Amino Asitler
advertisement
BĠYOLOJĠ ARAġTIRMALARI, TEKNOLOJĠYE AKTARIMI VE ÖNCELĠKLERĠMĠZ Prof. Dr. Orhan ERMAN FIRAT ÜNĠVERSĠTESĠ, FEN FAKÜLTESĠ, BĠYOLOJĠ BÖLÜMÜ ĠÇERĠK 1 GĠRĠġ 2 BĠYOLOJĠ BĠLĠMĠNĠN GELĠġĠMĠ 3 MODERN BĠYOLOJĠNĠN BAġLANGICI 4 BĠYOLOJĠNiN TEKNOLOJĠYE AKTARIMI 5 BĠYOTEKNOLOJĠ NEDĠR? 6 REKOMBĠNANT DNA TEKNOLOJĠSĠ 7 GENETĠĞĠ DEĞĠġTĠRMĠġ ORGANĠZMALAR (GDO) 8 ĠNSAN GENOM PROJESĠ 9 KÖK HÜCRE ÇALIġMALARI 10 ÖNCELĠKLERĠMĠZ 1. GĠRĠġ Güneş, her gün çok büyük miktarda enerjiyi dünya ve ay ile güneş sistemimizdeki diğer tüm gezegenlere doğru yayar. Ve yine her gün gezegenler bu enerjiyi uzay boşluğuna geri yansıtır. Bunlar arasında sadece dünya aldığı enerjinin küçük bir kısmını çok az bir süre için bile olsa hapseder ve depolar. Kozmik enerji akışındaki bu minicik gecikme yaşam gücünü sağlar. Bitkiler güneş ışığını alır almaz bu enerjiyi gövde, yaprak ve tohumlarını oluşturabilmek için kullanırken, hayvanlarda bitkileri yiyerek veya bitkileri yiyen hayvanları yiyerek bu enerjiyi kendi bünyelerinde hapsederler. Yaşam ve ölüm arasındaki süreçte her basamakta, enerjinin tekrar uzaya dönme zincirini tamamlayacak halka olan atık ısı ortaya çıkar. Biyoloji; kısaca canlıları çeĢitli yönleriyle inceleyen bir bilimdir. Dünya yaĢam ıĢığı ile doludur. Milyonlarca organizma dünyanın çeĢitli bölgelerine dağılmıĢtır. Bunlar, doğrudan ya da dolaylı olarak güneĢ gibi canlı olmayan enerji kaynakları üzerinden beslenirler. Bu karmaşık çeşitlilikte tüm biyolojiyi bir bütün haline getiren şey nedir? Örneğin amipler, süngerler ve insanlar arasında biyoloji bilimi için ortak olan nedir? Canlı ve canlı olmayanlar birbirinden nasıl ayrılır? Aslında kısacası yaşam nedir? Sözlüklerde yaĢam; canlı ve ölü arasındaki özellik farkı, ölüm de; yaĢamın sona ermesi Ģeklinde tanımlanır. Bakterilerden insanlara kadar tüm organizmalarda ortak bazı nitelikler bulunur. Ferdiyet Gen Organizasyon-Hücreler-Organlar-Sistemler Gen Kimyasal yapı Metabolizma Gen Hareket Gen Duyarganlık Gen Büyüme Üreme Uyum Ölüm Gen Gen Gen Gen 2. BĠYOLOJĠ BĠLĠMĠNĠN GELĠġĠMĠ Bilim; temel anlamda doğayı anlama gayretidir. Muhtemelen, bitkiler ne zaman gelişir, yağmur ne zaman yağar gibi ilk insanların günlük hayatlarında gözlemledikleri bir takım olayları, pratikte uygulanabilir halde bir araya getirdikleri zaman gelişmeye başlamıştır. Bilimsel yöntem ve modern bilimin geliĢiminden çok daha önceleri bu neden-sonuç iliĢkileri üzerine yapılan gözlemler, bilimsel düĢüncenin ortaya çıkmasına yol açmıĢtır. Bilimdeki en önemli gelişmeler Eski Yunan’ da başlamıştır. Bu dönemde evrenin, insanları kendi kapris ve gönüllerince yöneten bazı tanrılar tarafından koyulan keyfi kurallara bağlı olmadığını, bunun yerine dünyanın tutarlı, belirli kanunlara sahip ve doğa üstü güçlerden bağımsız bir yer olduğu düşüncesi doğmaya başlamıştır. Böylece filozoflar evrenin uyduğu bazı doğa kanunlarını ya da kendi deyimleriyle filozofik esasları keşfetmeye çalışmışlardır. Aristotales, Aristotales’in sistematik gözlemler yapmıştır. evreni, mükemmellik, güzellik ve armoni ile doludur. Dünya bunun tam ortasında yer alır. Ay, güneş, gezegen ve yıldızlar dünyanın etrafında dolaşan mükemmel, şeffaf, tek merkezli kürecikler halindedir. Nocolaus Copernicus, güneşin dünya etrafında değil, tersine, dünyanın güneş etrafında belirli bir yörüngede döndüğünü ileri sürmüştür. Galileo, gökyüzünü teleskopla inceleyen ilk bilim adamıdır. Ayın küre şeklinde olmadığını, üzerinde dağların, kraterlerin bulunduğunu, güneşin mükemmel ve sabit olmayıp, üzerinde lekelerin var olduğunu, bunların hareket edip, ara sıra gözden kaybolduğunu, Venüs’ün sadece gelen ışınları yansıttığını ve dünya merkezli bir yörüngeyi izlemediğini söylemiştir. Kepler, gezegenlerin yörüngelerini 5 mükemmel geometrik şekille açıklamıştır. Sonunda gerçek güneş düzenini başarmıştır. sisteminin bulmayı Yani gezegenlerin güneş etrafında elips biçimli yörüngelerde ve güneşe olan uzaklıklarına göre döndüklerini anlamıştır. Keplerin çalışmaları doğada belirli bir düzen olduğunu açıklayan yaklaşımlardan birisidir. en iyi Eğer belirli bir düzen olmasaydı, bilim bir vakit kaybından başka bir şey olmayacaktı. Fiziksel dünyanın tanrıların istekleri, büyücüler ya da şeytani güçler tarafından yönetilmediği, bunun yerine anlaşılması mümkün, kişisel yaklaşımlara bağlı olmayan evrensel kural ve ilişkiler içerisinde olduğuna dair inanç kuvvetlenmiştir. Isaac Newton gibi daha sonraki bilim adamlarına güç veren bu düşünceler, mekanik, matematik, optik ve yer çekimi kanunlarının bulunmasında büyük katkıları olmuştur. 3. MODERN BĠYOLOJĠNĠN BAġLANGICI Modern biyoloji araştırmalarının ilk izleri Copernicus ve Galileo’nun çalışmaları ile aynı döneme rastlar. Yaşam bilimindeki en önemli adımlar aşağıda bahsedilen kişiler tarafından atılmıştır. Andreas Vesaliu: Cesetler üzerinde çalışarak insan anatomisini incelemiş, insan vücudunun sayısız karmaşık alt birimlerden oluştuğunu ve bunların her birinin kendi fonksiyonları olduğunu saptamış, daha sonra da diğer hayvanları inceleyerek karşılaştırmalı olarak bu anatomik birimlerin görev ve organizasyonlarını anlamaya çalışmıştır. Bu konuda bulduğu en önemli şeylerden birisi, beyinden gırtlağa giden sinirin pek çok hayvanda ses çıkarma fonksiyonunu kontrol ettiğini anlamasıdır. Yaptığı deneyde, bir domuzun sinirini keserek almış, ses çıkarma organları sağlam olmasına karşın hayvanın ses çıkartamadığını gözlemiştir. Bu karşılaştırmalı ve deneysel çalışma biçimi kalbin kanı pompaladığını ve kan dolaşımını bulan İngiliz fizikçi William geliştirilmiştir. Harvey Kalp tarafından metafiziksel daha anlamda da sevgi duygusunun merkezi değil, aslında fonksiyonu belirli olan mekanik bir aygıttır. Bu araştırmalar sunucunda anatomi çalışmaları hızlanmıştır. 1590 yılında Jhanssen tarafından mikroskop icat edildi. Antony Van Leeuwenhoek, mikroskopla mikroorganizmaları (bakteriler dahil), sperm ve dölledikleri yumurtaları ve kendisine göre tüm canlıların meydana geldiği hücreleri bulmuştur. Aynı şekilde Robert Hooke (30 kez büyütme yapan), Malpighi ve Swammerdam gibi bilim adamları mikroskobu botanik ve zoolojiye uygulayarak önemli bulgulara ulaştılar. Fiziğin aksine, biyolojide temel genellemelerin yapılabilmesi için çok uzun zahmetli çalışmalar gerektiren gözlemlerin yapılması gerekir. Hücre ismi ilk defa Robert Hooke (1665) tarafından mikroskop altında şişe mantarı kesidi üzerinde görülen içi boş odacıklar için kullanılmıştır. Mikroskobun icadı canlılarla uğraşan bilim adamlarına geniş bir ufuk açtı. Hiç bilinmeyen mikroorganizmalar ile büyük organizmaların ince kısımlarını görmek ve incelemek mümkün oldu. Gittikçe zenginleşen hayvan çeşitlerinin arasındaki ilişkileri görebilmek için hayvanların bilimsel mantıki esaslara dayanarak sınıflandırılmasını zorunlu kıldı. Bu konuda Linne, 1753’te yaptığı suni sınıflandırma ile daha sonraki bilimsel denemelere öncülük yapmıştır. İki kelime ile isimlendirme kuralını o koydu. Schleiden (1838), bitki hücreleri üzerinde çalışmış ve bütün bitki dokularının hücrelerden oluştuğunu teori olarak ortaya atmıştır. Schwann, 1839’da hayvan hücreleri üzerinde araştırmalar yapmış ve o da hücre teorisi kelimesini kullanmıştır. Schleiden ve Schwann’ın hücreyi buldukları söylenemez. Onlar sadece daha önceki bilim adamlarından daha açık olarak şu temel fikri ortaya atmışlardır: “Bütün canlılar hücrelerden meydana gelir ve hücreler bağımsız oldukları halde birlikte iş görürler”. İşte bu temel fikre ”hücre teorisi” adı verilir ve 19. asrın en büyük keşiflerinden birisi olarak kabul edilir. 19. yüzyılın başında mikroskop ile çalışmalar en büyük meyvesini verdi. Bütün canlı organizmaların hücrelerden oluştuğu, organizmanın gelişmesinde ve büyümesinde hücrelerin başlıca rolü oynadığı anlaşıldı. 1862’de Lois Pasteur, kendi kendine oluşum teorisinin yanlış olduğunu kanıtlamıştır (Biyogenez). Pastör ve Koch hastalık amillerinin mikroplar olduğunu buldular. Bu sayede hastalıkların biyolojik kontrolleri yapılmaya başlandı. Charles Darwin, doğal seçilim yoluyla evrim teorisini açıklamaya çalıştı. Daha önce fosil kayıtların alternatif açıklamasını yapan bilim adamı Lamarck olmuştur. Ancak yüzyılın sonuna doğru Weismann’ın deneyleri, kazanılmış karakterlerin kalıtsal olamayacağını gösterdi. Morgan ve talebeleri Ancak 1990 yılına Gregor kadar, bu sonuçlar Mendel’in 1865’de tekrar keşfedilinceye yayınladığı kalıtım kadar deneyleri ile başlar. anlaşılamadı. Genetik, önemi kalıtım mekanizmasının temellerini oluşturdular. Biyoloji, insan ruhunda vardır. İnsanlar evde hayvan besler, bitki yetiştirir. Arka bahçelerine koydukları hayvanat yuvalara bahçelerini kuşları ve davet doğal eder, koruma alanlarını gezmeye giderler. İnsanlar her çeşit hayat formuna karşı yakınlık duyma ve merak etme eğilimindedirler. İşte biyoloji bu insani eğilimin bilimsel uzantısı ve serüven düşkünü zihinlerin bilimidir. Bu bilim bizi bizzat ya da bir başkasının yerine ormanlara, çöllere, denizlere ve diğer ortamlara gitmeye zorlar. Canlılığı araştırmak bizi, canlıların nasıl işlev gördüklerini laboratuarlara yöneltir. daha yakından incelemek için Biyoloji bizi, canlılığın temel birimleri olan hücrelerin mikroskobik dünyasına ve hücreleri submikroskobik ortamına sürükler. kuran moleküllerin Zihinsel gezimiz bizi geçmiş zamanlara da götürür. Çünkü biyoloji sadece günümüzde yaşayan canlılarla değil, geçmişi hemen hemen 4 milyar yıl öncesine uzanan eski hayat formlarının tarihçesiyle de ilgilenir. Şu anda biyolojinin en heyecanlı dönemiyle karşı karşıyayız. Tarihteki en büyük ve en donanımlı bilim adamları topluluğu, bir zamanlar çözümsüz çözümlemeye başlıyor. gibi görünen biyolojik bilinmezleri Bizler tek bir hücrenin nasıl bir bitki ya da hayvan haline geldiğini, insan zekasının nasıl çalıştığını, bitkilerin güneş enerjisini kimyasal enerjiye nasıl dönüştürdüklerini, ormanlar mercan adaları komünitelerde etkileşim gibi ya da biyolojik organizmaların ağları nasıl oluşturduklarını anlamaya şimdi daha yakınız. Modern biyoloji hem önemli, hem de heyecan vericidir. Genetik ve hücre biyolojisi, tarımda devrim yapmaktadır. İçinde bulunduğumuz dönem, aynı zamanda biyoloji öğrenmenin en zor olduğu dönemdir. Modern biyolojiyi çok heyecan verici kılan buluş patlaması aynı zamanda, profesyonel biyologlar için bile korkutucu olabilmektedir. O halde biyolojiyi yeni öğrenmeye baĢlayan öğrenciler bilgi ve buluĢ selinde boğulmamak için, baĢlarını suyun üstünde tutmayı nasıl ümit edebilirler? Biyolojide 20. y.y.’ın ikinci yarısı ve 21 y.y.’ın başlarında insanlığı yakından ilgilendiren birçok gelişme oldu. Örneğin: DNA’nın üç boyutlu yapısının ikili sarmal şeklinde olduğu ilk kez 1953’te CambridgeĠÇERĠK Üniversitesi’nde çalışan James Watson ve Francis Crick tarafından öne sürülmüştür. • GiriĢ • Deneysel ÇalıĢmalar • Bulgular ve TartıĢma • Sonuçlar James Watson ve Francis Crick tarafından 25 Nisan 1953’de Nature’da yayınlanan makale… ĠÇERĠK • GiriĢ • Deneysel ÇalıĢmalar • Bulgular ve TartıĢma • Sonuçlar Bu çalışma, James Watson ve Francis Crick’in daha sonra (1962 yılında) Fizyoloji-Tıp dalında Nobel ödülü almasını sağladı… ĠÇERĠK • GiriĢ • Deneysel ÇalıĢmalar • Bulgular ve TartıĢma • Sonuçlar HIV virüsü tanımlandı. Çalışma, Mayıs 1983’de yayınlandı… Çalışma, sahiplerine kazandıracaktır… 2008’de Nobel ödülü Memeli hayvanların klonlanabileceği gösterildi. Çalışma, Mart 1997’de Time Magazine’de yayınlandı.. DNA’nın keşfinin 50. yılında İnsan Genom Projesi tamamlandı. Kök hücre çalışmaları hız kazandı. 1998 yılının en önemli olayı, ABD Madison Kentinde Wisconsin Üniversitesi’nden James Thomson ve ekibinin, IVF laboratuvarında dondurulmuş ya da taze 36 tane embriyondan embriyonik 5 kök adet insan hücre serisi ürettiklerini rapor etmesiydi. Bu olaydan sonra embriyonik kök hücre araştırmaları hız kazandı. Bazı canlı türlerinin gen haritası çıkarıldı. 4. BĠYOLOJĠ ARAġTIRMALARININ TEKNOLOJĠYE AKTARIMI Elektronik ortamın yaşamımızı etkilemesi ve bilgiye ulaşmanın kolaylığı ile biyolojik ve teknolojik araştırmaların çeşitliliği artmış ve bilimde çok ciddi ilerlemeler kaydedilmiştir. Biyoloji araştırmalarının gelişmelerle yakından ilgilidir. gelişmesi teknolojik Biyolojik organizmaların, biyolojik sistemlerin veya biyolojik proseslerin üretim ve hizmet endüstrilerine uygulanması biyoteknolojiyi ifade eder. 5. BĠYOTEKNOLOJĠ NEDĠR? •Bir ürün veya işlemi özel bir amaç için oluşturmak veya değiştirmek için biyolojik sistemleri, canlı organizmaları veya bunların türevlerini kullanan herhangi bir teknolojik uygulama, •Biyolojik sistem ve süreçleri kullanarak sorunlara çözüm bulunması ve yararlı ürünler üretilmesi, 5. BĠYOTEKNOLOJĠ NEDĠR? •Bilgi, mal ve hizmet üretmek amacıyla canlı ve cansız malzemeleri değiştirmek için, bilim ve teknolojinin canlı organizmalara ve bunlara ilişkin parça, ürün ve modellere uygulanması, 5. BĠYOTEKNOLOJĠ NEDĠR? •Endüstriyel ya da sanayi uygulamalarında bakteri ya da küf benzeri canlı organizmaların kullanılması, 5. BĠYOTEKNOLOJĠ NEDĠR? •Özel bir kullanıma yönelik olarak ürün veya işlemleri dönüştürmek veya meydana getirmek için biyolojik sistem ve canlı organizmaları veya türevlerini kullanan teknolojik uygulamalardır. Biyoteknolojinin ilk kullanımı; 6000 yıl önce mayaların kullanıldığı ekmek, peynir, şarap ve bira yapımıydı. Şarap ya da peynir yapımındaki maya kullanımı, bazı deterjanlarda enzim kullanımı ve bazı antibiyotiklerin üretimi gibi değiştirilmeden canlı organizmaların kullanıldığı biyoteknoloji olarak tanımlanır. yapılarının teknolojiler klasik Modern biyoteknoloji, manipulasyonu, genetik organizmaya mühendislik, tıpta gen gen tedavilerinden, tarımda daha dayanıklı ve verimli ürünler elde edilmesi, tekstil ve kozmetik sanayine kadar çok geniş bir yelpazede kullanılmaktadır. Rekombinant DNA teknolojisindeki ilerlemelerle birlikte genetik mühendisliği ile birlikte çalıştı. biyoteknoloji Modern biyoteknoloji özellikle bitkisel çalışmalarda rutin olarak kullanılabilir hale gelmiş, hatta modern biyoteknolojinin son aşaması olan doğrudan gen transferi tekniği de kullanılmaya başlanmıştır. Biyoteknolojide amaç; genetik ve moleküler DNA teknikleriyle, canlıların genetik haritalarını çıkartmak, çoğaltmak, ıslah etmek, değiştirmek, geliştirmek, yeni ve az bulunan ürünleri yine canlılara (organizma, hücre ve dokulara) ürettirmek veya bunları daha fazla elde etmektir. Dolayısıyla tıpta, tarımda, hayvancılıkta, ilaç ve gıda endüstrilerinde birçok soruna çözüm bulmaktır. Biyoteknolojinin uygulama alanları renklerle ifade edilmektedir: Kırmızı Biyoteknoloji: Biyoteknolojinin sağlık bilimlerinde uygulanması, ilaç üretimi ve genetik tedaviler. Beyaz Biyoteknoloji: Biyoteknolojinin sanayi süreçlerine uygulanması. YeĢil Biyoteknoloji: uygulanması. Biyoteknolojinin tarımda 6. REKOMBĠNANT DNA TEKNOLOJĠSĠ Belirli bir geni çalışan moleküler biyolog, bir mücadeleyle yüz yüze gelir. Doğal olarak bulunan DNA molekülleri oldukça uzundur ve tek bir molekül, genellikle çok sayıda gen taşır. Dahası, genler kromozomal DNA’nın küçük bir bölümünü işgal eder. Geri kalan bölüm, kodlama yapmayan nükleotid dizilerini içerir. Örneğin bir insan geni, bir kromozomal molekülünün sadece 1/100.000’ni oluşturabilir. DNA Bilim adamları, özgül genleri doğrudan çalışabilmek için, iyi tanımlanmış gen boyutundaki DNA parçalarının çok sayıda benzer kopyasının elde dildiği yöntemlerin geliştirilmesine ihtiyaç duyar. Başka bir ifadeyle, bilim adamları gen klonlanması ile ilgili tekniklere ihtiyaç duymuştur. Gen klonlamasının aĢamaları… Plazmidlerin bakteriden izole edilmesi 1 Klonlanacak genin organizmadan izole edilmesi Transformasyon 5 2 Rekombinant DNA Teknolojisi 4 Ligasyon (Gen ve plazmidin bağlanması) 3 Gen ve plazmide yapıĢkan uçların takılması Plazmidler bakterial kromozomlardan bağımsız olarak bakteri hücreleri içerisinde kendini eşleyen küçük, halkasal DNA molekülleridir. Genlerin ya da diğer DNA parçalarının klonlanabilmesi için, ilk önce plazmidler bakteri hücresinden izole edilir. Bir sonraki aşamada klonlanması istenilen gen organizmadan izole edilir. Gen ve plazmidin bir sonraki aşamada birbirine bağlanması için her ikisinde yapışkan uçlar oluşturulur. İstenilen genin takıldığı plazmid, bakteri hücresine geri aktarılır. Burada DNA kombinasyonu değişmiştir. Artık bir rekombinant DNA molekülüdür. Bakteri, daha sonra hücre klonu oluşturmak üzere çoğalır. Plazmidin taşıdığı yabancı gen aynı zamanda klonlanmış olur. Normal koşullar altında bu bakterial klon yabancı gen tarafından kodlanan proteini üretecektir. Klonlanan genlerin potansiyel kullanımı iki genel kategoride toplanır: Amaç, araştırma ya da bazı pratik kullanımlar açısından protein ürününün elde edilmesi olabilir. Örneğin; ilaç üreten firmalar büyüme sorununu tedavi etmede kullanılan hormonunun büyük miktarda üretiminde, bu geni taşıyan bakterileri kullanmaktadır. Ayrıca, amaç genin kendisinin çok sayıda kopyasını hazırlamak da olabilir. Bir bilim insanı, genin nükleotid dizisini belirlemek isteyebilir. Ya da bu geni canlıya yeni bir metabolik yetenek kazandırmak için kullanabilir. Örneğin; mahsulü yapılan bir bitki türünden elde edilmiş ve zararlılara karşı dirençli olan klonlanmış bir gen, diğer bitki türlerine aktarılabilir. Pek çok gen genomda sadece bir kopya halinde Bu bulunur nedenle, nadir (DNA’nın olarak milyonda bulunan klonlayabilmek oldukça fazla değerli olacaktır. DNA biri). parçalarını REKOMBĠNANT DNA TEKNOLOJĠSĠNĠN UYGULAMA ALANLARI TIP TARIM ÇEVRE ECZACILIK ADLĠ UYGULAMALAR Rekombinant DNA teknolojisiyle ilgili bir haberin yer almadığı gün sayısı çok nadirdir. Hikayenin konusu çoğunlukla medikal (tıbbi) bir problem için yeni ve umut verici uygulamadır… Rekombinant DNA teknolojisi; Hastalıkların tanısı ve eczacılık ürünlerinin geliştirilmesinde tıbbi açıdan sayısız katkılar yapmaktadır. Genetik hastalıklardan sorumlu gen mutasyonlarının belirlenmesi ve bu şekilde tanı ve tedavisi için kullanılmaktadır. Tıp konusunda çalışan bilim insanları şimdi rekombinant DNA teknolojisini kullanarak insanlardaki hemofili, kistik fibrosis, Duchenne Kas distrofisi gibi yüzlerce genetik bozukluğu teşhis edebilmektedir. Rekombinant DNA teknolojisi çoğunlukla protein olmak üzere, yararlı pek çok eczacılık ürününün elde edilmesinde kullanılmaktadır. İstenilen bir proteini kodlayan gen, kültürde kolaylıkla üretilebilen bir bakteri, maya ya da farklı bir hücreye aktarılarak, doğal olarak sadece az miktarlarda bulunan bir proteini fazla miktarlarda üretilebilir. Örneğin; memeli hormonlarının bakterilerde üretimi. Bunlardan insan insülini ve insan büyüme hormonu en eski örneklerdir. Genetik mühendisliği ile üretilen diğer önemli eczacılık ürünü doku plazminojen aktivatörüdür (TPA). İlk ataktan kısa bir süre sonra alınmışsa, bu protein kan pıhtısını çözer ve daha sonraki kalp krizi riskini azaltır. Yine HIV’in beyaz kan hücrelerine girmesi yerine, bağlandığı reseptör proteininin taklidi yapılmış ve HIV akyuvar yerine, verilen (üretilen) ilaç molekülüne bağlanır ve kan hücrelerine giremez. Bir aşı, patojeni yok etmek üzere bağışıklık sistemini uyaran patojenin zararsız bir tipi ya da türevidir. Rekombinant DNA tekniği ile bu patojenin yüzeyindeki spesifik protein molekülü fazla miktarda üretilebilir. Alt birim olarak adlandırılan bu protein, eğer bağışıklık sistemini patojene karşı uyarabiliyorsa bir aşı olarak kullanılabilir. zayıflatma kullanılabilir. Aynı şekilde, işleminde, genetik patojen mühendisliği genomunun metodları, değiştirilmesinde Eczacılık endüstrisinde rekombinant DNA teknolojisinin kullanıldığı tamamen yeni bir gelişme ise aşı ve nadiren de medikal önemi olan insan proteinlerini üretmek üzere bitkileri genetik olarak değişikliğe uğratmaktadır. Şiddet uygulanmış olaylarda, olay yerinde kurbanın ya da saldırganın elbisesi veya diğer malzemeleri üzerinde kan veya diğer dokulardan az miktarda örnek kalmış olabilir. Tecavüz durumunda ise kurbanın vücudundan az miktarda semen (meni) elde edilebilir. Eğer yeteri kadar doku ya da semen mevcutsa, kriminal laboratuarlarında antikorlar kullanılmak suretiyle özgün hücre yüzey proteinleri test edilerek kan grubu ya da doku tipi belirlenebilir. Diğer taraftan her bireyin DNA dizisi kendine özgü olduğu için (monozigotik ikizler hariç) suçlu birey DNA testi ile çok daha yüksek bir doğrulukla belirlenir. Souther blotting yoluyla gerçekleştirilen RFLP analizi, DNA örneklerindeki benzerlik ya da farklılıkların kriminal tespitinin yapılabildiği güçlü bir metoddur ve sadece az miktarda kan ya da diğer doku örneğine ihtiyaç duyar. Bu metodda DNA’nın incelenir. seçilen birkaç bölgesi Ayrıca annenin, çocuğun ve babası olduğu düşünülen kişinin DNA’sı karşılaştırılarak babalık konusu kesin olarak çözülebilir. Rekombinant DNA teknolojisi günümüzde transgenik bitki, hayvan ve mikroorganizmalar ya da diğer bir adıyla genetiği değiştirilmiş organizmalar (GDO) elde etmek için kullanılmaktadır. 7. GENETĠĞĠ DEĞĠġTĠRMĠġ ORGANĠZMALAR (GDO) İnsanlık tarihiyle geçmişe sahip eşdeğer olan bir geleneksel biyoteknoloji, gerçekleşen bilimsel gelişmelerin güncel uygulamalara da yansımasıyla, evrensel boyutlu son yılların en önemli teknolojisi halini almıştır (Modern biyoteknoloji). Gıda, tarım, eczacılık), sağlık (tıp tekstil, ve kimya, madencilik, enerji, çevre, sosyal ve etik alanlarla doğrudan etkileşim halinde olan bu dal, uygulamayı da içine alan ve pek çok mesleki disiplinin birarada gerektiren yaşamsal konumundadır. çalışmasını bir alan Son yıllarda biyoteknolojik uygulamalar arasında en çok tartıĢılan konu genetik mühendisliğidir. Genetik mühendisliği, genetik materyalin manipülasyonu için belirli genlerin transformasyonu ile bir organizmanın özelliklerinin bilinçli olarak değiştirildiği bir bilimdir. DNA çeşitli yollarla manipüle edilerek ve bir organizmadan rekombinant DNA diğerine teknolojisi ile transfer edilerek hemen hemen her organizmanın özelliklerini bir bitkiye, hayvana, bakteri mikroorganizmalara mümkün olmaktadır. veya virus gibi aktarmak mühendisliği Genetik teknolojisi ile modifiye edilen veya üretilen organizmalar literatürde genetiği değiştirilmiş organizmalar (GDO), genetiği değiştirilmiş ürünler (GD), genetik olarak modifiye edilmiş organizmalar (GMO), genetik olarak modifiye edilmiş ürünler (GM), gen aktarımlı organizmalar, biyomühendislik organizmalar, organizmaları tanımlanmaktadır. transgenik vb. Bu adlarla organizmalara aktarılan genler ise transgen olarak ifade edilmektedir. Çoğu organizmaların genetiği çeşitli amaçlar için değiştirilebilmektedir. Günümüzde böyle organizmalar enzimleri, monoklonal antikorları, gıdaları, hormonları, ilaç ve aşı gibi çeşitli farmakolojik ürünleri içeren çeşitli maddeleri bol miktarda üretmek için programlanmıştır. Bu şekilde ticari olarak üretilen diğer bileşikler gıdalar, pestisitler, hücreler, dokular, biyokimyasallardır. organlar ve Aynı zamanda genetik mühendisliği ile bakteriler, bitkiler, balıklar ve hatta çiftlik hayvanları gibi bazı organizmaları klonlamak mümkün olmuştur. Günümüzde ise bu teknoloji gıda olarak kullandığımız bitki ve hayvanları klonlamak veya modifiye etmek için kullanılmaktadır. Yetişkin bir koyunun meme bezi hücresinden Dolly adlı kuzunun klonlanması genetiği değiştirilmiş hayvanlar elde etmek için bir adım olmuştur. Genetiği değiştirilmiş hayvanlar biyomedikal araştırmaların çoğu alanlarında gerekli olmuştur. Örneğin; Polly isimli ilk genetiği değiştirilmiş kuzuya, insanlarda eksikliğinde hemofiliye neden olan kan pıhtılaştırıcı faktör-9’u kodlayan insan geni aktarılmıştır. Böylece bu proteinin hayvanın sütünde ticari olarak bol miktarda üretilmesi sağlanmıştır . Dolayısıyla transgenik hayvanlar, az miktarda bulunan biyolojik bir maddeyi tıbbi amaçla fazla miktarlarda üretmek üzere eczacılık ürünlerinin fabrikası olarak kullanılabilmektedir. Şimdiye kadar pek çok olguda, hormon ya da kan pıhtılaştırma faktörü gibi istenen bir insan proteinini kodlayan gen, bir çiftlik memeli hayvanının aktarılarak hayvanın sağlanmıştır. kültüründen genomuna ürününün genin sütüne Bu ya salgılanması ürün, hücre da transgenik bitkiden elde edilene göre daha kolay bir şekilde saflaştırılabilir. Rekombinant DNA teknolojisi günümüzde, çiftlik hayvanlarının tedavisi amacıyla kullanılan aşıların ve büyüme yapımında kullanılmaktadır. hormonlarının rutin olarak Ayrıca ıslah çalışmaları (transgenik bir hayvan elde etme) yapılmaktadır. Örneğin; daha iyi kalitede yüne sahip bir koyun, az yağlı ete sahip bir domuz veya kısa sürede döl verebilen bir inek elde etmek gibi. Örneğin; bilim insanları bir sığır varyetesinde fazla kas gelişimine neden olan bir geni belirleyebilir ve klonlayabilir ve bu geni diğer bir sığıra veya koyuna aktarabilir. Bitkileri genetik olarak değiştirmek, pek çok hayvana göre, çarpıcı bir şekilde daha kolaydır. Pek çok bitkinin tek bir doku hücresi, kültürde gelişerek olgun bir bitki oluşturulabilir. Bu yüzden genetik manipulasyonlar, tek bir hücre üzerinde yapılabilir ve bu hücre daha sonra yeni özelliklere sahip bir canlının elde edilmesinde kullanılır. Tarımsal alanda insanları, olgunlaşma, hastalıklara çalışan bilim halihazırda, geç bozunma ve karşı dirençlilik gösterme gibi istenen özellikleri kodlayan genlere sahip olan bir takım ürün bitkisine sahiptir. Bitkilerde genetik mühendisliği teknolojisi uygulamaları organizmalara ürün direnç kalitesini, zararlı gelişimini ve agronomik özellikleri geliştirmek amacıyla yapılmaktadır. Genetik değiştirme çalışmaları mısır, pamuk, patates vb. bitkisel ürünlerde zararlılara dayanıklılık; soya, pamuk, mısır, kolza, çeltik vb. bitkisel ürünlerde yabani ot ilaçlarına dayanıklılık; patates, çeltik, mısır vb. bitkisel ürünlerde viral bitki hastalıklarına dayanıklılık; ayçiçeği, soya, yerfıstığı vb. bitkisel ürünlerde bitkisel yağ kalitesinin artırılması; domates, çilek vb. bitkisel ürünlerde olgunlaşmanın dolayısıyla raf geciktirilmesi ömrünün ve uzatılması; domateste aromanın artırılmasına yönelik olarak kullanılmaktadır. Son yıllarda ise bilim insanları, belli vitaminler bakımından değiştirilmiş zenginleştirilmiş tarım ürünleri genetiği geliştirmişlerdir. Bunun en iyi bilinen örneği, pirince beta karoten (provitamin A) üreten genlerin aktarılmasıdır. Dünya nüfusunun yarısının temel besin maddesi olan pirinç, vitamin açısından zengin bir besin değildir. Örneğin pirincin en çok tüketildiği Güney ve Güneydoğu Asya’da 5 yaşın altındaki çocukların % 70’i A vitamini eksikliği çekmektedir ve bu durum bir çoğunun sağlığının bozulmasına ve kör olmalarına neden olmaktadır. Fotosentez için gerekli bir pigment olan beta karoten, pirinç bitkisinin yeşil dokusunda bulunmakla beraber tohum gibi fotosentez yapmayan dokularda genellikle bulunmamaktadır. Tohum hücrelerinin beta karoten üretmesi için pirinç bitkisinin genomuna, beta karoten sentezinde anahtar enzimlerden sorumlu olan üç gen aktarılmıştır. Gen aktarımlı bu pirincin daneleri parlak sarı-yeşil renkte olup “altın pirinç” adı verilmiştir. Dünya populasyonunun beslenmesini daha iyi duruma getirmede rekombinant DNA teknolojisinin önemli bir potansiyel kullanım alanı, azot fiksasyonunu gerektirir. Azot fiksasyonu bitkilerin kullanamadığı atmosferdeki gazının, azotlu bileşiklere dönüştürülmesidir. azot Bitkiler bu azotlu bileşikleri aminoasitler gibi azot içeren temel bileşiklere dönüştürebilir. Doğada azot fiksasyonu, toprakta ya da bitki köklerinde yaşayan bazı bakteriler tarafından gerçekleştirilir. Bu durumda bile topraktaki azotlu maddelerin miktarı çoğunlukla çok düşük olduğu için, ürün bitkilerinin yetiştirilmesi için, gübrelerin kullanılması gerekir. Azotlu gübreler maliyetlidir ve su kirliliğine neden olur. Rekombinant DNA teknolojisi azot fiksasyonunun arttırılmasına ilişkin yollar sunmaktadır. Sonuçta muhtemelen bu yolla geliştirilmiş olan ürün bitkileri, kendi azotunu fikse etme yeteneği kazanacaktır. Genetiği değiştirilmiş bitkisel ve hayvansal ürünler doğrudan kullanılmakla genetiği beraber, değiştirilmiş mikroorganizmalar (bakteriler, mayalar ve küfler) ekmek, bira, peynir, bağcılık ürünleri vb. çeşitli üretimlerde, enzim ve gıda katkı maddesi olarak amino asit elde etmek için kullanılmaktadır. Böylece mayalanma teknolojisi, biyodegradasyon süreçleri, alanlarda yeni ayrıştırma kullanılan özellikler metotları gibi mikroorganizmalar kazandırılarak veya istenmeyen özellikler elemine edilerek endüstriyel üretime katkı sağlanmaktadır. Genetiği değiştirilmiş mikroorganizmalar özellikle çevre sektöründe biyolojik temizleme (biyoremediasyon) ve koruma çalışmalarında uygulama alanı bulmuştur. Mikroorganizmaların kimyasal maddeleri değişikliğe uğratma yetenekleri vardır. Günümüzde bilim insanları, bazı çevresel problemlerin çözümüne yardımcı olacak canlılara bu metabolik yetenekleri aktarmaktadırlar. Örneğin; pek çok bakteri, bakır, kurşun ve nikel gibi ağır metalleri çevreden alır ve bu metalleri bakır sülfat ya da demir sülfat gibi bileşiklerin yapısına katarlar; bu bileşikler kolayca geri kazanılabilir. Genetik mühendisliği ile elde edilen mikroplar, hem mineral madenciliğinde ve hem de oldukça toksik atıkların temizlenmesinde önemli hale gelebilmektedir. sistemlerde olmayan Lağım suyunun atıldığı pek çok organik bileşiği toksik forma parçalayan mikropların yeteneğine güvenilir. Bununla beraber bitkilere gen aktarımında, konukçu hücreye girerek yolunu kendisi bulan ve genleri ona aktaran genetiği değiştirilmiş virus ve bakteriler kullanılmaktadır. 8. ĠNSAN GENOM PROJESĠ ĠNSAN GENOM PROJESĠ İnsan Genom Projesi resmi olarak 1990 yılında başlamıştır. Projenin amaçlarından bazıları; • İnsan kromozomlarının fiziksel haritasını çıkarmak, • İnsan DNA’sında bulunan baz çiftlerinin dizilimini ve bunları oluşturan genlerin yerini tespit etmek, • Diğer organizmaların da genom dizilerini belirleyerek insanın genom dizisi ile karşılaştırmak, • Elde edilecek bilgileri tarım, sağlık, çevre, enerji gibi alanlarda değerlendirmektir. Şubat 2001’de International Genome Sequencing Corsortium (IHGSC) ĠNSAN Human GENOM PROJESĠ ve Celera Genomics Şirketi’nin her birinin ayrı ayrı yayınladığı raporlar insan genomunun ilk ayrıntılı taslak dizisini ortaya koymuştur: Konsorsiyum, insan genomunda yaklaşık olarak 32 bin protein kodlayan genin bulunduğunu rapor etmiştir. Celera Genomics, insan genlerinin toplamının 26 bin civarında olduğunu ve geçerli genom dizisinin 2.91 milyar nükleotid kapsadığını rapor etmiştir. ĠNSAN GENOM PROJESĠ Nisan 2003’de DNA’nın keşfinin 50. yılının kutlanmasının ardından İnsan Genomunun tamamen yapıldığı açıklanmıştır. ĠNSAN GENOM PROJESĠ International Human Genome Sequencing Corsortium (IHGSC), insan genomunda 20-25 bin protein kodlayan genin bulunduğunu, geçerli genom dizisinin 2.851.330.913 nükleotidi (2,85 milyar nükleotid) kapsadığını rapor etmiştir. ĠNSANşu GENOM İnsan genom projesinin ana kadarPROJESĠ ki en sürpriz ve mütevazı sonucu, var olan gen sayısının azlığıdır. İnsan gen sayısı, daha önce tahmin edildiği gibi 100 bin civarında olmayıp, beklenenden daha az olduğu (20- 25 bin) belirlenmiştir. Şu ana kadar çalışılan diğer canlılara göre insan DNA’sının çok küçük bir bölümü gendir. İnsan genomunda kodlama yapmayan DNA’nın büyük bir bölümü tekrarlanmış DNA’dır. ĠNSAN GENOM PROJESĠ Genom haritalanması ve dizi analizi (Genomiks)’ndeki insanlarını, başarı, genom bilim tarafından kodlanan tüm protein tabanlarının (Proteon) sistematik olarak çalışması anlamına gelen yönlendirmiştir. proteomiks’e ĠNSAN GENOM PROJESĠ Genom karşılaştırılması ve genlerin fonksiyonlarını anlaşılması çalışmaları için, genetiğe ve diğer biyolojik bilgilere, bilgisayar biliminin ve matematiğin uygulanması olan etkin bili ağlarının (biyoinformatik) kurulması ve ilerlemeler bilime sağlamıştır. biyoinformatikteki önemli katkı ĠNSAN GENOM PROJESĠ Ġnsan genom projesinin tamamlanmasının ardından; • İnsan genomundaki bireysel farklılıkların bulunarak kanser, diyabet gibi birden fazla genin etkili olduğu hastalıkların genetik temellerinin anlaşılabileceği, • Genetik hastalıkların tanısı için test sistemlerinin oluşturulabileceği, • Haritalanan genlerin fonksiyonlarının anlaşılabileceği, • Genom bilgisinden yararlanarak kişiye özel ilaç geliştirilebileceği, hastalık yatkınlığının ve ilaçlara olan duyarlılığın belirlenmesi ile gen tedavisi, ĠNSAN GENOM PROJESĠ • Doku ve organ nakillerinde, doku uygunluğunun tespit edilmesinde iyileşmeler, • Her türlü cinayetlerde ve adli vakalarda failin yerde bıraktığı hücre örneklerinden, herkesin kendine has olarak yaratılmış DNA programını kullanarak gerçek suçluyu belirleme imkanında büyük ilerlemeler olacağı umutları ortaya çıkmıĢtır. İnsan genom projesinin tamamlanmasının ardından diğer –omiks bilimleri ĠNSAN GENOM PROJESĠ devam etmektedir. Genomiks’den sonra popülarite kazanan diğer –omiksler: Yapısal Genomiks: Her protein ailesinden en az bir proteinin üç boyutlu yapısının aydınlatılıp, işlev ve biyolojik hedeflerinin belirlenmesi; bilgilerin yeni ilaç tasarımında değerlendirilmesi. KarĢılaĢtırmalı Genomiks: İnsan genomu ve diğer model organizmalara ait genom dizilerini karşılaştırarak insan genlerinin ve moleküler evrimin incelenmesi. Proteomiks: Protein sentez ve işlevlerinin incelenerek hücre içindeki süreçlerinin aydınlatılmaları. Transkriptomiks: mRNA'ların ve genlerin; kodladıkları proteinleri, ne zaman, nerede ve hangi koşullarda, sentezlediğinin belirlenmesi amacıyla geniş ölçekte incelenmesi. Metabolomiks: Metabolitlerin incelenmesi, 9. KÖK HÜCRE ÇALIġMALARI Kök hücreler vücudumuzda bütün dokuları ve organları olusturan ana hücrelerdir. Henüz farklılaşmamış olan bu hücreler sınırsız bölünebilme ve kendini yenileme, organ ve dokulara dönüşebilme yeteneğine sahiptir. Kök hücreler üç kaynaktan elde edilir: •Embriyon •EriĢkin •Fetüs EriĢkin kök hücrelerden sinir, kas karaciğer, kan gibi hücreler elde edilemiyor. Büyümesi ve çoğalması için daha uzun zaman gerektiriyor. Kolay elde edilemezler ve birçok dokuda bu hücreleri bulmak oldukça zordur. Embriyonel kök hücrelerden tüm hücreler elde edilebiliyor. Kültür ortamında yetiştirilmesi daha kolay. EriĢkin kök hücrelerin bölünme ve değişim potansiyelinin oldukça az olması ve zor elde edilmesi nedeniyle bilimsel araştırmalarda tüp bebek ünitelerinden sağlanan embriyonal kök hücreler tercih ediliyor. Fetusdan elde edilen kök hücreler sınırsız sayıda bölünme ve kendilerini yenileme potansiyeline sahipler. Embriyolardan elde edilen bu hücreler “pluripotent” yapıdalar. (yani şartlar sağlandığında kas, sinir, karaciğer gibi her hücre türüne değişebiliyorlar.) Çoğalma potansiyeli biraz daha düşük olmasına rağmen embriyonik kök hücreye alternatiftirler. Çünkü kültür ortamında her türlü hücreye dönüşebiliyorlar. Ancak düşüklerden elde edilen fetuslar etik açıdan tartışma konusudur. Kök hücre araştırmalarında son 10-15 yılda gözlenen gelişmeler başta nöro-musküler dejeneratif hastalıklar olmak üzere bu gün için geleneksel medikal yöntemlerle tam olarak tedavisi mümkün olmayan birçok sağlık sorunundan muzdarip insanlar için umut olmuştur. Normal görevini yapamayan veya ölen hücrelerin yerine yenileri gelmediği zaman organlar çalışamıyor ve çeşitli hastalıklar meydana geliyor. Ölüm nedenlerin başında gelen kronik hastalıklar, organ yetmezliği, kanserler ve sinir sistemi etkileyen parkinson, alzheimer gibi hastalıklar; kök hücreyle tedavinin ilk hedefidir. Kalp krizi geçirip kalp kaslarının büyük bir kısmını kaybeden hastaya, kök hücrelerden üretilen sağlıklı nakledilebilecektir. kalp kası Ameliyat hücreleri yapmadan damardan enjekte yoluyla hasarlı bölge onarılabilecektir. 10. BĠYOLOJĠ ARAġTIRMALARINDA ÖNCELĠKLERĠMĠZ TÜBA (Türkiye Bilimler Akademisi) tarafından hazırlanan Moleküler Yaşam Bilimleri ve Teknolojileri (MYBT) Öngörü Çalışması (2003-2023) raporuna göre: Moleküler Yaşam Bilimleri ve Teknolojileri (MYBT), insan, hayvan, bitki ve mikrooganizmaların genetik olarak belirlenmiş moleküler yapı ve işleyişleri ile ilgili araştırmaları ve bu araştırmaların sağladığı bilgiyi doğal çevre ile uyumlu bir biçimde sosyo-ekonomik faydaya dönüştürmeyi amaçlayan teknolojileri kapsayan bir kavramı ifade eder. 10. BĠYOLOJĠ ARAġTIRMALARINDA ÖNCELĠKLERĠMĠZ MYBT, insan genomunun okunmasından, kuzu Dolly'nin klonlanmasına, rekombinant ilaçlardan genetik olarak değiştirilmiş bitkilere kadar çok geniş bir yelpaze içinde günlük yaşamımızı etkilemektedir. Bunların da ötesinde, MYBT, gelişmiş ülkelerde kısaca "modern biyoteknoloji" olarak tanımlanan, önemli ve dinamik bir endüstriyel faaliyet alanı haline gelmiştir. MYBT'nin etkileri gelişmiş ülkelerle sınırlı değildir. Gelişmekte olan ülkelerin başlıca ekonomik değeri olan bitkisel üretim, genetik olarak değiştirilmiş bitkilerin ekimine başlanması ile, artık bu teknolojilerin etki alanına girmiştir. Rekombinant ilaçlar, bir yandan kanser, hepatit, diyabet ve böbrek yetmezliği gibi bir çok hastalığın tedavisinde eşi görülmemiş başarılara ulaşılmasını sağlarken, diğer yandan, bu tür ilaçları çok yüksek fiyatlarla ithal etmek zorunda olan Türkiye gibi ülkelerde, tedavi giderlerini aşırı biçimde arttırmakta, sosyal sigorta sistemlerindeki dengeleri sarsmaktadır. Kısacası, Moleküler Yaşam Bilimleri ve Teknolojileri (MYBT) artık sadece gelişmiş ülkelerin bir uğraş alanı değildir ve gelişmekte olan ülkelerin de sosyo-ekonomik yapılarını etkiler hale gelmiştir. TÜBA (TÜRKĠYE BĠLĠMLER AKADEMĠSĠ) MOLEKÜLER YAġAM BĠLĠMLERĠ ve TEKNOLOJĠLERĠ (MYBT) ÖNGÖRÜ PROJESĠ Moleküler YaĢam Bilim ve Teknolojileri Öngörü Raporu: Türkiye'de Moleküler Yaşam Bilimleri ve Teknolojileri Kritik Araştırma Alanları (KAA), Öncelikli Bilim ve Teknoloji Faaliyet Konuları (ÖBTFK) ve Çalışma Alanları ile İlgili Bulgular’a dayanarak 7 alanda önceliklerimiz belirlenmiştir: • Sağlık Alanı • Bitkisel Üretim Alanı • Hayvancılık Alanı • Gıda Alanı • Endüstri Alanı • Genetik Kaynaklar Alanı • Çevre Alanı SAĞLIK ALANINDA ÖNCELĠKLERĠMĠZ… • Üreme amaçlı olmayan, tedavi amaçlı klonlama teknolojilerinin rejeneratif tıptaki uygulamaları araştırılmalı, yapay hücre, doku ve organların geliştirilmesi ve tıpta kullanımı uygulamalarına öncelik tanınmalıdır. • İlaç tasarımı, ilaç üretim teknolojileri, rekombinant DNA teknolojisine dayalı tanı kitleri ve aşıların üretimi, rekombinant DNA teknolojisinin endüstriyel üretimde kullanımı, ülkemizde sık görülen kanserlerde gen tedavisi uygulamaları teknoloji geliştirmede öncelikli olmalıdır. SAĞLIK ALANINDA ÖNCELĠKLERĠMĠZ… •Biyoteknoloji endüstrisinde patentli ürünlerin üretimine geçilmeli, bunun için patent almaya yönelik biyoteknoloji araştırmaları ve patent kurumları güçlendirilmelidir. • Yabancı mikroçip üreticisi firmaların Türkiye'de yatırım yapmaları kolaylaştırılmalı, mikroçip teknolojisini kullanan bölgesel referans laboratuvar/merkezleri kurulmalıdır. SAĞLIK ALANINDA ÖNCELĠKLERĠMĠZ… •Moleküler biyoloji tekniklerinin tıpta kullanımı yaygınlaşmalı, teknoloji üreten kolaylaştırılmalı, firmaların Türkiye'de biyoteknolojik ürünlerin yatırım yapmaları patentlenebilirliği konusunda yasal düzenlemeler gözden geçirilerek gelişmelere göre yeniden düzenlenmelidir. BĠTKĠSEL ÜRETĠM ALANINDA ÖNCELĠKLERĠMĠZ… •In vitro melezleme teknikleri geliştirilmeli ve elde edilen yeni çeşitlerin kitle çoğaltımı için yapay tohum olanakları araştırılmalıdır. •Katma değer yaratan, toplum sağlığı ve talepleri doğrultusunda zenginleştirilmiş (baklagillerde methionin, buğdayda lizinden zenginleştirme gibi) bitki çeşitleri geliştirilmelidir. •Bitki gen kaynaklarının kültür ortamlarında muhafazaları için gerekli teknikler geliştirilmelidir. uzun süreli BĠTKĠSEL ÜRETĠM ALANINDA ÖNCELĠKLERĠMĠZ… •Bitki tür ve çeşitlerinin mikroçoğaltma ve kitle çoğaltım tekniklerinin ve tarımsal ürünler için kloroplast transformasyon tekniklerinin geliştirilmesi ve uygulaması sağlanmalıdır. •Ulusal ve yabani gen kaynakları korunmalı, bunlarla ilgili veritabanları kurulmalı ve bitki DNA kütüphaneleri oluşturulmalıdır. •Patent geliştirme çalışmalarında ekonomik değeri yüksek ürünlerde genlerin klonlanması, pamuk, buğday, baklagiller, yağ bitkileri gibi stratejik bitkilerin doku kültüründe rejenerasyon ve gen transferi teknikleri ile optimize edilmesine öncelik verilmelidir. HAYVANCILIK ALANINDA ÖNCELĠKLERĠMĠZ… •Kapsamlı bir proje çerçevesinde, Türkiye'ye özgün olan bir çiftlik hayvanı ırkının (mesela Ankara keçisi) genomu belirlenmelidir. Bunu takiben diğer yerli ırk hayvanlarının genom analizleri de devreye girmelidir. •Hayvancılıkta önemi olan ve verimi artıran genler ile ilgili moleküler işaretleyiciler belirlenmeli, bunlar dolaylı seleksiyon kriteri olarak kullanılmalı, kantitatif özelliklerden sorumlu olan gen bölgeleri belirlenmeli, yerli ırklar ile kültür ırkları bu özellikler bakımından karşılaştırılmalı, ülkemizde mevcut olan evcil ve yabani hayvanlara ait genlerin izolasyonu ve korunması sağlanmalıdır. HAYVANCILIK ALANINDA ÖNCELĠKLERĠMĠZ… •Üreme teknolojileri alanında, yüksek verimli dişi hayvan yumurtalarının dondurma kaynaklarının, embriyo, olanaklarının sperma veya araştırılması, ekonomik genetik özellikleri aktarılmış materyal olarak korunma yöntemlerinin, tür içi ve yakın türler arasında nükleer transfer teknolojisinin geliştirilmesi, embriyo transferinin yaygınlaştırılması yapılmalıdır. HAYVANCILIK ALANINDA ÖNCELĠKLERĠMĠZ… •Genetik markırların tanımlanıp hayvancılıkta kullanılması, seçilen erken damızlıklarda genetik analizler ile verimi etkileyen genlerin belirlenmesi, yerli ırk hayvanların farklı gamet ve somatik hücrelerin korunarak gen kütüphaneleri oluşturulması, kalite-verim ilişkileri, kalite ile ilgili genlerin belirlenmesi ve bunlardan yararlanılması konuları dikkati çekmektedir. GIDA ALANINDA ÖNCELĠKLERĠMĠZ… •Transgenik gıda, yem ve hammaddelerinin yasal denetim sistemleri geliştirilmelidir. •Yemlerde GDO izleme stratejilerinin oluşturulabilmesi için yeni moleküler biyolojik yöntemlerin geliştirilmesi, gıda alanında ulusal kültür koleksiyonu ağının kurulması ve veri tabanı olarak kullanıma sunulması öne çıkmaktadır. ENDÜSTRĠ ALANINDA ÖNCELĠKLERĠMĠZ… •Bitkisel üretim endüstrisi alanında, tuzluluğa, kuraklığa, soğuğa, patojenlere ve metalllere dirençli dayanıklı bitkiler üretilmesi; transgenik bitkilerin üretimine ilişkin yasal düzenlemelerin öncelikle yapılması ve yol haritasının çizilmesi; •Tedavi alanında, antibiyotik üretiminde biyoteknolojik yöntemlerin geliştirilmesi; ileri saflaştırma ve analitik yöntemler kullanılarak insan büyüme hormonu, sitokin, vb. bileşiklerin geliştirilmesi ve üretilmesi, tedavi amaçlı DNA aşıları; ilaç tasarımı; ilaç içeren mikrokapsüllerin taşınabilmesi için biyosürfaktanların yönlendirilmesi için nano partiküllerin geliştirilmesi; ve ENDÜSTRĠ ALANINDA ÖNCELĠKLERĠMĠZ… •İnsan ve hayvanlarda kullanılmak üzere yeni ve kolay uygulanan viral aşıların geliştirilerek ticarete sunulması; •Türkiye'nin genetik kaynaklarının ekonomik değere dönüştürülmesi kapsamında, özellikle ekonomik değeri olan türler başta olmak üzere Türkiye florasındaki bitki ve hayvan türlerinin DNA parmak izlerinin çıkarılması; çiftlik hayvanlarının gen kaynağı olarak önemlerinin belirlenmesi; doğal alanlar, hayvanlar, bitkiler, ormanlar, kültür bitkileri kaynaklarının saptanarak herbaryum, bakteri, maya ve mantar kültür kolleksiyonları ve zooloji müzeleri kurulması, endemik türlerin envanterinin çıkarılması. GENETĠK KAYNAKLAR ALANINDA ÖNCELĠKLERĠMĠZ… •Özellikleri az bilinen ve ekonomik değere sahip genetik kaynakların çaprazlanması, kültüre alınması ve genom analizlerinin yapılması; •Sistematiği ve yapısı tam olarak bilinmeyen virüs, bakteri, alg, mantar ve liken gibi sistematik grupların genom analizleri; •Ülkemizin ekonomik açıdan potansiyele sahip ve kültüre alınmış canlılarla ilgili filogenetik ve genom analizi çalışmaları; GENETĠK KAYNAKLAR ALANINDA ÖNCELĠKLERĠMĠZ… •Türlerin hayatını devam ettirebileceği en düşük birey sayısı (effective population size) hakkında araştırmalar; •Tehlike altında olan ve hassas türler ile hassas ekosistemlerin izlenmesi ile ilgili araştırmalar; •İstenen karakterlerin var olan kültür bitkisine aktarılması; •Ülke genelinde yapılması; genetik kaynak adaptasyon denemelerinin GENETĠK KAYNAKLAR ALANINDA ÖNCELĠKLERĠMĠZ… •Farklı türler için ekosistem esaslı sürdürülebilir yöntemlerin geliştirilmesi; •Biyoçeşitliliğimizi oluşturan özellikle endemik bitki ve hayvanların populasyon yoğunluluklarını izleme tekniklerinin geliştirilmesi; •Yetiştirme ve tohumluk üretim tekniklerinin geliştirilmesi; •Ulusal olarak stratejik öneme sahip öncelikli genetik türlerin belirlenmesi, morfolojik, genetik ve moleküler tanımlaması. ÇEVRE ALANINDA ÖNCELĠKLERĠMĠZ… •Doğal yaşam alanlarının moleküler değerlendirilmesinin yapılması; •Fitohormonlar ve etki mekanizmalarının çalışılması; •Fizyoloji ve üreme biyolojilerinin çalışılması; •Genomik çalışmalarında gelişmeler ve yöntemlerin optimizasyonu; •Mikroflora ve makroflora ilişkilerinin nedensellik analizi; ÇEVRE ALANINDA ÖNCELĠKLERĠMĠZ… •Mikroorganizmaların ekosistem işlevlerindeki rolünün araştırılması; •Ekosistem ve habitatlara özgü canlıların türlerinin moleküler genetik teknolojiler ile çeşitliliklerinin saptanması; •Kaybolma tehlikesi altındaki endemik bitkilerimizin moleküler tanısı ve bunlar için DNA bankası kurulması gerekmektedir. FIRAT ÜNİVERSİTESİ FEN FAKÜLTESİ BİYOLOJİ BÖLÜMÜ TEŞEKKÜRLER…
