Genetik mühendisliği (bazen genetik modifikasyon olarak da adlandırılır), modern DNA teknolojilerini kullanarak bir organizmanın genetik yapısını (genotip) ve dolayısıyla fiziksel özelliklerini (fenotip) doğrudan değiştirme işidir. Modifiye edilmiş DNA bir hayvana, bir bitkiye veya bir bakteriye ait olabilir.
Genetik mühendisliği sırasında değiştirilen canlı genomunda tek bir baz (A, T, C, G) olabilir. veya belirli bir DNA bölgesinin silinmesi veya hatta yeni bir genin genoma eklenmesi. Tüm bu genetik kavramlar hakkında daha fazla bilgiyi buradaki makalemizden edinebilirsiniz.
Okuma: Genetik mühendisliği ne iş yapar kısaca
Genellikle genetik mühendisliğinde, başka bir canlının genomundan belirli bir parça alınır ve o parça başka bir canlının genomuna eklenir. İçinde bile olmayan şey ona yakındır. Bu sayede evrimsel süreçte henüz ortaya çıkmamış genetik kombinasyonları teknoloji ile oluşturmak mümkündür. Büyük ölçüde CRISPR teknolojisi sayesinde, genetik mühendisliği yepyeni bir çağa girdi.
Genetik mühendisliği “teknik” bir dal mı?
“Genetik mühendisliği” veya “genom mühendisliği” en büyük daldır. ülkemizde yanlış anlaşılan ve yanlış anlaşılan alanlardan biridir. Ülkemizde yanlış bilgilerin serbestçe dolaşabilmesi nedeniyle “Moleküler Biyoloji ve Genetik” Anabilim Dalı bir bakıma “genetik mühendisliği” olarak kabul edilmiştir. Hatta birçok kişi bu isimde ayrı bir üniversite bölümü olduğunu bile düşünüyor! Bunun nedeni muhtemelen “mühendislik” kelimesinin bölümlere “havalı” bir tavır kazandırmasıdır.
Birçoğu genetik mühendisliğini bir “mühendislik dalı” olarak görse de aslında moleküler biyoloji ve genetik uzmanlarının kullandığı araçlardan (yöntemlerden) biridir; başlı başına bir mühendislik alanı değildir. Genler üzerinde çalışmak, mühendislerin bir ürün oluşturmak için attığı adımlara benzediği için bu adla anılır. Başka bir deyişle, uygulamanın kendisi, mühendislik gibi olsa da aslında moleküler biyologların kullandığı birçok yöntemden biridir: Genleri tasarlamak istedikleri bir organizmaya (ve organizmanın bir özelliğine) hazırlarlar ve bunları organizmada birleştirirler. istedikleri son ürünleri üretmek istiyorlar.
Türkiye’de hiçbir üniversitede “Genetik Mühendisliği” diye bir bölüm yok. Aslında dünyada doğrudan “genetik mühendisliği” olarak bilinen bir bölüm yoktur. Bazı üniversitelerde bu yönde girişimler olsa da ve bazı üniversitelerde farklı bir uzmanlık olan “Biyoloji Mühendisliği” bölümleri açılmış olsa da “Genetik mühendisliği” ülkemizde geleneksel anlamda düşünülebilecek bir uzmanlık alanı değildir. Genetik bir “mühendis” alanı bile değil! Genetik mühendisliği, “genetik manipülasyon ve düzenleme” gerçekleştiği için mühendisliğe benzediği için bu adla anılır. Aslında moleküler biyologların ve genetikçilerin kullandığı yöntemlerden biridir. Genetik mühendisliği (veya genetik modifikasyon), bir organizmanın genomunun biyoteknolojik yöntemlerle değiştirilmesidir (manipülasyon). Kendi başına bir bölüm veya meslek değildir. Ana kısım moleküler biyoloji ve genetiktir; bu nedenle “genetik mühendisliği” yöntemlerini kullanmak isteyenler bu alanı seçmelidir.
Ancak genetik mühendisliği bilimin en önemli alanlarından ve yöntemlerinden biridir. Kökenleri Charles Darwin’in evrim teorisine dayanmaktadır ve çok önemli aşamalardan geçerek günümüze kadar gelmiştir. Aşağıdaki görselde görebilirsiniz.
figcaption>Görsel
Genetik mühendisliği nasıl çalışır
Bunu anlamanın en kolay yolu bir örnektir. O halde, vücudumuzdaki şeker miktarını düzenlememizi sağlayan insülin adlı proteine ve bu protein için yapılan genetik mühendislik çalışmalarına kısaca bir göz atalım:
Normalde , İnsülin pankreasımızda üretilen bir hormondur. Ancak tip 1 diyabetli kişiler insülin üretemezler. Sonuç olarak, vücutları şeker seviyelerini kontrol edemez. Bu kişilerin ölüm gibi ciddi sorunlardan kaçınmak için dışarıdan insülin enjekte etmesi gerekir.
Uzun yıllardır insülinin sentetik olarak üretilmesi için girişimlerde bulunulmuştur. Bu mümkün olsa da, son derece pahalı bir süreçti. Bu süreci kolaylaştırmanın bir yolu, bakteri ve maya gibi basit canlıların bizim için insülin üretmesini sağlamaktı.Normalde bu canlılarda insülin yoktu; Ancak insülin üreten genlerin bu canlılara aktarılması sayesinde bu canlılar da normal genetik süreçlerinin bir ürünü olarak insülin üretmeye başlamışlardır. Humulin adlı genetiğiyle oynanmış bu ürün, 1982 yılında insan kullanımı için onaylandı ve dünya çapında milyonlarca şeker hastalığına umut verdi.
Temel genetik mühendisliği süreci
Aslında genetik mühendisliğine giden bir yol yok ve zaman içinde birçok yeni yöntem keşfettik. Örneğin son yılların en önemli keşiflerinden biri olan CRISPR-Cas9 sistemi, genetik mühendisliğinin en önemli araçlarından biri haline geldi. Ancak buradaki makalemizde bu yeni mekanizmayı detaylı olarak anlattığımız için bu yazıda daha temel bir açıklamaya başvuracağız.
Ayrıca bakınız: Tapu Harita Kadastro Bölümü Maaşlar İş İmkanları Nedir Ne İş Yapar? – Ekonomi Hukuk
Bakteri veya mayaları hedef alan çoğu genetik mühendisliği uygulamaları bir çemberin izolasyonu ile başlar. Bu canlılarda DNA plazmit olarak adlandırılır. Bu DNA’nın küçük bir kısmı kesilir ve moleküler makas adı verilen özel enzimlerle ayrılır. Bu, plazmit üzerinde küçük bir boşluk oluşturur.
Daha sonra bu boşluk, yaratığa eklenmesi istenen gen ile doldurulur. Yani bakteriye verilecek gen bu boşluğa yerleştirilir. İnsülin örneğinde, bunlar insülin üreten genlerdir.
Genetik mühendisliğinin amacı nedir?
Genetik mühendisliği yöntemleri ile kullanabileceğimiz canlıların sınırı yoktur. En basit virüslerden en karmaşık organizmalara (kedi, köpek, insan, ayı, çam ağacı gibi) kadar herhangi bir canlının genomunu değiştirerek onlara yeni özellikler kazandırmak ve özelliklerini ortadan kaldırmak mümkündür. Bunun en ünlü örnekleri, bu makalenin ilerleyen bölümlerinde göreceğimiz gibi, çeşitli çevresel etkilere dayanıklı tarım ürünleridir.
Genetik mühendisliği yöntemleriyle üretilen canlılara genetiği değiştirilmiş organizmalar (GDO) da denir. Bu organizmalar gıda olduğunda, çoğu durumda olduğu gibi, bunlara genetiği değiştirilmiş besinler (GDB) denir.
Bu yeni genle ilişkili plazmitler, bakterilere yeniden verilir ve mantarlar. Bu canlılar yeni geni ayırt edemedikleri için normal bölünme döngülerinde tasarlanmış plazmitleri kullanmaya devam ederler. Her bölünme ile plazmitler de kopyalanır; Ancak bu replikasyon sırasında insülin üreten genler kopyalandığında insülin salınır.
Bu süreçte çok miktarda insülin üretebilmek için söz konusu bakteri veya mantarlar büyük fermantasyon kaplarında tutulur. Burada hızlıca paylaşmaları gereken en uygun ortamı bulabilirler: yemek, sıcaklık, barınak ve daha fazlası. Bakteriler ne kadar çok bölünürse, o kadar çok insülin (veya başka herhangi bir ürün) üretilebilir.
Fermantasyon işlemi tamamlandığında, insülini ayırmak için tekne filtrelenir. Arıtılmış insülin şişelenir ve satışa hazırlanır.
Genetik mühendisliği tarihi
Ulusal İnsan Genomu Araştırma Enstitüsü (NHGRI) tarafından yayınlanan rapor, rekombinant DNA’nın (rDNA) genetik mühendisliğinde kullanıldığını belirtiyor . Rekombinant DNA, iki veya daha fazla farklı organizmadan izole edilen DNA’nın tek bir molekülde birleştirilmesi sonucu oluşan DNA’dır.
Rekombinant DNA teknolojisi ilk olarak 1970’lerin başında geliştirilmiştir. Oluşturulacak ilk genetiğiyle oynanmış ürün, 1973’te oluşturulan bir bakteriydi. 1974’te bu yöntem ilk olarak farelere başarıyla uygulandı. Genentech, ilk genetik mühendisliği şirketi 1976 yılında kuruldu. Şirket, insan genomundan izole edilen insülin genlerini E. coli bakterisine aktararak bakterilerin yukarıda anlatıldığı gibi insan insülini üretmesini sağladı.Geniş mühendisliğiyle yapılan ilk insan aşısı, 1987 yılında FDA tarafından onaylanan hepatit B aşısıydı. >
1980’lerden bu yana, daha yeşil lityum iyon pillerden, genetiğiyle oynanmış HoneySweet Plum gibi enfeksiyona dayanıklı ürünlere kadar birçok ürün üretildi. Genetiği değiştirilmiş organizmalar (GDO’lar) olarak bilinen bu genetiği değiştirilmiş organizmalar, yukarıda tartıştığımız gibi hastalığa daha az duyarlı olacak veya belirli çevresel koşullara dayanacak şekilde tasarlanabilir.Bilinen ilk genetiği değiştirilmiş gıda örneklerine 1994 yılı civarında rastlanmaktadır.
Patates, domates ve pirinç gibi ürünlerde olduğu kadar sütte de direnci, besin değerlerini ve büyüme hızını artırmak için genetik mühendisliği yöntemleri Hayvanlarda kistik fibroz için iyileştirici özelliklere sahip olan ve Alzheimer çalışmalarına yardımcı olmak için üretilen solucanlar üzerinde kullanılan üretim. Bu ilginç uygulamaya bir göz atalım:
Alzheimer hastalığı ve solucanlar
C. elegans, sinir sisteminde sadece 300 hücre bulunan çok basit bir yaratıktır. Ancak bu özelliği sayesinde Alzheimer gibi nörolojik hastalıkların nasıl geliştiğini öğrenebileceğimiz harika bir model olarak kullanılabilirler. Ayrıca, bu solucanlar neredeyse tamamen şeffaf olduklarından, sinir hücreleri yeşil floresan protein (GFP) adı verilen özel bir proteinle etiketlendiğinde, dışarıdan mikroskop altında görülebilmeleri için parlarlar. Bu sayede vücudunuzda nerede ve hangi faaliyetlerin gerçekleştiğini görmek mümkündür.
Ayrıca bakınız: Win&ART PROJE DERGİSİ – Endüstriyel Kilit Üretiminde Türkiye Pazarının Lideri Mesan Kilit
C. elegans solucanları, genetik mühendisliği yöntemlerini kullanarak solucanların genomunu kolayca değiştirebiliriz. Bu şekilde bu solucanların istediğimiz proteinleri üretmesini sağlayabiliriz. Bu proteinlerin sinir sistemi üzerindeki etkilerine bakarak bu proteinlerin çeşitli hastalıklarla ilişkisini görebiliriz. Alzheimer hastalığı bunlardan sadece biridir.
İnsanlarda APP geni, Alzheimer hastalığı ile ilişkili olduğu bilinen amiloid plaklarının oluşumuna neden olan proteinlerden birini kodlar. Bilim adamları, Alzheimer’ın nasıl oluştuğunu öğrenmek için APP genini C. elegans solucanlarına aktardı. Başka bir deyişle, uzmanlar bu küçük solucanları Alzheimer hastalığıyla “enfekte ettiler”.
Bilim adamları, yeşil floresan proteinlerle etiketleyerek bu gen tarafından üretilen APP proteininin izini sürmeyi başardılar. Bunu yaparken son derece ilginç bir gözlem yapabildiler: Solucan yaşlandıkça APP ile temas eden tüm hücreler daha hızlı öldü ve onları yavaşlatmak hatta durdurmak için yöntemler üzerinde çalışmaya başladılar. Alzheimer hastalığının kesin tedavisine her gün bir adım daha yaklaşıyoruz.
Genetik mühendisliği korkuları artırıyor!
Tüm bu olumlu sonuçlara rağmen, birçok insan genetik mühendisliğinin tehlikeli olduğunu düşünüyor. Bunun tetikleyicilerinden biri 1997 yılında, sırtında insan kulağı olan bir farenin fotoğrafıdır /filters:no_upscale( )/evrimagaci.org%2Fpublic%2Fcontent_media%2F5c1d3c42ecb8753fbead914b85a4a56c.png” alt=”” />
Bu fotoğraf, genetik mühendisliğinin kullanımına karşı bir tepkiye yol açtı, ancak tepkiler tamamen asılsızdı çünkü bu farenin aslında genetik olarak tasarlanmadığı ve sırtındaki kulağın insan hücreleri veya genleri kullanılarak yapılmış bir kulak olmadığı ortaya çıktı. oldu!
Konuyla ilgili Ulusal Bilim Vakfı’na göre, kulak, 3 yaşındaki bir fare kulağından, ona bir kulak kalıbı vererek laboratuvarda kıkırdak yapmanın yeni bir yolunu göstermek için geliştirildi. cilt altına biyolojik olarak parçalanabilen ağ yerleştirilir. Farelerin genlerine dokunulmamıştır bile!
Ancak bunun gibi fotoğraflar korkuları körüklemek için paylaşılmaya devam ediyor. genetik mühendisliği ile yapılabilir.
Organik tarımda genetik mühendisliği: hassas üreme
Genetik mühendisliği ile bir veya daha fazla genin doğrudan manipülasyonu mümkündür; ancak DNA’yı değiştirmenin başka bir yolu da seçici üremedir. Bu, doğal seleksiyon olarak adlandırılan ünlü evrim mekanizmasının insan kontrolü altında manipüle edilmesidir. Evrimsel biyolojide buna yapay seçilim denir.
Seçici üreme yöntemlerinden biri hassas üreme (ingilizce: “hassas üreme”), İstenilen özelliklere sahip bir türün dölünü oluşturma yöntemi Bunu sağlamayı amaçlayan organik tarım uzmanları, çiftleşen bitkileri yakından takip ederek istenmeyen özelliklere sahip yeni nesilleri daha büyümeden elimine eder. Bu sayede evrim çok daha hızlı gerçekleşir ve türler insanların istediği yönde değişir. Diğer bir deyişle genetik mühendisliği aslında uzun süredir organik tarımda kullanılan bir yöntemdir.
Hassas ıslah kullanımına en son örneklerden biri yeni bir pirinç çeşidinin ıslahıdır. .California-Davis Üniversitesi’nde bitki patolojisi profesörü olan Pamela Ronald, Çin’deki pirinç mahsulü tahribatı sorununu çözmek için sele karşı daha dayanıklı bir pirinç tohumu çeşidi geliştirdi. p>
Mali Ronald, Mali’ye özgü yabani bir pirinç çeşidini kullanarak Sub1 adlı bir gen keşfetti. Normalde su altında 3 günden fazla yaşayamayan pirinç çeşitlerine aktarılan bu gen, pirincin su altında 17 gün yaşayabilmesini sağladı.
Ronald Xa21 suşu verdi. adını bu yeni ve daha güçlü pirinç çeşidine borçludur. Araştırmacılar, bu türü, şu anda piyasada bulunan herbisit ve böceklere dayanıklı soya, pamuk ve mısır da dahil olmak üzere dünya çapında ticari olarak yetiştirilen diğer GDO’ların saflarına eklemek için çabalıyorlar. Bu kelimenin tam anlamıyla bir ölüm kalım meselesidir, çünkü dünyanın en büyük pirinç üreticisi ve tüketicisi olan Çin’deki çiftçiler için tek yol, ailelerini geçindirmek için yeterli mahsulü hasat etmektir. Bu teknolojiler de bu dengenin “hayatta kalma” yönünde değişmesini mümkün kılıyor. New York’taki Dünya Bilim Festivali’ndeki bir sunumda Ronald şunları söylüyor:
Genetik mühendisliği sadece beslenme için değil, aynı zamanda insanların dünya dışı geleceği için de büyük önem taşıyor: uzmanlar , Dünya dışındaki hayata uyum sağlamamızın en önemli yollarından birinin, genetik mühendisliği yoluyla genlerimizi doğrudan değiştirmek olduğunu öne sürüyor. Bazı genetik değişiklikler insanlarda zaten yapılmıştır!
Bu nedenle korkularımızı bir kenara bırakmalı, olası tehditleri ve etik sorunları görmezden gelmemeli, bilimi durmaksızın ilerletmeliyiz.
Ayrıca bakınız: 7 Yılını Dolduran Sözleşmeli Erlere Kadro Verilecek Mi? – Memurlar.Net
