Gen tedavileri insülin üretiminde ne gibi teknikler sunar ? Bu tekniklerin bizlere sunduğu faydalar nelerdir ? Bu yazımızda gen tedavilerinin hayatımızdaki yerine değindik.
Öğrenelim :
20 yüzyıl ortalarında geleneksel biyoteknoloji uygulamalarında devrim niteliğinde gelişmeler yaşanmıştır. Özellikle 1953 yılında DNA ( biyolojik bilgiyi içeren genetik materyal ) molekülünün yapısının ve fonksiyonunun açıklığa kavuşturulması sonucu bilim insanlarının DNA üzerinde değişiklikler oluşturarak farklı organizmaların geliştirilmesine , üretilmesine yönelik çalışmaları hız kazanmıştır.
Gen Tedavisi Uygulamaları :
Günümüzde kullanılan insülinin bir DNA rekombinant teknolojisiyle oluşturulduğunu biliyor muydunuz? Bu anlamda teknolojide gen klonlamasının önemi oldukça fazladır.
Gen klonlaması , hücreleri tıbbi veya tarımsal önemi olan ürünleri üreten kimya fabrikaları haline getirme görevini üstlenmektedir. Burada kastedileni bir insülinin nasıl üretildiğini gösteren aşağıdaki kayda değer verilerden anlayacağız.
Gen Klonlamasının Ana Hedefleri :
–Genleri tanımak ve fonksiyonlarını öğrenmek
–İnsan sağlığı ve ticari bakımdan önem arz etmekte olan proteinlerin ucuz ve kolay bir şekilde üretilebilmesi , saflaştırılması ve kullanıma sunulması.
–Proteinlerin ilaç olarak kullanılabilmesi için uygun sentez ve üretim şekillerinin geliştirilmesi.
Özet :
Bir ürün veya proteinin sentezini kodlayan gen , ait olduğu hücre genomundan veya kromozomundan özel yöntemlerle kesilip çıkarılır. Sonra onu taşıyan bir vektör DNA’sı ( plazmid ) ile birleştirilerek alıcı hücreye transfer edilir. En son hücrede gen ekspresyonu sağlanır diğer bir değişle protein ürünü sentezlenir. Yani elde edilir. ( örneğin : insülin ) işte gen mühendisliği olarak ifade edilen bu tekniğin getirdiği büyük ilerlemeler ile elde edilmesi ve imkanı güç olan insülin hormonu bol miktarda üretilir.
Önemli Not : Eski dönemlerde domuzlardan elde edilen insülinlere karşı vücudun bağışıklık sisteminin antikor oluşturma durumu söz konusu olduğundan bilim adamları bu yöntemlere yönelmiştir.
Görsellerden inceleyerek daha iyi anlayalım
Bilim adamları laboratuvarda insan insülin genini alır halka görünümlü DNA molekülü olan plazmidi kesip boş kalan kısmına yerleştirir ( Aşağıdaki resimden görebilirsiniz.)
( Ek not : kesme işlemi spesifik bir kesim enzimiyle yapılır. )
Ekip daha sonra plazmidi canlı bir bakteri hücresi ( E. coli ) içine sokar. Böylece DNA hücreye yerleştirilmiş olur.
DNA’nın hücreye yerleştirilmesi hücrenin insülin üretmesine yol açar.
Önemli Not : Bu mekanizmayla DNA’nın çok sayıda benzer kopyasını üretmek mümkündür.
DNA teknolojisinin tarihçesine aşağıdan ulaşabilirsiniz.
Önemli Noktalar :
Rekombinant DNA teknolojisi :
Britannica Ansiklopedisi’nde , Rekombinant DNA Teknolojisi farklı organizmalardan DNA moleküllerinin bir araya gelmesi ve bilim , tıp , tarım, endüstri için değerli yeni genetik kombinasyonlar üretmek üzere konakçı bir organizmaya yerleştirilmesi şeklinde tanımlanır.
Bu teknoloji ile ilk tıbbi biyoteknoloji ilacı ” insülin ”üretilmiştir.
Tarihçe :
ilk Rekombinant DNA teknolojisi kavramı Werner Arber’in yabancı viral DNA moleküllerini parçalayan bakterilerdeki restriksiyon enzimlerini keşfetmesiyle ortaya çıkmıştır. Bu keşiften sonra genetikçiler DNA moleküllerini kesmeyi ve yapıştırmayı öğrenmiştir.
– 1972 yılına gelindiğinde bu teknolojinin gelişiminde Stanley Cohen ve Herbert Boyer’in işbirliğiyle ilerleme katedilmiştir.
– 1978’de Herbert Boyer GDO (genetiği değiştirilmiş organizma ) üretici firması ‘’ genentech ‘’ kurmuştur. GDO teknolojisini kullanan bu firma insanlığın sorunlarına çözüm aramaya çalışmıştır. Çalışmalarda E. Coli bakterisinin genlerini değiştirmiş böylece insülin üretebilmelerini sağlamıştır.
– 1982’de rekombinant DNA teknolojisiyle üretilmiş insülin hormonu Amerikan gıda ve ilaç idaresi ( FDA ) izniyle piyasaya sürülmüştür.
Ek not : DNA’nın genetik bilgiyi taşıyan molekül olduğuyla ilgili ilk direkt kanıtlar 1943 yılında OSWALT T. AVERY , COLIN MACLEOD ve MACLYN MACCARTY tarafından yapılan deneylerle sunulmuştur.
Uygulama aşamaları
Şekil 19.3. Rekombinant DNA teknolojisi. Bu teknoloji beş basamağa sahiptir: (1) istenen DNA’yı kısıtlama bölgeleri ile kesmek, (2) gen kopyalarını PCR ( Polimeraz Zincir Reaksiyonu ) ile büyütmek, (3) genleri vektörlere yerleştirmek, (4) vektörleri konak organizmaya aktarmak, ve (5). rekombinant genlerin ürünlerini elde etmek.
Anahtar kelimeleri :
Genetik mühendisliği : canlıların kalıtsal özelliklerini araştıran ve bunlara yeni özelliklerin kazandırılmasıyla ilgili araştırmalar ve uygulamalarla ilgilenen bir bilim dalıdır. Genlerin tanımlanması , yalıtılması , çoğaltılması , aynı veya farklı canlı türleri arasında gen aktarımının yapılması temel görevleri olmuştur.
Vektör ( ing. Vector ) : Bir gen parçasının klonlanmasında, içine yerleştirilip konak hücreye aktarılması için kullanılan aracı plazmid veya viral kromozom. / klonlanacak DNA parçasının birleştiği bir DNA molekülüdür.
Plazmit : Bunlara aynı zamanda vektör denilir. DNA klonlamada genellikle vektör olarak kullanılır.Yukarıdaki resimlerdeki gibi halka görünümlü bir DNA molekülüdür. Genin taşınmasında ve hücreye aktarılmasında bir araçtır.
Gen : kalıtsal bilgiyi bir nesilden sonraki nesile aktaran , kalıtımın fiziksel ve işlevsel birimidir. Bir başka şekilde açıklayacak olursak Gen , DNA molekülü üzerinde yer alan , protein sentezi için şifre veren bir bölümdür
Kaynak :
RİCHARD H , DENİSE F : lippincott görsel anlatımlı çalışma kitapları Biyokimya , ( Nobel Tıp Kitabevleri )
BEZİRGANOĞLU, İ : Genetiği Değiştirilmiş Organizmalar ve Biyogüvenlik , ( Pegem Akademi ), 2017 Ankara ,
http://www.globalresearchonline.net/volume1issue1/Article%20009.pdf
https://www.sciencedirect.com/topics/neuroscience/recombinant-dna
