Biyoteknoloji

Önemli noktalar:

• Biyoteknoloji, bir organizmanın ya da organizmaya veya farklı bir biyolojik sisteme ait bir bileşenin bir ürün veya süreç oluşturmak için kullanılmasıdır.
• Biyoteknolojinin birçok formu, DNA teknolojisini kullanmaktadır.
• DNA teknolojisi, DNA'nın dizilimini, analizini, kesilmesi ve yapıştırılmasını içerir.
• DNA teknolojisinin yaygın formları arasında DNA dizilme, polimeraz zincir tepkimesi, DNA'nın klonlanması ve jel elektroforez bulunmaktadır.
• Biyoteknolojik keşifler, pratik ve etik açıdan yeni sorular doğurabilirler. Bu soruların, toplumun her kesiminden alınan görüşler ile ele alınması gerekir.

Giriş

Biyoteknoloji nedir?

• Bira yapımı. Bira yapımında, çok küçük mantarlar (maya), maltla karıştırılmıi arpa şekerinden elde edilen bir çözeltiye eklenir. Mayalar bu çözeltinin, fermantasyon adı verilen bir süreç ile metabolizmasını gerçekleştirirler. Fermantasyonun, yan ürünü, birada bulunan alkoldür. Bu örnekte, bir organizmanın yani mayanın, insan tüketimi için bir ürün elde edilmesi için nasıl kullanıldığını görüyoruz.
• Penisilin. Bir antibiyotik olan penisilin, bazı küfler tarafından üretilir. Erken klinik deneylerde kullanılmak üzere küçük miktarlarda penisilin elde etmek isteyen bilim insanlarının, her hafta $500$‍ litreye yakın "küf suyu" üretmeleri gerekmişti${}^1$‍. Bu süreç, endüstriyel üretim için, daha üretken mold suşlarının kullanılması ve verimin arttırılması adına kültür koşullarının geliştiilmesi ile zaman içerisinde iyileştirildi${}^2$‍. Bu örnekte, bir organizmanın yani küfün, insanların kullanımı için bir ürün yani bakteriyel enfeksiyonları tedavi eden bir antibiyotik elde edilmesi amacı ile kullanıldığını görüyoruz.

• Gen terapisi. Gen terapisi, işlevsel olmayan bir genin sebep olduğu genetik bozuklukların tedavisinde kullanılan, daha henüz geliştirilme aşamasında olan yeni bir tekniktir. "Eksik" genin DNA'sının vücut hücrelerine aktarılması ile uygulanır. Örnek vermek gerekirse, genetik bir bozukluk olan kistik fibröz hastaları, akciğerlerde üretilen bir klorür kanalında işlev gösteren bir gene sahip değillerdir. Yeni bir gen terapisi klinik deneyinde, işlevsel genin bir kopyası, plazmid adı verilen dairesel bir DNA molekülüne yerleştirildi ve hastaların akciğerlerine zardan yapılmış küreler ile aktarıldı (bir sprey formunda)${}^3$‍.
  Bu örnekte, farklı kaynaklardan gelen biyolojik bileşenler (insanlarda bulunan bir gen ve orijinal olarak bakterilerde bulunan bir plazmid) bir araya getirilerek, kistik fibröz hastalarının akciğer fonksiyonlarını korumalarına yardımcı olan yeni bir ürün elde ediliyor.

DNA teknolojisi nedir?

DNA teknolojilerine örnekler

• DNA'nın klonlanması. DNA'nın klonlanmasında, araştırmacılar, belirli bir gen gibi, ilgilendikleri DNA fragmanlarını klonlar yani birçok kopyasını yaparlar. DNA'nın klonlanması, birçok durumda, plazmid adı verilen dairesel bir DNA molekülüne hedef bir gen yerleştirilmesinden ibarettir. Plazmid, bakterilerde replike edilebilir, böylece ilgilenilen genin birden fazla kopyası yapılabilir. Bazı durumlarda gen bakterilerde ifade edilir ve diyabette kullanılan bir insülin gibi bir protein elde edilir.

  Bir genin plazmid içine yerleştirilmesi.

• Polimeraz zincir tepkimesi (PCR). Polimeraz zincir tepkimesi yaygın biçimde kullanılan ve modern biyolojinin hemen hemen her alanında uygulamaları olan bir diğer DNA manipülasyon tekniğidir. PCR, şablon DNA parçasından başlayarak, hedef DNA dizisinin birçok kopyasını üretir. Bu teknik, örneğin bir suç mahallindeki bir kan damlası gibi yerlerde, eser miktarda bulunan DNA'nın kopyalarının elde edilmesi için kullanılır.
• Jel elektroforezi. Jel elektroforezi, DNA fragmanlarının doğrudan gözlemlenmeleri için kullanılan bir tekniktir. Örneğin, araştırmacılar PCR sonuçlarını, bir jelde ortaya çıkan fragmanları inceleyerek analiz edebilirler. Jel elektroforezi, DNA fragmanlarını, boyutlarına bağlı olarak ayırır ve bir boya ile işaretlenen fragmanlar, araştırmacılar tarafından bu şekilde gözlemlenebilir.

  Jel içindeki DNA fragmanları, negatif elektrottan pozitif elektroda doğru ilerliyor.

  Jel işlemi tamamlandıktan sonra, fragmanlar en küçüğü alt tarafa yani pozitif elektroda, en büyüğü de üst tarafa yani negatif elektroda yakın kalacak şekilde, boyutlarına göre ayrılırlar.

• DNA dizilimi DNA dizilimi, bir DNA molekülündeki nükleotid baz (A, T, C ve G) dizilerinin belirlenmesi olarak tanımlanabilir. Bazı durumlarda, tek bir seferde tek bir DNA dizilimi gerçekleştirilirken bazı durumlarda ise, DNA fragmanlarından oluşan büyük bir grubun (genomun tamamı gibi), grup halinde dizilimi yapılır.

  Genom nedir?

  Genom, bir organizmanın DNA'sının tamamıdır.

  DNA'larını barındıran çekirdekleri olan ökaryotlarda, genom kelimesi genel olarak nükleer (çekirdek) genomu için yani çekirdekte bulunan DNA için kullanılır. Bu tanıma kloroplat ya da mitokondriler gibi organellerde bulunan DNA'lar dahil değildir.

Biyoteknoloji yeni etik sorulara yol açıyor

• Bunların bir kısmı, gizlilik ve ayrımcılık karşıtlığı ile ilgilidir. Örneğin, bir hastalığa daha yatkın olmanıza sebep olan bir gen varyantına sahipseniz, sağlık sigortası şirketleri sizden daha fazla para ödemenizi isteyebilirler mi? Ya da okulunuz ya da iş vereninizin genomunuza ulaşabilmesi mümkün olsaydı, bununla ilgili ne hissederdiniz?
• Biyoteknolojinin, güvenlik, sağlık üzerindeki ve ekolojik etkileri de soru işaretleri doğuran diğer alanlardır. Örneğin, kendi böcek öldürücü maddelerini üretebilen, genetikleri ile oynanmış bitkiler, kimyasal spreylemenin önüne geçebilir ancak yaban hayata karışıp, yerel popülasyonlar ile çaprazlanmaları, istenmeyen ekolojik sonuçlar doğurabileceğinden endişe yaratan noktalardır.
• Biyoteknoloji, bireyler için zor ikilimler doğuran bilgiler sağlayabilir. Örneğin, doğum öncesi testleri ile fetüsün genetik bir rahatsızlığı olduğunu öğrenen bir aileyi ya da genomunun dizilimini yaptırıp, Huntington gibi, geç ortaya çıkan ve tedavisi olmayan bir hastalığa yakalanacağını öğrenen bir bireyi düşünün.

Kendinizi eğitin ve bakış açınızı paylaşın