8. SINIF FEN BİLİLERİ 3.ÜNİTE 5. BÖLÜM BİYOTEKNOLOJİ

8. SINIF  FEN BİLİLERİ  3.ÜNİTE  5. BÖLÜM BİYOTEKNOLOJİ

5. BÖLÜM BİYOTEKNOLOJİ .

Biyoteknoloji

İnsan ve çevreyi olumsuz etkilemeyecek şekilde, canlılar üzerinde bilim ve mühendislik ilkelerine dayalı olarak canlılar üzerinde yapılan uygulamaların tümüne biyoteknoloji adı verilir. 

Diğer bir ifade ile biyoteknoloji, canlılara temel bilimlerin ve mühendislik ilkelerinin uygulanmasıdır. 

Biyoteknolojide ticari amaç vardır.. Genlerle ilgili çalışmalar yapılıyor yeni ürünler pazarlanıyor mesela aşı üretilip satılıyor, üzüm çekirdeksiz yapılıp satılıyor gibi

Genetik Mühendisliği Nedir? 

Genetik mühendisleri, genlerle ilgili detaylı çalışmalar yaparak elde ettikleri sonuçları mühendislik bilgileriyle birleştirirler. 

Biyoteknolojiyi uygulayan kişiye ise “genetik mühendisi” diyoruz. 

Canlıların genetik yapısında istenilen yönde değişiklik yapmak amaçlanır.

Geleneksel Biyoteknoloji Uygulamaları

Biyoteknoloji çalışmalarına örnekler verirken genellikle önce geleneksel tekniklerden başlarız. Bu konuda aklımıza gelen ilk örnekler yoğurt ve sirke yapımıdır.

Yıllardır ürettiğimiz bazı gıda ürünlerinde farkına varmadan aslında biyoteknoloji kullanmaktaydık.

Günümüzden yaklaşık 6000 yıl önce yani mikroorganizmaların keşfedilmediği dönemlerde bile mikroorganizmalardan yararlanıldığı hakkında bilgiler bulunmaktadır. Çok eski zamanlardan bu yana mikroorganizmalardan ekmek,peynir ,süt ürünleri ve sirke üretiminde, lifli bitkilerin yumuşatılmasında, pasta yapımında ve şarap üretiminde yararlanılmaktadır.

Geleneksel yöntemlerle kullandığımız canlılar ve ürettiklerimizi şöyle listeleyebiliriz:

Maya mantarları: Şarap, bira, pasta mayası, etil alkol

Bakteriler: Yoğurt, peynir, sitrik asit, azot gübresi, biyogaz, kefir

Küf mantarları: Peynir, penisilin

Kefir klasik biyoteknoloji ürünüdür

Tıp, Gıda, Tarım ve Hayvancılık , Çevre ve Endüstri alanlarında uygulamaları vardır

Geleneksel Biyoteknolojiden Modern Biyoteknolojik  çalışmalara geçiş aşamaları 

- Tahılların ıslahı ile tarıma geçilmesi: MÖ 10000

- Hayvanların evcilleştirilmesiyle hayvancılığın yayılması: MÖ 8000

- Alkol üretimi: MÖ 6000

- Mayalı ekmek üretimi: MÖ 4000

- Aşı üretimi: 1880’li yıllar

- Antibiyotik üretimi: 1940’lı yıllar

- Yüksek verimli tahılların üretimi: 1960’lı yıllar

- Genetiği değiştirilmiş organizma üretimi: 1990’lı yıllar

Genetik mühendisliği uygulamaları: 

Gen aktarımı,Aşılama, Gen tedavisi, Klonlanma, DNA parmak izi veGenetiği değiştirilmiş organizmalar (GDO) olarak sınıflandırabiliriz.

Gen aktarımı:

Gen aktarımı, bir canlının hücrelerine, başka bir canlının DNA'sının belli bölümlerinin yerleştirilmesi işlemine denir.

Her canlı grubu için farklı bir aracı canlı (taşıyıcı) kullanılarak gerçekleştirilir. Önceleri sadece bakteriler aktarımda kullanılmaktaysa da, günümüzde maya, bitki ve hayvan hücreleri de bu işlem için yaygın olarak kullanılmaktadır.

Gen aktarımının kullanım alanlarından birisi gen tedavisidir.

Örneğin, 

1 . ateş böceklerinden alınan genin tütün bitkisine yerleştirerek tütün bitkisi ışık yaymaya başlar.

Örneğin bu sayede sokak lambaları yerine , ağaçlar kullanılabilir. Luciferaz inhibitörüyle bitkilerin parlayıp, kapanmaları sağlanabilir.Yapılan geliştirmelerle geceleri yanan, gündüzleri kapanan ağaçlar yapılabilir. Araştırma  Nano Letters dergisinde yayınlandı.

2. insanlardan alınan ve insülin hormonu üretmekle görevli olan gen bakterilere aktarılarak bakterilerin insülin hormonu üretmeleri sağlanmıştır. ve bu hormon, şeker hastalığının tedavisinde kullanılmıştır.

Gen mühendisliğiyle elde edilen insülin, kimyasal olarak insan insülininin aynısıdır. Böylece bu yöntemle daha ucuz ve çok miktarda insülin üretilmektedir.

Bu üretim yöntemi ile insanlarda bulunan büyüme ve kalsitonin hormonlarının üretimi de sağlanabilmektedir. Hücrelerin, virüslere karşı oluşturduğu protein yapısındaki özel savunma maddesi olan interferon geninin, E.coli bakterisinin genomuna yerleştirilmesiyle interferon (vücut hücreleri tarafından üretilen ,virüslerin hücre içinde çoğalmasını önleyen proteinler)  üretimi gerçekleştirilmiştir.

Bununla beraber günümüzde birçok bitki ve hayvana gen aktarımı yoluyla yeni özellikler kazandırılmaktadır. Gen aktarımı sayesinde gelecek nesillerin daha sağlıklı olması sağlanabilir.

Aşılama:

Tarım ve hayvancılıkta; çiftlik hayvanlarının tedavisinde kullanılan aşılar ve büyüme hormonları DNA teknolojisinin gelişmesi sayesinde biyoteknolojik yöntemler kullanılarak üretilmektedir.

insan hekimliğinde biyoteknolojik yöntemle hazırlanan ve kullanılan Hepatitis B aşısı oldukça başarılı sonuçlar vermektedir.

Gen tedavisi:

Gen tedavisi, kalıtsal hastalıkların iyileştirilmesinde kullanılmak üzere geliştirilen yöntemlere denir. Henüz çok yeni bir araştırma alanı olan gen tedavisiyle, hatalı genlerin işlevlerinin yeniden düzenlenmesi ya da gen aktarımı yoluyla bu genler sağlıklı olanlarıyla değiştirilmesi planlanmaktadır

Gen tedavisi (terapisi), genetik hastalıkların iyileştirilmesi amacıyla hastaya DNA aktarımı yapılmasıdır. Hastaya aktarılan yeni DNA, genellikle hastalığa yol açan mutasyonun etkilerini düzeltme işlevine sahip genler içerir.

• Gen tedavisi, hastalık iyileştirme ya da önleme amacıyla DNA bölümlerinin (genellikle genlerin) kullanılmasıdır.

• DNA, hastalığa neden olan değişmiş (mutant) genin etkilerini düzeltecek şekilde dikkatle seçilir.

• Gen tedavisi, bazı genetik rahatsızlıklar (kas distrofisi ve kistik fibrozis dahil) için umut vaad eden bir tedavi seçeneği olabilir.

• Tedavi edilmeye çalışılan hücrelerin türüne bağlı olarak iki tip gen sağaltımı mevcuttur:

o Beden hücresi (somatik) gen tedavisi: Sperm ya da yumurta hücrelerini üretmeyen herhangi bir vücut hücresine DNA bölümü aktarılması. Bu durumda, gen terapisinin etkileri, hastanın çocuklarına geçmez.

o Üreme hücresi  gen tedavisi:  Sperm ya da yumurta hücrelerini üreten bir vücut hücresine DNA bölümü aktarılması. Bu durumda, gen terapisinin etkileri, hastanın çocuklarına ve sonraki kuşaklara geçer.

 DNA Aktarımı Nasıl Yapılıyor?

• Yararlı bir proteinin yapılamsı için gereken yönergeleri içeren gen, yani DNA bölümü, bir vektöre (virüs, bakteri veya plazmide) yerleştirilir.

• Vektör, genetik hastalığı olan hastanın hücrelerine yeni DNA’yı taşıyan bir araç görevi görür.

• Hastanın hücrelerine ulaşır ulaşmaz, gen/DNA hücrenin normal mekanizması tarafından ifade edilir. Böylece, hastalığın tedavisi için gereken sağaltıcı proteinin üretimi gerçekleşir

 Klonlanma:

Klonlama için en çok kullanılan yönteme “çekirdek transferi yöntemi” adı verilir. Bu yöntemde ilk olarak bir canlıdan yumurta hücresi alınır ve çekirdeği çıkartılır, daha sonra ise yine aynı canlıdan yada aynı türdeki başka bir canlıdan alınan her hangi bir vücut hücresinin çekirdeği laboratuar ortamında bu yumurta hücresine nakledilir. Naklin başarılı olması durumunda oluşan bu yeni hücreye hafif bir elektrik şoku uygulanarak bölünmeye zorlanır. Bir kez bölünen hücre bölünmeye devam eder bu aşamadan sonra anne rahmine yerleştirilen embriyonun doğması beklenir. Sonuçta genetik bilgiler yani DNA çekirdekte saklandığı için doğan yeni birey, hücre çekirdeği kullanılan bireyle aynı genetik özelliklere sahip olur.

DNA parmak izi :

Her bireyin DNA nükleotit dizilimi kendine özgüdür. İnsan genomunun bu özelliği dikkate alınarak günümüzde suçluların tespitinde, babalık testlerinde ve toplum sağlığı gibi insanla ilgili birçok araştırmada kullanılan DNA dizisindeki kişiye özgü sıralamaları(rekombinant DNA tekniğine dayalı) analiz ederek bir DNA örneğinin kime ait olduğunu belirlemeye yarayan yöntem DNA parmak izi olarak isimlendiriliyor.

Bu yöntemle olay yerinde bulunan kan, tükürük, kıl ve tırnak gibi canlı kalıntıları kriminal çalışmalarla incelenerek suçlunun bulunması sağlanır.

İki kişinin aynı DNA parmak izine sahip olma olasılığı oldukça düşük olduğundan birçok adli vakada bu yöntemden faydalanılır. DNA parmak izi yöntemi günümüzde göçmen sorunları, safkan köpek ırklarının belirlenmesi, babalık davaları, bitki ve hayvan türlerinin korunması çalışmaları dahil çok geniş bir uygulama alanına sahiptir.

Olay yerinden alınan örneğin DNA parmak izi ile iki şüphelinin DNA parmak izleri karşılaştırıldığında, 2 numaralı şüphelinin DNA parmak izi olay yerinden alınan örneğin DNA parmak iziyle eşleşiyor.

Genetiği değiştirilmiş organizmalar (GDO) :

Doğada kendi başına gerçekleşmeyen, sadece laboratuvar ortamında genetik değişiklik sonucu üretilen organizmalara 'Genetiği Değiştirilmiş Organizma (GDO)' denir. Örneğin, mısıra bir bakteriden alınan genin yerleştirilmesi ancak laboratuvar ortamında ve insan eliyle gerçekleşir

Bu yöntemle elde edilen bitkiler, ilaçlara ya da zararlılara karşı daha dirençli oluyor. Bu da kimyasal böcek ilaçlarının kullanılmasını azaltıyor.

Bir canlıdan diğerine gen aktarımı, bir çeşit kesme, yapıştırma ve çoğaltma işlemi olup, genetik mühendisleri tarafından uygulanıyor. Aktarılacak gen önce bulunduğu canlının DNA sından kesilerek çıkarılıyor. Sonra vektör adı verilen taşıyıcı virüs ile bu gen dna molekülüne yapıştırılıyor. 

 Bu yöntemle elde edilen bitkiler, ilaçlara yada zararlılara karşı daha dirençli oluyor.Bu da kimyasal böcek ilaçlarının kullanılmasıın azaltıyor.Günümüzde mısır ve pamuğun zararlılara, soya ve kanolanın böcek ilaçlarına, papaya ve kabağın da virüslere karşı dirençli olmasında GDO teknolojisi kullanılıyor. 

 Genlere müdahele ederek bitkilerin lezzet ,besleyicilik yada dayanıklılık gibi özellikleri geliştirilebiliyor ve aynı zaman da istenmeyen durum ve olaylara daha kolay müdahele edilebiliyor. Genetiği değiştirilmiş organizmaların özellikle aşı ve ilaç yapımında kullanılması önem kazanıyor.Dünyamızın geleceği için son derece önem taşıyabilecek bir çalışma olan susuzluğa dayanıklı bitki geliştirme çalışmaları ise halen devam ediyor.

Genetiği değiştirilmiş (GD) canlılar, genomları doğal olmayan yollarla değişmiş organizmalardır (aslında tüm canlıların genomu doğal olarak dinamiktir ve doğal mutasyonlarla sürekli olarak her yönde değişime açıktır fakat GDO terimi sadece insan eliyle yapılan değişiklikler için kullanılır).

* Bir organizmanın genomunu değiştirerek, canlının özelliklerini değiştirebiliriz.

* Tüm canlılar genetik açıdan modifiye edilebilir, fakat yasalar genetiği değiştirilmiş insanların üretilmesini kısıtlıyor. Ayrıca diğer GDO’ların da üretimi ve dağıtımı sıkı düzenlemelere uymak zorunda.

GDO Nasıl Yapılıyor?

* Bir GDO üretmek için laboratuvar teknikleri sayesinde belirli DNA bölümleri silinerek ya da değiştirilerek, canlının kimi özellikleri değiştirilir.

* Ayrıca canlı genomuna yeni DNA parçaları ekleyerek de organizma özellikleri değiştirilebilir. Söz konusu parçaların kaynağı şunlardan biri olabilir:

— Aynı türden alınan DNA

— Farklı türden alınan DNA

— Laboratuvarda yapay olarak üretilen DNA

* GDO yaratma sürecine “genetik mühendislik” adı verilir.

* GDO’lara yaygın örnekler olarak, tarımda kullanılan GD ekinler ve tıbbi araştırmalarda kullanılan GD model organizmalar verilebilir.

GDO NEDEN ZARARLI?

- Kimyasal ilaçlara dayanıklı bir GDO’nun poleni melezleme suretiyle bir yabancı ot tohumuna geçebilir ve bu geni alan bitki de kimyasal ilaçlara dayanıklılık geliştirebilir.

 - Kimyasal ilaçlara dayanıklı genetiği değiştirilmiş ürünler bir sonraki yıl da çıkabilir. Ve kültürel olarak kontrol edilmeleri zor olabilir.

 - Böcekler (örneğin böcek ilaçlarına dayanıklı) genetiği değiştirilmiş bir organizmadaki genlere karşı bağışıklık kazanabilirler.

 - Genetiği değiştirilmiş bitkiler toprak içinde bulunan doğal canlı yaşama zarar verebilir, böylece besin döngüsünü sona erdirebilir.

 - GDO’lu ürünler yeterli kadar besleyici olmayabilir ve hazmı zor olabilir.

 - Genetiği değiştirilmiş organizmaların toksik, alerjik, teratojenik (anne karnında maruz kalan bebekte görülen yapısal anomaliler) zararları olabilir.

 - Çeşitli devletlerin denetimindeki bilimciler gen aktarımı yoluyla şimdiye dek yeryüzünde ilk kez meydana gelen yüzlerce yaratık meydana getirmişlerdir. Dolayısıyla istenmeden de olsa, insan türünü yok edecek bir mikroorganizma ya da bir türün yaratılmasına yol açılabilir.

 - Yeni yapılan araştırmalar GDO ile beslenen hayvanlarda organ problemleri ortaya çıktığını ortaya koymuştur. GD mısır ve soya fasülyesi ile 90 gün süreyle beslenen farelerde karaciğer ve böbrek zehirlenmeleri ortaya çıkmıştır.

Doğaya zararları

 - Normal ve organik tarımı tehdit ediyor.

 - Ne kadar uzak alanda olursa olsun rüzgar ve arılar yoluyla organik ürünlere de bulaşıyor. 

- GDO'lu tarım yapılan alanlardaki haşereleri yiyen kuşların türü tükeniyor. Canlı türleri açısından tehdit.

 - Bioçeşitliliği yok ediyor. GDO'lu ekinler, tozlaşma yoluyla aynı türden akrabalarının da genlerini değiştirebiliyor.

Hangi ürünler GDO'lu olabilir?

Pek çok GDO lu ürün var; Aspartam (sentetik tatlandırıcı) ,Mısır, patates, domates, pirinç, soya, buğday, kabak, balkabağı, ayçiçeği, yer fıstığı, bazı balık türleri, kolza, kasava, papaya.

Bunların dışında çalışmaların devam ettiği ürünler bulunmaktadır; Muz, ahududu, çilek, kiraz, ananas, biber, kavun, karpuz, kanola.

1.. Biyoteknolojinin Olumlu Etkileri 

Yapay doku ve organlar üretilmiştir.

Sebze ve meyvelerin raf ömrü uzatılmıştır.

Temizlik ürünleri daha az maliyetle üretilir.

Oluşabilecek salgın ve bulaşıcı hastalıkların erken teşhisinde ve tedavisinde çok önemli bir rol oynamaktadır. Bu tarz salgın ve bulaşıcı hastalıkların erken teşhisi ortaya çıkabilecek bir felaketin önlenmesini sağlamaktadır.

Aşı sektörünün gelişmesini sağlamaktadır. (örn Hepatit B ) üretimi

Bazı hormon, antibiyotik ve vitaminler üretilir. İlaç sektörünün daha da gelişmesi biyoteknolojinin en büyük yararları arasında yer almaktadır. Artan hastalıklar ve bu hastalıkların mecburen kullanılması gereken ilaçlar biyoteknoloji sayesinde daha da gelişmektedir.

Biyoteknoloji sayesinde yeni ilaçlar üretilmektedir.

Canlılarda bazı zararlı genlerin ayrıştırılmasını sağlar.

Yeni ve üstün özellikte (sağlıklı ve kaliteli) bitki ve hayvanların üretilir.

Genetik hastalıklara karşı gen tedavisi ve kök hücreler kullanılmaktadır. Biyoteknoloji genetik hastalıkların azaltılmasında büyük rol oynamaktadır. Azaltılabildiği gibi önlenebilir genetik hastalıklar biyoteknoloji sayesinde mümkün olabilmektedir.

Tarım ve Hayvancılığın daha verimli hale gelmesi sağlanmaktadır

Kirli suların arıtılmasında biyoteknoloji ürünü bakteriler kullanılmaktadır.

Biyoteknoloji sayesinde bitkiler ve hayvanlar hastalıklara karşı dirençli olur.

İnsanlarda zarar gören doku ve organların, yapay doku ve organla değiştirilir.

Gıda zehirlenmelerinin önüne geçilebilmesi biyoteknoloji sayesinde mümkün olmaktadır.

Biyoplastik PLA, mısır ve şeker kamışından üretilen şeker gibi yenilenebilir kaynaklardan türetiliyor

Değişik hücre ve dokulara gen transferi yapılması

2.. Biyoteknolojinin Olumsuz Etkileri

Biyolojik silah yapımında kullanılabilir 

Tarım ilaçlarının biyolojik silah olarak kullanılmasına neden olur.

Biyolojik silahlar canlılara ve cansız ortama zarar vermektedir.

Ekolojik dengenin bozulmasına neden olmaktadır.Doğal denge ve döngülerin bozulmasına neden olmaktadır. Birçok canlının ölmesine ve besin zincirinin bozulmasına neden olmaktadır.

Biyoteknoloji canlılarda mutasyona neden olabilmektedir.

Biyoteknoloji kullanımı nedeniyle toksik atıklar meydana gelmektedir. Çevre kirliliklerinin yaşanmasına neden olmaktadır

GDO (Genetiği Değiştirilmiş Organizmalar) biyoteknoloji ürünüdür Dünyada DNA kirliliğine neden olmaktadır. Doğal ürünler gittikçe azalmaktadır..

GDO ürünler insanlarda alerjiye ve başka hastalıklara neden olmaktadır.

Biyoteknoloji gücüne elinde tutan şirketler ve ülkeler gelir dengesizliğine neden olmaktadır.

Biyoteknoloji ile elde edilen tohumlar kısır olmaktadır. ( Üreticiden tekrar tohum almanız gerekmektedir.)

Yanlış aşılama, gübreleme ve aşılama faaliyetlerinin yapılmasına neden olmaktadır.

Biyoteknolojinin faydaları olduğu kadar zararları da vardır. Teknolojinin ve bilimin daha da ileri gitmesine katkıda bulunduğu gibi bazı durumlarda da insanlığı tehdit edebilmektedir. 

İyi ellerde iyiye kullanılmakta, kötü ellerde kötüye kullanılmaktadır.

Biyoteknolojinin gelişmesi bazı kolaylıklar getirse de bazı zararların meydana gelmesine neden olmaktadır. 

Ekonomik kalkınma, sanayinin gelişmesi, gıda, tarım, ilaç sanayinin gelişmesi, endüstriyel üretimin gerçekleşmesi için biyoteknoloji bir araç olarak kullanılmaktadır.

Yazar : f er

Kategoriler : Fen Bilimleri   8. Sınıf  Biyoteknoloji  

Etiketler : Biyoteknoloji nedir   Biyoteknolojinin Uygulama Alanları  Biyoteknolojinin Olumlu Etkileri   Biyoteknolojinin Olumsuz Etkileri   Genetik Mühendisliği  Gen aktarımı nedir  Aşılama   Gen tedavisi  Gen aktarımı  Klonlama   DNA Parmak İzi   Genetiği Diğştirilmiş Organizmalar(GDO)  GDO zararlı mı