Genetik Mühendisliği Nedir?
- Bazen genetik modifikasyon olarak adlandırılan genetik mühendisliği, bir organizmanın genomunda DNA’yı manipüle etme işlemidir.
- Bu, tek bir baz çiftini (AT veya CG) değiştirerek, tüm DNA bölgesini silerek veya ekstra genler ekleyerek yapılabilir.
- Ek olarak, DNA fragmanlarının başka bir organizmanın genomundan çıkarılmasıyla, ilgili organizmanın DNA’sının birleştirilmesi gibi yapılabilir.
Genetik mühendisliği, bilim adamları tarafından organizmaların özelliklerini geliştirmek ve değiştirmek için kullanılır.
- Genetik mühendislik, virüsten koyunlara kadar herhangi bir organizmaya uygulanabilir.
– Örneğin, genetik mühendisliği, besin değeri yüksek veya ilaçlara daha dirençli bitki yetiştirmek için kullanılabilir.
Genetik mühendisliği
İnsülini, genetik mühendislik sürecini açıklamak için kan şekeri seviyelerini düzenleyen bir protein olarak düşünün.
- Normalde pankreasta insülin üretilir; ancak, tip 1 diyabet hastalarında insülin üretimi ile ilgili bir sorun var.
Bu nedenle, şeker hastalığı olan kişilerin kan şekeri seviyelerini kontrol etmek için insülin enjeksiyonuna ihtiyacı vardır.
- Genetik mühendisliği, E. coli gibi bakteri ve mayadan çok benzer bir insülin türünün üretiminde kullanılır.
- Bu genetiği değiştirilmiş insüline ‘Humulin’ denir ve 1982’de insanlarda kullanım için lisanslanmıştır.
Genetik mühendislik süreci
- Bakterilerden veya maya hücrelerinden plazmid denilen küçük bir dairesel DNA parçası elde edilir.
- Küçük bir kısım, dairesel plazmidden, moleküler makas gibi kısıtlama enzimleriyle eksize edilir.
- İnsan insülini için geni plazmidde oluşturulan boşluğa yerleştirin. Bu plazmid şimdi genetik olarak değiştirilmiş.
- Genetiği değiştirilmiş plazmid, yeni bir bakteri veya maya hücresine transfer edilir.
- Bu hücre hızla bölünür ve insülin yapmaya başlar.
- Genetiği değiştirilmiş bakteri veya maya, çok sayıda hücre üretmek için ihtiyaç duydukları besinlerle dolu büyük fermantasyon tanklarında büyütülür. Hücreler bölündükçe insülin üretilir.
- Fermantasyon tamamlandığında, karışım insülini serbest bırakmak için süzülür.
- İnsülin daha sonra saflaştırılır ve şişelere veya insülin kalemlerine doldurulur ve şeker hastalarına verilir.
Genetik mühendisliği başka ne için kullanılır?
- 1973 yılında genetiği değiştirilmiş ilk organizma bir bakteri idi.
- 1974’te aynı teknik bir fareye uygulandı.
- 1994 yılında genetiği değiştirilmiş ilk gıdalar üretildi.
- Genetik mühendisliğinin birçok faydalı uygulaması vardır; bilimsel araştırma, tarım ve teknoloji dahil.
- Bitkilerde genetik mühendislik, dayanıklılık, besin değeri ve büyüme oranını arttırmak için patates, domates ve pirinç gibi mahsullerde sıklıkla kullanılır.
- Hayvanlarda, sütündeki kistik fibroz hastalığı hastalık proteinlerini tedavi etmek için veya karanlık bilim insanlarında parlayan koyunları tedavi etmek için Alzheimer hastalığı gibi hastalıkları araştırmak için kurtçukların üretiminde kullanılır.
Alzheimer hastalığı ve kurtçuk
Nematod kurt, C. elegans, tüm sinir sisteminde sadece 300 hücreli bir yaratıktır. Bu, Alzheimer hastalığının çalışması için faydalı bir model yapar.
Ayrıca, bu solucan neredeyse saydamdır, sinir hücreleri yeşil flüoresan protein ile etiketlendiğinde, çeşitli yapıların ve proteinlerin mikroskop altında izlenmesini kolaylaştırır.
C. elegans solucanının genetik materyali, bilim adamlarının ilgilendiği belirli proteinleri üretmek için kolayca tasarlanabilir ve üretilebilir.
İnsanlarda APP geni, Alzheimer hastalarının karakteristiği olan amiloid plaklarla ilişkili bir proteini kodlar.
Bu nedenle, Alzheimer hastalığını incelemek için araştırmacılar, solucanın sinir hücrelerini APP genini içerecek ve onları Alzheimer yapacak şekilde değiştirirler.
- Solucanın ürettiği APP proteinini yeşil flüoresan proteini ile etiketleyerek, APP ile temas eden tüm hücreleri solucan yaşı olarak görebilirler.
- Araştırmacılar Alzheimer hastalığının ilerlemesini kurtçuklarda izleyebilir ve APP’yi insanlarda rolünü daha iyi anlamak için bulgularını kullanabilirler.