Bilimin, özellikle de genetik alanındaki ilerlemelerin oldukça
hızlı bir şekilde geliştiği bir çağda yaşamaktayız. Gelişmeler bundan 50 yıl
önce hayal bile edemeyeceğimiz noktaya ulaşmıştır. Elli yıl sonraki gelişmeler
ise, bugünkü bilgilerimizle tahminde bulunamayacağımız noktaya erişecektir.
Bilinen bunca bilgiye rağmen olayın daha çok başlangıcında olduğumuz rahatlıkla
söylenebilir. Çünkü her bilimsel gelişme ile şu ana kadar hemen hemen hiçbir şey
bilmediğimizi, olayların oldukça karmaşık olduğunu, bir bilinenin en az yüz
bilinmeyen olaya kapı açtığını, bilimin gittikçe daralan bir çizginin aksine,
ışığın dağıldığı gibi gittikçe yayıldığını ve henüz bu ışık huzmelerinin de
nereye kadar ulaşacağını bilmemekteyiz. Genetikteki bu durum, Winston
Churchill’in II. Dünya savaşıyla ilgili olarak 1942’de söylediği, "şimdi bu son
değil, hatta sonun başlangıcı da değil, ancak belki başlangıcın sonudur" cümlesi
ile özetlenebilir.
1950’li yıllarda DNA molekülünün yapısının aydınlatılmasıyla
başlayan genetik çalışmalar, günümüzde dolu dizgin devam etmektedir. Gelişmeler
insanları hem heyecanlandırmakta, hem de bazı endişelere sürüklemektedir.
Gelişmelerin yakın gelecekte sadece tıp, biyoloji, biyoteknoloji gibi alanlarda
değil, tarih, sosyoloji, antropoloji gibi alanlarda da bilgilerimizi
değiştireceği düşünülmektedir.
Günümüzde insan genomu, yani kalıtım şifresi hakkında
bilgilerimiz arttıkça, genetik alanında önemli gelişmeler olmaktadır. Bu
gelişmeler daha çok, kök hücre tedavisi, gen tedavisi, preimplantasyon genetiği,
insan genom projesi, biyoteknoloji ve klonlama konularında yoğunlaşmaktadır.
Bu konulara geçmeden önce, olaya öncelikle makrokozmozdan
başlayıp mikrokozmoza, yani hücreden başlayıp, genlere baktığımızda günümüze
kadar elde edilen bilgiler ışığında sistemin oldukça karışık, kompleks, kusursuz
ve mükemmel olduğu gerçeği ile karşılaşmaktayız. Bu mükemmelliği tesadüflerle
izah etmek mümkün gözükmemektedir.
İnsan gözü yaklaşık milimetrenin onda bir büyüklüğü, yani
topluiğne ucu kadar bir büyüklüğü görebilmektedir. İşte bu büyüklükteki alanda
yaklaşık 100 hücre yer almaktadır. Her hücrenin de yaklaşık 100.000’de bir
bölümünü genom, yani DNA oluşturmaktadır. İşte maddi boyutu bu kadar küçük olan
DNA molekülü, bugün için bilinen en ileri ve karmaşık, akıl almaz büyüklükte bir
bilgi içermektedir. İşte çok küçük bir et parçasında, bu kadar bilginin var
olması ve bu bilgilerin bir itaat ve şuur içinde çalışmaları akla durgunluk
vermektedir. DNA molekülünü keşfeden Crik’in söylediği gibi, "bugün sahip
olduğumuz bilgiler ışığında dürüst bir adamın yapabileceği tek yorum, DNA’nın
mucize bir eser olduğunu kabul etmesidir."
Genlerimiz hücre çekirdeğinde, kromozom adı verilen, yumurta ve
sperm hücreleri hariç, her hücrede sayısı 46 olan yapıların içerisinde yer
almaktadır. Her kromozom sentromer denen incelmiş bir bölgeye sahiptir. Bu
bölgeler hücre bölünmesi sırasında iğ iplikçiklerinin tutulduğu yerlerdir.
Kromozomların her iki ucunda telomerler yer alır, bunlar ise kromozomların
kopyalanmasından, yapısal ve işlevsel kararlığının sağlanmasından sorumludur.
Kromozomlar sıkıştırılmış birer iplikçik yumağıdırlar. Yaklaşık 1.5 metre
uzunluğundaki DNA iplikçiği milyarda biri kadar küçük bir alana, yani
kromozomlara sıkıştırılarak paketlenmiştir. Kromozomlarda sıkıştırılmış bu
iplikçiklerden birini çekip milyonlarca büyüttüğümüzde her biri diğeri ile
sarmal oluşturmuş iki iplikçik ve bazı proteinler görülmektedir. İşte bu iki
sarmalı oluşturan yapı deoksiribonükleik asit, yani DNA’dır. Hayatın şifresi
olarak bilinen yapılar, yani genler DNA üzerindeki dizilerden oluşmaktadır.
Bediüzzaman hazretlerinin ifade ettiği acbü’z-zenep günümüz bilgilerine göre
DNA’dan başka bir şey değildir. İşte insanlar öldüklerinde ruhlarının başka
makama gitmesi cesetten bir çekirdek, bir tohum hükmünde küçük bir parçanın baki
kalması, tekrar yaratma olayında ruhun tekrar bu parçaya gönderilip hayat
bulması olayındaki küçük parça olarak ifade edilen acbü’z-zenep, DNA
molekülüdür.
Bir organizmanın toplam DNA içeriği, onun genomu olarak bilinir.
Bir DNA zinciri 3.164.700.000 adet baz içermektedir. Bu büyüklükteki bir zincir
yalnızca dört farklı bazın farklı konfigürasyonda yer almasıyla oluşmaktadır.
Bunlar adenin, sitozin, guanin ve timin adındaki bazlardır. Bu bazlar DNA
molekülünün şeker ve fosfat iskeletine tutunarak molekülün bir iplikçiğini
oluşturmaktadırlar. İki iplikçik yalnızca adeninin karşısına timin, sitozinin
karşısına guaninin gelmesi şartıyla birbirine bağlanmaktadır. Bu şekilde
bağlanan iplikçikler birbirinin tamamlayıcısı olmaktadırlar. Her biri kıvrımlı
olan bu iplikçikler birbirine bağlandıklarında çift sarmal yapıyı
oluşturmaktadırlar. İşte bu baz çiftlerinin dizilimi ile ortaya çıkan şifrelere
gen demekteyiz.
DNA sarmalının iki iplikçiği hücre bölünmesi ve protein
üretiminden önce birbirinden ayrılarak iki ayrı DNA dizisi ortaya çıkmakta, bir
sonraki aşamada bu iki dizi kendilerini tamamlayan bir dizi oluşturmaktadırlar.
Böylece DNA içinde taşınan bilgi farksız bir şekilde bir sonraki hücreye
aktarılmaktadır. Genlerin esas işi protein üretimi için gerekli şifreyi
taşımaktır. Proteinler ise aminoasit adı verilen maddelerin farklı sıralanması
ile meydana gelmektedir. DNA iplikçiğindeki her üç baz bir aminoasit yapımından
sorumludur.
İnsan vücudunda sayıları -henüz tam olarak bilinmeyen- 26.000
ila 31.000 arasında gen mevcuttur. İnsanlar DNA dizilimi bakımından sadece binde
bir oranında farklılık göstermektedirler, yani iki insan % 99.9 oranında
benzerdir. Her gen farklı sayıda baz çiftinden oluşmaktadır. İnsan genomunun
sadece % 1.5’i gen içermektedir. Kalan diğer bölümlerin çoğu tekrarlayan
dizilerden oluşmaktadır. Bu bölgelerin, henüz tam olarak fonksiyonlarını
bilmemekteyiz.
Genlerin iç yapısı oldukça komplekstir. Genler düzenleyici
bölgeler, ekzon ve intron bölgelerinden oluşmaktadır. Ekzon bölgeleri protein
yapımından sorumlu şifreyi taşıyan kısımlardır. Bu bölgeler intron bölgeleri ile
birbirinden ayrılırlar. İntronlar protein yapımı için bir şifre içermezler;
genin çalışması, üretim kapasitesi, fonksiyonlarının düzenlenmesinde görev
alırlar. Ayrıca genlerin uç kısımlarında bulunan genin işleme sokulup
sokulmamasında görev alan düzenleyici bölgeler mevcuttur.
Genlerin fonksiyon görmesi ile protein üretimi başlamaktadır.
Protein üretiminde iki aşamalı bir süreç karşımıza çıkmaktadır. Öncelikle
yazılım aşaması dediğimiz safhada DNA’daki genetik bilgi DNA’ya çok benzeyen RNA
molekülüne aktarılmakta, daha sonra çevirim aşaması dediğimiz safhada RNA’daki
bilgi sitoplazmada ribozomlarla etkileşmekte, bu bilgi doğrultusunda
aminoasitler sıralanmakta ve protein oluşmaktadır. RNA molekülü DNA yapısından
farklı olarak, timin bazı yerine urasil bazı içermektedir. Ayrıca şeker yapısı
da farklıdır. RNA molekülünün mesajcı RNA, transfer RNA ve ribozomal RNA diye üç
tipi vardır. DNA’daki bilginin okunması ve protein oluşumuna kadar değişik
safhalarda görev alırlar. Protein sentezi üç evrede oluşmaktadır. Başlama
evresinde, başlama faktörlerinin yardımı ile mesajcı RNA, ribozom ve transfer
RNA kompleksi oluşur, uzama evresinde başlangıç kodonundan sonra gelen kodona
ait aminoasidin, bir önceki aminoaside peptid bağı ile eklenmesi, sonlanma
evresinde ise üç adet dur kodonundan biriyle karşılaşıldığında işlemin durması
gerçekleşir.
İşte gözle görebildiğimiz en küçük noktanın 10.000.000’da bir
küçüklükteki alanda bu kadar ince ve karmaşık işlemlerin gerçekleştiği DNA
molekülünün sadece bir madde yığını olduğunu, saniyede milyonlarca anlamlı ve
maksatlı işlerin bir arada birbirine karışmadan gerçekleştiğini, içerdiği
bilgilerinde maddenin rastgele etkileşimleri ile ortaya çıktığını söylemek
mümkün değildir. Ayrıca DNA molekülünde yapılan işler o kadar hızlıdır ki, neyin
sebep, neyin sonuç olduğunu izlemek çok zordur; işleme tarzına bakıldığında ise
zaman mevhumunun olmadığını rahatlıkla söylemek mümkündür. Günümüze kadar
maddenin bilgi oluşturduğuna dair bir veriye ulaşılamadığına göre, bunca
kompleks, kusursuz ve mükemmel işlerin ancak bu bilgiye sahip birisi tarafından
yapıldığı akla gelmektedir. Bu sonuçlar doğrultusunda günümüzdeki genetik
bilimindeki gelişmeleri, Allah’ın insan geninde tecelli eden ilminin bir parçası
olarak görmek gereklidir.
Kök Hücre Tedavisi
Günümüze kadar, genetik şifredeki bozukluklara bağlı
hastalıkların tedavisinde çeşitli ilaçlar kullanılmasına rağmen, bozuk şifre
yapısı değiştirilmediği için, bu hastalıklara kalıcı çözüm bulunamamıştır.
Dolayısı ile günümüzde bozuk genin tamiri veya normal genle değiştirilme
çabalarına başlanmıştır. Ayrıca son yıllarda genetik şifrenin aydınlatılması ve
hücre davranışlarının daha iyi anlaşılması ile insanın kök hücreleri
kullanılarak beyin, deri, kemik, kalp kası gibi çeşitli dokular üretilmeye
başlanmıştır. Bu hücreler aldıkları sinyale göre farklı hücre tipine dönüşebilme
potansiyeline ve kendisini yenileyebilme gücüne sahiptirler. Bu kontrolü genler
belirlemektedirler. Vücut da meydana gelen değişikliklere, ölüm ve hasar
durumuna göre bu hücreler hangi hücre türüne ihtiyaç var ise o hücreye
dönüşmektedirler. Laboratuvar şartlarında bu işin başarabilmesi için etkili
genlerin ve kontrol mekanizmalarının iyi bilinmesi gereklidir.
1998 yılında insan embriyosundan kök hücre elde edilmesi ve
kültürde çoğaltılması ile bu konudaki çalışmalar hız kazanmıştır.
Döllenme, yani sperm ile yumurtanın birleşmesi sonrası oluşan
zigot, ilk dört günde bölünme sonucu 16 hücreye ulaşmaktadır. Bu hücrelerin tümü
tek başlarına tüm organizmayı oluşturabilecek genetik bilgi ve güç ile
donatılmışlardır. Bunlara totipotent hücre denmektedir. Yani bu hücreler
birbirinden ayrılarak farklı anne rahimlerine konursa, bir biriyle aynı genetik
yapıda 16 ayrı tek yumurta ikizi oluşabilmektedir. Hücre bölünmesi devam ederken
beşinci günden itibaren hücreler, insan oluşturabilme yeteneklerini
kaybediyorlar ancak gerekli ortam sağlandığında bugün bilinen 200 farklı hücre
türüne dönüşebilme özelliğine sahiptirler. Bu hücrelere pluripotent hücre
demekteyiz. Daha sonraki gelişim dönemlerinde ise hücreler daha özel görevlere
sahip oluyorlar. Örneğin, kan kök hücresi kanla ilgili hücrelere, deri kök
hücresi deri ile ilgili hücrelere dönüşüyorlar. Biraz daha özelleşmiş bu
hücrelere ise multipotent hücreler diyoruz. Bunlar çocuklarda ve erişkinlerde
bulunabiliyorlar, gerekli ortam ve sinyaller sağlandığında farklı hücre türüne
de dönüşebiliyorlar. Kök hücreler embriyo, fetus ve erişkinlerden elde
edilebiliyor. Ancak erişkin kök hücrelerinden halen tüm hücreler elde
edilemiyor, kültürde yetiştirilmesi, büyüme ve çoğalmaları daha uzun zaman
gerektiriyor. Ayrıca bu hücreler dokulardan kolayca elde edilemiyorlar, erişkin
kök hücrelerin embriyonal hücrelerden bölünme süreleri daha uzun, yaşam süreleri
ise daha kısadırlar.
Günümüzde karaciğer, kalp, böbrek, akciğer, pankreas gibi
organların yetersizlik durumlarında ve kanser vakalarında kök hücre tedavisi
önemli gelişmelere aday görülmektedir. Hücrelerin normal görevlerini yerine
getiremediği, ölen hücrelerin yerine yenilerinin gelmediği durumlarda organlar
çalışmıyor ve çeşitli hastalıklar meydana geliyor. Bu gibi durumlarda kök
hücreler hastalıklı hücrelerin yenilenmesi için önemli bir kaynak
oluşturmaktadır. Hasta insandan alınan tek bir hücredeki genetik bilgi,
embriyodan alınan kök hücresine verildiğinde aynı genetik yapıda ve kök hücre
özelliği taşıyan hücre elde ediliyor. Böylece tek bir hücreden istenilen bir
organ oluşturulabilecektir. Organların tamamını değiştirmeden kök hücreler ile o
organdaki hastalıklı ve ölü hücreleri sağlıklı hücrelerle değiştirmek de mümkün
olacaktır. Kök hücrelerden sağlıklı hücreler elde etmek mümkündür. Parkinson,
Alzheimer gibi beyni belirli yaştan sonra etkileyen hastalık durumlarında kök
hücreler verilerek hastalıklı hücrelerin görevlerini yapması mümkün olacaktır.
Ayrıca kalıtsal hastalıklarda kişiden alınan kök hücrenin genetik mühendislik
yoluyla, ilgili gendeki bozukluk düzeltildikten sonra tekrar programlanarak
kişiye geri verilmesi ile sağlam hücreler üretme çalışmaları hızlı bir şekilde
sürmektedir. Genetik şifre ve kök hücre üzerindeki bilgilerimiz arttıkça olay
daha açık hale gelecek, bugün için tedavisi imkânsız olan hastalıklara çare
bulunacaktır.
Gen Tedavisi
Günümüze kadar kullanılan ilaçlar ancak belirli bir süre
etkilerini gösterirler ve metabolize olarak atılırlar. Gen tedavisi ile canlı
için gerekli maddenin vücudun gereksinimleri doğrultusunda kendisi tarafından
üretilmesi amaçlanmaktadır. Hedef, hasta hücredeki genetik yapıyı normali ile
değiştirmektir. Öncelikle, bozuk genin yerini alacak genin hücrelere
ulaştırılması gereklidir. Bu amaçla ilk planda normal gen virüsler içerisine
yerleştirilerek hücrenin genetik şifresine entegre olması sağlanır veya
virüslerin genetik materyali tamamen çıkarılarak içerisine istenilen gen
yerleştirilerek hücreye verilir. Hücre çekirdeğine giren gen, hücrenin genetik
yapısına bağlanarak kendi geni gibi görev yapmaya başlar. Ayrıca genler organik
kesecikler içine yerleştirilerek vücuda verilebilir. Bu kesecikler hücre
tarafından yutulur. Kese duvarı yıkılarak genetik materyal serbest kalır ve
hücrenin genine entegre olur. Bu sağlıklı gen çalışmaya başlayarak hücrede eksik
veya hatalı proteini üretmeye başlar. Son yıllarda verilmesi istenen gen ilk
planda hücre içerisine yerleştiriliyor, bu hücreler vücut dışarısında belirli
bir sayıya kadar çoğaltılıyor ve daha sonra vücuda veriliyor, istenilen dokuya
giden hücreler burada gerekli proteini üretmeye başlıyor. Bu hücrelerde yeni
yeni kök hücreler kullanılmaya başlıyor, bu sayede hücreler kendilerini sürekli
yeniliyorlar. Böylece programlanmış olan diğer hücreleri defalarca hastaya
vermek yerine kök hücreleri bir kez vererek daha fazla başarı elde ediliyor.
Preimplantasyon Genetiği
Günümüzde tüp bebek yöntemi ile meydana gelen canlı, anne
rahmine konmadan önce çeşitli hastalıklar açısından incelenmeye başlanılmıştır.
Burada sperm, ovumuna girdikten sonraki 4 gün içerisinde birbiri ile aynı
özellikte 16 hücreye bölünüyor. Genellikle 4 veya 8 hücre oluştuğunda lazer ile
bu hücrelerden biri alınıyor ve laboratuvar şartlarında hastalıklar açısından
inceleniyor. Bu yöntem çocuk istemekle birlikte belirli yaşa gelmiş fakat
çocuğun zeka gerilikli olmasında korkan, aynı zamanda kürtaj olayına karşı
aileler için önemli açılımlar sağlamıştır. Ayrıca bazı ailelerde kalıtsal olarak
belirli oranda tekrarlayan hastalıklar daha embriyoda farklılaşma olmadan önceki
safhada incelenmekte, eğer embriyo hastalık taşıyor ise rahime
yerleştirilmemektedir. Günümüzde ancak bazı hastalıklar incelenebilmektedir,
zamanla tüm hastalıklar bu yöntemle incelenebilir hale gelecektir. Böylece
gelecekte genetik hastalıkların insidansında belirgin bir azalma görülecektir.
İnsan Genom Projesi
1990 yılında ABD, İngiltere, Japonya, Fransa, Kanada, Çin ve
Almanya’nın katılımı ile oluşturulan uluslararası bir organizasyon, İnsan Genom
Projesi adıyla insan genomu haritalama programını başlatmıştır. Ana hedef,
genetik haritayı, fiziksel haritayı ve DNA dizilimini ortaya koymaktır. İnsan
genomu, bir insanın oluşması için gerekli olan kalıtsal bilgilerin tümüne
verilen addır. Genomu, canlının hücrelerinin yapısını ve hücre etkinliğini
gösteren bir şifre olarak kabul etmek mümkündür, ancak görev yapması için
oldukça karmaşık, henüz denizde bir katre oranında bilebildiğimiz işlemlere
ihtiyacı vardır. 2005 yılında tamamlanması planlanan projenin 2000 yılında %
97’si, 2003 yılında ise tamamı çözülmüştür. Ancak bu çözülmenin farklı bir
alfabe ile yazılmış bir eserin sadece harflerinin Latin alfabesine çevrilmesi
gibi bir olay olduğu unutulmamalıdır. Bundan sonraki esas zor adım, bu harfler
yumağının kelimelere, kelimelerin cümlelere dönüştürülmesi ve cümlelerin de ne
anlama geldiğinin öğrenilmesidir. Bu sayede genetik hastalıkların temeli ve
tedavi yolları açıklığa kavuşacaktır. Görüldüğü gibi, şu haliyle olayın daha çok
başında olduğumuzu, bilim alanında bir kapı açılmasının bilinmeyen çok sayıda
kapı açtığını, bilimin gittikçe çok daha karmaşık olduğunu müşahede etmekteyiz.
İnsan Genom Projesi sonuçları ile genlerin insan genomunda belli
bölgelere yoğunlaştıklarını görüyoruz. İnsan genomu 3.164.700.000 yapı taşından
(nükleotid) oluşmaktadır. Bir gen ortalama 3.000 nükleotidden meydana
gelmektedir. Genomda gen bölgelerinin % 1.5’ini oluşturduğu, diğer bölgelerin
ise gen içermeyen, fakat gen ifadesini düzenlemek, uyarmak, kromozom
bütünlüğünde ve çekirdek bölünmesinde yapısal rol almak gibi görev üstlendikleri
saptanmıştır. Gen sayısının ise 26.000-31.000 arasında olduğu tahmin
edilmektedir. Aynı gen alternatif mesajcı RNA kesilmeleri ve kimyasal
değişikliklere bağlı olarak değişik proteinler kodlayabilmektedir. DNA
parçasının iki ilmiğinin birbirinden farklı iki protein kodlayabildiği, sentez
sürecinde bir ilmekten diğerine sıçramalar olabildiği, yazılım sırasında genomun
çok uzak bir bölgesindeki düzenleyici bölgelerin olaya müdahale edebildiği
saptanmıştır.
İnsan genom projesinin yeni bir dönemin başlangıcı olduğu bütün
bilim dünyası tarafından kabul edilmektedir. Bu projeden beklenen getiriler
şöyle sıralanabilir;
Hastalıklara tanı yöntemlerinin geliştirilmesi,
Adli tıpta suçluların saptanması,
Organ nakillerinde doku uyumunun saptanması,
Hastalıklara genetik yatkınlığın belirlenmesi,
Gen tedavisi yöntemlerinin geliştirilmesi,
Genetik yapıya özgü ilaçlar geliştirilmesi,
Hastalık yapıcı bakterilerin kolay ve hızlı saptanması,
Yeni enerji kaynaklarının geliştirilmesi,
Çevre kirleticilerin saptanması ve kontrole alınması,
Biyolojik ve kimyasal ajanlara karşı korunma yöntemlerinin
geliştirilmesi,
Değişik toplumların göç yollarının ve akrabalıklarının
araştırılması,
Hastalıklara karşı dirençli bitkilerin geliştirilmesi,
Besin değeri yüksek, sağlıklı çiftlik hayvanların
geliştirilmesi,
Yenilebilir aşılar üretilmesi,
Çevre temizlemede kullanılacak ağır metal toplayıcı bitkiler
geliştirilmesi.
Genetik alanındaki gelişmeler ve insan genom projesi, sosyal,
yasal ve etik açıdan çeşitli kaygıları da beraberinde getirmektedir:
Genetik bilginin gizliliği ve kontrolünün sağlanması ne şekilde
olacak?
Toplumlar ve bireyler arasında yeni bir eşitsizlik kaynağı
olacak mı?
Henüz tedavisi olmayan hastalıklar erken tanındığında ne olacak?
Tıbbi tedavi ve süperleştirme arasındaki çizgi ne olacak?
Genetik değişikliğe uğratılmış gıdalar ve diğer ürünler insanlar
için tümüyle güvenli olacak mı?
Bu teknolojiler gelişmekte olan ülkelerin dışa bağımlılığını
nasıl etkileyecek? gibi sorular birbirini izlemektedir.
Gen dizilişinin çözümlenmesinde heyecan verici gelişmeler
sürerken, işin sanıldığının aksine, oldukça kompleks olduğu görülmektedir.
Günümüzde genlerin, proteinlerin özelliklerini belirlediklerinin anlaşılması ile
dikkatler bu moleküllere çevrilmiştir. İnsanın yaşamsal işlevlerinin,
hastalıklarının, yapısal özelliklerinin çözümlenebilmesi için proteinlerin
anlaşılması gereklidir. Proteomik adı verilen araştırmalar ile proteinlerin
bulundukları yerler, miktarları, geçirdikleri değişimler, etkileşimleri,
etkinlikleri ve işlevleri aydınlığa kavuşacaktır. Çalışmalar proteinlerin
genlerden daha karmaşık yapıda olduklarını göstermektedir. Tek bir gen çok
farklı proteinin olmasını sağladığı gibi, bir proteinin oluşması için de farklı
genlerin etkili olması gerekmektedir. Ayrıca proteinler koşulların değişmesi ile
hücredeki yerlerini değiştirebiliyorlar, parçalara ayrılabiliyor ve diğer
proteinlerle birlikte farklı fonksiyonlar görebiliyorlar. İşte genlerden daha
kompleks yapıdaki proteinlerin yapı ve fonksiyonlarının daha iyi öğrenilmesi ile
genetik biliminde daha önemli açılımlar sağlanacaktır.
Biyoteknoloji
Mal veya hizmet üretmek için canlı organizmalardan yararlanma
teknolojisi olarak tanımlanan biyoteknoloji yüzyılımızın en önemli
gelişmelerinden birisi olarak karşımıza çıkmaktadır. Tüm canlıların genetik
maddesi olan DNA molekülünün özelliklerinin anlaşılması, belli bir DNA dizisinin
bir canlıdan diğerine aktarılmasının gerçekleşmesi ile biyoteknoloji hızlı bir
gelişim sürecine girmiştir. Günümüzde yaşamın her alanında etkisini doğrudan
veya dolaylı şekilde gösterir hale gelmiştir. Genetik yapısı değiştirilmiş
bitkiler, hayvanlar, klonlanmış canlılar ve mikroorganizmalar ile çok çeşitli
ürünler kullanıma sokulmuştur. Kullandığımız ilaçlardan tükettiğimiz gıdalara ve
giysilere kadar her alanda biyoteknolojik gelişmelerden yararlanmaktayız. Çok
hızlı ilerleyen bu teknoloji beraberinde bir takım kaygıları da getirmektedir.
Genetiği değiştirilmiş bitkilerin ve hayvanların yenilmesi, biyoteknolojik
ürünlerin kullanılması, genetik yapısı değiştirilmiş mikroorganizmaların doğaya
yayılması çekingenliklere yol açmaktadır. Ancak biyogüvenlik koşullar
aksatılmadan doğaya ve topluma zarar vermeyecek bir biyoteknolojinin
kullanılması gelecekteki bir çok problemin çözümüne katkıda bulunacaktır.
Biyoteknolojinin ilerlemesi ile insan genlerinin kodladığı
proteinlerin bazıları bakterilerde üretilmeye başlanmıştır. İnsan hücresi
yaklaşık iki yüz bin adet protein üretmektedir. Bunlardan bir tanesinin olmaması
önemli bir hastalığa yol açmaktadır. Gen aşılamak yoluyla başka bir canlıda
üretilen ilk insan proteini 1982 yılında bakterilerden elde edilmeye başlanan
insülindir. Şeker hastaları için zorunlu bu proteini büyüme hormonu ve başka
proteinler izlemiştir. Bakterilerin bu şekilde ucuz protein üreten fabrikalar
olarak kullanılmaları büyük avantaj sağlamaktadır. Gelecekte bu iş bitkilere
yaptırılabilir hale gelecektir.
Bitkilerden aşı ve antibiyotik üretmek bugün için mümkün hale
gelmiştir. Yine dünyanın bir çok bölgesindeki araştırmacılar, bitkilere aşı
antijeni nakli ile yenilebilir aşılar geliştirmek için çalışmalar
yapmaktadırlar. Bitkilere gen aktarımıyla bitkilerin çeşitli çevresel etkenlere,
bakteri, virüs ve mantar kökenli hastalıklara, kimyasal maddelere direnç
özelliği kazanması sağlanabilecektir. Bugün için besince yetersiz çevre ve iklim
koşullarına uygun bitkiler oluşturmak mümkün hale gelmiştir.
Günümüzde gen aktarımı ile transgenik hayvanlar oluşturulmakta,
böylece bol süt ve et veren, ayrıca hastalıklara dirençli koyun ve sığır elde
edilmektedir.
Klonlama
Klonlama, aynı genetik yapıya sahip canlıların oluşturulması
olayıdır. İlk kez 1997 yılında 6 yaşındaki bir koyunun meme hücresi alınmış,
daha sonra çoğalan bu hücreler kültür ortamında, besin ortamını zayıflatmak ve
büyümelerini durdurmak amacı ile G 0 olarak adlandırılan safhada bekletilmiştir.
Bu arada aynı türden başka bir dişiden yumurta hücresi alınmış, çekirdeği
çıkarılmış, bunun yerine meme hücresinin çekirdeği konulmuştur. Daha sonra
oluşan yeni hücre normal hücre döngüsüne sokulmuştur. Bir sonraki aşamada ise
oluşan embriyo yetişkin başka bir dişinin rahmine yerleştirilmiş ve hamilelik
süreci başlatılmıştır.
Klonlama veya kopyalanma adı verilen bu olayda yeni canlı, beden
hücresinin alındığı canlının kalıtsal özelliklerini taşımaktadır. Buradaki ana
soru, beden hücresinin kromozomları yumurta hücresine aktarıldığında, nasıl
yumurta hücresinin kromozomları gibi davranmaktadır. Bir hücrenin çekirdeğini
programlaması, hücre sitoplazması ile çekirdekteki genlerin arasında etkileşimli
bir süreçtir. Sitoplazma çekirdeğe hangi genlerin etkileşip, hangilerinin
etkinliğinin biteceğini, yani hücrenin hangi proteinleri üretileceğini
belirleyen sinyaller göndermektedir. Bundan dolayı yumurta hücresinin
sitoplazması kullanılmalıdır ki, tüm genler çalıştırılabilsin.
Günümüzde klonlama ile kök hücre araştırmalarında kullanılmak
üzere hücre kaynağı oluşturmak amacı ile araştırmalar yapılmaktadır. Bu
çalışmalarda istenilen canlı klonlanılacak, hangi organın kök hücresi gerek ise
o safhada kök hücre alınacak, daha sonra ise embriyo ölüme terk edilecektir;
buradaki en önemli etik sorun her embriyonun potansiyel bir canlı olmasıdır. Şu
ana kadar koyundan sonra keçi, fare, inek, domuz ve kedilerde yapılan klonlama
çalışmalarında başarı sağlanmıştır. Ayrıca soyu tükenmekte olan hayvanları
klonlamak üzere kök hücre tedavisi önemli bir açılım sağlamaktadır. Ancak bilim
adamları halen diploid beden hücre çekirdeği aktarım sürecini tam olarak
çözememişlerdir. Klonlama yüzlerce denemeden sonra ortaya çıkabilmektedir. Her
şey yolunda gitse de klonlanan canlılar daha fazla hastalanmakta, en önemlisi de
annelerinin yaşında doğmaktadırlar. Ayrıca klonlanan canlının kromozomları
vericiden gelmekle birlikte hücredeki genetik materyalin tamamı kromozomlarda
yer almamaktadır, çok az bir kısmı, özelliklede enerji metabolizması ile ilgili
genetik materyal sitoplazmada bulunan mitokondrilerde yer almaktadır. Klonlama
sırasında çekirdek vericiden alınmasına rağmen sitoplazma için kaynak başka
hücrenin yumurta hücresi olduğundan, aslında klonlama ile bire bir aynı canlı
meydana gelmemektedir.
Yukarıda görüldüğü gibi son yıllarda genetik bilimi çığ gibi
gelişmektedir. Bu gelişmelerin birkaç yıl içerisinde çok daha ileriye gideceği
kesindir. Gelişmeler her ne kadar heyecan verici olsa da yapılacak en ufak bir
hatanın tüm canlıları etkileyeceği hiçbir zaman akıldan uzak tutulmamalıdır.