r g i n i n e m i a" denen bir hastalık meydana gelir Arjininin miktarı kanda artar Sonuçta zeka geriliği, sara hastalığı ve erken ölüm ortaya çıkar Shope Papilloma denen bir virüs genellikle tavşanlarda hastalık yapar; fakat insanlarda lizogenik durumda yaşar Bu virüsle tavşanlardan insana gen taşınması yapılabileceği düşünülmüş ve doku kültürlerinde deneme-ere girişilmiştir Normal bir bireyden alınan hücreler bu virüsle enfekte edilmiştir Daha sonra bu doku kültüründeki virüsler arjininemia olan kişiden alınan hücrelere taşınmıştır Hücrelerin bir kısmı bu enzimi sentezleyecek yeteneği kazanmıştır Açıkça normal bireydeki başat gen bu yolla hasta bireyin hücrelerine taşınmıştır
Daha sonraki aşamada, bu virüsler arjininemialı bir kişinin karaciğerine aşılanmıştır Daha doğrusu Almanya'da birisi beş yaşında, diğeri onsekiz aylık iken zeka geriliği ve bu hastalığın diğer bulgulannı gösteren iki kız kardeşe enjekte edilmiştir Karaciğerlerine enjekte edilen bu virüsler istenen sonucu vermemişler ve düzelme meydana gelmemiştir Fakat ileride daha gelişmiş bir teknikle bu aşılamanın yapılabileceği ümidi yitirilmemiştir
Bir türden diğer türe bu virüslerle gen aktanmı yapmak da mümkündür Bazı insanlar, süt içerisinde bulunan laktozun bir türevini, yani galaktozu, yıkan enzimden yoksundurlar Bu insanlar Galaktozemia" denen bir hastalığa tutulurlar ve kanlannda aşırı galaktoz birikir Bu hastalar süt ve sütten yapılmış gıdalan almazlarsa normal bir yaşam sürdürebilirler Fakat, eğer bir gen aktarımı yapılırsa bu besinleri de alabilme olanağına kavuşurlar Insan bağırsağında yaygın olarak bulunan Escherichia colı, bu enzim için bir gene sahiptir Hem bu bakteriyi hem de insanı enfekte eden ortak bir virüs vardır Bu bakteri kültüründen alınan virüsler galaktozemi gösteren bir insandan alınmış doku kültürüne bulaştırılmıştır Daha sonra yapılan testlerde; bulaştırılan insan hücrelerinin eksik olan enzimi ürettikleri saptanmıştır Bu yeteneği kaza-nan hücreler alındığı kişinin karaciğerine tekrar enjekte edilmiş ve orada eksik olan enzimi üretmeye devam etmiştirler
Moleküler genetikteki ilerlemeler, bizim, yalancı virüs yaratmamızı da mümkün kılmıştır Artık bugün bir virüsün DNA'sı çıkanlıp yerine yabancı bir virüsün DNA'sı yerleşterilmektedir Virüsün kılıfı bulaştıracağı hücreyi saptar Dolayısıyla DNA'sı çıkanlsa da yine eskisi gibi doğal konukçusu olduğu hücreyi enfekte etmeye devam eder Bu şekilde istediğimiz nitelikte virüs yapabiliriz Bu yöntemlerle fare doku kültüründen belirli genler insan doku kültürüne aktarılabilmiştir Yalnız fareleri enfekte eden bir virüsün DNA'sı insanı enfekte eden bir virüsün içerisine konarak, insan hücrelerine girmesi sağlanmıştır Yalancı virüslerin bu şekilde büyük bir gücü vardır Biz, farklı türlerden uygun genleri, bu yöntemle seçebilir ve insanın üreme hücrelerini meydana getiren dokulara aşılayarak, insan gen populasyonuna büyük katkılar yapa-biliriz Eşey hücrelerine bu şekildeki bir aşılama için daha birçok araştırma ve deneyin yapılması gerekmektedir
DOĞRUDAN DNA NAKLl (TRANSFORMASYON)
Mikrobiyologlar uzun bir süreden beri diğer bir bakterinin DNA'sını içeren bir besin ortamında yetiştirilen bakterilerin zamanla yeni genler kazandıklannı saptamıştı Bakteriler "E n d o s i t o s i s" dediğimiz bir çeşit yutma yöntemiyle ortamdaki DNA parçalannı alarak kendi kromozomlanna ekleyebilir Son zamanlarda yapılan çalışmalar, insan hücrelerinin de bu yeteneği taşıdığını göstermiştir Bir araştırmada anormal hemoglobin üreten bir kişinin göğüs kemiğinin (sternumun) kırmızı iliğinden alınan olgunlaşmamış kırmızı kan hücrelerinin doku kültüründe üretilebileceği gösterilmiştir Normal bir insanın göğüs kemiğindeki ilikten alınan hücrelerden hazırlanmış bir besin ortamında üretilen bu hücreler bir zaman sonra normal hemoglobin yapabilme yeteneğini kazanmıştır Daha sonraki aşamada bu hücreler (eskiden anormal yeni durumda normal hemoglobin üreten) alındığı kişinin sternumunun içerisine enjekte edilerek o kişinin normal hemoglobin üretimi sağlanabilmiştir

HÜCRE KAYNAŞTIRILMASI ile YENi GENLERiN KAZANILMASI
Aynı türün farklı bireylerinden, hatta farklı türlerin bireylerinden alınan hücreler aynı doku kültürü içerisinde yetiştirilebilir Bazı zararsız virüsleri bu doku kültürü içerisine eklemekle hücrelerin kaynaşması sağlanabilir Hücre duvarlannın eritilmesi ile iki çekirdekli bir hücre ortaya çıkar Bu iki çekirdekten hangisi mitoz bölünmeye erken başlarsa, baskın duruma geçer ve öbürünü yıkar Yıkılan çekirdeğin kromozom parçaları iğne şeklinde diğer kromozomlann içerisine girebilir ve yeni hücre, bölünmeyi yeni gen kombinasyonları ile bitirir Insan ve fare hücreleri bu şekilde bırleştirilebilmiştir Fakat fare hücreleri çoğunluk baskın duruma geçmiştir; çünkü fare hücrelerinin insanlara göre daha hızlı bölünme eğilimi vardır Insan kromozom parçaları, zaman zaman fare kromozomlarına eklenmiştir Bu yolla anormal gen taşıyan kromozomlann yerine, normal gen taşıyan kromozomları tüm olarak yerleştirmek de mümkün olabilir

TÜM HÜCRE NAKLİ
Diğer bir yöntem de, bazı enzimleri üretemeyen dokular içerisine, bu enzimleri üreten hücrelerin yerleştirilmesidir Daha önce öğrendiğimiz gibi gamma globulini üreten genin olmaması (çekinik olması) halinde, antikor üretilemeyeceği için, canlı, enfeksiyonlara karşı dayanıksız olacak ve bu genotipteki bireyler yaşamlarının ilk evrelerinde çoğunluk öleceklerdir Gamma globulin, kemik iliği tarafından üretilir Normal allelleri taşıyan bir kişinin sternumundan alınan kemik iliği "A g a m m a -g 1 p b u 1 i n e m i a"lı bir kişiye enjekte edilebilir Nakledilen bu hücreler zamanla çoğalır veyabancı antijenlere tepki gösterebilecek antikorları üreterek kana verebilir

GEN SOKMA
Gen mühendisliği emekleme çağındadır ve bugün ancak deneme evresindedir Gelecekte geniş uygulama alanı bulacağı kuşkusuzdur Yalnız bu uygulamalann bir de tehlikesi vardır Nitekim zamanımızdaki mikrobiyoloji uzmanlarının bir kısmı, gen mühendisliğinin bazı konularına şimdiden bir kısıtlama, yani bir çeşit ambargo konmasını önermektedir Çünkü bu değiştirme denemelerinin yapılması sırasında, anti-biyotiklere dayanıklı, üstün yaşama gücü olan ve bizzat kendisi toksin salgılayan bir gen kombinasyonuna sahip mikroorganizma yaratılabilir Bu ise insanlann sonu olabilir Bu kısıtlama bugün yasal olarak konmamıştır Fakat bu konuda araştırma yapan merkezler böyle bir felaketin ortaya çıkmaması için gerekli önlemleri almaktadır
Birçok gen mühendisi, bireysel kusurları ve anormallikleri düzeltmek için çalışmalar yapmayı amaçlamıştır Fakat, amaç, üreme hücrelerindeki zararlı genlerin gelecek kuşağa düzeltilerek geçmesini sağlamaktır
Bu bölümün sonunda, insanların gelecek için kötümser olmamasını öneririz Çünkü bu kadar yıldan beri karşılaştığı sorunlan üstün zekası ile çözen bizlerin, gelecekte karşılaşacağı sorunları da aynı yetenek ve beceri ile çözeceği inancındayız Gelişmiş zekamızı, gelecekteki aşın yoğunluğumuzdan doğan sorunlan ve genetik kirlenmeleri çözecek şekilde yönlendirebilir ve sonunda çareyi bulabiliriz Eğer böyle sorunlara araştırma ve eğitimle eğilmezsek, akılla çözeceğimiz birçok sorunu, doğanın zalim ve özverisiz seçme baskısıyla çözmesine boyun eğmek zorunda kalacağız Her şeyden önce bu konunun çözümüne, insanlan, evrim ve kalıtım konusunda bilinçlendirmek ve eğitmekle başlamalıyız Çünkü kalıtımı ve evrimsel işleyişi ana hatlanyla bilen her kişi, gelecekteki tehlikeleri sezinleyebilecek ve ona göre önlemlerini alacak, gerekirse kişisel özverilerde bulunabilecektir