Genetik Mühendisliği Nedir?

Genetik Mühendisliği Nedir: Biyoteknoloji alanında çalışan genetik mühendisliği, bir organizmanın özelliklerini (fenotip) belirgin bir şekilde değiştirmek için DNA’nın doğrudan manipüle edilmesi mantığıyla çalışan daldır.

Genetik modifikasyon olarak da adlandırılan genetik mühendisliği, bir organizmanın genomundaki DNA’yı değiştirme sürecidir. Bu, DNA yapısında bulunan bir baz çiftini değiştirmek olarak ifade edilebilir (AT veya CG), t üm bir DNA sarmalını silmek veya bir genin ek bir kopyasını eklemek yoluyla yapılır.

Aynı zamanda, bir organizmanın genomundan DNA’yı alıp, onu başka bir bireyin DNA’sı ile birleştirebilen genetik mühendisliği, kısacası bilim adamları tarafından bir organizmanın özelliklerini geliştirmek veya değiştirmek için kullanılır.

Genetik Mühendisliği Ne Yapar?

Genetik mühendisliği sürecini açıklamak için insülin örneğini kullanacağız. Öncelikle insülinin kanımızdaki şeker seviyelerini düzenlemeye yardımcı olduğunu belirtelim.

İnsülin direnci artan hastalarda, vücut kandaki şekeri dengelemek için daha fazla insülin salgılamak durumunda kalır. Bu da gereğinden fazla insülin salgılanmasına sebep olabilmektedir. Dolaylı olarak insülin direncinin yüksek olması, yağ oranının artışına ve obeziteye de sebep olur.

Moleküler biyolojiye göre insülin pankreasta üretilse de, diyabet hastalığı bulunan kişilerde insülin üretimi konusunda sorunlar vardır. Bu nedenle diyabetli kişiler, kan şekeri seviyelerini kontrol etmek için insülin enjektesine ihtiyaç duymaktadırlar.

Genetik mühendisliği, bakterilerden bizimkine insülin üretmek için genetik mühendisliğini kullanır. İnsülin üretiminde kullanılan, E. Coli türü bakterilerdir.

İnsülin Üretiminde Genetik Mühendisliği Süreci

Plazmid adı verilen küçük dairesel DNA parçaları bakteri veya maya hücresinden ekstrakte edilmektedir.
Daha sonra, kısıtlama enzimlerine sahip olan ‘moleküler makas’ ile dairesel plazmidden küçük bir bölüm kesilmektedir.
Üretim için gen plazmiddeki boşluğa yerleştirilmektedir. Bu plazmid artık genetik olarak değiştirilmiştir.
Genetiği değiştirilen plazmit, yeni bir bakteri veya maya hücresine eklenmektedir.
Bu hücre daha sonra hızla bölünerek insülin üretimine başlar.
Çok miktarda hücre oluşturmak için genetiği değiştirilen bakteri veya maya, ihtiyaç duydukları tüm besinleri içeren büyük fermantasyon kaplarında büyütülmektedir. Hücreler ne kadar çok bölünürse o kadar fazla insülin üretilmektedir.
Fermantasyon tamamlandığında, karışım süzülerek insülini serbest bırakır.
İnsülin daha sonra saflaştırılmaktadır. Diyabetli hastalara dağıtılmak üzere şişelere ve insülin kalemlerine yerleştirilir.

Genetik Mühendisliği Başka Hangi Alanda Çalışmalar Yürütmektedir?

Genetiği değiştirilen ilk organizma 1973 yılında genetiğiyle oynanan bir bakteridir.
1974’te farelerde uygulanmaya başladı.
1994 yılında ilk genetiği değiştirilen gıdalar piyasaya sürülmüştür.
Birçok bilimsel araştırma, tarımsal ürünler ve teknoloji dahil olmak üzere bir dizi yararlı uygulama alanına sahiptir.
Bitkilerde, patates, domates ve pirinç gibi mahsullerin dayanıklılığını, besin değerini ve büyüme oranını artırmak için genetik mühendisliği uygulanır.

Bir diğer alan da Alzheimer ve tedavisi, ancak bunu biraz ayrıntılı işleme gereği duyduk:

Alzheimer Hastalığı ve İplik Kurdu

Genetik mühendisliğinin üzerinde çalıştığı bir konu da Alzheimer hastalığı ve hastalığın tedavisidir. İplik kurdu araştırmalarda önemli bir rol oynamaktadır.

İplik kurdu (C. Elegans), tüm sinir sisteminde sadece 300 hücreye sahiptir ve bu da onu Alzheimer hastalığını incelemek için çok basit bir model haline getirir. Ayrıca iplik kurdunun saydam yapısı nedeniyle, sinir hücreleri yeşil floresan protein (GFP) ile etiketlendiğinde çeşitli yapı ve proteinlerin yerini ve aktivitesini mikroskop altında izlemek mümkündür.

İplik kurdunungenetik materyali, araştırmacıların incelemek istediği belirli proteinleri üretmesini sağlamak için kolayca genetik olarak değiştirilebilen bir yapıdadır. İnsanlarda APP geni, Alzheimer hastalığı olan kişilerin özelliği olan amiloid plaklarla ilişkili bir proteini kodlar. APP geninde oluşan mutasyon Alzheimer hastalığına sebep olur.

Araştırmacılar, Alzheimer’ı incelemek için solucanın sinir hücrelerini APP genini içerecek şekilde genetik olarak tasarladılar. Bunun sonucunda Alzheimer’la ilgili bir bilinmeyen daha ortaya çıktı. Solucanda üretilen APP proteinini, yeşil floresan proteini ile etiketlenerek, APP ile temas eden tüm hücrelerin solucan yaşlandıkça öldüğünü tespit etti. Şüphesiz bu çalışma, Alzheimer tedavisi için yapılan en net çalışmalardan birisidir.