8. Sınıf Biyoteknoloji Konu Anlatımı

Bir önceki konumuz olan adaptasyon, varyasyon, doğal seçilim ve yapay seçilim konu anlatımımızı tamamladık. Sıra 2. Ünitemizin son konusu olan biyoteknoloji hakkında sizlerin sınavlarında işe yarayacak bilgileri yazımıza eklemekte. Haydi başlayalım 🙂

Genetik Mühendisliği

• Genetik mühendisliği, DNA üzerinde yapılan değişikliklerle ilgilidir. Yani istenilen genlerin seçilmesi, çoğaltılması, farklı canlılara ait genlerin birleştirilmesi, bir genin başka canlıdan farklı diğer bir canlıya aktarılması ile ilgilenir.

Biyoteknoloji

• Canlıların yapılarında yani DNA üzerinde çeşitli teknolojiler kullanılarak değişiklikler meydana getirmek ve bu sayede ihtiyaç duyulan ürünlerin üretilmesini sağlayan teknolojiye biyoteknoloji adı verilir.
• Biyoteknoloji, genetik mühendisliği çalışmaları sonucunda meydana gelen yapıdan, endüstri yolu ile farklı ürünler elde edilmesine denir.
• Biyoteknoloji, genetik mühendisliği yöntemlerini araç olarak kullanan bir teknolojidir. Yani genetik mühendisliği araştırmaya, biyoteknoloji ise üretime yöneliktir.
• Örneğin; insanda insülin üretimi sağlayan genin, bir bakteriye aktarılması genetik mühendisliğinin çalışma alanıyken genleri değiştirilmiş bakteriden insülin hormonu üretmek biyoteknolojinin çalışma alanıdır.
• Biyoteknoloji yeni bir bilim olarak bilinmesine rağmen biyoteknolojik uygulamalar çok eski zamanlara dayanır. Örneğin; Turşu, peynir ve hamur yapımı ya da ıslah çalışmaları yüzlerce yıl önce uygulanan biyoteknolojik uygulamalardır.
• Biyoteknoloji; moleküler biyoloji, genetik, fizyoloji, biyoloji, kimya, biyokimya gibi bilim dalları yanı sıra mühendislik (genetik mühendisliği, kimya mühendisliği) ve bilgisayar teknolojisinden de faydalanır.
• Biyoteknoloji; özellikle kalıtsal hastalıkların tanısının yapılması için tıpta, istenilen özelliklerde ürünlerin elde edilmesi için tarımda da kullanılmaktadır. Bunun yanı sıra çevre kirliliğinin önlenmesinde, madencilikte ve pek çok alanda biyoteknoloji ve genetik mühendisliğinin çalışmaları sayesinde daha ucuz, daha kolay bulunabilen ve daha verimli ürünler elde edilebilmektedir.

Biyoteknoloji Uygulama Alanları

Gen Aktarımı

• Bir canlının hücresinden alınan DNA’nın bir bölümündeki geni farklı diğer bir canlının DNA’sına aktarılmasına gen aktarımı adı verilir.
• Gen aktarımı yöntemi ile bir gen, bir canlı türünden diğerine aktarıldığında, geni aktarılan canlının kendine özgü özellikleri diğer canlıda ortaya çıkar. Yani aktarılan gene ait özellik taşındığı canlıda kendi etkisini gösterecektir.

Örnek

• Ateş böceğinden etrafa ışık saçmasını sağlayan gen tütün bitkisine aktarıldığında tütün bitkisi de aynı ateş böceği gibi etrafa ışık saçmaktadır.
• İnsanda insülin üretimini sağlayan genin bir bakteriye aktarılarak bakteriden insülin hormonu üretmek.
• Köpek balığından alınan soğuğa karşı dayanıklılık geni domatese aktarılarak domatesin soğuk iklimde yetişebilmesi.

Gen Tedavisi

• Zararlı genleri etkisiz hale getirmek ve tedavi etmek amacıyla tedavi edici genlerin hastalara aktarılmasına gen tedavisi adı verilir.
• Gen tedavisinde çeşitli mikroorganizmalar kullanılabilmektedir. Örneğin; virüsler gen tedavisinde genin aktarılması amacıyla kullanılır.
• Gen tedavisi yöntemi ile kanser gibi bazı hastalıklar ve kalıtsal hastalıkların olumsuz etkileri ortadan kaldırılabilmektedir.

Klonlama

• Seçilen bir canlının ya da herhangi bir özelliğin birçok kopyasının üretilmesine klonlama denir. Kısaca canlıların genetik olarak kopyalanmasıdır.
• İlk genetik klonlama işlemi kurbağa üzerinde gerçekleştirilmiştir.
• Memeli canlılarda ilk klonlama Dr. Ian Wilmut tarafından 1996 yılında, Dolly isimli bir koyun üzerinde gerçekleştirilmiştir.
• Bir koyunun vücut hücrelerinden bir tanesinin çekirdeği özel yöntemlerle çıkarılarak yine başka bir koyundan elde edilen, çekirdeği çıkarılan yumurta hücresine yerleştirilmiştir. Elde edilen bu yumurta hücresi de başka bir koyunun rahmine yerleştirilerek vücut hücresinin çekirdeğinin çıkarıldığı koyunun kopyası elde edilmiştir.
• Tek yumurta ikizleri doğal klon örneğidir.

İnsan klonlama etik sorunlar getirmesinden dolayı birçok Avrupa ülkesi tarafından yasaklanmıştır.

DNA Parmak İzi

• Canlının vücut parçalarından alınan DNA’nın diziliminin belirlenmesidir.
• Olay yerinde kalan saç, deri, kemik gibi vücuda ait küçük bir parça DNA dizilimini bulmak için yeterlidir. DNA, parmak izi gibi her insanda farklılık gösterir.
• Adli suçlarda, babalık testinde ve kalıtsal hastalıkların belirlenmesinde DNA parmak izinden yararlanılır.

Genetik Islah (Geleneksel Islah)

• İstenilen özelliklere sahip olan canlıların seçilip eşleştirilmesi ile istenilen özellikleri taşıyan yeni bireylerin elde edilmesine genetik ıslah adı verilir. Kısaca genetik ıslah, üstün özelliklere sahip olan canlıların bu özelliklerinin başka canlılarda toplanarak daha verimli canlılar üretilmesini sağlar.  Bu uygulama tarım ve hayvancılıkta kullanılır.
• Bu çalışmalar çok uzun zaman alır. Ayrıca genetik ıslah yöntemiyle istenilen genlerin yanında, istenmeyen genler de aktarıldığından istenmeyen özelliklere sahip canlılar da üretilir.
• Sadece ata canlının genetik bilgisiyle çalışıldığı için geleneksel ıslah çalışmaları sınırlıdır.

Örnek

• İnsanlar, nesiller boyunca uzun bacaklı atları birbirleriyle çaprazlayarak daha hızlı koşabilecek atlar elde etmeye çalışmışlardır ki bu da çok uzun zaman almıştır.
• Mısır bitkisi 7000 yıl önce New Mexico’da yerliler tarafından bulunmuştur. Boyu ortalama 12-13 cm uzunluğunda olan mısır bitkisi, yerliler tarafından uzun boylu olanların tohumları alınarak ekilmiş ve bunlardan daha uzun boylu mısır bitkileri ve daha çok tohuma sahip mısır koçanları üretmişlerdir.

Bir önceki konumuz olan adaptasyondaki yapay seçilim konu anlatımına bakmanızı tavsiye ederim 🙂

Aşılama

1. Suni Tohumlama

• Doğal yöntemlerle çocuk sahibi olamayan kişilerin aşılama yöntemi ile gebelik şansı artırılabilir ve çocuk sahibi olabilirler.
• Aşılamada tüp bebek yöntemi ve mikro enjeksiyon yönteminden yararlanılabilir.
• Tüp bebek yöntemi, yumurtalıktan toplanan yumurtaların erkekten alınan spermler ile laboratuvar ortamında birleştirilmesi ile elde edilen embriyoların anne rahmine aktarılması işlemidir.
• Mikro enjeksiyon yöntemi, sperm hücreleri yumurta hücrelerini doğal olarak dölleyemediği zaman, özel bir aşı ile sperm hücresinin genetik bilgisinin yumurta hücresine aktarılması işlemidir.
• Aşılama genellikle; sperme ait yapıların bozukluğu, spermin hareketsizliği ya da yumurta zarının kalın olduğu durumlarda uygulanan bir yöntemdir. Sonuç olarak aşılama ile embriyo oluşturma oranı artar.

2. Bitkilerde Aşılama

• Verimli bir bitkiye ait tomurcuk veya dalın verimsiz bir bitkiye aktarılarak burada büyümesidir.
• Bitkilerde aşılama yöntemi bitkilerde tohumsuz üremeyi sağlar.
• İlk aşılama milattan önce Hipokrat döneminde yapılmıştır.

3. Hastalıklara Karşı Aşılama

• İnsan ve hayvanlarda hastalık yapan mikroplara karşı aşı yapılır. Aşı içerisinde ölü veya etkisiz hale getirilmiş mikroorganizmalar bulunur. Aşı sayesinde vücut, mikropları tanıyarak savunma mekanizması geliştirir.
• Hepatit B aşısı biyoteknolojik yöntemle üretilmiştir.

Genetiği Değiştirilmiş Organizmalar (GDO)

• Bir canlıdaki seçilmiş genetik özelliklerin kopyalanarak bu özellikleri taşımayan başka bir canlıya aktarılması sonucu üretilen canlılara, genetiği değiştirilmiş organizmalar (GDO) denir.
• GDO (Genetiği Değiştirilmiş Organizmalar) biyoteknoloji ürünüdür.

Biyoteknolojinin Olumlu ve Olumsuz Yönleri

Biyoteknolojinin Faydaları

• Biyoteknolojiyle birlikte yeni ilaçlar üretilmektedir.
• Hastalıkların teşhisinde ve tedavisinde fayda sağlar.
• Bazı hormon, antibiyotik  ve vitaminler üretilmesini sağlar.
• Besin miktarının artırılması ve içeriğinin zenginleştirilmesini sağlar.
• Canlılardan bazı zararlı genlerin çıkarılmasını sağlar.
• Yeni, verimli, sağlıklı ve kaliteli bitki ve hayvanların üretilmesini sağlar.
• İnsanlarda zarar gören doku ve organların yapay doku ve organla değiştirilmesine olanak sağlar.
• Kirli suların arıtılmasında biyoteknoloji ürünü bakteriler kullanılmaktadır.
• Biyoteknoloji sayesinde bitkiler ve hayvanlar hastalıklara karşı dirençli / dayanıklı hale gelir.
• Daha üretken ve sağlıklı canlılar üretildiği için gübre ve ilaç kullanımı azalır ve bu sayede çevremiz temiz kalır.
• Besinlerin alerjik özelliklerinin azaltılmasını sağlar.
• Genetik hastalıklara karşı gen tedavisi yöntemi ve kök hücre tedavisi kullanılmaktadır.
• Sebze ve meyvelerin raf ömrünün uzatılmasını sağlar.

Biyoteknolojinin Zararları

• Biyolojik silah yapımında kullanılır.
• GDO ürünler insanlarda artmış alerjik reaksiyon riskine ve başka hastalıklara neden olmaktadır.
• GDO’lu ürünler dünyada DNA kirliliğine sebep olmaktadır. Doğal ürünler gün geçtikçe azalmaktadır.
• Ekolojik dengenin bozulmasına sebep olmaktadır.
• Biyoteknoloji ile elde edilen tohumlar kısır olmaktadır.
• Biyoteknoloji canlılarda mutasyona sebep olabilmektedir.
• Biyoteknoloji gücünü elinde tutan şirketler ve ülkeler gelir dengesizliğine sebep olmaktadır.
• Antibiyotik direnç genlerinin hastalık yapıcı mikroorganizmalara geçmesi durumunda, bu bakterilerin neden olduğu enfeksiyonların kontrol altına alınması zorlaşmaktadır.

Gelecekte Biyoteknolojik Uygulamalar

• DNA diziliminin yapay olarak kodlanması sonucu yapay türler elde edilebilir.
• Klonlama normalleştirilerek birçok canlı klonlanacak.
• Sera gazlarını yok eden sentetik canlılar meydana getirilecek.
• Hasar görmüş organ yenisi ile değiştirilebilecek.
• Anne ve babalar istedikleri özellikte bebeklere sahip olabilecek.
• Hastalıklar meydana gelmeden önce belirlenerek tedavi edilebilecek.
• Topraksız ve çiftçisiz tarımla birlikte besin üretilecek.

Biyoteknolojiyi daha iyi kavramanıza yönelik film önerisi: Gattaca (İzleyenler yorumlarda buluşalım)