Genetik mühendisliği nedir, nasıl çalışır, başka ne için kullanılır?

Genetik mühendisliği

Genetik mühendisliği, bazen genetik modifikasyon olarak adlandırılır. Bir organizmanın genomunda DNA’yı değiştirme sürecidir. Bu bir baz çiftinin değiştirilmesi anlamına gelebilir (AT veya CG). DNA’nın tüm bölgesini silme veya bir genin ek bir kopyasını ekleme şeklinde de olabilir.
Aynı zamanda DNA’yı başka bir organizmanın genomundan çıkarmak ve onu bireyin DNA’sı ile birleştirmek anlamına da gelebilir.
Genetik mühendisliği, bilim insanları tarafından bireysel bir organizmanın özelliklerini geliştirmek veya değiştirmek için kullanılır. Örneğin, genetik mühendisliği besin değeri daha yüksek olan veya herbisitlere maruz kalmayı tolere edebilen bitkiler üretmek için kullanılabilir.

Genetik mühendisliği nasıl çalışır?

Genetik mühendisliği nedir

Genetik mühendisliği sürecini açıklamak için bir protein olan insülini örnek alalım. Kanımızdaki şeker seviyelerini düzenlemeye yardımcı olur.
Normalde insülin pankreasta üretilir, ancak tip 1 diyabetli kişilerdeinsülin üretiminde bir sorun var. Bu nedenle diyabetli insanlar kan şekeri seviyelerini kontrol etmek için insülin enjekte etmek zorundadır.
Genetik mühendisliği, maya ve bakterileri kendimizdekine çok benzeyen bir tür insülin üretmek içinkullandı,E. colibakterisi gibi.
Bu genetik olarak değiştirilmiş insülin olan ‘Humulin’ 1982 yılında insan kullanımı için lisanslanmıştır.

Genetik mühendisliği süreci

1. Plazmid adı verilen küçük bir dairesel DNA parçası bakteri veya maya hücresinden elde edilir.
2. Daha sonra kısıtlama enzimleri olan ‘moleküler makas’ ile dairesel plazmidden küçük bir bölüm kesilir.
3. İnsan insülini için gen, plazmiddeki boşluğa sokulur. Bu plazmid şimdi genetik olarak modifiye edilmiştir.
4. Genetiği değiştirilmiş plazmid, yeni bir bakteri veya maya hücresine sokulur.
5. Bu hücre daha sonra hızla bölünür ve insülin yapmaya başlar.
6. Hücreler ne kadar bölünürse, o kadar fazla insülin üretilir.
7. Fermantasyon tamamlandığında, karışım insülini serbest bırakmak için filtrelenir.
8. Daha sonra insülin saflaştırılır ve diyabetli hastalara dağıtım için şişelere ve insülin kalemlerine paketlenir.

Bakterilerde insülin üretmek için genetik modifikasyonun nasıl kullanıldığını gösteren bir resim. Fotoğraf kredisi: Genome Research Limited

Genetik mühendisliği başka ne için kullanılır?

Oluşturulacak ilk genetik olarak değiştirilmiş organizma 1973’te bir bakteriydi.
1974’te farelere aynı teknikler uygulandı.
1994 yılında ilk genetik olarak değiştirilmiş gıdalar kullanıma sunuldu.
Bitkilerde, patates, domates ve pirinç gibi ürünlerin dayanıklılığını, besin değerini ve büyüme oranını artırmak için genetik mühendisliği uygulanmıştır.
Hayvanlarda, sütlerinde kistik fibrozu tedavi etmek için kullanılabilecek terapötik bir protein üreten koyunlar veya bilim adamlarının Alzheimer gibi hastalıklar hakkında daha fazla bilgi edinmelerini sağlamak için karanlıkta parlayan solucanlar geliştirmek için kullanılmıştır.

Genetik mühendisligi başka ne için kullanılır

Alzheimer hastalığı ve solucan

Nematod solucanı C. elegans (İplik Kurdu), tüm sinir sisteminde sadece yaklaşık 300 hücreye sahiptir ve bu da onu Alzheimer hastalığını incelemek için çok basit bir model yapar.
C. elegans’ın genetik materyali, solucanın araştırmacıların incelemek istediği spesifik proteinleri üretmesi için kolayca genetik olarak modifiye edilebilir.
İnsanlarda APP geni, Alzheimer hastalığı olan kişilerin özelliği olan amiloid plaklarla ilişkili bir proteini kodlar.
Bu nedenle, Alzheimer’ı incelemek için araştırmacılar, solucanın sinir hücrelerini APP genini içerecek şekilde genetik olarak tasarladı ve etkili bir şekilde Alzheimer hastalığı oluşturdu. Solucanda üretilen APP proteinini yeşil floresan proteini ile etiketleyerek APP ile temas eden tüm hücrelerin solucan yaşlandıkça öldüğünü görmeyi mümkün kıldı.
Araştırmacılar daha sonra solucandaki Alzheimer hastalığının ilerlemesini izleyebildi ve Alzheimer hastalığı olan insanlarda APP’nin rolünü anlamaya çalıştılar.

Bunlar da ilginizi çekebilir:

Genetik mühendisliği yeni iş alanları oluşturuyor
Çin CRISPR Devrimi ile, Gen Düzenlemede Dünya Lideri Oldu.
Çinli Bilim İnsanları Tarafından Yapılan 10 Genetik Başarı ve Bulgu
Çin, Genetiği Değiştirilmiş Üçüncü Bebeğin Doğduğunu Onaylıyor!

NASA, Voyager 2 ile Yaklaşık Bir Yıl Boyunca İletişimi Kesecek!

Albert Einstein 14 Mart Doğum Günü. Bir Dahinin Hayatı!