İlim ilim bilmektir, ilim kendin bilmektir, sen kendini bilmezsen ilim ney'lemektdir!
Yunus Emre
İnsanlık kendi türünü koruyabilecek mi yoksa sonunu mu hazırlıyor? Sorumuza ve İnsan Genom Projesine geçmeden geçen yazımda Gen demiştim bu hafta ise hepimizin bildiği kısaltma GDO yani genetik manipülasyon sonucu oluşturulan genomik organizmalar konusunu yeniden yazacağım..
GDO Nedir?
Genetiği Değiştirilmiş Organizmalar dediğimizde genel bir tanımla interdisipliner olan biyoteknolijinin rekombinant DNA dahil, in vitro nükleik asit tekniklerini, nükleik asitlerin hücrelere veya organellere doğrudan enjeksiyonunu ve geleneksel çoğalma veya seçilimde kullanılmayan doğal fizyolojik üreme engellerinin ve tekniklerinin üzerine çıkan taksonomik kategorileride içine alan hücre birleştirme işlemler bütünüdür diyebiliriz. (3)
Genetiği Değiştirilmiş Organizmalar (GDO) iki yöntemle elde edilmektedir
Genomda değişiklikler yapılması esasına bağlı olarak istenen genin DNA dizisine dahil edilmesi yani eklemesi veya çeşitli mühendislik teknolojileri yoluyla istenmeyen genin silinmesi şeklinde yapılmaktadır. (3)
Gen Aktarımında Kullanılan Metotlar;
BİYOLOJİK METODLAR
- Agrobacterium aracılıklı gen transferi
- Bitki virüs vektrieri
FIZIKSEL METODLAR
- Elektroporasyon
- Mikroprojekti
- Mikroenjeksiyon
- Liposome füzyonu
KiMYASAL METODLAR
- PEG aracılıklı
- Dietilaminoet dextran aracılıklı
Gen ekleme yöntemlerinden olan “Agrobacterium tumefaciens” aracılığı ile aktarımdan bahsetmeden önce Agrobacterium bakterisinin doğada bitkilerde tümör oluşumuna neden olduğunu bilmenizi istiyorum.
İlk defa 1907 yılında Smith ve Towsend bu bakterinin ur/gal/tümör oluşumuna sebep olduğunu bildirilmiştir. Agrobacterium, Rhizobiaceae familyasından, toprakta yaşayan gram-negatif bir bakteridir. Kök boğazı uru (A. tumefeciens) ile saçak köklenmeye sebep (A.rhizogenes) olmaktadır. (5)
Agrobacterium yaklaşık 1600 tespit edilen bakteriden plasmid içerenlerden biridir. Bilindiği gibi bakteriler 06-3,5 mikron metre büyüklükte elektromikroskopta dahi zor görünen 600'e yakın bitki familyasındaki bitkide ur oluşturan, tek hücreli/prokaryotik mikroorganizmalardır. Kendi başlarına penetre(bitkiye tutunup girme) olma yetenekleri olmadığı için bitkilere doğal açıklıklar ve herhangi bir nedenle bitkide oluşan yaralardan girerler. (6)
Yani kök budaması esnasında, sökümlerde..sürümle, çapayla oluşan yaralanmalar bu bakterinin diğer bakteriyel, viral ve fungal hastalıklar gibi işlerini kolaylaştırır.
Genetiği Değiştirilmiş Organizmalar'ın gen eklenmesinde kullanılan Agrobacterium tumefaciens'in oluşturduğu tümörler bakteri olmadan ve yardımcı hormonlara (oksin, sitokinin…) ihtiyaç duymadan in vitro kültürde(yaprak, embriyo, hipokotil, kök, çiçek, kallus, gövde, protoplast parçaları) sürekli olarak çoğalabilmektedir. Bu tümörlerin normal bitkide bulunmayan bazı aminoasitleri ve opin'ler olarak bilinen şeker türevlerini sentezlediği görülmüştür. Opinler bakteri tarafından karbon ve nitrojen kaynağı olarak kullanılmaktadır.Tümörlü dokunun sentezlediği opinlerin türleri (nopalin, oktopin, agrosinopin, agropin gibi) enfekte eden bakteri hatları tarafından belirlenmektedir. Agrobacterium hatları da oktopin ve napolin olarak iki ana grup altında toplanmaktadır. (5)
Bu kadar bilimsellik yeter, biliyorum okuduklarınız sıkıcı gelecek, kısaca özetlersem bakteride bulunan plasmid ve aktardığım özelikleri sebebiyle gen transferi için kullanılmaktadır. Doğada kendiliğinden çıkan yeni türlerde de etkilidir. Şunuda diyebiliriz iklim değişikliğine adaptasyon geliştiren ve günümüze kadar gelmeyi başaran pekçok bitkide bakterilerin imzası var gibi.. Örneğin;
1970'li yıllarda General Electric için çalışan Hint asıllı ABD'li Ananda Mohan "Al" Chakrabarty ve ekibi Pseudomonas bakterilerinin petrol sızıntılarının temizlenmesine yardımcı olacağı düşüncesiyle çalışmaya başladılar. Her bir petri kabına hidrokarbon bozunmasında farklı enzimatik işlevleri kodlayan genlere sahip çok sayıda dairesel DNA molekülü (plazmid) içeren bakteriyi yerleştirerek, petri kaplarındaki ham petrolü bozabilecek yeni bir Pseudomonas çeşidi yaratmayı başardılar.. ABD hükümeti ile patent başvuru davaları tam 8 yıl sürdü ve canlı bir organizmaya ilişkin ilk patenti verildi. (7)
Onun bu başarısı pekçok bilim insanın bu konuya yönelmesini sağlamıştır. İnsan kanser çalışmaları da bu doğrultuda ilerlemektedir.
Genetiği Değiştirilmiş Organizmalar yararlı mı yoksa zararlı mı?
Bu sorunun yanıtı nereden baktığımıza ve bilimsel olarak nerede kullanıldığına bağlı olarak değişir.. diyebilirim zira biliyoruz ki “gen kaçışı” adı verilen, kültür /yabani akraba türlerle tozlaşma/döllenme sonucu baskınlık geliştirip biyoçeşitlilik içinde tehdit olabilmekte..
İlk klon koyun Dolly bir meme hücresinden(somatik/eşey hücresi) embriyo elde edilmesi ile oluşturulmuştu.. Bazı Kesimin ciddi kaygı ve baskısı ile proje durdurulmuş dünya da hayli ses getirmişti.. Döllenme olmadan peygamberin dünyaya geldiğine inanan büyük birkesimin döllemsiz yeni bir canlının var oluşuna tepki göstermesi hayli garip ne dersiniz?
Geçtiğimiz yıl binlerce insanın DNA bilgileri çalındı. Bu da önemli bir konu ve tam da burada bırakıp gelecek hafta İnsan Genom Projesi ile devam edeyim istiyorum.
N. Aydemir 3 Şubat 2024-Çal
Kaynaklar:
(3)genetically modified organisms
(5)Antalya Tarım ve Orman İl Müdürlüğü
(6)Aydın Adnan Menderes Üniversitesi, Ziraat Fakültesi, Bitki Koruma (Fitopatoloji) Ders Notu
