Bilim

Gen Aktarımı Nedir?

Gen aktarımı, bir canlının hücrelerin başka bir canlının DNA’sında belirlenen belli bölümlerin aktarılması işlemi ile meydana gelir. Rekombinant dediğimiz işlem bu uygulama yapılırken kullanılan işlemlerden bir tanesidir. Bütün canlı grupları için farklı canlı kullanılarak gerçekleştirilebilen bu işlem, önceleri sadece bakterilerde kullanılmaktaydı fakat şimdi bitki, hayvan ve mantar hücrelerinde de gerçekleştirilebilmekte. Aktarım işlemi için kullanılan en yaygın bakteri Escherichia coli’dir. Bakterinin oldukça fazla bilinen ırkları vardır ve bu sebeple faj, kozmidler ve plazmidler rahatça konak görevi yapabilirler. DNA’nın konak hücre olarak belirlenen hücreye sokulmasında taşıyıcı olarak plazmid kullanılırsa, transenfeksiyon tekniği veya trandüksiyon tekniği kullanılır. Eğer bu teknikler tercih edilmezse, elektroporasyon, biyolistik veya mikroenjeksiyon da tercih edilebilir.

Gen Aktarımı Nedir?

Bitkilerde gen aktarımından bahsedecek olursak, bitkilerde gen aktarımı doğal veya doğal olmayan nükleik asit dizilerinin bitki hücrelerine genetik mühendislik yöntemleri kullanılarak aktarılmasıyla oluşur. Bu süreç genetik transformasyon olarak tanımlanabilir ve bu süreç nükleik asidin hücreye girişi yani insersiyon, genoma bağlanma yani entegrasyon, genin anlatımının yapılması yani ekspresyon ve genin yavru döllere aktarımı yani transmisyon aşamalarından oluşmaktadır. Bu şekilde oluşan bitkilere transgenik bitki denir ve bu bitkilerin birçok kullanım alanı vardır: hastalıklara dayanma, böceklerde dayanıklılık arttırma, esin kalitesinin iyileşmesi, bu bitkiler tarafından üretilen belli proteinler, moleküler tarım… ayrıca bu bitkileri doğrudan ve dolaylı gen aktarımı şeklinde elde etmek mümkündür.

İlgili Makaleler

Hayvanlarda gen aktarımı yine aynı şekilde genetik mühendislik teknikleri sayesinde gerçekleştirilebilmektedir. Gelişen teknoloji sayesinde bundan önce mümkün olmayan alemler arası, türler arası ve familyalar arası gen transferi artık mümkündür. Bu gen aktarımı gerçekleştirildikten sonra meydana gelen transgenik hayvanlar aşıların veya çok bulunmayan kimyasalların üretiminde kullanılır. Gen aktarımı yaparken doğru zaman tespit edilerek ve doğru dokuya uygulama yapılması önemlidir. Aktarılan gene eşlik etmesi gereken düzenleyiciler de bulunmalıdır. Bazı genler, kendilerinden uzakta konumlanmış düzenleyicilere ihtiyaç duyabilmektedir. Hayvanlarda gen transferi ilk olarak 1980 senesinde gerçekleşmiştir. Farelere gen aktarımı yapılmış ve bu yapılırken DNA’ nın enjekte edilmesi yöntemi kullanılmıştır. Bu aşamadan hemen sonra ise kök hücrelerin gen transferi gerçekleştirilmiştir.

Gen Transferi

Gen transferi denilince akla gelen ve bilinen yöntemler arasında virüs enfeksiyonu, elektroporasyon ve kalsiyum fosfat yardımı ile DNA presbitasyonu vardır. Bu tansfer araştırmaları için kullanılabilecek en ideal yöntem mikroenjeksiyondur. Burada klonlanmış olan gen, donör olan hayvanın döllenmiş yumurtasına mikroenjeksiyon ile aktarılmış olur. Enjeksiyon ilk hücre bölünmesi gerçekleşmeden önce yapılır. Bu yöntemin aşamaları ihtiyaç duyulan yabancı genin belirlenmesi eğer gerekiyorsa modifiye edilmesi, tespiti yapılan genin vektöre konulması, döllenmiş yumurtanın pronukleasına mikroenjeksiyon ile DNA’ nın aktarılması ve embriyonun gelişmesinin sağlanması olarak sıralanabilir. Bundan hemen sonra yapılması gereken şey aktarılmış olan genin kalıtılabilir olup olmadığının ve varlığının tespitidir. Bunun yanı sıra aktarılan genin ifadesi ve konak organizmada kontrolde olup olmadığı da tespit edilmelidir.

Mikroenjeksiyon yönteminin bazı sorunları vardır: bu yöntemi uyguladığınız belli yumurtalar hemen aktarılabilirken bazı yumurtalarda ise bu işlem belli bir aşamadan sonra gerçekleştirilir, bazı durumlarda ise sitoplazmanın mat oluşu aşamaları görmenizi zorlaştırabilir, bu özellikle domuz ve keçi yumurtaları için geçerlidir. Bu yöntem ile enjeksiyonunu yapmış olduğunuz yumurtaların az bir kısmı hayatta kalmayı başarabilir. Yumurtaların hepsi yeni gelen DNA’ yı alamayabilir veya bu entegre işlemi kromozom hücresinde gelişigüzel gerçekleşebilir. Ayrıca gelişigüzel enjekte edilme sonucu konak haldeki genin de yapısı bozulabilir.

Embriyonik kök hücreler ile gen aktarımından bahsetmemiz gerekirse, öncelikle kök hücreler farklılaşmış hücreler değildirler ve farklılaşmış hücre oluşturma kabiliyetine sahiptirler ki belli kök hücreler bir vücuttaki bütün hücre tiplerine dönüşebilme potansiyeline sahiptirler. Bu yöntemin başarıyla uygulandığı yer fare embriyolarıdır. Bunun yanında günümüzde Alzheimer, kanser gibi birçok hastalığın altında genetik nedenlerin yattığı bilinmektedir. Bahsettiğimiz bu yolla hastalıklara gen terapisi ile yaklaşma imkanı doğacaktır.

Retrovirüsler ile Gen Aktarımı

Retrovirüsler ile gen aktarımı yapmak da mümkündür ki bu organizmalar hayvan hücrelerini enfekte eder ve kendi genomlarını çok başarılı bir şekilde aktarabilir. Bu yolla gelişimin erken sürecinde pek çok canlıya DNA transferi yapılabilir. Retrovirüsler konakladıkları hücrenin bütünlüğünü bozmayarak onu enfekte ederler. RNA taşımaları dolayısıyla da taşıdıkları enzim sayesinde RNA’ dan çift zincir halinde DNA’nın bir kopyasını oluşturmaları mümkündür. Bundan sonra oluşturdukları DNA kopyasının konakladıkları genomlarına bağlarlar. Bu yöntemin en büyük dezavantajı ise, 8 kb kadar küçük ve kopmuş DNA parçaları entegre etmeleridir.

Gen aktarımının birçok faydası olduğunu söylemek de mümkün. Besinler için değerlendirecek olursak; ürünlerin kalitesini ve sağlığa sundukları katkılar artar, ayrıca sebzelerin ömrü uzar, bitkisel ve hayvansal ürünlerde ise, ürünün veriminin artmasına katkıda bulunur. Aynı zamanda gen aktarımı, organ nakli aşamasında da katkı sağlayan ve insan hastalıklarına çözüm bulunmasına yardımcı olan bir tekniktir. Bunun yanında ufak birkaç zararı da bulunmaktadır: alerjik reaksiyonlara sebep olabilir, ürün kalitesinde farklılık yaratabilir.

İlgili Makaleler

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Başa dön tuşu