Tıp bilimleri alanı yıllar içinde katlanarak gelişti. Yeni tıbbi ilaçlar geliştirmedeki ilerlemelerden sağlık izleme cihazlarında nanoteknolojinin uygulanmasına kadar, tür olarak uzun bir yol kat ettik.
Böyle bir ilerleme, bir insanın genomunu değiştirerek fiziksel ve fizyolojik özelliklerini anlama ve değiştirme yeteneğidir!
Makale, okuyucuya genetik alanına bir giriş sağlar, insan genomunu ve gen düzenleme ve CRISPR teknolojisinin uygulamalarını ele alır.
İnsan Genomu
Biyolojik olarak konuşursak, insan bir takım özelliklere sahip karmaşık bir yapıdır. Boy, saç rengi, göz rengi, yüz özellikleri gibi bu özellikler DNA'ları kullanılarak belirlenebilir.
DNA
Deoksiribonükleik asit (DNA), bir canlının nasıl görüneceği ve işlev göreceğine dair tüm bilgileri taşıyan temel kimyasal elementlerden (şeker, fosfat ve bazlar) oluşan bir maddedir.
Biyologlar ve tıp uzmanları, DNA'nın modelini inceleyerek herkese özgü bilgilerin kodunu çözebilir.
Genler
Bir gen, bir proteini kodlayan DNA'nın belirli bir parçasıdır. DNA'nın işlevlerini yerine getirme işini yapan genler tarafından üretilen proteinlerdir.
Genler, kalıtımın birimleri olarak çalışır ve belirli özellikleri ebeveynlerden yavrularına aktarmaktan sorumludur.
Bir organizmanın genlerinin ve genetik materyalinin toplamına genomu denir. İnsan genomunu anlamak, bilim insanlarının insanlığı etkileyen binlerce hastalığı tedavi etmek, iyileştirmek ve hatta önlemek için yeni yollar geliştirmesine izin verdi.
Gen düzenlemenin devreye girdiği yer burasıdır.
Gen Düzenleme
Genom veya gen düzenleme, bilim adamlarının bir organizmanın DNA'sını değiştirmesine izin veren bir grup teknolojidir. Bu teknolojiler, genomdaki belirli konumlarda genetik materyalin eklenmesini, çıkarılmasını veya değiştirilmesini mümkün kılar.
Genetik materyali konakçı genomlarına rastgele yerleştiren diğer genetik mühendisliği tekniklerinden farklı olarak, bu teknikler oldukça spesifik konumlardaki eklemeleri hedefler.
Nasıl Çalışır?
Gen düzenleme enzimleri içerir. Enzimler, kimyasal süreçleri sağlayan veya hızlandıran proteinlerdir. Gen düzenlemede kullanılan mühendislik enzimlerine nükleaz denir ve DNA'yı kesebilirler.
Nükleaz, onları kesmeleri gereken DNA ipliklerine yönlendiren başka bir kimyasalla tasarlanmıştır. Bu kesilmiş DNA iplikleri yeniden üretilebilir, ancak bu sefer istenen DNA ipliklerine mutasyona uğramak için istenen bilgilerle beslenirler.
Yeni iplikler, yeni genler ve yeni genler yeni özellikler anlamına gelir.
Bilim adamları, insanları etkileyen farklı hastalıkları araştırmak için gen düzenlemeyi kullanır.
Fareler ve balıklar gibi hayvanların genomlarını düzenlerler ve bu değişikliklerin sağlıklarını nasıl etkilediğini gözlemlerler. Daha sonra, insan genomlarındaki benzer değişikliklerin insan sağlığını nasıl etkileyebileceğini tahmin etmek için bulgularını kullandılar.
Ayrıca, bilim adamları gen tedavisi geliştiriyorlar. Bu tedaviler, gen düzenleme kullanarak insanlarda hastalıkların önlenmesini ve tedavi edilmesini içerir.
CRISPR Teknolojisi
Gen düzenleme teknolojisinde büyük bir atılım, Kümelenmiş Düzenli Olarak Serpiştirilmiş Kısa Palindromik Tekrarların (CRISPR) tanıtılmasıdır.
CRISPR, bazı bakterilerde doğal olarak oluşan bir savunma sistemine dayanmaktadır. Bu tür bakterilerdeki DNA birçok kısa palindromik dizi içerir (RAAR gibi hem ileri hem de geri aynı olan kelimeler).
Bakteriler, savaştıkları virüslerin parçalarını bu palindromik dizilerin içinde saklardı.
Nasıl Çalışır?
CRISPR'de kullanılan enzime Cas9 denir. Bu enzim, kendisini enfekte olmuş palindromik diziye bağlar ve DNA'yı parçalara ayırarak virüs hakkındaki bilgileri tutar.
Silahlı Cas proteini, viral DNA'yı tanıyacak ve bakterinin aynı virüs tarafından tekrar enfekte olması durumunda onu hemen yok edecektir.
CRISPR Uygulamaları
CRISPR, araştırma, sağlık, evcil hayvan yetiştiriciliği, gıda üretimi, yeşil yakıt ve çok daha fazlasını içeren çeşitli şekillerde kullanılmıştır.
1. Araştırma
CRISPR sistemleri, hayvanlarda genetik bozuklukların hafifletilmesiyle ilgili çalışmalarda uygulanmaktadır ve muhtemelen klinikte göz ve kandaki insan hastalıklarını tedavi etmek için yakında kullanılacaktır.
Çin ve Amerika Birleşik Devletleri, hedefe yönelik kanser tedavileri için CRISPR-Cas9 kullanan iki klinik deneyi onayladı.
Biyomedikal uygulamaların ötesinde, bu araçlar artık mahsul ve hayvan yetiştiriciliğini hızlandırmak, yeni antimikrobiyaller tasarlamak ve hastalık taşıyan böcekleri gen sürücüleri ile kontrol etmek için yapılan çalışmalarda kullanılmaktadır.
2. Sağlık Hizmeti
Bilim adamları, CRISPR-Cas9 teknolojisi ile bakteri öldüren virüslerin (bakteriyofajlar) genomlarını değiştirerek antibiyotiğe dirençli bakterileri yok etmek için yöntemler geliştirebildiler.
Bu sistemler aynı zamanda insan hastalığı için hayvan modellerinin oluşturulmasını ve HIV'in enfekte hücrelerden uzaklaştırılmasını da sağlar.
İnsan hastalığının bir fare modelinde, CRISPR bir genetik hatayı düzelterek hastalıklı farelerin klinik olarak kurtarılmasına neden oldu.
3. Evcil Hayvan Yetiştiriciliği
CRISPR, genetiği değiştirilmiş organizmalar oluşturmak için erken embriyolara uygulandı ve dokularında önemli gen düzenlemesi sağlamak için laboratuvar hayvanlarına enjekte edildi.
CRISPR'ye dayalı yaklaşımlar, fareler, sıçanlar ve diğer insan olmayan primatlar dahil olmak üzere hayvanların genomlarını değiştirmek için kullanılmıştır. Bu yaklaşımlar, evcil hayvanlarda üretkenliği, hastalık direncini artırmak ve aranan özellikleri/özellikleri etkinleştirmek için kullanılabilir.
CRISPR kullanarak, bir nesil yeni hayvan modelleri bile sunabiliriz.
4. Gıda Üretimi
CRISPR gen düzenleme teknolojisi, mahsul verimini ve kalitesini iyileştirebilir; bitki kuraklık direnci, herbisit ve böcek ilacı direnci, gıda güvenliğini ve güvenliğini arttırır.
Ayrıca antibiyotik direncinin ortadan kaldırılmasına, ürün raf ömrünün iyileştirilmesine ve bitki evcilleştirme sürecini hızlandırmaya yardımcı olabilir.
Daha kaliteli bitkiler, hayvanlar için daha kaliteli yem anlamına gelir, böylece sağlıklarını artırır. Bitkiler ve hayvanlar besin zincirimizin temelini oluşturduğundan daha iyi gıda kalitesi ve ürünlere sahip olabiliriz.
5. Yeşil Yakıt
Yeşil yakıt, organik kaynaklardan üretilen ve çevre dostu bir yakıttır.
CRISPR, fototropik alglerden iki kat daha fazla biyodizel (bir tür yeşil yakıt) üretmeyi mümkün kılmıştır.
Bu yakıt, genleri değiştirmek için CRISPR kullanılarak alglerdeki lipid üretiminin iki katına çıkarılmasıyla elde edilir. Lipitler yanıcıdır ve esasen biyodizel oluşturur.
Fakat gen düzenleme etik midir?
Doğal hareket tarzını değiştirmek, etik kaygıları davet edecektir. CRISPR gibi gen düzenleme teknolojilerini kullanarak insan genetiğini değiştirmek, kesin bir destek bulamadı. Çünkü yumurta ve sperm hücrelerinin genlerinde yapılan değişiklikler gelecek nesillere aktarılabilir.
Bu teknolojinin normal insan özelliklerini (zeka veya boy gibi) geliştirmek için kullanılması gerekip gerekmediği konusunda büyük bir tartışma var.
Bu teknolojiyi kullanırken güvenlik endişeleri de ortaya çıkar, çünkü her zaman hedef dışı etkilere (yanlış yerde düzenlemeler) ve mozaikçiliğe (bazı hücreler düzenlemeyi taşırken diğerleri taşımadığında) sahip olma olasılığı vardır.
Etik ve güvenlikle ilgili endişelere dayanarak, üreme hücrelerinin genom düzenlemesi şu anda birçok ülkede yasa dışıdır.
Sonuç
İnsan genomunu anlamak, sağlık teknolojisinde nano ölçekte devrim yapmamızı sağladı.
Hastalıkları ortadan kaldırmak ve hatta insan kusurlarını düzeltmek açısından çığır açan uygulamalar sağlayan gen düzenleme ve CRISPR teknolojisi.
Bilim adamları, bu teknolojilerin mükemmel özelliklere sahip hastalıksız bir homo sapiens nesli yaratmanın anahtarı olduğunu tahmin ediyorlar.
Gen düzenleme konusundaki görüşleriniz nelerdir? Yorumlarda bize bildirin.
Yorum bırak