Genetik Mühendisliği Nedir
Genetik mühendisliği, canlıların kalıtsal özelliklerinin değiştirilerek, onlara yeni işlevler kazandırılmasına yönelik araştırmalar yapan bilim alanıdır. Bu uygulamalarla uğraşan bilim insanlarına “genetik mühendisi” denir. Genetik mühendisleri, genlerin yalıtılması, çoğaltılması, farklı canlıların genlerinin birleştirilmesi ya da genlerin bir canlıdan başka bir canlıya aktarılması gibi çalışmalarla uğraşırlar.Genetik mühendisliği için, rekombinant DNA teknolojisi, gen klonlaması, DNA klonlaması, genetik manüplasyon/modifikasyon veya gen ekleme (splays) birçok bilim insanınca eş anlamlı olarak kullanılabilmektedir
Genetik mühendisliği etki alanı son derece geniş bir meslek, bilim ve mühendislik dalı olup, genlerle yapılabilen uygulamalar, çalışmalar anlamına gelmektedir. Birçok bilim dalına ait bilgilerin ve çeşitli özel tekniklerin, canlılarla ilgili temele ve uygulamaya ait sorunların çözülmesi için genellenecek olursa, moleküler biyoloji hakkındaki bilgimizin artmasına yardım eden çok etkili bir araştırma aracıdır da.
Gregor Mendel genetiğin ve bu bilimle ilgili yapılan çalışmaların kurucusu olarak kabul edilip, “Genetiğin Babası” olarak anılmaktadır.
Tanım ve amaç
Genler, bir organizmanın özelliklerini belirleyen kimyasal bilgiyi taşır. Genler değiştirilerek bir organizmaya istenilen özellikler kazandırılabilir.
Genetik mühendisliği, genetik analiz yapmak ya da istenilen özellikte canlıları geliştirmek amacıyla, bir tür içinde veya farklı türlere ait organizmaların genleri üzerinde planlı olarak yapılan işlemleri kapsamaktadır. Bu teknoloji, en genel biçimiyle, insanlar tarafından belli bir amaca yönelik olarak genetik materyal üzerinde yapılan çalışmalar olarak tanımlanabilir. Böyle geniş bir tanım, bitki ve hayvan ıslahını ve bu bağlamda genetiği ve moleküler biyolojiyi kapsamaktadır.
Genetik uygulamalar temelde insanlar açısından ekonomik bakımdan önemli calıları ve onların ürünlerinin iyileştirilmesini kapsar. Buna ait ilk bilinen örnekler, yabani bitki ve hayvanların insanların ve diğer türlerin hizmetine sokulması amacıyla iyileştirilmesidir.
Bu teknoloji ortaya çıkmadan önceleri de genetik, endüstri, tarım ve hayvancılıkta kullanılmaktaydı. Hatta insanlar göçebe yaşam tarzından kurtulduktan sonra, hiçbir bilimsel bilgi olmadan sadece gözlemleriyle doğada meydana gelen mutasyonlar ve çeşitlilikler sonucu ortaya çıkan değişik özellikteki bitki ve hayvanlar içinde amaçları için en uygun özellikteki olanlarını bulmuş ve ıslahını yapmışlardır. Klasik bitki ve hayvan yetiştiriciliğinin ve iyileştirilmesinin başlangıcını oluşturan bu yaklaşımın temeli doğada meydana gelen mutasyon ve rekombinasyonlara dayanmaktadır.
Tarihçe
Islah ile ilgili ilk uygulamaların yaklaşık 17.000 yıl kadar önce Nil vadisinde başladığı sanılmaktadır. Çağlar boyu süregelen, önceleri tamamen gelenek ve görgüye dayanan, sonraları da özellikle genetiğin ilerlemesiyle, bu bilim dalından elde edilen bilgiye dayanarak yapılan uygulamalar sadece doğal çeşitlenme işleyişlerini temel almış ve kontrollü döllenmeyi ardışık seçilime bağlamıştır.
Bu yüzden canlılarda istenilen özelliklerin eldesi sadece tür içinde kısıtlı kalmış ve büyük ölçüde rastlantıya dayanmıştır. Bu kısıtlanmayı kırmak isteyen araştırmacılar, özellikle bitki ıslahçıları çeşitli teknikler geliştirerek doğal olarak eşleşmeyen türler arasında gen aktarımları yapmayı ve bunların sonucunda çeşitliliği oluşturmayı başarmışlardır. Bu nedenle klasik ıslahçıların dışında bu şekilde çalışan araştırmacıların ilk gen mühendisleri oldukları kabul edilebilir.
1960lı yıllarda somatik hücrelerin birbirleriyle kaynaşabildiklerinin bulunmasıyla, belli bir amaca yönelik çeşitlilik çalışmlarına yön ve hız kazandırmıştır. Genetiğin bir alt dalı olarak gelişen somatik hücre genetiğine daynarak gen aktarımı çalışmaları somatik hücre düzeyinde, eşeyli üremenin dışındaki yollarla da yapılmaya başlanmıştır.
1970li yılların başında ise temel ve teknik bilginin birikimiyle, istenilen amaca uygun gen kombinasyonu yapılası çalışmaları moleküler (nükleik asit) düzeyine indirilmiş ve günümüzde genetik mühendisliği denince akla gelen rekombinant DNA teknolojisinin temelleri atılmıştır. Bu teknoloji genetik mühendisliğindeki en etkili ve çarpıcı gelişmedir.
Uygulamalar
Genetik mühendisliği, biliminsanlarının genleri bir organizmadan alıp diğerine aktarmalarına imkan veren bir teknolojidir. Bu teknoloji nükleik asit hibridizasyon, rekombinant DNA, PCR, RNA,hücre kültürü ve monoklonal antikor tekniklerini içerir.
Genetik mühendisliği, biyoteknolojinin doğrudan bir alt dalı olmayıp, ayrı bir teknolojidir. Fakat modern biyoteknolojinin uğraşlarının hemen hepsinde, özellikle son yıllarda, biyoteknoloji gelişimine büyük katkılar sağlamaktadır.
Bunlardan en başarılı ve yaygın olan DNA tekniğinde, in vitro koşullarda nükleik asit moleküllerinde kesme (restrüksiyon) enzimlerinin kullanılmasıyla, DNA’nın istenilen bölgesinin kesilip çıkarılması ve kesilen parçanın ligaz enzimi kullanılarak “vektör” adı verilen taşıyıcıya yapıştırılması işlemleri uygulanır. Daha sonra plazmid bakteri içine yerleştirilerek rekombinant DNA’nın normal hücresel aktivitesine devam etmesi sağlanır. Bu teknolojiyle, genlerin ait oldukları canlının genomundan yalıtılması ve çoğaltılmasına, yapı ve işlevlerinin araştırılmasına, değişik türlere ait canlılara aktarımına ve ürünlerin daha verimli şekilde eldesine olanak verilmektedir.
Genetik mühendisliğinin çalışmalarından elde edilen sonuçlar iki yönde değerlendirilebilir
Bilimsel katkı
Temelde moleküler biyolojiyle doğan bu teknolojiyle, hiç bilinmeyen pek çok konu aydınlatılmıştır. Netice de moleküler biyoloji ve genetik mühendisliği karşılıklı olarak birbirlerini geliştirmektedirler.
Uygulama alanlarına katkı
Genetik mühendisliğinin uygulama alanlarının başında endüstri gelmektedir. Çeşitli endüstriyel ürünlerin (ilaç, besin vb.) istenilen nitelikte ve miktarda eldesi için yapılan çalışmalar bu teknolojinin daha da gelişmesine neden olmuştur. Tıpta özellikle kalıtsal hastalıklarının tanısının yapılmasında, tarım ve hayvancılıkta istenilen özelliklerdeki ürünlerin eldesinde, çevre kirliliğin önlenmesi, madencilik vb. gibi pek çok alanda yine genetik mühendisliği kullanılmaktadır.
Bugün, genetik mühendisliğinin bitki ve hayvanlarda uygulanmasıyla daha iyi ve sağlıklı yiyecekler, daha güvenli temiz bir çevre ve sağlık alanındaki gelişmeler insanlara sunulmuştur. Günümüzde büyük bir hızla gelişen bu teknoloji, özellikle gelişmiş ülkelerde bir yarış halini almıştır. Hemen hemen tüm çevreler 21. yüzyılın “biyoloji çağı” olacağı görüşünü, büyük ölçüde moleküler düzeyde ve biyoteknolojide genetik mühendisliği tekniklerinin gelişmeleriyle ilişkilendirmektedir.