BİYOTEKNOLOJİ

Biyolojik yapının ya da bir işleyişin, çeşitli sanayi dallarında kullanılması ve bunlardan yarar sağlanması girişimleri, biyoteknoloji bilimini ortaya çıkarmıştır.
Biyoteknoloji; mikroorganizmaların, hücrelerin doku ve kültürlerinin ve bunların çeşitli kısımlarının teknik uygulama potansiyelinden yararlanmak amacıyla biyokimya, mikrobiyoloji ve mühendislik bilimlerinin birleşik bir uygulamasıdır, şeklinde tanımlanabilir.

İnsanlar; bitki ve hayvanların genetik bilgiler taşıyan DNA larını etkileyerek, ekonomik yönden daha faydalı bitkiler ve hayvanlar elde etmeye çalışmaktadır. Bu amaçla geliştirilen tekniklerin tamamı biyoteknolojik
çalışmalar sonucunda elde edilir.
Biyoteknolojik yöntemler kullanılarak; süt ürünleri, ekmek, sirke, penisilin ve türevleri, virüs aşıları, insan insülini ve büyüme hormonları gibi bir çok maddenin üretilmesi sağlanabilmektedir.
GENETİK MÜHENDİSLİĞİ

Genetik mühendisliği, biyoteknolojik teknikler kullanılarak yapılan çalışmaları içerir. Genetik mühendisliğinin temelini, biyolojik yapıların gen düzeyindeki ıslahı oluşturur.
Islah; istenmeyen özelliklerin ayıklanıp, istenilen amaca yönelik olanların biraraya getirilmesi ile sağlanır.
NOT: Yeni ıslah çalışmalarında, tür içi ve türler arası melezleme, yapay döllenme, poliploidi, gen aktarımı ve klonlama gibi yöntemler kullanılır.
Melezleme; çok uzun bir süre sadece kendi aralarında gen alış verişi yapan ırklar zayıf ırklardır. Çünkü bu durumda, zararlı çekinik genler homozigot hale geçerek fenotipte etkisini gösterir.
Farklı karakterler bakımından, homozigot ırklar arasında çaprazlama yapılarak gen alış verişi sağlanır. Bu şekilde kuvvetli melez bireyler elde edilebilir.
Örneğin; çekirdeksiz sulu meyveleri olan küçük mandalina ile çekirdekli ve büyük mandalinalar çaprazlanır. Bu şekildeki çaprazlanma sonucunda, hem çekirdeksiz hem de sulu meyve veren büyük mandalinalar elde edilebilir.
Yapay döllenme; hayvan ıslahında kullanılan yöntemlerden biridir. Bunun için üstün özellikli hayvanlardan alman spermler, sperm bankalarında saklanır. Bunlar daha sonra üstün özellikli yumurtaları döllemek için kullanılır. Böylece istenilen özelliklerdeki hayvan ırkları elde edilebilir.
Poliploidi; hücrelerde kromozom sayısının 3n veya daha fazla olması durumuna denir. Bu şekilde oluşmuş canlı örneklerine bitkilerde daha sık, hayvanlarda ise ender olarak rastlanır.
Poliploit bitkiler, diploit bitkilere göre daha büyük çiçek ve meyvelere sahiptir. Patates, elma, muz ve çekirdeksiz karpuz gibi bitkiler poliploidiye örnektir.
Gen aktarımı; bir organizmada var olan geni alıp, bir başka organizmaya aktarmak için aşağıda verilen yöntemler uygulanmaktadır.

  • Hücre içinde bulunan kromozom yapılarının ayıklanması ile saf DNA nın elde edilmesi
  • Elde edilen DNA da bulunan ve aktarılacak olan genin, DNA dan ayrılması
  • Yalıtılmış olarak elde edilen geni taşıyacak bir aracının bulunması ve genin aracının DNA sına eklenmesi
  • Bu genin, aktarılacağı organizmanın DNA sı ile birleştirilmesi

DNA zincirlerin kırılması ve farklı DNA parçalarının birbirine bağlanması sonucunda yeni bir DNA molekülünün ortaya çıkmasına rekombinasyon denir. Rekombinasyon işlemi sonucunda oluşan DNA ya ise rekombinant (yeni bileşimli) DNA denilmektedir.
Örnek
Genetik mühendisliğindeki gelişmeler sayesinde;
I. ınsan için gerekli olan bazı hormonların, bakterilere ürettirilmesi
II. ınsanlarda çeşitli hastalıklara neden olan genlerin değiştirilebilmesi
III. Bitki ve hayvanlardan daha fazla ürün alınabilmesi
şeklindeki olaylardan hangilerinin gerçekleşmesi sağlanabilir?
A) Yalnız I
B) Yalnız II
C) Yalnız III
D) I ve II
E) I, II ve III
Çözüm
Genetik mühendisliği bir canlıda var olan kalıtsal özelliklerin başka canlılara aktarılması çalışmalarını içerir. Örneğin insanlar için gerekli olan bazı hormonların üretimini sağlayan genler, bakterilere aşılanarak, bakterilerin bu hormonları üretmesi sağlanabilmektedir. İnsan genomunun belirlenmesi ile insanlarda hastalıklara neden olan genler, zigot halinde iken sağlamları ile değiştirilebilir. Bu çalışmalar da genetik mühendisliği ile mümkün olabilecektir.
Hayvanlara ve bitkilere aşılanan bazı genler sayesinde, ekonomik olarak daha verimli ırklar elde edilebilir. Bir ineğin hem çok süt hem de kaliteli et vermesinin sağlanması mümkündür. Bu gibi çalışmalar da genetik mühendisliğindeki gelişmeler sayesinde yapılabilmektedir.