Genetik Mühendisliğine giriş klonlama KLONLAMA (the cloning)Klonlama Nedir? Moleküler biyoloji teknikleri kullanarak bir DNA dizisine eş DNA üretmek veya bir hücreden yola çıkarak hücre bölünmesi ile genetik olarak birbirine eş hücre grubunun oluşmasıdır.Klonlama Yöntemleri • Kopyalama işlemi ya embriyonik dönemde bir kök hücre veya farklılaşmasını tamamen tamamlamış bir vücut hücresi kullanılarak yapılabilir. Birinci durumda ancak embriyo kopyalama olasılığı söz konusudur. İkinci durumda ise yetişkin bir organizmadan alınan hücre kullanılarak yetişkin bir organizma kopyalanabilir. Klonlamanın Tarihçesi1/3 • İlk defa, Leipzig Üniversitesinden H. A. Eduard Dreisch deniz kirpileriyle yaptığı deneylerde erken dönemdeki bir deniz kirpisi embriyosunun blastomerlerini bir birinden ayırarak “Blastomere Separation” yöntemini buldu. Bu yöntemde döllenmiş yumurtanın besi ortamında 4-8 hücreli blastomer aşamasına kadar bölünmesine izin verilmektedir. Daha sonraları, blastomer aşamasına gelen bu 8 hücreli yapıdaki her bir hücre alınarak bir blastosit oluşturulmakta ve sanki yeni döllenmiş zigot gibi taşıyıcı anneye aktarılarak genetik olarak birbirinin aynısı klonlar meydana getirilmektedir. • 1902 de Hans Speamann aynı yöntemi kullanarak semender blastomerlerini ayırdı ve her blastomerden yeni bir semender oluştu. Bu yöntemin keşfiyle klonlamanın temeli atılmış oldu. • 1938- Hans Speamann, fantastik bir deney olarak tanımladığı halbuki klonlama diyebileceğimiz bir deneyde geç evredeki bir embriyonun çekirdeği çıkarılarak çekirdeği olmayan bir yumurtaya aktarıyordu. Speamann 1938 yılında yayınladığı “Embrionic Development and Induction” adlı kitabında bu deneyi fantastik olarak nitelendiriyordu. Halbuki bu deney 1952 yılında gerçekleştirilmiştir• 1952- Robert Briggs ve T. J. King ilk klonlama deneyini gerçekleştirdiler. İleri aşamadaki bir kurbağa yumurtasının çekirdeği çıkarıldı ve başka bir kurbağa yumurtası içine aktarıldı. Ancak deney sonunda yumurta gelişmedi. Briggs ve King bu yönteme “Nüklear Transfer” ismini verdiler. • 1970- Aynı deney yine kurbağalar üzerinde John Gordon tarafından denendi. Daha iyi bir sonuç alındı. Kurbağa yumurtaları, iribaş olana kadar gelişti ama daha sonra öldüler. • 1984- Steen Willadsen, Nüklear Transfer yöntemini kullanarak olgunlaşmamış koyun embriyo hücrelerinden yaşayan bir kuzu klonladığını açıkladı. Daha sonra Willadsen, inek, domuz, keçi, tavşan ve rhesus maymunu da klonladı. Bu deneylerde çok hücreli koyun embriyosundan çekirdek alınıp yumurta hücresine aktarılıyordu. Daha sonra hücre bölünmesi başlıyor, fetus oluşuyor ve gelişme devam ediyordu. • 1994- Daha gelişkin embriyo hücrelerinin ilk klonlamasını Neal First gerçekleştirdi. En az 120 hücrelik buzağı embriyosu klonlandı. Bu çok hücreli inek embriyosunun çekirdeği çıkarıldı ve çekirdek yumurta hücresine aktarıldı. Klonlamanın Tarihçesi 2/3• 1996- Ian Wilmut, Neal First'in deneyini koyunlar üzerinde yaptı. Ancak embriyo hücrelerinin çekirdeğini almak için hücrelerin duraklama dönemine gelmesini bekledi. Sonra çekirdekleri çıkarıp yumurta hücresine aktardı. • 1997- Dr. Wilmut, 6 yaşındaki bir koyunun meme hücresinden klon üretti. Bu defa çekirdek erişkin bir hücreden yani meme hücresinden alınıp yumurta hücresine aktarılmıştı. Bu olaya “Somatik Nüklear Transfer” adı verilmiştir. Dolly 277 yumurta içinde tek hayatta kalan kuzuydu. Dolly'nin oluştuğu hücre Ocak 1996'da birleştirilmişti. • 1998- Tıp doktoru G. Richard Seed, o günlerde anne rahminden aldığı insan embriyosunu başka bir annenin rahmine aktarıyordu. İnsan klonlamaya karşı duyduğu ilgiyi ilan etti. Bu konudaki hassas denge, ahlakî tartışmalara yol açtı. Tartışmalar sonucu Amerika Birleşik Devletlerinde insan klonlamaya karşı yasalar konuldu. • 1999- 19 Avrupa ülkesi insanın genetik olarak kopyalanmasını yasaklayan sözleşmeyi Paris'te imzaladı. Klonlamanın Tarihçesi 3/3KLONLAMA TEKNİKLERİ Rekombinant DNA Teknolojisi yada DNA Klonlaması Üreme Amaçlı Klonlama Tedavi Amaçlı ( Terapatik ) Klonlama Klonlama TeknikleriRekombinant DNA Teknolojisi yada DNA Klonlama • Hücre dışında gerçekleştirilen bir genetik rekombinasyon tekniğidir. • Farklı birey veya türlerden alınan DNA parçalarının fonksiyonel olacak şekilde birleştirilmesidir. Bu teknolojinin en güzel örneği, insandaki insülin hormonunu şifreleyen genin, bakteriyel plazmit (hücrelerde kromozom yapısında olmayan stopilazmik DNAlardır ) DNA’sı ile birleştirilmesidir. • Başka bir DNA parçası ile birleştirilerek değişikliğe uğramış olan plazmit DNA’sı, “rekombinant-DNA molekülü” adını alır. Bu rekombinant DNA’yı bakteri içinde çoğaltarak insülin geninin çok sayıda kopyasını yapmak mümkündür. Üreme Amaçlı Klonlama • Şu anda var olan yada daha öncesinde var olmuş olan bir hayvanın DNA’sıyla aynı DNA’ya sahip hayvanların meydana getirilmesidir. • Bu işlem üreme hücresine sahip olmayan bir bireyin çocuk sahibi olmasına yardımcı olmak için de kullanılır. Örneğin Dolly bu teknoloji ile yaratılmıştır. Tedavi Amaçlı ( Terapatik ) Klonlama • Terapatik klonlamaya embriyo klonlama da denir. • Araştırmalarda kullanılmak üzere insan embriyosunun üretilmesi işlemidir. • Bu işlemin amacı klonlanmış insan yaratılması değil fakat insan gelişiminin ve hastalıkların tedavisinin araştırılması ve çalışılması için kök hücrelerin yetiştirilmesidir. • Kök hücreler insan vücudunda herhangi çeşit bir hücreye dönüşerek bozulmuş yada hastalıklı dokuları yenileme/ iyileştirme yeteneğine sahip oldukları için biyomedikal araştırmalarda çok önemlidir ve buradaki temel amaç ise kişiye özel kök hücreleri üretmektir.• Bu işlemin basamaklarını şu şekilde gösterebiliriz: • Kök hücreler yumurta 5 gün boyunca döllendikten sonra yumurta içerisinden çıkartılırlar. Gelişimin bu aşamasındaki yumurtaya “ blastosit ” denir. Kök hücrenin çıkarılması embriyoyu parçalar ve yok eder. • Çıkartılan kök hücreler petri kaplarında potansiyel terapatik dokuları yada ayrı organları oluşturmak için kültürleniyorlar. • Oluşumu hedeflenen bu terapatik dokuların sonradan vücudun iyileştirilmesi planlanan yerine aktarılıp bulundukları yerdeki hasarı onarmaları amaçlanmakta ve üzerinde çalışılmaktadırSığır KlonlamaBitki KlonlamaKurbağa KlonlamaDomuz klonlamaFare Klonlama• Dolly örneğinde yetişkin bir canlıdan alınan herhangi bir bedensel (somatik) hücrenin kullanılmasıyla canlının “genetik ikizi’’nin yaratılması olarak tanımlayabiliriz. Dolly’nin yaratılmasında kullanılan klonlama yöntemi, bedensel hücre çekirdek transferi olarak adlandırılıyor. (Dolly iki kez doğum yaptı) Dolly’nin biyolojik yaşının, kromozomları yüzünden aslında kronolojik yaşından daha fazla olduğu. Dolly’nin telomerlerinin (genetik materyalin hücre bölünmesi sırasında yıpranmasını önleyen, kromozomlarının uçlarındaki bölgeler), kendisi gibi üç yaşındaki biı koyunun telomerlerinin olması gerektiği boydan çok daha kısa. Hatta tam olarak, Dolly’nin klonlanmış olduğu 6 yaşındaki koyunun kromozomlarının uzunluğu kadar.Yumurta hücresinden nükleusun alınması Nükleusu alınmış başka bir hücreye bu nükleusun transferi Aşağıdaki adresten bir farenin nasıl klonlandığını görelim: http://learn.genetics.utah.edu/content/tech/cloning/clickandclone/Klonlama ile Genetik İkizlilik Arasındaki Fark • İkizlilik seksüel bir üretim sonucu iki veya daha fazla benzer kardeşlerin oluşmasıdır.Hücredeki bütün DNA iki farklı bireyin DNA larının yarısını taşımasıdır.Döllenmiş yumurta iki veya daha çok parçaya tekrar bölünerek aynı cinsiyette fertler meydana getirecektir. • Klonlama ise aseksüel üretim sonucu yavru oluşurmasıdır. Klonlamada mitokondri DNA’ları farklı olabilir ancak ikizlikte hepsi aynı olmak zorundadır.Klonlamayla IVF (In Vitro Fertilizasyon) Arasındaki Fark • IVF, yumurta hücresinin (şansı artırmak için birkaç tanesi) sperm tarafından tüpte döllendirilmesi ve daha sonra rahme implante edilmesi olayıdır. • Klonlamada ise yumurta hücresinin çekirdeği tüpten çıkarılıyor ve klonlanacak canlının çekirdeği bu hücreye veriliyor. Dolayısıyla, yumurta hücresi artık büyüyeceğini sağlayan çekirdeğe sahip oluyor. Bundan sonra bu yeni hücre rahme implante ediliyor ve normal embriyolar gibi büyümeye devam ediyor. • Klon embriyolar, normal ve IVF (in vitro fertilizasyon) embriyoları birbirlerine çok fazla benzemezler. KLONLAMANIN TERCİH EDİLMESİNİN NEDENLERİ VE ETİK AÇIDAN PROBLEMLER İnsan klonlamanın etik açıdan iyi ve kötü yönleri vardır: ? Büyük insanların veya efsanevi derecede güzel kişilerin tekrarlanması. ? Kalıtsal hastalık tehlikesini azaltmak için sağlıklıların çoğalması. ? Kalıtımsal aynı nitelikleri taşıyan kişilerin, insanın gelişimi, doğanın ve çevrenin selektif anlamı hakkındaki bilimsel araştırmalar için üretilmesi. ? Kısır çiftler için çocuk sahibi olma. ? Savaş, haber alma veya spor alanlarında kullanılmak üzere identik kişilerden oluşan grupların oluşması. ? Doku aktarımları için organ rezervleri olarak kopyaların üretilmesi. Yine ayrıca bazı alanlarda benzer insanların kullanımı da insan yığınlarının savaş,haber alma gibi alanlarda kötüye kullanılmasını sağlar. Yine bazı çevreler, kopyalamayı ileride gerekebilecek organ nakilleri için bir depo gibi kullanabilme düşüncesi ile desteklemektedirler. Bu durum ise tıp etiği açısından insan ahlakına aykırıdır.Nitekim ileride organ gerekebileceği düşüncesinden hareketle bir cenini üretmek ve sonra da gerekince onu parçalayarak organını almak ahlaki bir olay değildir.Ya klonlamada ters giden bir şeyler olursa?KAYNAKLAR ? http://www.tubitak.gov.tr ? http://gslc.genetics.utah.edu/units/cloning/whatiscloning/ ? http://www.gunlukplan.org/odev/3029-klonlama-teknolojisi.html ? http://tr.wikipedia.org/wiki ? http://www.genbilim.com/ ? http://www.kokhucre.org/kokhucre.asp?kID=1 ? http://learn.genetics.utah.edu/content/tech/cloning/clickandclone ? Başaran, N. 1996, Tıbbi Genetik, 6.baskı, Bilim Teknik Yayınevi, İstanbul.