Genetik mühendisliği, bir organizmanın özelliklerini (fenotip) belirli bir şekilde değiştirmek için DNA’nın doğrudan manipülasyonunu ifade eder.
Genetik mühendisliği nedir?
- Genetik mühendisliği, bazen genetik modifikasyon olarak adlandırılır, DNA’yı değiştirme süreci bir organizmanın genomunda.
- Bu bir baz çiftinin değiştirilmesi anlamına gelebilir(AT veya CG), DNA’nın tüm bölgesini silme veya bir genin ek bir kopyasını ekleme.
- Aynı zamanda DNA’yı başka bir organizmanın genomundan çıkarmak ve onu bireyin DNA’sı ile birleştirmek anlamına da gelebilir.
- Genetik mühendisliği bilim adamları tarafından bireysel bir organizmanın özelliklerini geliştirmek veya değiştirmek için kullanılır.
- Genetik mühendisliği herhangi bir organizmaya virüsden uygulanabilir bir koyun.
- Örneğin, genetik mühendisliği besin değeri daha yüksek olan veya herbisitlere maruz kalmayı tolere edebilen bitkiler üretmek için kullanılabilir.
Genetik mühendisliği nasıl çalışır?
Genetik mühendisliği sürecini açıklamaya yardımcı olmak için bir protein olan insülin örneğini aldık Kanımızdaki şeker seviyelerini düzenlemeye yardımcı olur.
- Normalde insülin pankreasta üretilir, ancak tip 1 diyabetli kişilerde insülin üretiminde bir sorun var.
- Bu nedenle diyabetli insanlar kan şekeri seviyelerini kontrol etmek için insülin enjekte etmek zorundadır.
- Genetik mühendisliği, maya ve bakterilerden kendimize çok benzeyen bir tür insülin üretmek için gibi .
- Bu genetik olarak değiştirilmiş insülin olan ‘Humulin’ 1982 yılında insan kullanımı için lisanslanmıştır.
Genetik mühendisliği süreci
- Plazmid adı verilen küçük bir dairesel DNA parçası bakteri veya maya hücresinden ekstrakte edilir.
- Daha sonra kısıtlama enzimleri olan ‘moleküler makas’ ile dairesel plazmidden küçük bir bölüm kesilir.
- İnsan insülini için gen, plazmiddeki boşluğa sokulur. Bu plazmid şimdi genetik olarak modifiye edilmiştir.
- Genetiği değiştirilmiş plazmid, yeni bir bakteri veya maya hücresine sokulur.
- Bu hücre daha sonra hızla bölünür ve insülin yapmaya başlar.
- Büyük miktarda hücre oluşturmak için, genetik olarak modifiye edilmiş bakteri veya maya, ihtiyaç duydukları tüm besin maddelerini içeren büyük fermantasyon kaplarında yetiştirilir. Hücreler ne kadar bölünürse, o kadar fazla insülin üretilir.
- Fermantasyon tamamlandığında, insülini serbest bırakmak için karışım süzülür.
- İnsülin daha sonra 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.
- Genetik mühendisliği, bilimsel araştırma, tarım ve teknoloji de dahil olmak üzere bir dizi faydalı uygulamaya sahiptir.
- Bitkilerde, patates, domates ve pirinç gibi bitkilerin esnekliğini, besin değerini ve büyüme oranını artırmak için genetik mühendisliği uygulanmıştır.
- Hayvanlarda karanlıkta parlayan bilim adamları gibi hastalıklar hakkında daha fazla bilgi edinmek için verdiği özel kistik fibrozis veya solucanlarını tedavi etmek için de kullanılabilir sütlerinde terapötik proteini üretmek koyun geliştirmek için kullanılmıştır Alzheimer.
Alzheimer hastalığı ve solucan
- Nematod solucanı C. elegans , tüm sinir sisteminde sadece yaklaşık 300 hücreye sahiptir ve bu da Alzheimer hastalığını incelemek için çok basit bir modeldir.
- Ayrıca, solucan neredeyse şeffaf olduğundan, sinir hücreleri yeşil floresan proteini (GFP) ile etiketlendiğinde, mikroskop altında çeşitli yapıların ve proteinlerin yerini ve aktivitesini izlemek mümkündür.
- 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 verdi.
- Solucanda üretilen APP proteinini yeşil floresan proteini ile etiketleyerek APP ile temas eden tüm hücrelerin solucan yaşlandıkça öldüğünü görmek mümkün oldu.
- Araştırmacılar daha sonra solucandaki Alzheimer hastalığının ilerlemesini izleyebildi ve bulgularını, Alzheimer hastalığı olan insanlarda APP’nin rolünü anlamak için uygulamaya devam ettiler.
