genetik kopyalama

Genetik Kopyalama ve Son Gelişmeler

 

Ahmet Okumuş

 

O.M.Ü., Ziraat Fakültesi, Zootekni Bölümü, Biyometri-Genetik Anabilim Dalı, SAMSUN

 

Özet

Döllenmemiş yumurta hücre çekirdeğinin (n) somatik dokudaki hücre çekirdeği (2n) ile yer değiştirilmesi Genetik Klonlama veya Kopyalama olarak bilinmektedir. Son 10 yılda bilim dünyası gündeminde yer alan genetik klonlama olayı bitkisel ve hayvansal üretimde farklı görüşler ortaya koymuştur. Bu makalede, genetik klonlama çalışmalarındaki son gelişmelerin aktarılmasına çalışılmıştır.

 

Abstract: GenetIc clonIng and recent news:

The exchange of unfertilised egg cell nuclues (n) with somatic cell nucleus (2n) is known as genetic cloning or copying. In decades, the genetic cloning taking place an important role on the science world put forward different perspectives on the production of plants and animals. In this review, it was considered to be given the background of studies and recent news.

 

1. GİRİŞ

Klonlama, herhangi bir nesnenin duplike yapılması anlamındadır. Doğada benzer ikizler birbirinin duplike olmuş şeklidir. Günlük hayatımızda, moleküler genetikçiler ve diğer bilim adamları, klonlama tekniğini gen parçaları ve hücreler gibi çeşitli genetik materyalleri kopyalamak üzere kullanmaktadırlar. Bu yeni bilim alanında, klonlamada bilim adamları hangi uygulamaları geliştiriyor, bu uygulamalar, günlük yaşamımızı nasıl etkiliyor, bunların sosyal ve etik etkileri nedir gibi bir çok soru akla getirmektedir.

Birçok durumda, genetik çalışmalardaki fikirlerin çoğunluğu medyadan özellikle filmlerden ortaya çıkmaktadır. Genetik kopyalama bir gerçek olmasına rağmen, Hollywood filmlerinin yapıcı ve hayal görüntülerine nazaran, modern klonlamanın gerçek yaklaşımlarını ortaya koymak çok zordur. Basit olarak, bitki dallarının kesilerek çoğaltılması da bir klonlama olduğu gibi belirli bir tipteki hücrelerin benzerlerini üretmek de bir kopyalamadır. Daha ileri olarak moleküler seviyede, hücre içinde bulunan DNA’nın hepsinin veya bir kısmının üretilmesi bir klonlamadır. Şubat 1997 de ilk kez Dolly (koyun meme hücresinden alınan DNA ile elde edilen genetik kopyalama) hakkında yayın yapıldığında önemli bilimsel başarı ortaya konulmuştur. Bu uygulama genetik mühendisliğinde farklı gelişmelere neden olmuştur. Bütün bu olaylar, çekirdekte bulunan DNA molekülünün çalışmasıyla ilgilidir.

 

2. Genetİk Materyal (DNA)

Her canlının kendine özgü özellikleri vardır ve bunlardan birisi canlının cüssesidir. Yaklaşık olarak canlı büyüklüğü milimetrenin 1/100.000 kadar küçük boyutundan 6-7 metre boyunda olan zebralara kadar geniş bir farklılık göstermektedir. Gözümüzle görebildiğimiz en küçük büyüklükler 1 mm (1000 m m) ile 0.1 mm arasındadır. Bu büyüklük bir deniz kum’u (1-0.10 mm), insan saç teli (0.1-0.01 mm) veya bir polen (0.01 mm) olabilir. 0.1 mm’den (100m m) sonra gözümüzle göremediğimiz cisimleri ışık mikroskopu gibi yardımcı araçlarla görebiliriz. Bunlar, maya hücreleri, kömür tozu, kırmızı kan hücreleri (0.01 mm=10 m m), ciğerde rahatsızlık oluşturan toz, boya pigmenti, bazı bakteriler (0.001 mm=1 m m)dir. 0.1 m m’dan daha küçük parçaları da elektron mikroskobundan görebiliriz. Bunlar ise tütün dumanı, virüsler, albumin proteini (0.0001 mm=0.1 m m) şeklinde sıralanabilir. DNA’nın çapı yaklaşık 0.00001mm=10000 m m@ 1-10nm (1 nm=1000 m m = 1000000 mm)’dir. Bunlardan daha küçük birimler bazı tuzlar, şeker molekülleri ve atomları oluşturmaktadır. Hücre büyüklüğü ise yaklaşık 10-100 m m=0.1-0.01 mm arasındadır.

 

3.Genetik materyalin formu ve sayısı: DNA ve Kromozom ilişkisi

Canlıların en küçük parçası hücredir. Bir hücre, o canlının hayatı boyunca gerekli bilgilerini DNA formunda saklamaktadır. Bu hücre totipotent hücre şeklinde isimlendirilir. DNA ise, sadece bölünme esnasında kromozom formunda yapı değiştirir. Diğer durumlarda, uzun iplik şeklindedir. Gen ise, bu uzun DNA zincirinde karakterleri kontrol eden noktalar şeklinde tarif edilebilir. Her dokuda aynı DNA bulunmasına rağmen farklı genler çalıştıklarından ürettikleri protein de farklı dokular oluşturacaktır. Hücredeki genlerin toplamı ise genom olarak bilinmektedir. Kromozomların sayısı, türe özgü olup, genel olarak normal dokularda çiftler halinde bulunur. Yalnızca gamet adını verdiğimiz üreme hücrelerinde yarı halde bulunurlar. Bu durum, somatik hücrelerde 2n, gametlerde n olarak bilinmektedir.

 

 

 

4. Klonlama teknolojİsİnİn gelİşİmİ

Bu teknolojinin gelişim aşamalarını şöyle özetleyebiliriz;

 

  1. Transgenik teknoloji : Gen veya gen parçalarının bir fertten alınıp bir başka ferdin DNA’sına tranferi şeklinde düşünülebilir. Bu teknolojide gen veya genler döllenmiş yumurtaya aktarılır. Mesela kanser oluşturan insan genleri fare embriyolarına aktarılarak drog sanayiinde tedavilerin testinde kullanılabilmektedir. Bu teknoloji ile insan’dan koyun’a, domuz’a, sığır’a ve keçi’ye gen aktarımı yapılmakta, sütlerinde insan proteini üretilmesi yanısıra organ, doku ve kan üretme imkanı da bulunmaktadır. Bu protein ile emphysema ve cystic fibrosis gibi hastalıklar tedavi edilebilmektedir.
  2. Çekirdek transfer teknolojisi : Bu teknoloji bir hücredeki bütün genomu yani somatik kromozomların bir hücreden diğerine naklini ifade eder. Çekirdek, döllenmiş yumurta hücresinden alınmakta ve çekirdeği alınmış fakat döllenmemiş yumurta hücresine yerleştirilmektedir. Bu sistemle uygulanan böyle bir teknik klonlama olarak değerlendirilmemektedir. Zira bir duplikasyon işlemi bulunmamaktadır. Ancak burada sitoplazmada bulunan mitokondri DNA’ları farklıdır.

     

  3. Çekirdek teknolojisini kullanarak yapılan klonlama : İki şekilde yapılmaktadır;
  1. Embriyo klonlama :Alınan örnek, döllenmiş bir embriyodan alınıp yine aynı annenin yumurtasında çekirdek transferi yapılırsa bu durumda mitokondri DNA’ları aynı olacaktır. Bu teknoloji benzer ikizlerin oluşturulmasında kullanılmakta ve embriyo klonlama olarak bilinmektedir. Sığır, kurbağa ve farede de başarılı şekilde denenmiştir. İnsanlarda da bu tip klonlama yapılmış ancak bu ikizler yaşatılamamıştır. Bununla beraber basında klonlama olarak isimlendirilmesine rağmen bu uygulamada farklı çekirdekler kullanıldığı için bunlar gerçek klonlar değillerdir.
  2. Normal canlı klonlama : Dolly doğuncaya kadar, normal bir canlıyı klonlamak mümkün değildi. Organizma döllenmiş bir yumurtadan meydana gelmekte ve her bir hücre döllenme sonucunda oluşan tüm bir genomu içermektedir. Her bir hücre birbirinin tamamen aynısıdır. Ancak, büyüme ve gelişme olayları hücrelerde farklılaşma meydana getirmekte ve beyin dokusu, kalp dokusu, deri, kemik vs oluşmaktadır. Bazı genler somatik hücrelerde bu şekilde özel görevlere ayrıldığı zaman çalışmasını durdurmakta ve sadece ilgili deri, kemik gibi genleri çalışmaktadır. Embriyonik klonlamada farklılaşmaya başlamamış döllenmiş yumurta hücresinin çekirdeği (genom) kullanılmaktadır. Dolly’nin oluşumunda böyle bir dokudan alınan hücreyle bu işlem başarılmıştır. Bu transfer sonunda, somatik dokudaki çalışmayan genler tekrar çalışmaya başlamış ve genlerin çalışması organların oluşmasıyla durmuştur. Genlerin gerektiği zamanda çalışması veya çalışmasını durdurması klonlamanın esasını oluşturmaktadır. Bu işlem 277 denemeden sadece birinde başarıya ulaşmıştır. Bu uygulamada döllenmemiş yumurtanın çekirdeği çıkarılarak, somatik hücre çekirdeği bu yumurtanın içine yerleştirilmiştir. Oluşan zigot, herhangi bir koyuna nakledilerek gelişmeye bırakılmıştır. Bu uygulamanın embriyonik klonlamadan farkı, mitokondriyal DNA’nın farklı olmasından kaynaklanmaktadır. Burada ilginç olan diğer nokta, Dolly bir babaya sahip değildir, fakat 4 anneye sahip olabilir. Mesela, annesi;
  1. Genomu kullanılan bir dişi olabilir
  2. Yumurta hücresini veren dişi olabilir
  3. Gameti taşıyan bir dişi olabilir
  4. Dişi, klonlanmış kuzuyu taşıyabilir.

 

4.Genetik ikizlik : İkizlik kavramı iki veya daha fazla benzer kardeşlerin oluşması anlamındadır. İkizlik, seksüel bir üretim sonucudur. Hücredeki bütün DNA iki farklı ferdin DNA’larının yarısını taşımaktadır. Döllenmiş yumurta iki ya da daha fazla parçaya tekrar bölünecek ve aynı cinsiyette fertler meydana getirecektir. Bu olayın çekirdek transferi ile ilgisi yoktur. Klonlama ise aseksüel bir üretimle ilgilidir. Klonlamada mitokondri DNA’ları farklı olabilir ancak ikizlikte hepsi aynı olmak zorundadır.

 

 

 

 

5. Roslin Enstitüsüne sorulan sorular

1998 yılları başında Roslin Enstitüsünün yapmış oldukları çalışmalar hakkında Independent gazetesinden Charles Arthur ve Jeremy Laurance tarafından hazırlanan Internet sayfasında aşağıdaki sorular gündeme alınmıştır.

 

  • Klonlama tamamen itici ve yapay bir uygulama mıdır?

Doğal canlı gelişimi her zaman bulunmaktadır. Benzer ikizler benzer DNA’ya sahiptir. Çünkü, döllenmiş bir yumurtanın ikiye bölünmesinden kaynaklanmaktadır.

 

  • Niçin insanlar, insan klonlama fikri hakkında çok karşıt durumdalar?

Bu insanlar, ne bilim adamlarının “Playing God” fikrini ne de zengin adamlarının kendi kopyalarını yapma fikrini seviyorlar. Bazı lunatik kişiler, Hitlerin DNA’sını bulmaya çalışıyorlar.

 

  • Niçin klonlama isteniyor?

Denenmesinde bazı faydalar olabilir. Araştırma, 14 günlük insan embriyosuna kadar fertilite ile ilgili problemleri anlamak amacıyla izinlidir. Çok kısa zaman olan bu sürede, ilerideki çalışmalarla klonlama yapmak mümkündür. Genelde DNA bozukluğu ve tamiri bu dönemlerde belli olmaktadır.

 

  • Tek sebep bu mudur?

Hayır. Roslindeki çalışmalarda Dolly’nin varlığı, insana yararları olan bir durumu izah etmektedir. Mesela, Polly, laboratuvarda embiryodan klonlanan bir diğer koyundur. İnsan sütünde bulunan Faktör IX proteini üretilmektedir. Bu protein hemofili B hastaları için gereklidir. İnsan hücrelerinin klonlamasıyla deri ve kan hücreleri üretilebilir.

 

  • Niçin bu uygulamalara izin verilmiyor?Kemik hastalığına tutulan bir çocuk için, yanlış olan nedir?Klonlama bu açıdan farklı düşünülemez mi?

Burada ahlaki bir itirazın varlığını seziyoruz. Bir başka kişinin oluşturulması ahlaken kabul edilemez. Amerikan bilim adamı, Dr. Richar Seedi Chicago’da ilk insan klonlama kliniğini kurmak istiyor. Bunun için anne olacak Teresa ile tanışıyor ve ölmeden önce kanından örnek almak istiyor. Ancak, onun uygun örnek olmadığını belirtiyor. Çünkü, bebeğin ne türlü yaşam düzenine sahip olacağı belli değil ve sonuçta aynı hastalığa sahip bir başka Teresa ortaya çıkabilir.

 

  • İnsan klonlaması hangi şartlarda kabul edilebilir?

Ruth Deech tarafından önerilen uygulamalarda, mitokondriden oluşan kalıtsal hastalıklara maruz kalan hastaların tedavisinde kullanılabilir. Bu problem epilepsi veya körlüğe neden olabilir. Bunun için sağlam mitokondrili embriyolara çekirdek transferi yapılabilir.

 

  • Kendimi klonlarsam, Oluşan kopyam taşıdığım DNA’yla aynı mı olacak?

Mitokondri DNA’sı kopyalanan hücrelerde bulunursa Evet.

 

  • Niçin Mitokondri o kadar önemli?

Bilim adamları bu organelin yaşlanmada bir rol oynadığını düşünmektedirler. Onun DNA’sı yeni bir mitokondri yapmak için gerekli bilgileri taşımaktadır. Şayet, mitokondri çalışmassa, teorik olarak hücreler ölmektedir.

 

  • Mitokondriyel DNA daima yumurtada yenidir? O zaman üzülmeye gerek yok değil mi?

Muhtemelen evet, Ancak, çekirdek içindeki DNA’da yaşlanmaktadır. Bir çok kez, hasar görüyor ve tekrar tamir ediliyor. DNA hasarı çoğunlukla kanser oluşturmaktadır. Dolly, şu ana kadar sağlıklı görülüyor. Bununla beraber, Dr Jeremy Grifo “Klonlamanın diğer tadavi işlemlerinden daha iyi bir yöntem olmadığını belirtmektedir.

 

6. İnternetten Son Haberler :

Bazı bilim adamlarının kopyalama koyun olarak değerlendirilmesi için işlemin tekrarlanması gerektiğini bildiren, klonlanan Dolly’nin yavrusu 13 Nisan 1998, Pazartesi günü sabah saat 4 sularında doğmuştur. Bonnie olarak isimlendirilen kuzunun ağırlığı 2.7 kg olup, oldukça sağlıklı görünmektedir (Anonymous, 1998).

Fransanın ilk klonlanmış buzağısı 20 Şubat 1998’de doğmuş, bakım hatasından kaynaklanan bir kas hastalığından veteriner hastanesinde ölmüştür (Anonymous, 1998).

Güney Afrika’da klonlamaya aday gösterilen süper sığır bilimsel bir hatadan dolayı ölmüştür. Günde yaklaşık 124.2 lt süt verdiği belirtilen sığır 512 kg ağırlığındaydı. Klonlamanın amacıyla deri altından hücre alınırken rahatsızlanan adayın yumurtaları dondurulmuş halde gelecek nesiller için saklanıyor. Normalde Holstein tipi sığırların verimleri günde 20-40 kg arasındadır. Sahibi, sığırın 1 milyon dolar değeri olduğundan bahsetmektedir (Anonymous, 1998).

 

7. Sonuç

Genetik klonlama, bugün için hayvancılıkta çığır açabilecek bit teknoloji olarak görülmektedir. Bununla beraber, teknolojinin rutin olarak devam ettirilmesinde bir çok problem bulunmaktadır. Bunun yanısıra, canlının populasyonunun varyasyonsuz hale getirilmesi, o populasyonu, olumsuz çevresel etkilerde büyük kayıplara sebep olacağı sakıncaları tartışılmaktadır.

 

8. Kaynaklar

Arthur, C. ve Laurance, J. 1998. Cloning. http://www.independent.co.uk

Okumus, 1997. Genetik Kopyalama ve Uygulaması. Prognoz. Cilt 1, Sayı 2. S.81-82.

 

 

Yorum Yaz
Arkadaşların Burada !
Arkadaşların Burada !