Menü

Profil · 18/02/2008, 23:24

Genetik bilimi bezelye sayarak başladı
Avusturyalı bir papaz olan Gregor Mendel’in, 8 yıl boyunca 300.000 bezelyeyi tek tek saydığı deneyi genetiğin kökeni sayılıyor.

/ NEW YORK - Esas adı Johann olan Mendel, 1843’te o zamanlar Avusturya İmparatorluğu sınırlarındaki Brünn kentindeki St. Thomas Manastırı’a girer. Adını Gregor olarak değiştirir; 1847’de papazlığa yükseldi. Papazlığın yanı sıra Viyana Üniversitesi’nde de öğrenim gören Mendel, 1856-1863 tarihleri arasında manastırın bahçesine deney amacıyla 28.000 bezelye dikti.

Gregor Mendel 1865’te, 8 yıl boyunca bezelyeleri karşılıklı olarak aşılayarak türetti ve yeni kuşaklarında çıkan farklılıkları gözlemledi. Mendel 8 yıllık deneyi sonuda şunu gördü: Bitkiler, üst kuşaktan yeni kuşağa özelliklerini aktarıyorlardı. Bilimsel bir kavrayışla Mendel, yeni kuşakların öncekilerin özelliklerini taşımasına kalıtsallık tanımı koydu. Bilim dünyası şimdi bu özelliğe ‘gen’ diyor.
Mendel'in papazlık yaptığı St. Thomas manastırı, bugün Çek Cumhuriyeti sınırlarında bulunuyor.

Aynı dönemde canlıların kalıtsal değişiklikleri ve çevreye uyumlarını araştıran Evrim Teorisi’nin fikir babası Charles Darwin ise, Mendel’in bu araştırmasında henüz habersizdi. Mendel ve Darwin’in deneyleri daha sonra modern biyolojinin temelini oluşturdu.

GENETİĞİN GİZLİ KALMIŞ FİKİR BABASI
Mendel, deneyini ‘Bitki Karmalarında Deneyler’ adlı bir makalede anlattı ve bir bilimsel dergide yayımladı. Ancak bu makaleye 1900’e kadar sadece 3 kez atıf yapıldı. Mendel’in bezelye deneyi bugün genetik biliminin başlangıcı, kendisi de genetiğin babası sayılıyor.
Bilim için doğadaki her nesne birer merak ve araştırma konusu.

Bugün genetikçilerin araştırmaları medyada önemli yer bulurken, ırsi kalıtsallık teorisini bulan Gregor Mendel’in genetik için yaptıkları sadece dar bir bilim çevresinde biliniyor.

Genetik bilimi ise son 50 yılda, özellikle İngiliz bilim insanları James Watson ve Francis Crick’in DNA’nın çifte heliks yapısını keşfetmesiyle hızlı bir yükselişe geçti. DNA araştırmaları, 1865’te Mendel’in ortaya attığı ‘ırsi kalıtsallık’ sorunsalını konu ediniyor.

MENDEL VE FRANKENSTEİN
Genetiğin en kapsamlı projesi olan İnsan Genom Araştırması, insanoğlunun Afrika’dan ilk çıkışından bu yana geçirdiği genetik değişimleri ortaya koyuyor. İnsanoğlu son 100.000 yılda Homo Sapien’den aldığı genetik mirasla bugün çok ırklı bir türe dönüştü. Son 15 yılda genetik alanında Mendel’in bezelye sayma deneyini gölgede bırakacak cinsten araştırmalar yapıldı;
1996’da ilk memeli hayvan Dolly tek bir hücreden klonlandı.
1997’de kulağı sırtında büyüyen bir fare yaratıldı.
2003’te tavşan yumurtaları, insan yumurtalarıyla birleştirildi.
2006’da yeşil fosforlu ışık saçan domuzlar yaratıldı
Mendel’in bezelye saymasına kıyasla, Mary Shelly’nin Frankenstein romanını anımsatan bu deneyler etik ve ahlak sınırlarını da zorluyor, bilimin nereye gittiği temelinde tartışmaları alevlendiriyor. Bilim insanları genellikle deneylerin insanların iyiliğine ve yararına çalışmalar için yapılması gerektiğini vurgulasa da, kök hücre gibi gri bölgede kalan konular her zaman olacak.

BEZELYELER VE GENETİK
Bilim insanlarına göre genetik, giderek daha da Frankenstein projelere yönelecek, daha büyük projeleri daha geniş kapsamlı araştırmaları göze alacak. Genetik dendiği zaman popüler algıda, çocuğun ne renk gözle doğacağı sorunu akıllara geliyor. Halbuki genetiğin esas uğraş alanı kanser, şeker gibi hastalıklar, insan-doğa, insan-hayvan bağıntıları ve bunların insan sağlığına getirileri. Genetik alanındaki gelişmeler ayrıca insanın Hayat Ağacı’ndaki yerini de ortaya koyacak.

Genetik; canlılar aleminde generasyonlar arasındaki benzer ve benzer olmayan özelliklerin kalıtımını bireysel ve populasyon düzeyinde inceleyen ve bu kalıtıma etki eden faktörleri araştıran bilim dalıdır.

Karayolunda seyahat eden sürücüler için trafik bilgileri ne anlam ifade ediyorsa, ıslahçılar için de genetik bilgiler aynı şeyi ifade eder. Her ikisinde de hedefe ulaşmak için uyulması gereken kurallar dizisi gösterilir. Genetik aynı zamanda hayatın özünü anlamaya dönük temel araştırmalar bütünüdür. Genetik bilimi ile ulaşılan temel bilgiler uygulamalı bilimlerin hizmetine sunulur ve sonuçta bu bilgiler teknolojik olarak elle tutulur gözle görülür pratik faydalara dönüştürülür.

Genetik, pek çok öğrencinin de dert yandığı gibi anlaşılması güç ve zahmetli bir takım bilgiler yığını değildir. Aksine, okundukça insanının kendini ve çevresini daha iyi tanımaya ve anlamaya başladığı bir uğraşıdır. Yeter ki genetik gibi alanı çok geniş, kapsamı çok derin ve bilinmeyeni bilineninden çok fazla olan bir bilim dalını insanlara sevdirelim.

Bütün bu amaçlar doğrultusunda yoğun ve titiz bir çalışmanın ürünü olarak hazırlanan bu kitapta genetiğin temel ayakları olan "Moleküler genetik", "Mendel genetiği", "Kantitatif genetik", "Populasyon genetiği", “Bitki genetiğinin biyolojik esasları”, "Mutasyon genetiği" ile "Genetik mühendisliği" konuları ayrı ayrı bölümler halinde sunulmuş, toplam 15 çizelge ile 40 şekil ve resim verilmiştir. Kitabın sonunda ayrıca bir de temel genetik terimlerini açıklayan "Genetik sözlüğü" eklenmiştir.

Bu kitap, nihayetinde bugüne kadar yazılmış ne ilk, ne son, ne de en bilgi dolu "Genetik" kitabıdır. Ancak, hem genetik dersi alan öğrencilerin, hem genetik bilimi ile ilgilenen araştırıcıların, hem de son yılların popüler bilimi olan genetiğe merak duyanların ihtiyacına dönük olarak, özellikle yalın ve anlaşılır bir dille genetiği insanlara sevdirmeyi hedef alarak hazırlanmış bir kitaptır.

Nedense hiçbir şey, "gen" sözcüğü kadar zihnimizde teknolojiyle iç içe geçmiş bir kavram değil. Aslında nedenini anlamak fazla çaba gerektirmiyor.Genetik, en az 100 yıldır başlıca bilimkurgu malzemesi. Türümüzün çevresine hakim olma, kendini aşma hırsı, erişebildiği teknolojinin önünde seyrettikçe bu kaçınılmaz. İnsanın kendi yarattığı kopyaları, ütopyalarında, fantezilerinde, kabuslarında, ister siyasi yergi için yazılmış olsun, ister bir toplumsal model olarak, romanlarında, filmlerinde boy göstermiş. Günlük özdeyse, bilim, bilimkurguyu yakalamış görünüyor. Bu yalnızca yeni kuramların alışılmadık cüretinde , teknolojide de kendini gösteriyor. Günümüzün resmi yada özel bir gen laboratuarı, görebildiğimiz bir kaç fotoğrafıyla bile bir zamanların en uçuk fantezilerinin erimini aşıyor. Zihnimizde kendi bedenimiz, canlı hücrelerimiz, biyolojimiz, genlerimiz makineyle bütünleşmiş.Gen deyince, insan genomu deyince zihnimize ilk gelen ne? A,C,G,T harfi erinden, kromozomlardan çok, sıralama' makineleriyle, süper bilgisayarlarıyla Celera Genomics'in laboratuarı.Tabii biraz da eski filmlerdeki çılgın bilimci klişelerine uyan yüz hatlarıyla Craig Venter. İnsan Genom Projesi'nin geçici sonuçlarının açıklanmasının yol açtığı medya fırtınası da bilimkurgu beklentilerini körükledi. Sınırsız yaşam, eskiyen organlarınız yerine raftan indirilip takılabilecek yenileri, tarihe karışan amansız hastalıklar, birer Einstein olarak dünyaya gelecek bebekler vb... İlgi, genetik biliminin, teknolojisinin gerçekleştirdiği en büyük başarılarda,en uç potansiyel de odaklanmış. Bu teknolojinin biz farkında olmadan yaygınlaşan ürünleriyse, gene medyanın yönetiminde kuşku, tartışma konusu olmuş. Dayanıklı domatesler, daha iri taneli mısırlar, daha az suyla daha çok ürün veren tahıllar, artık birkaç üretici ve pazarlamacı dışında pek fazla kimsenin ilgisini çekmiyor. Böyle olunca da ister istemez gen teknolojisi, büyük parayla, ileri teknolojiyle, ileri sanayi ülkeleriyle özdeşleştiriliyor."Bizim harcımız değil", düşüncesi yaygınlaşıyor. Kendimize bir türlü yakıştıramıyoruz. Hemen herkesin düşüncesi, gen teknolojisinin bizde bulunmadığı, bulunmasının da beklenemeyeceği yolunda. Bir yerli silah sanayisine, otomobil sanayisine ulusça duyulan özlem, bunun verdiği itici güç, gen teknolojisi ve ürünleri için söz konusu değil.Gen ve süper teknoloji arasında kurulan bu psikolojik bağın bizleri de etkilememiş olması beklenemez. Bu nedenle TÜBİTAK'ın Gebze'deki Marmara Araştırma Merkezi içinde bulunan Gen Mühendisliği ve Biyoteknoloji Araştırmaları Enstitüsü'ne (GMBAE) yaptığımız ziyaret bu karmaşık duygular içinde başlıyor.

İzmit Körfezinin kıyısında, yemyeşil bir alana yayılmış geniş kampus, ağaçlar içinden kıvrılarak giden yollar, bunların sonunda dağınık biçimde serpiştirilmiş, çeşitli enstitülere ait binalar, filmlerde dergilerde gördüğümüz araştırma laboratuarı yerine, zevkli bir öğrenciliğin geçirileceği bir üniversite havası veriyor. Kampusun denize hakim bir köşesinde oturmuş GMBAE, modem görünüşüyle insanı etkiliyor. Eskiden MAM'ın merkez binasında bir kanadı işgal eden Enstitü, Şimdi Türkiye Bilimler Akademisi Başkanı olan Prof. Dr.Engin Bermek'in çabalarıyla yeni binasına kavuşmuş. içeri girdiğinizde edindiğiniz izlenim şu: Burada bilim yapılabilir. Bilimkurguyu ise unutun. Öyle karartılmış loş laboratuarı, yanıp sönen ışıklı göstergeler, büyük bilgisayar' odaları, tepeden tırnağa koruyucu giysilere bürünmüş, sağa sola koşuşturan bilim adamları, teknisyenler görülmüyor. Görebildiğiniz, ortalarında fayans döşeli iki-üç tezgah bulunan bir iki laboratuar, bir iki mikroskop, bunların başında gene bir iki araştırmacı ve doktora öğrencisi. Ortalıkta cam kavanozlar içinde bir iki bitki. Orta halli bir lokantanın irice buzdolabına benzeyen birkaç tane sabit sıcaklık odası,ötesinden berisinden çıkan hortumlarla, cam silindirlerle, eski model bir çamaşır makinesini andıran, içinde koyu yeşil renkli bir sıvının dolaştığı bir fermantasyon makinesi falan. İçinde en kalabalık zamanında 10:12 kişinin yemek yediği mütevazı bir yemekhane. Zaten Türkiye'nin geleceğe yatırımı anlamına gelen Enstitü'nün toplam nüfusu da 60'tan az.Ama kısa sürede anlaşılıyor ki, yatırım doğru yere gitmiş: İnsana! İki masa, iki sandalye ve bir bilgisayarın neredeyse oturacak yer bırakmadığı sıkışık odalarında araştırmacılar, bu alanda Türkiye'yi birinci lige taşıyabilecek çalışmalar yürütüyorlar.Enstitü Müdürü Prof. Dr. Kemal Baysal da zaten kurumun iddialı hedeflerini gen mühendisliği ve biyoteknoloji alanında ülkemizi dünya ölçe~inde temsil etmek, temel araştırmalar yürütmek, bunların uygulamalarım yapmak ve projeler gerçekleştirmek olarak tanımlıyor. Uzun vadeli bir hedef, Enstitü'yü Avrupa'daki benzerleri gibi bir "mükemmellik merkezi" (centre of excellence) haline getirmek. Bunun içinse, Avrupa Birliği'nin bir sertifikayla bu statüyü belgelemesi gerekiyor. Halen yürütülmekte olan çalışmalar da o günün fazla uzak olmadığım gösteriyor. Aslında Enstitü, en azından bölgesel bir çekim merkezi haline gelme yolunda. Bunun işareti, aralarında Ukraynalı, Pakistanlı ve Azeri bilim adamlarının da bulunduğu yabancıların Enstitü'de görev almaları. Bağdar, Enstitü'nün ana ünitelerini, Hücre biyolojisi grubu, immunoloji laboratuarı, hibridoma laboratuarı, bitkilere gen aktarımı grubu, transgenik ve deney hayvanları grubu olarak sıralıyor. Baysal'ın başkanlığında hücre biyolojisi grubunda yürütülen önemli çalışmalardan biri, biyobozunur polimerlerle yapay doku oluşturma çabası. Baysal, Türkiye'de bazı üniversitelerde yürütülen kimya ağırlıklı çalışmalardan farklı olarak GMBAE' de hem kimya, hem de biyoloji ayakları üzerinde duran projeler üzerinde çalıştıklarım) belirtiyor. Halen üzerinde çalışılan bir proje, sağlayan modelinde karaciğer dokusu oluşturmak. Proje, Avrupa Birliği'nin Eureka işbirliğii programından da destek almış. Eureka projeleri için gerekli olan yurtdışı bağlantısını, İtalya'da Ulusal Araştırma Kurumu (CNR)'a bağlı bir kimya laboratuarı oluşturuyor. Projenin Türkiye'deki ayağıysa Eczacıbaşı ilaç Sanayisi. Üç yıllık bir sürede gerçekleşmesi öngörülen projenin maliyeti 80-100 000 dolar. Çalışma, bir polimer yapı oluşturarak hücreleri bunun içine yerleştirmek. Aslında bu çok yeni bir şey değil, 7-8 yıldır dünyada çeşitli uygulamaları gerçekleştirilmiş. Ancak karaciğer dokusu yapay olarak ender gerçekleştirilebilen bir şey.

Baysal'a göre dünyada da işlevsel bir yapay karaciğer dokusu oluşturulabildiğine dair şimdiye kadar bir makale yayımlanmış değil. Bu bakımdan Türk araştırmacıların da batılı ve doğulu meslektaşlarıyla birlikte, bu alandaki en ileri noktalarda bulunduğu anlaşılıyor. Yalnız Baysal, oluşturulmaya çalışılan dokunun, yapay karaciğer 0lmadığını, karaciğer hücrelerine benzer hücrelerin üretilmesine çalışıldığını özenle vurguluyor. Dr. Baysal'ın verdiği bilgiye göre, karaciğer benzeri dokunun üretilebilmesi için polimer yapının damarlaşması çok önemli. Çünkü karaciğer çok kanlı bir ortam. Normalde beyaz olan hücreleri kanla doldukları için karaciğer bilinen koyu kırmızı-kahverengi yapısını alıyor. Bu damarlaşmayı sağlamak için Enstitü' de ilginç bir yöntem tasarlanmış.Damarlaşmaya yol açacak vasiküler endotelyel büyüme faktörünün düzenli olarak salışını sağlayacak mikrokü-reler kullanılacak. Anlaşılan Eczacıbaşı'nı da projeye çeken bu mikroküreler. Çünkü ilaçların, antibiyotiklerin de bu mikrokurelere tutturulabilmesi mümkün.Dr Baysal, deney için karaciğer dokusunun seçilmiş olmasını, bu hücrelerin işlevlerini görebilmeleri için organ biçiminin fazla önemli olmamasına bağlıyor. Dört köşe bir karaciğer de, yuvarlak bir karaciğer de aynı işlevi görebiliyor. Ayrıca karaciğer beden içinde (öksürünce kasılan karın dışında) fazlaca fiziki bir baskıya maruz kalmadığından, çok dayanıklı yapılara da gerek yok. Oysa kalbin işlevini yerine getirebilmesi için biçim çok önemli. Kıkırdak deseniz, çok büyük yükleri kaldırıp olağanüstü bir esneme yeteneğine sahip olması gerek.Yapay deri, görece basit bir hedef Ama Baysal, Türkiye'nin LA yıl içinde kıkırdak da üretebilecek bir doku mühendisliği becerisini kazanmış olacağıı görüşünde. Ancak bu belirli bir koordinasyon gerektiriyor. Türkiye' de kimya sanayini oldukça gelişmiş bir durumda olduğundan polimerler hem araştırma düzeyinde, hem de ticari olarak üretilebiliyor. Hücre teknolojisini de MAM ve GMBAE sağlıyor. Ancak, üniversiteler, ayrı ayrı kendi gen teknolojisi merkezlerini kurmaya çalıştıklarından hem bir kaynak israfı, hem de bir duplikasyon (aynı şeyin tekrarı) söz konusu. İş, yalnızca organ yada doku üretmekle kalmıyor. Bu teknolojinin anlamlı bir biçimde uygulamaya yansıması da siyasal bir irade, stratejik bir karar ve bu kararın uygulanmasını sağlayacak parasal kaynakların sağlanmasını gerektiriyor. Her şeyden önce üretilecek yapay dokulara, geliştirilebilecek organlara hastanelerden talep var mı? Dr. Baysal'ın cevabı çok net: Yok! Çünkü hastaneler gerektiğinde yapay doku olsun, öteki polimer malzemeler olsun, bunları dışarıdan temin edebiliyorlar. Oysa böyle bir talebin Türkiye' deki gen araştırmalarına büyük bir ilki sağlayacağından kuşku duymuyor Dr. Baysa!. Tüm dünyada da bu tür araştırmalara destek ve itkinin temel olarak hastanelerden geldiğinin de altını çiziyor.Ama hastane istediği dokunun, malzemenin Türkiye'de üretildiğini, hazır olduğunu, yada kısa sürede hazır olabileceğini nereden bilecek? Baysal, işin yalnızca bunları üretebilmek değil, tanıtımını da yapabilmek olduğunu kabul ediyor; ancak burada da ortaya başka bir sorun çıkıyor. Hasta, kendisine gereken doku yada organın sıfırdan üretilmesini bekleyecek durumda olamayacağından, bunların anında nakledilebilecek bir biçimde hazırda, stokta tutulması gerekiyor.Bu da "raf ömrü" sorununu gündeme getiriyor. Yani üretilecek hücrelerin, dokuların işlevlerini kaybetmeden canlı olarak uzun süre saklanması gerek. Bu da bir maliyet tabii.GMBAE'ye bu yıl araştırmalar için ayrılan toplam bütçe 70 000 dolar kadar. Bu durumda her araştırma grubu, her proje için dış destek aramak zorunda. GMBAE'nin karaciı1er benzeri doku üretme projesine Avrupa Birliği'nden sağlanan destek 100 000 dolar kadar. Baysa!, bunu da Enstitü için bir gelir olarak değerlendiriyor.Ama bu miktar bile Batı ölçekleri yanında çok cılız bir miktar. Enstitü'nün yıllık personel gideri bile 200 000 dolar kadar. Bu durumda gen teknolojisinin hem endüstri, hem de tıp ve biyoloji alanında ciddiye alınacak ürünler verebilmesi için üniversitelerin hastanelerin, ve araştırma kurumlarının bir araya gelerek bir çerçeve belirlemeleri gerek. Bu teknolojinin stratejik bir teknoloji olarak bütçelendirilmesi için de Devlet Planlama Teşkilatının bir karar alması zorunlu.e Biyoteknoloji Araştırmaları Enstitüsü, teknolojiyi bu platoya taşıyabilecek köşe taşlarını yerine koymak için çabalarını üretken programlar üzerinde yoğunlaştırmış bulunuyor.

izlenen genel strateji, bu alanda kaydedilen gelişmeleri sürekli izlemek ve yeni ilerlemeleri de kapsayan bir teknoloji altyapısını hazır tutmak. Bitkilere gen aktarımı konusunda yürütülen çok yönlü araştırma ve uygulama çalışmalarının yanı sıra "hibridoma" laboratuarında da yaygın tıbbi uygulama potansiyeli bulunan bir proje yürütülüyor. Monoklonal antikor üretimi, hastalık tanısı için dünyada uzun süredir kullanılan, bizde de 10 yıllık bir araştırma-geliştirme geçmişi olan bir yöntem. GMBAE'den Dr.Fatma Yücel ve Dr. Selma Öztürk'ün verdiği bilgiye göre projenin amacı,güvenilir tanı kıtları oluşturmak.Hastalığın tanınması için bu hastalığı ortaya çıkaran etkenin (antijenin) il tanınması ve daha sonra da vücudun bağışıklık sistemince bu antijene karşı gerekiyor. Hibri üretilen antikorların saldırıya geçirildiği dona adı buradan gerekli. Ancak tanı, sanıldığı kaynaklanıyor. Örneğin, Hepatit B vidar kolay bir süreç değil. Antijen, has virüsünün şüphelinin kanından alınan talıga neden olan virüs yada bakteri serumda bulunup bulunmadığını saptanması üzerindeki proteinlerin de çok tanı kiti için kullanılan antikoru bir bölgesi. Oysa, monoklonal anrun B-hücresince üretildiğini görmüş antikorlar yalnızca bu bölgeyi tanıyabildikleri. Bu antikorun yaşam şansını artırırken yapılar. "Antijeni bir kilit, mono için, kendisine akraba bir hücreye nal antikoru da, yalnızca o kilide uyan ürettirilmesi gerekiyor. B-hücreleri kebir anahtar olarak zihnimizde canlanan kemik iliği hücresinden kaynaklanıyor.diyebiliriz" diyor araştırmacılar. Dr. Yücel'in açıkladığı, bu antikoru üreten ve sınır sızlanmasına göre insan bağışıklık hücresinde çok sayıda çoğalan (ölümsüz) melez hücrecinden B-lenfositler tarafından üretilen elde etmiş oluyorsunuz. Sonra yahu antikorlar, tanı kitinde kullanılmak yapacağınız iş, bu fabrikaların ürettiği üzere beden dışına, kültür ortamına antikoru, yani anahtarı kana gönder alındığında, ancak bir hafta kadar ve açabileceği tek kilidi bulmasını sayabiliyorlar. Oysa gerektiğinde kullanılan beklemek. Kuyruğuna taktığınız üzere bunların sınırsız sayıda enzim yada başka bir işaretle de her an el altında girdiğini belirliyor. Hibridoma laboratuarında yapıyoruz. "Dünyada ne yapılıyorsa, bizde bunları çok hızlı ve büyük miktar yapabilecek duruma, birikime ulaştıklarda kopyalatmak. Bu iş için de diyor iki araştırmacı. Beklenen, bu birikimin meyvelerini verebilmesi, yaygın uygulanmasına başlanabilmesi, daha ileri aşamalara ulaşılabilmesi için çok büyük rakamlara tırmanmayan bir mali kaynak desteği.Gen aktarımlı bitkiler de TÜBİTAK'ın genetik araştırmalarının çok önemli bir bölümünü oluşturuyor ve bu alanda da yaratıcı, patent konusu, çalışmalar yapılıyor. Genleri değiştirilmiş yada gen aktarımlı bitkilerle topraktaki, sudaki toksin ağır metallerin temizlenmesi, ayrıca tahılların, sanayi bitkilerinin bu toksin maddelere hatta kuraklığa karşı dayanıklı kılınması gündemde. Peki, bu genler nasıl aktarılıyor. Onun sorumluluğu Bitki Biyo teknolojisi Laboratuarı'nda. Uygulanan yöntemler konusunda bilgi veren Dr. Tijen Ugraş, gen naklinin toprak bakterileri (agrobakteriler) yoluyla doğal yoldan sağlanabileceği gibi, elektroporosyon denen elektrik akımı uygulanması yöntemiyle, yada "biyolistik" yöntem de denen parçacık bombardımanıyla da gerçekleştirilebildiğini açıklıyor.

Bu sonuncu yöntemde 0.3 mikron çapında çok küçük altın parçacıklarına nakledilecek genler bağlanıyor ve helyum basıncıyla bitki kültürüne püskürtülüyor.Dr. Uğraş da Türkiye'nin eriştiği teknolojik düzeyle bir sıçrama noktasına geldiğini ve "510 yıl içinde dünyayı yakalayabileceğini" söylüyor. Ancak yapılması gereken, çalışmaların biraz odaklanması. Laboratuarda, tahıllar, baklagiller gibi yiyecek maddelerinin yanı sıra sanayi kullanımlı projeler de geliştiriliyor. Bunlardan biri, yılda 4 metre büyüyen Pavlonia ağaç fidelerinin çoğaltılması ve satım!. Ayrıca kavak ağaçlarındaki iliğinin maddesinin ıslah edilerek kağıt endüstrisinde kullanım için daha uygun hale getirilmesi hedefleniyor.Ülkemiz, özellikle zor iklim ve toprak şartlarına adapte olabilmiş bitkiler bakımından zengin. Bu zenginliğe sahip çıkmak, önemli özellikler taşıyan endemik türleri başkalarından önce belirleyip, patent altına almak gerekiyor. Bu görevi de, öteki çalışmalarının yanı sıra enzim ve fermentasyon teknolojileri grubu üstlenmiş. Bunun için, özellikle ekstrem ortamlara uyum sağlamış türlerin belirlenmesi, listelenmesi ve patentleşmesi için çalışmalar yürütülüyor. Bu çalışmalardan dünyayı haberdar etmek, ve benzer laboratuarlarla GMBAE arasındaki enformasyon akışını sağlamanın sorumluluğuu da, modern bilgisayarlarla donatılmış Biyoinformatik grubunun ve bu iş için gerekli sistematiğii ve yazılımları hazırlayan Yavuz Darendelioğu'nun sırtında.Tüm bunlar gösteriyor ki, Türkiye sanılanın aksine genetik alanında geri kalmış değil. Dersini iyi çalışmış. Bu alandaki öncü ülkelere yetişmek çok kolay olmasa da, kıt parasal olanaklara, yeterli ilgi, destek ve stratejik karar eksikliğine rağmen toplam 58 doktor, doktora öğrencisi, teknisyen ve görevlinin olağanüstü özverili ve yurtsever çalışmalarıyla öndeki gruptan kopmamış. Bir atak potansiyelini korumuş. Bu son atakta onlara gerekli gücü sağlamak, resmi yada özel tüm kuruluşlarımızla, üniversitelerimizle, öğrencilerimizle, aydınlarımızla, medyamızla ulusça görevimiz.

Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Müdürü ve Astrofizik Araştırma Merkezi üyesi Prof. Dr. Mehmet Emin Özel, kozmik ışınların DNA'ya çarpması halinde, ciddi hasarların meydana geldiğini söyledi.

Prof. Dr. Mehmet Emin Özel, yüksek enerjili iyon, proton, elektron ve nötronlardan oluşan kozmik ışınların dünyayı ve atmosferi sürekli olarak bombardıman altında tuttuğunu belirtti. Kozmik ışınların Samanyolu içindeki süpernova, yüksek enerjili patlama olayları ve güneş benzeri yıldızların olağan aktivitelerinden kaynaklandığını ifade eden Prof. Dr. Özel, atmosferin dünyayı kozmik ışınlardan koruduğunu söyledi. "Ancak yeryüzünde bile bu ışınların kendileri veya atmosferde oluşturdukları parçacık yağmuru kalıntılarından etkilenmek mümkün" diyen Prof. Dr. Özel, yüksek enerjili bir kozmik ışın parçacığının, canlı hücrenin yapısını bozacak hatta genetik malzemeyi (DNA) olumsuz yönde değiştirecek etkileri olduğunu belirtti.

Prof. Dr. Özel, uzay boşluğunda ışık hızına varan yüksek hızlarla hareket eden kozmik ışınların atmosfere çarptığında parçacık yağmuru oluşturduğuna dikkat çekti.

Prof. Dr. Özel, şunları söyledi:

"Her an bu parçacık yağmurunun içinde yaşıyoruz ama enerjileri yere ulaşıncaya kadar binlerce parçaya dağılıyor. Ancak yüksek enerjili olan
kozmik ışınlar, daha çok elektron, gama ışınları, pionlar ve müonlar da
bizi değişik şekillerde etkileyebilirler. Mesela, bazı canlı türlerinde gözlenen mutasyon yoluyla bazı ani değişiklikler ve yeni türlerin ortaya çıkması gibi olayların nedenleri arasında kozmik ışınlar olduğu da bilim dünyasında tartışılıyor"

Herhangi yüksek enerjili bir parçacığın en çok DNA üzerinde etkili olduğunu vurgulayan Prof. Dr. Özel, "İnsan 100 trilyona yakın hücreden oluşuyor. Kozmik ışınların bu hücrelerden bir bölümüne zarar vermesi halinde, bu zarar diğer hücrelerce tamir edilebiliyor. Ancak genetik malzemeyi etkileyebilen kozmik ışınlar, ciddi hasarlar meydana getirebiliyor" diye konuştu. Yaz aylarında bronzlaşma uğruna saatlerce güneşte kalmanın tehlikesine de dikkat çeken Özel, güneş kaynaklı mor-ötesi ışınların insanlar üzerinde olumsuz etkilere neden olduğunu bildirdi. Prof. Dr. Özel, kozmik ışınlara maruz kalmanın kanser dışında gözde katarak ve beyinde çeşitli hasarlara neden olabileceğini de sözlerine ekledi.

UYDULARI BOZABİLİYOR
Kozmik ışınların bir bölümünün güneşten kaynaklandığını belirten Prof. Dr. Özel, güneşin yüzeyinde karanlık görünümlü bölgeler meydana getirdiğini bildirdi. Prof. Dr. Özel, "Bunlara güneş lekeleri deniyor. Bunlar 11 yılda bir artıp azalıyor. Nedeni olarak, güneşin manyetik alanındaki etkileri düşünülüyor. Bu lekelerin arttığı etkin güneş dönemlerinde durum daha da tehlikelidir" dedi. Güneşin dünyaya yakın olması nedeniyle bir kozmik ışın kaynağı olduğunu belirten Özel, zaman zaman görülen yoğun madde atımı olaylarının dünyayı çok şiddetli şekilde etkileyebildiğini söyledi. Prof. Dr. Özel, bu patlamalarda parçacıkların dünyaya 2-3 günde ulaştığını ifade ederek, "Uyduların bozulmasına neden olduğu gibi yeryüzündeki elektrik interkonnekte hatlarını da bozabiliyor" diye konuştu.

Kozmik ışınlardan korunmanın en çok astronotların sorunu olduğunu vurgulayan Prof. Dr. Özel, milyonlarca hücrenin devamlı olarak bu ışınlardan etkilenmesi halinde, insanın ölebileceğini belirtti. Mars'a gönderilecek astronotlar için kozmik ışınların en büyük sorunlardan biri olduğunu belirten Prof. Dr. Özel, sözlerine şöyle devam etti:

"Ay yolculuğu 1 hafta ama Mars yolculuğu 2.5 yıl kadar sürebilir. Uzaya çıkan astronotlar 6 ay ya da daha uzun süreli olarak uzay istasyonunda yaşayarak ışınların uzun vadeli etkileri ölçülmeye çalışılıyor. Mars'ta atmosfer dünyanın yüzde 1 kadar olduğu için kozmik ışınların etkili daha fazla olacaktır. O nedenle Mars yolcularının Mars'ta kalacakları dönemlerinin büyük bölümünü toprak altında yapılacak sığınaklarda geçirmeleri düşünülen çözümlerden biri."

Kozmik ışınların şiddetinin yere göre değiştiğini de belirten Prof. Dr. Özel, "Kozmik ışınların ölçülen şiddetleri, deniz seviyesinde 0,02 rem; bin 500 metre yüksekte 0,05 rem; 3 bin metrede 0,10 rem; uçak yüksekliği (10-12 kilometre) 3 rem; uzay mekiği yüksekliği (300 kilometre) 10 rem; dünyanın van Allen radyasyon kuşakları içinde bin 500 rem; Ay üzerinde 12 rem, gezegenlerin arasındaki bölgede 20 rem, Mars yüzeyinde 10-15 rem, yıldızlararası ortamda 50 remdir. Rem, radyasyonun canlılara etkisini ölçen bir birimdir. Aynı zamanda insanın vücut hücrelerinin kozmik ışınları soğurma ölçüsünü verir. Soğurma, o enerjiyi yutmak, ondan etkilenmek ve onun bozucu etkisini duymak anlamındadır" açıklamasında bulundu.

Tedavi edici genlerle insanları iyileştirme rüyasının tam anlamıyla gerçekleşmesi için belki de vakit henüz erken. Ancak, bilim adamları tedavide DNA'dan yararlanmanın bundan çok daha basit yöntemlerini buluyorlar.

Ann Miscoi, babasının ve amcasının 40'lı yaşlarda iç organ yetmezlikleri yüzünden ölümlerine tanık olmuştu. Bu yüzden, geçtiğimiz yıl 50 yaşına basabildiği için kendini şanslı sayıyordu. Ancak asıl sorun kendini yarı ölü gibi hissetmesiydi. Eklemleri ağrıyordu, saçları dökülüyordu ve aşırı bir yorgunluk hissiyle boğuşuyordu.

Doktoru, kanındaki demir seviyesinin olağanüstü yüksek çıkmasına karşın ciddi bir problemi olmadığını söylemişti. Ancak, Miscoi, bundan o kadar da emin değildi. İnternet'i tararken, bedenin kanda, dokularda ve iç organlarda tehlikeli konsantrasyonlarda demir biriktirmesine yol açan hemokromatosis adlı kalıtsal bir hastalığı öğrendi (Hemokromatosis ABD'de en sık rastlanan ve belki de tanısı en zor konulan genetik bir hastalıktır).

Miscoi, hastalık hakkında daha fazla bilgi edindikçe her şey anlam kazanmaya başladı; semptomlar, kan değerleri ve hatta akrabalarının erken ölümleri bile. Hemen kendine, endişelerini daha ciddiye alacak bir doktor buldu. O güne dek, hastalığın tanısını koyabilmek için karaciğer biyopsisi yapılması gerekiyordu ve bu hiç de kolay bir işlem değildi. Ama Miscoi aynı yönteme başvurmak zorunda değildi.

Bilim adamları birkaç yıl önce hemokromatosise yol açan geni ayrıştırmayı başarmışlardı ve hastalığın tanısı için tek damla kanın bile yeterli olduğu bir test geliştirmişlerdi. Miscoi'nin testi pozitif sonuç verdi ve belki de bu tanı onun hayatını kurtardı.

Organlarının iflas etmesine meydan vermeden haftada bir kan vererek bedenindeki demir seviyesini düşürdü. O şimdi, hiçbir semptomu yaşamıyor. Hatta, birkaç ayda bir kan verdiği sürece sağlıklı bir insan kadar uzun yaşayabilecek.

Miscoi "DNA testi olmasaydı, gerçekten bir problemim olduğu konusunda doktorları inandırmam çok zor olacaktı" diyor. Hemokromatosis testi önümüzdeki yıllarda milyonlarca insanın hayatını kurtarabilir.

Bu olay, şimdi son aşamalarında olan insangenomunu ortaya çıkarma projesinin sonuçlarına işaret eden küçük bir örnek. Ulusal İnsan Genomu Araştırmaları Enstitüsü'nden Dr.Francis Collins, 2010 yılına gelindiğinde bu tür testler sayesinde herkesin kendi bünyesinin hangi hastalık risklerini taşıdığını belirleyebileceğini öne sürüyor.

Aynı zamanda, genetik alanındaki keşifler, hastalıkların semptomları yerine, onların nedenlerini yok etmeye yönelik bir sürü yeni ilacın geliştirilmesine yolaçacak ve doktorlar da hastanın genetik profiline göre farklı hastalar için farklı tedavi yöntemleri uygulayacak.

Genlerin tedavide kullanılması için vakit henüz erken görünüyor, ancak Collins'e göre bu, birkaç on yıl içerisinde yaygın bir uygulama halini alacak: "2050 yılına gelindiğinde, birçok potansiyel hastalık daha ortaya çıkmadan moleküler düzeyde iyileştirilecek" Bu fazla iyimser bir tahmin gibi gözükse de, bugün ABD'deki klinik laboratuvarlarda yılda 4 milyon genetik test yapılıyor.

Yeni doğan bebeklere anemi, doğuştan olan tiroit bozukluğu ve fenilketinuri (zeka geriliğine yol açan bir tür metabolizma düzensizliği) gibi hastalıklar için test yapılması alışıldık bir uygulama haline geldi. Tıpkı hemokromatosis gibi bu hastalıklar da eğer önceden tespit edilmezlerse felaket sonuçlar doğurabiliyor. Oysa bunlar erken teşhis edildiklerinde büyük ölçüde kontrol altına alınabiliyorlar.

Yeni geliştirilecek testler, kansere yakalanma riski yüksek olan ailelere dahil kişilerin kalıtım yoluyla "suçlu" mutasyonu alıp almadıklarını saptayabilir. "Annem 47 yaşında kolon kanserinden öldü" diyor Johns Hopkins ve Howard Hughes Tıp Enstitüsü'nden onkolog Dr. Bert Vogelstein. "Eğer onun genetik anlamda risk altında olduğunu bilebilseydik, hastalığı önceden tespit edip önlemini alabilirdik"

Erken tespit yalnızca bir başlangıç. Genler yalnızca hastalanıp hastalanmayacağımızı söylemekle kalmıyor, ayrıca farklı tedavi yöntemlerine karşı nasıl tepki vereceğimizi de belirliyor. St. Jude Çocuk Araştırmaları Hastanesi'nden Dr. William Evans" Geçmişte sorduğumuz sorular, 'Kaç yaşındasınız ve kaç kilosunuz?'şeklindeydi'" diyor. Bugün genetik alanındaki son keşifler sayesinde, hekimler zaman zaman belli bir ilaçtan kimin yarar sağlayabileceğini ya da zarar görebileceğini belirleyebiliyor.

St. Jude Hastanesi'ndeki doktorlar kemoterapiye ya da kemik iliği nakline başlanmadan önce, çocuklardaki lösemili hücrelerin "saldırganlık" derecesini ölçüyor. Kemoterapi uygulanmasına karar verilen çocuklara hangi dozun verilmesi gerektiğini ölçmek için ilave genetik testler yapılıyor. Çoğunluğu, mercaptopurin adlı ilacın standart dozunu kaldırabiliyor.

Ancak her on kişiden biri bu dozu karşılayacak kadar enzim üretemiyor. Bu çocuklara standart doz yirmi kat fazla gelebiliyor. Farklı farklı etkiler yaratan yalnızca kanser ilaçları değil.

Her yıl ABD'de 2 milyon kişi tedavilerin beklenmedik etkilerinden dolayı hastaneye kaldırılıyor ve bunlardan 100 bini ölüyor. Yalnızca bir avuç klinik, ilaç tedavisini yönlendirmek için genetik testlerden yararlanıyor, ancak her geçen gün bu uygulama (farmakogenetik) yaygınlaşıyor.

Araştırmacılar astım, şeker, migren, kalp rahatsızlıkları gibi hastalıkların tedavisi sırasında bünyelerin nasıl tepki vereceğini önceden tahmin etmeyi öğrenmeye başladı. Hatta, Incyte Genomics gibi şirketler aynı anda binlerce geni analiz edebilecek çipler geliştiriyor.

Chicago Üniversitesi'nden Dr. Mark Ratain, "Bence gelecekte herkesin gen dizisi doğuştan saptanacak". diyor ve ekliyor, "Anne ve babalara çocuklarının genetik yapısını içeren CD'ler verilecek. Hekimler hangi ilaçların tedavide en iyi sonucu vereceğine CD'ler sayesinde karar verebilecek"

Profil · 18/02/2008, 23:24

Gen Bilgisinin Yararları

Ne yazık ki, bilgi her zaman saadet getirmiyor. Göğüs kanserine yakalanma riskinizin çok yüksek ya da belli bir ilaca karşı aşırı duyarlılığınız olduğunu bilmek kendinizi korumanıza yardımcı olabilir. Bir de, ailenizde Huntington ya da erken yaşta ortaya çıkan alzheimer gibi hastalıkların yaygın olduğunu varsayın.

Elli altı yaşındaki Joyce Korevaar, testlerin ilk kez yapılmaya başlandığı 1980'li yılların ortalarında, yıllarca aile bireylerinin Huntington hastalığından ölümlerini izlemek zorunda kaldı. Bu nedenle kendi kaderini de öğrenmek istiyordu. Kendisinde aynı mutasyonun olmadığını öğrenmesi tıpkı hakkında verilmiş bir idam kararının iptal edilmesi gibi oldu.

Ancak bu iyi haber onun "suçlu" duruma düşmesine ve kendisi kadar şanslı olmayan kardeşlerinden uzaklaşmasına yol açtı. "O ana kadar hepimiz bir aradaydık, oysa şimdi dairenin dışına itildim" diyor Korevaar.

Genetik bilimden, yalnızca sağlık problemlerini önceden belirlemesi değil, bunlara çözüm bulması da bekleniyor. Yirmi yıllık bir araştırmanın sonucunda, yalnızca birkaç tane genetik tabanlı tedavi klinik uygulamalarda yer buldu. Ancak, genetik bilim onkolojiden bulaşıcı hastalıklara kadar tıbbın her dalına hizmet vermeye devam ediyor.

Gen Tedavisi

Klasik gen tedavisi aşırı basit bir fikri temel alıyor: Genler bedendeki her hücrenin oluşumundan sorumluysa, hastalara tedavi edici genleri aktararak kronik sağlık problemlerini halletmek de olanaklı olmalıdır.

Bilim adamları yararlı DNA parçalarını ayrıştırırarak bunları hücrelerin içine dalabilen çeşitli araçlara (ya da vektörlere) yüklemek konusunda oldukça yol katettiler. Ancak asıl zorluk, tedavi edici (terapötik) genleri bünyeye kabul ettirmek ve bunların etkin hale gelmesini sağlayabilmek. En yaygın kullanılan vektör (genetik olarak değişime uğratılmış, gribal hastalıklara yol açan virüs ya da adenovirüs) gerekli geni yok eden bir bağışıklık tepkisine yol açıyor ve hastayı tehlikeye atıyor.

Geçtiğimiz yıl Pennsylvania Üniversitesi'nde gönüllü olarak gen tedavisi gören Jesse Gelsinger'ın virüsün yan etkileri sonucu ölmesi üzerine bazı uzmanlar bu tür denemelerin durdurulmasını istedi. Ancak yeni vektörler daha az yan etkiyle daha iyi sonuçlar verebiliyor. Yeni vektörlerle de olsa, gen tedavisinin yaygın olarak uygulanabilmesi için en az on yıl geçmesi gerektiği ortada.

Ama tedavide DNA'dan yararlanmak için daha basit yollar var. Örneğin Maryland'deki İnsan Genomu Bilimleri Şirketi'nde araştırmacılar insan genlerini kültürde büyüyebilen bakteriyel hücrelere aktarıyorlar. Daha sonra bu hücreler hastalara ilaç olarak verilebilecek proteinler üretiyor.

Şirket'in MPIF-1 olarak bilinen ürünlerin biri, kemoterapinin toksik etkilerine karşı kemik iliği hücrelerinin korunmasına yardımcı olabilir. KGF-2 adlı başka bir protein ise yaraların iyileşmesini hızlandırabiliyor. Bu ilaçlar henüz klinik araştırma aşamasında; ancak onkologlar bugün zaten, kemoterapi sonucu yok olan bağışıklık hücrelerini yenilemek için benzer aracılardan yararlanmaya başladı bile.

Bazı araştırma grupları tedavi için yararlı genleri kullanmaya çalışırken bazıları da zararlı olanları etkisiz hale getirmeye çalışıyor. Bilindiği gibi genler, kromozomları oluşturan uzun, çift şeritli DNA molekülü dizileridir. Protein inşası için kalıp görevi gören tek şeritli RNA moleküllerini kodlayarak protein üretimini sağlarlar.

Protein üretim süreci, kopyalama faktörünün bir genin ucu açık olan kesimine (ya da tanıtıcı promoter bölgesine) tutunmasıyla başlar. Daha sonra kopyalama faktörü, proteinin müsveddesini içeren bir RNA molekülü üretir.

Araştırmacılar, hücreleri genlerin tanıtıcı kesimlerinin sahte kopyalarıyla doldurduklarında, kopyalama faktörünün gerçek gene tutunmasını engelleyebileceklerini ve dolayısıyla RNA üretimini durdurabileceklerini buldular. Bu teknik klinik uygulamaya pek yakında geçebilir.

Bir genin RNA üretmesinin engellenemediği durumlarda, kimi zaman RNA'nın zararlı bir protein üretmesini durdurmak mümkün olabiliyor. Bunun için RNA dizilimindeki bazı bölümlere yapışan küçük tümleyici (antisense) moleküller kullanmak gerekiyor. Eğer bu yöntem de işe yaramazsa, doğrudan proteine karşı koyabilirsiniz.

Örneğin, HER-2 göğüs hücrelerinin yüzeyinde yer alan ve büyüme sinyallerini alan bir reseptör proteindir. Çoğu kadında HER-2 üreten genden iki tane vardır ancak, göğüs kanseri hastası kadınların yaklaşık üçte birinin 17. kromozomlarında aynı genin ilave kopyaları yeralır.

Sonuç olarak, bu hastaların hücreleri normalden 100 kat fazla büyüme sinyali reseptörüne sahip olur. Bu, hücreler "kötü huylu" hale gelirse hiç de hoş bir özellik olmaz. Ginger Empey, beş yıl önce tam da böyle bir durumla karşı karşıya kaldı. Göğüs kanseri teşhisi konulduğunda kanser lenf bezlerine ve karaciğere de sıçramıştı, geleneksel tedaviler bu durumda hiçbir işe yarayamazdı.

Bu nedenle, hemşire Empey, bir klinik araştırmaya dahil olup olamayacağını öğrenmek için UCLA üniversitesini aradı. Aynı dönemde, Dr. Dennis Slamon, genetik mühendisliği yöntemleriyle ürettiği, HER-2 reseptörünü bloke eden Herseptin adlı bir molekülü test ediyordu.

Testler, hemşire Empey'in hücrelerinin bu yaramaz proteinle başının belada olduğunu gösteriyordu ve Empey, araştırmaya dahil edildi. Tümörleri bir yıl sonra şaşırtıcı oranda, yüzde 25 küçüldü; dolayısıyla araştırmacılar onu tedavi etmeye devam ettiler.

Haftalık düzenli yapılan enjeksiyonlarla tam üç buçuk yıl sonra tümörler neredeyse tamamen yok oldu. "Lezyonlarım o kadar küçüldü ki, doktorlar bunların kanser mi yoksa hasarlı doku mu olduğunu söylemiyordu" diyor Empey.

Empey'in lezyonları beş yıllık tedaviden sonra bile hâlâ göz ardı edilebilir düzeyde. Herceptin piyasaya sürüldü ve şimdi araştırmacılar, hastalığın fazla ilerlemediği hastalarda ilacın nasıl bir etki yaratacağını öğrenmek için çeşitli araştırmalar başlattı.

Bu ilaç her derde deva değil. Ancak Herceptin, insan genomunu çözmenin tıp sanatını nasıl geliştireceğinin bir göstergesi. Slamon, "Daha büyük bombalar inşa etmek yerine, spesifik bir problemi hedef alan akıllı bir bomba geliştirdik" diyor. Umarız bu yöntem yaygın olarak kullanılabilir.