Canlı varlıkları derinden etkileyen bu teknoloji sayesinde genetik kodları rahat bir şekilde değiştirebiliyoruz!! Peki bu teknoloji tam olarak nedir ve nasıl uygulanır? Bu yazımda canlılığı genlerine kadar etkileyen teknoloji CRISPR-CAS9 ‘dan bahsedeceğim.
CRISPR ‘ın Başlangıç Öyküsü
CRISPR, bakteri DNA’sının belirli bir bölgesine gönderme yapıyor. CRISPR, “kümelenmiş düzenli aralıklı kısa palindromik tekrar dizileri” (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromik Repeats) kelimelerinin kısaltmasıydı. CRISPR-CAS9 gen düzenleme kaşifi Jennıfer Doudna, 2006 yılında telefonu çaldı ve karşıdaki kişi Jillian Banfiel’dı. Jill kendi laboratuvarının crisper ile RNA müdahalesi arasında kimi koşutluklar olabileceğini düşünüyordu. Jennıfer ile buluşup bu konuda buluşmak istediğini söyledi. Ertesi hafta buluştuklarında CRISPR’ın ilk kağıtta şeması Jill tarafından çizildi ve Jennıfer bize şu şekilde aktarıyor, “Önce, bakteri hücresini temsilen geniş bir oval çizdi. Ardından, ovalin içine bir daire çizdi: bakteri kromozomu. Bir DNA bölgesini temsilen dairenin kenarına sıralı elmaslar ve kareler ekledi. Belli ki bu bölge CRISPR’dı. Jill elmasların içini boyadı ve bunların hepsinin, aynı otuz küsür DNA harfinden meydana gelen özdeş bölgeler olduğunu bellirtd. Ardından karelere, 1 rakamından başlayarak sırayla numara verdi. Her kare, eşsiz bir DNA dizisini temsil ediyormuş.”
CRISPR-CAS9 Bağlantısı
İşte CRISPR’ın başlangıç öyküsü böyleydi, şimdi gelelim CRISPR-CAS9 bağlantısına. “Hangi organizmayla ilgilenirseniz ilgilenin, eğer genomu CRISPR DNA’sı içeriyorsa, hemen yakınında mutlaka cas genleri vardır. Sanki CRISPR, cas genleriyle birlikte evrimleşmiş” diyor Jennıfer Doudna.
Öncelikle cas proteinlerinden bahsetmek istiyorum. Cas1 adlı protein enzimi, CRISPR dizilişine yeni faj DNA’sının küçük parçalırından koyulmasına yardımcı olan ve bu şekilde DNA’yı kesme yeteneği bulunan bir protein enzimi. Cas6 protein enzimi ise Cas1 gibi kimyasal diziliş işlevi görüldü. Ancak Cas6’nın daha farklı bir görevi vardı, daha uzun CRISPR DNA moleküllerini belli bir alan belirleyerek faj DNA’sını hedef almada kullanılabilecek ve o alanı kesebilecekti Cas6 protein enzimi. Cas1 ve Cas6 gibi çok fazla Cas proteinleri bulundu. Bunlardan etkili olanlardan bir taneside cas3. Cas3 enzimi virüs DNA’sını tamamen yok ediyordu. Nükleik asitleri kısmen veya tamamen parçalayan basit nükleaz enzimlerinin tersine cas3, DNA’yı sadece bir yerden kesmiyor ve yüzlerce parçaya ayırıyordu. Bu yüzden cas3 protein enzimine motorlu budama makasına benzetilmesindeki sebep hızlı ve verimli bir enzimdir.
Şimdi geldik CRISPR denince akla gelen o meşhur protein enzimine CAS9. Cas9 protein enzimi bakterinin faj DNA’sını tanıyor ve aynı zamanda yok etmesini sağlayan önemli bir enzimdir. Cas9 enzimi ayrıca birden fazla DNA dizisini hedefleyebilir. CRISPR-Cas9 yaptığı işlevler sayesinde genetik mühendisliğinde ne kadar değerli olduğu anlaşılmış oldu.
Bilimin ne kadar da sonsuz bir bilgisi var olduğunu ve daha keşfedilmeyen ne kadar da çok bilginin var olduğunu keşfettikçe öğrenmiş olacağız.
Yardım Alınan Bilimsel Kaynaklar:
- Doudna J., Sternberg S., 2017: Yaratılıştaki Çatlak-Gen Düzenlemenin Evrime Hükmeden İnanılmaz Gücü.
- Taştan C., 2018: T101 CRISPR Genom Modifikasyonları.