Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

15.1: Genetik Mühendisliği Nedir?
İÇİNDEKİLER

JoVE Core
Biology

This content is Free Access.

Education
What is Genetic Engineering?
 
TRANSKRİPT

15.1: Genetik Mühendisliği Nedir?

Genel Bakış

Genetik mühendisliği, bir organizmanın DNA'sını yeni ve istenen özellikleri tanıtacak şekilde değiştirme sürecidir. Bakterilerden bitkilere ve hayvanlara kadar birçok organizma, akademik, tıbbi, tarımsal ve endüstriyel amaçlar için genetik olarak değiştirilmiştir. Genetik mühendisliğinin kesin faydaları olsa da, etik kaygılar insanları ve gıda tedarikimizi değiştirmeyi çevreliyor.

Bilim İnsanları Bir Organizmanın Genomunu Kasıtlı Olarak Değiştirebilir

Genetik mühendisliği mümkündür çünkü genetik kod; bilginin DNA tarafından kodlanma şekli ve DNA'nın yapısı tüm yaşam formları arasında evrenseldir. Sonuç olarak, bir organizmanın genetik kodu çeşitli şekillerde değiştirilebilir.

Nükleotid dizisi, CRISPR / Cas9 sistemi gibi teknikler kullanılarak seçici olarak düzenlenebilir. "Moleküler makas" olarak bilinir ve CRISPR / Cas9 sistemi, genetik bilgileri düzenlemek için birlikte seçilmiş, doğuştan gelen, prokaryotik bir bağışıklık tepkisidir.

Bir "nakavt" oluşturmak için bir organizmadan bir gen de çıkarılabilir. veya bir “ knockin ” oluşturmak için tanıtıldı gen hedefleme adı verilen bir süreç aracılığıyla. Bu yöntem, bir endojen geni modifiye etmek için benzer dizilerle genişletilmiş bir bölgeyi paylaşan DNA molekülleri arasındaki homolog rekombinasyona ve genetik değişime dayanır.

Bilim adamları ayrıca bir organizmadan diğerinin genomuna bir geni ekleyebilir ve bu da transgenik bir organizma ile sonuçlanabilir. Genel olarak, farklı kaynaklardan birleştirilen DNA'ya rekombinant DNA denir. Bu DNA'yı alan organizma, genetiği değiştirilmiş bir organizma veya GDO olarak kabul edilir.

Genetik Mühendisliği İnsan Sağlığını ve Refahını Etkiler

Genom düzenleme; bilimsel araştırmayı, tarımı, endüstriyi ve tıbbı önemli ölçüde etkiledi. Moleküler biyoloji araştırması, gen işlevini ve ekspresyonunu incelemek için genellikle transgenleri — yabancı genleri — bakterilere ve virüslere ekler. Bakteriler, genetik olarak değiştirilen ilk organizmalardı. Bilim adamları, şeker hastalığı olan kişiler tarafından kullanılan sentetik insülin üretmek için insan insülin genini tanıttı.

Gen tedavisi adı verilen bir teknik, bir kişiye yeni bir genin eklenmesine ve böylece kodladığı proteinin hücrelerinde ifade edilebilmesine olanak tanır. Gen tedavisi, bazı ciddi ve başka şekilde tedavi edilemeyen genetik hastalıklar için bir tedavi veya tedavi sağlar. Bilim adamları, hücrelere yeni genler sağlamak için virüsleri değiştirdiler. Bu özelleştirilmiş virüsler, hastalıklı hücreleri enfekte edebilir ve hatalı bir genin doğru bir kopyasını ekleyerek Şiddetli Kombine İmmün Yetmezlik (SCID) gibi insan hastalıklarını tedavi edebilir.

Pek çok gen tedavisi değiştirilmiş virüsler kullansa da, CRISPR / Cas9 sistemi giderek daha popüler bir teknik haline geldi. CRISPR / Cas9 sistemi, Cas9 adlı enzimi genomdaki belirli bölgelere "moleküler makas" ı yönlendirmek için CRISPR olarak bilinen bir kılavuz RNA dizisini kullanarak DNA'yı keser. Bilim adamları, genetik materyali eklemek, çıkarmak veya değiştirmek için bu moleküler aracı kullanır. CRISPR / Cas9, fare modellerinde Duchenne kas distrofisi, Hepatit B, katarakt ve kardiyovasküler hastalıktan sorumlu genlerdeki hataları düzeltmek için kullanılmıştır.

Genetik mühendisliği hastalıklar için yeni tedaviler sunabildiği gibi başka pratik amaçlar için de kullanılabilir. Endüstriyel kullanım için sütlerinde örümcek ipeği üreten transgenik keçiler geliştirilmiştir. Tarımda, bazı bitkiler, besin içeriği ve haşere direnci gibi özellikleri iyileştirmek için genetik olarak değiştirilmiştir. Genetik mühendisliğindeki yakın zamandaki ve gelecekteki gelişmeler muhtemelen hem insan sağlığını hem de refahı etkilemeye devam edecek.

Genetik Mühendisliğine İlişkin Etik Endişeler

Genetik mühendisliğinin büyük bir potansiyeli var, ancak çizgiyi nereye çekeceğiz? Bilim adamları ve toplum bu soruyu cevaplamalıdır. İnsan genomunun düzenlenmesi, özellikle de germ hattı hücrelerinde, büyük bir etik sorundur. Çoğu gen terapisi somatik hücreleri değiştirir, bu nedenle genetik değişiklikler yalnızca bireyi etkiler. Bununla birlikte, bir kişinin germ hattındaki değişiklikler aynı zamanda yavrularına da miras kalır.

2018'de bir bilim adamı, CRISPR ile genetiği değiştirilmiş ilk bebekleri yarattığı iddiasıyla dünyayı şok etti. Araştırılmamış bir germ hattı mutasyonu getirerek ikiz kız bebekleri HIV'e dirençli hale getirmeye çalıştı. Bilim adamları ve halk bunun insanlık için ne anlama geldiğiyle boğuşurken, eylemleri öfke ve endişeye yol açtı. Bunun kızları nasıl etkileyeceği belirsizliğini koruyor ’ sağlık, gelecekteki yavruları veya nüfus.

Diğer bir endişe, gıda tedarikini iyileştirmek için yabancı genetik materyalin kullanılmasıdır. Bitkiler, genetiği değiştirilmiş en yaygın gıda kaynağıdır ve 28 ülke, küresel olarak yaklaşık 450 milyon dönümlük GDO'lu ürün yetiştirmektedir. Artan dünya nüfusu için gıda tedarikini güvence altına almak için muazzam bir potansiyel varken, GDO eleştirmenlerinin endişelerini gidermek için bilimsel olarak sağlam, uzun vadeli çalışmalara ihtiyaç vardır.


Önerilen Okuma

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter