Biyoteknoloji “Özel bir kullanıma yönelik olarak ürün veya işlemleri dönüştürmek veya meydana getirmek için biyolojik sistem ve canlı organizmaları veya türevlerini kullanan teknolojik uygulamalar” olarak tanımlanmaktadır. Biyoteknoloji tıbbi ve tarımsal konularda yeni bir çığır açmıştır. Özellikle tıbbi biyoteknolojide yaşanan gelişmeler neticesinde hastalıkların teşhis ve tedavisinde büyük mesafeler kat edilmiştir. Tarımsal biyoteknolojideki gelişmeler sayesinde üretim ve çevre korunmasında faydalı olabilecek gelişmeler de olmuştur.



Modern biyoteknoloji ise “rekombinant DNA, nükleik asitlerin hücre veya organellere doğrudan enjeksiyonu, farklı taksonomik gruplar arasında uygulanan hücre füzyonu gibi tabii fizyolojik çoğalma ve rekombinasyon engellerini ortadan kaldıran ve klasik ıslah ve seleksiyon yöntemlerince kullanılmayan İn vitro nükleik asit tekniklerinin tamamı” olarak tanımlanmaktadır. Modern biyoteknoloji araştırmaları genellikle, üniversiteler, özel sektör ve kısmen de kamu kuruluşları tarafından yürütülmektedir. Elde edilen sonuçların kullanılır hale getirilmesi ve çok büyük bir pazarının olması, bu alanda dev özel sektör kuruluşlarının yatırım yapmasına neden olmuştur.

1970’lerin başından itibaren geliştirilen modern biyoteknoloji teknikleri ile, canlıların genetik yapısında geleneksel ıslah metotlarıyla ve doğal üreme-çoğalma süreçleriyle elde edilemeyen değişiklikler yapılmasını da mümkün kılmıştır. Bir canlı türüne başka bir canlı türünden gen aktarılması veya mevcut genetik yapıya müdahale edilmesi yoluyla yeni genetik özellikler kazandırılmasını sağlayan bu modern biyoteknoloji tekniklerine gen teknolojisi, Gen teknolojisi kullanılarak doğal süreçler ile edinilmesi mümkün olmayan yeni özellikler kazandırılmış organizmalara da “Genetik Yapıları Değiştirilmiş Organizma (GDO)= Genetically Modified Organisms (GMO)” veya uluslararası kullanımı ile “Living Modified Organism (LMO)= Değiştirilmiş Canlı Organizmalar" adı verilmektedir. Ülkemizde ise genetik yapısı değiştirilmiş tarımsal ürünleri ayırmak için genel bir isim olarak “Trasgenik ürün” tabiri kullanılmaktadır.



Modern Biyoteknolojik çalışmaların basamakları sırasıyla, istenen genlerin bulunması, karakterize edilmesi, izolasyonu ve hedef türe aktarılmasıdır. Modern Biyoteknolojinin tarifine giren teknolojilerin tamamı günümüzde canlı organizmalarla ilgili çalışmalarda rutin olarak kullanılabilir hale gelmiştir. Bu kullanıma, biyoteknolojinin son safhası olan doğrudan gen transferi, insan ve hayvan kopyalama da dahildir.



Modern Biyoteknoloji en geniş kullanım alanını tarım ve hayvancılıkta bulmuştur. Yüksek miktarda ve kalitede ürün almak amacıyla geleneksel kültür çeşitlerinin veya bunların yabani akrabalarının genetik yapıları değiştirilmektedir. En çok üzerinde çalışılan özellikler, hastalıklara ve zararlılara karşı dayanıklılık, yabancı ot ilaçlarına dayanıklılık, meyve olgunlaşma sürecinin değiştirilmesi, raf ve depolama ömrünün uzatılması ve aromanın artırılmasıdır. Gen transferinde en başarılı olunan bitkiler Domates, patates, mısır, soya fasulyesi, pamuk, tütün ve kolza'dır
...Modern Biyoteknoloji çeşitli hastalıkların teşhisi ve tedavisinde alternatif kit ve ilaçlar sağlayarak tıp dünyasına girmiştir. Biyoteknoloji uygulamaları insan hastalıklarının tedavisinde özellikle kanser ve genetik hastalıkların tedavisinde, bu hastalıkların kaynaklarının belirlenmesinde kullanılmaktadır. En yoğun kullanım alanı ise aşı üretimidir.

Modern Biyoteknoloji insanların genetik yapısının belirlenmesine olanak sağlamaktadır. Böylece ileri teşhis yöntemleri geliştirilebilmekte ve hastalık sebepleri daha kolay belirlenebilmektedir. Genetik işaretleyicilerin kullanımı ile en uygun tedavi yöntemi seçilmektedir. Yeni ilaçların test edilmesi ve geliştirilmesinde kolaylık sağlamaktadır.



Yaklaşık 4000 genetik bozukluk tek bir gende olan eksiklikten kaynaklanmaktadır. 1980’lerin başında modern biyoteknoloji gen terapisi uygulamaları ile tıp dünyasına girdi. Gen terapisi öncelikle kan bozuklukları gibi tek gene bağlı hastalıkların tedavisinde kullanıldı. 2005 yılı itibariyle bu tür bozuklukların teşhisinde büyük mesafeler kaydedilmiş olacaktır. 1990’ların başından itibaren gen terapisi sonradan edinilen hastalıkların tedavisine kadar genişledi. Günümüzde gen terapisi çevresel faktörlerin de dahil olduğu çok faktörlü ve birden çok gene bağlı hastalıkların tedavisinde de uygulanma potansiyeline sahiptir. Gen terapisi amaca göre somatik hücrelerde uygulanarak kalıtsal özellik taşımaz veya üreme hücrelerinde uygulanarak kalıtsal olması sağlanır. İlaç sektörü laboratuarlarda üretilmiş organizmalara gen aktarımı yoluyla gen terapisini biyo-ilaçlar haline getirdiler. Böylece biyoteknoloji insulin ve büyüme hormonu başta gelmek üzere çeşitli proteinden olma ilaçların geliştirilmesinde ve üretiminde kullanılmaya başlandı. Şeker hastalığı, hemofili, kan bozuklukları, büyüme bozuklukları ve sistik fibrosis tedavileri biyoteknoloji ile kolaylaştırıldı.

Modern biyoteknoloji metotları aşı üretiminde de kolaylık sağladı ve aşı üretiminde yaşanan miktar sorununu ortadan kaldırdı. Özellikle hepatit B aşılarının rekombinant DNA teknolojisi kullanılarak üretimine başlandı.



Günümüzde, az gelişmiş ülkelerde ciddi halk sağlığı problemlerine yol açan tifo, sarılık gibi bulaşıcı hastalıklar için de biyoteknoloji kullanılarak aşılar üretilmektedir. Ayrıca enfeksiyon yapan hastalık etmenleri önceden belirlenebilmektedir. Bu gelişmeler viral bulaşma riskinin azaltılmasını da beraberinde getirdi. Biyoteknoloji mevcut teknolojilerle üretilemeyen aşıların üretimine olanak sağlamıştır. Günümüzde biyoteknolojik yollarla üretilen ilaçlar halihazırda dünya ilaç üretiminin %5’ini oluşturmaktadır. 2005 yılında bu oranın %15’e çıkması beklenmektedir. Piyasaya çıkan her 50 ilaçtan 10-15’i biyoteknolojik yöntemlerle geliştirilmiş ve üretilmiştir. 1990’ların başından itibaren 100 adet biyoteknolojik yollarla geliştirilmiş ilacın klinik deneylerine başlanmıştır. Mevcut ilaçlarla tedavisi mümkün olmayan bazı ilaçlar için biyoteknolojik yollarla geliştirilmiş 200-300 bileşim tedavide kullanılmaktadır. İlaçlarla ilgili alınan patentlerin %63’ü ABD ve Kanada, %25’i Avrupa, %7’si Japonya’da ve kalan %5’i diğer ülkelerde geliştirilmiş ilaçlara aittir.

Modern biyoteknoloji teknikleri mikroorganizmaların dizinsel ve işlevsel özelliklerinin araştırılmasında kolaylıklar sağlamıştır. Böylece mikroorganizmalara gen transferi yapılarak yeni özellikler taşıyan mikroorganzimaların genetik inşası özellikle çevre sektöründe biyolojik temizleme (bioremediation) ve koruma çalışmalarında uygulama alanı bulmuştur.



Dünya ticaretinde biyoteknolojik ürünlerin pazar payı hızla artmaktadır. Bu yöntemle büyük ölçekli üretim yapılabilmesi ve ayrıca, biyoteknolojik ürünlerin üretilmesi için gerekli teknolojik gelişmenin patent haklarının saklı tutulabilmesi nedenleriyle ticari kazancın boyutları da hızla artmaktadır. Modern biyoteknoloji yöntemleriyle elde edilen ürünlerin yaklaşık %74'ü ABD'de, geriye kalanı ise Arjantin (%15); Kanada (%10); Avustralya, Meksika, İspanya, Fransa Güney Afrika ve Çin Halk Cumhuriyeti'nde (%1) üretilmektedir. Bugün için, modern biyoteknoloji yöntemleriyle üretilen yaklaşık 80 adet genetik ürünün uluslararası ticarete konu olduğu bilinmektedir. Yapılan araştırmalar, 1998 yılında biyoteknolojik yöntemlerle üretilen bitkilerin tüm satışlarının 1,5 milyar dolar civarında olduğunu, bu ürünlerin 1995-1998 dönemindeki satış gelirlerinin % 20 oranında arttığını göstermektedir. Bu trendin devam etmesi halinde, sözkonusu bitkilerin tüm satışlarının bu yıl 3 milyar dolara, 2005 yılında 8 milyar dolara, 2010 yılında ise 25 milyar dolara ulaşabileceği tahminleri yapılmaktadır. Biyoteknolojik ürünlerin tamamında, orta ve uzun dönemde, 100-150 milyar dolarlık potansiyel bir ticaret hacminden söz edilmektedir.

Kaynak: Devlet Planlama Teşkilatı VIII. Beş Yıllık Kalkınma Planı (2001-2005) Biyoteknolji Sunumu, DPT, (1999).

BİYOTEKNOLOJİ

Artık fizik için veda şarkıları yazmanın zamanı geldi. Silikonu bilgisayara çeviren, atomu paramparça eden fizik, yerini olağanüstü ve etkiliyici bir bilim dalına bırakıyor: Biyoteknoloji.
1897 yılında elektronun icadının hemen arkasından teknoloji ve buna bağlı tüm bilim dallarında bizi bugüne getiren bilim dalı fizik; emekli olmak üzere. Ancak unutmamak gerekir ki fiziğin desteğiyle biyoteknoloji bugünkü tahtına oturdu. İnsan ırkı artık hastalıkların tedavisinde fizikten fazla destek almayacak. Biyoteknoloji ve genetik bilimi tıpta ve tedavide söz sahibi oluyor. İnsan ırkı 3 milyar çift kimyasal koda sahip 100 bin genin DNA'mızda gizli olduğunu buldu ve bunları teker teker açığa çıkartarak her bir çiftin bir hastalığa ya da genetik bozukluğa çare olabileceğini keşfetti.
Yüzyılın başından bu yana hemen herşeyin çaresini ilaçlarda veya iğnelerde arayan tıp ve buna bağlı olarak fizik yavaş yavaş kabuk değiştiriyor. 1918 yılındaki grip salgınının 20 milyon kişinin hayatına mal olmasının ardından antibiyotiklerin üzerine giden ve daha pek çok hastalığın çaresini ilaçlarda arayan bilim dalları bunda oldukça da başarı sağladılar. Ancak işin rengi değişiyor. 20'inci yüzyılın ilaçları pek çok hastalığa çare olsa da, sağlıklı insanların yaşam sürelerini uzatabilmede pek yol katedemedi. Gelecek neslin ise genetik mühendisleri sayesinde böyle bir şansı olacak. Çocuklarımız, (belki ürkütücü ama heyecan verici) kendi çocuklarının cinsiyetlerini, davranışlarını ve hatta zekalarını daha onlar doğmadan, cenine programlayabilecek. Kendilerini kopyalayabilecek veya çok beğendikleri bir ünlünün tüm özelliklerini embiryolara nakledebilecekler. 5 milyon yıllık insanlık tarihi içinde insanların maymundan ayrışarak bugüne evrimleşmesini sağlayan DNA moleküllerindeki değişim, sadece yüzde 2 dolaylarında. Ancak önümüzdeki yüzyılda yeni yaşam biçimleri yaratmak tamamen elimizde olacak. Bu yaşam biçimlerine kendi isteklerimiz doğrultusunda şekil verebilecek seviyeye gelmiş bulunuyoruz.

FRANKENSTEIN'IN AHLAK DERSİ: Dr Frankenstein kendi canavarını yarattığı zaman bir vicdan ve ahlak problemiyle karşılaşmıştı. Soru şuydu; "Sadece kendi nefsimi tatmin etmek için bütün bir insan ırkının lanetini üstüme almalımıydım?". 2000'li yıllarda da bu soru pek çok kez sorulabilir. Ancak genetik bilim yedek organ yaratmak ve şifa dağıtmak amacıyla yola çıkıyor. Hastalıklı her organın yenisiyle değiştirilebileceği, hiç bir yapay mekanizmanın veya suni organın vücuda monte edilmeyeceğini göz önüne alırsak, Frankenstein'ın ahlak ikilemi önemsiz kalabilir gibi görünüyor.
Biyoteknik çağ bize kendi öz güvenliğimizi sağlamamız için de pek çok fırsat veriyor. Genetik verilerimiz bizim isteğimiz dışında kopyalanamayacak veya çoğaltılamayacak. Yani DNA kodlarımızın her hakkı bizde mahfuz.
20'inci yüzyılda bilgi işlem teknolojisi ile biyoteknoloji bir arada oldukça da uyumlu çalışarak bir devrim yarattılar. Ancak bu paragrafa kadar anlattıklarımız biraz bilim kurgu oldu, şimdi biyoteknolojinin bugününe göz atalım biraz.

DNA HARİTASI YARIŞI: Bundan on yıl kadar önce ortaya atılan proje hala ayakları üzerinde duramasa da emekleme dönemini aşmış bulunuyor. Projenin özünde 10 milyar çift DNA kimyasal yapısında barındırılan ve bizi biz yapan özelliklerin haritalanarak saptanması ve bir sonraki nesile aktarılması yatıyor.
Bu biyokimyasal kopyalamanın amacı insan yaşamını tehdit eden (yaşlılık dahil) her şeye çare bulabilmek. En önemlisi ise kansere bir dur diyebilmek.
Naziler ve Rusların bu yarıştan düşmeleri ile birlikte herşey düzelmedi, insanlık Tanrı kavramıyla karşı karşıya kaldı. Ahlaki ve manevi değerler bu projenin her safhasında bilim adamlarının karşısına bir kaya gibi dikildi. Fanatik gruplar labovatuvarları dağıttı. Kilise bilim adamlarını aforoz etmekle tehdit etti. Ama proje hep ilerledi. Kendi kaynakları ile bir fon yaratan Celera Genomics Corp isimli bir genetik araştırma şirketi, oldukça da zeki bir bilim adamı olan Craig Venter başkanlığında geçtiğimiz bahar aylarında projenin 3 seneye kadar tamamlanacağını bildirdi.
Bugüne kadar 100 bin gen'in 4 bin kadarının haritasını çıkartmayı başaran bilim adamları insan DNA'sında arızalara açık olan hücreleri hedef aldılar. Öncelikli olarak bin beşyüz gen üzerine eğilindi. Bunların salgıladıkları proteinler incelendi. Bu bin beşyüz gen 46 kromozoma eş değer olarak gösteriliyor. Her kromozomun salgıladığı protein değerleri tek tek irdelendi. Buradan hareketle pek çok sonuca varılabildi.
Bu proje için 3 milyar dolarlık bir yatırım gerçekleştirildi. Önümüzdeki 10 yıl içinde insan hayatı içinde çok önemli olan genlerin hemen hepsi deşifre edilmiş olacak, yani tüm genlerin yüzde 10'u kadar bir değer arşivlenmiş olacak.
1866 yılında Avusturyalı botanikçi Gregor Meldel o hepimizin bildiði bezelye taneleri deneyini yaptı. Ancak deneyleri 30 yýl kadar bir süre kimsenin ilgisini çekmedi.
1882 yılında Alman embiryolog Walther Fleming kertenkele larvalarını mikroskobun altına yatırdı. Burada bir hücre bölünmesi olayını ilk kez izledi. Bu bölünmede arada iletişim sağlayan iplikçiklerin kromozomlar olduğunu saptadı.
1883 Charles Darwin'in kuzeni Francis Gulton seçici çoğalma hipotezini ortaya attı. Ve bunu savundu.
1910 Amerikalı biyolog Thomas Hunt Morgan meyve sinekleri üzerine bir deney yaptı. Cinsiyetin kromozomlarda belirlendiði gerçeðine ulaştı.
1926 Amereikalı biyolog Herman Mueller X ışınlarının meyve sineklerinin kromozomlarında mutasyon yarattığına şahit oldu.
1932 Atılımcý bir yayýn evi Aldous Huxley'in genetic mühendisliði ile ilgili çok teknik bir kitabýný yayýmladý.
1944 Bir bakteri üzerinde çalýþan üç bilim adamý Oswald Awery, Colin McLeod, Meclyn McCarty DNA'nýn bir protein olmadýðýný, canlýnýn temel yapý taþý olduðunu keþfetti.
1950 Ýngiliz bilim adamý Douglas Bevis aminoasitlerin Rh faktörü üzerindeki belirleyici etkilerini keþfetti. Bevis'in uyguladýðý bu teknik uzun süre doðum öncesi genetik bozukluklarýn saptanabilmesi için kullanýldý.
1953 Amerikalý biyokimyager James Watson ve Ýngiliz biyofizikçi Francis Crick DNA'nýn çift sarmal yapýda olduðunu ilan ettiler. DNA'nýn ayný zamanda genetik kod taþýyan bir molekül yapýsý olduðunu da belirttiler.
1964 Stanfordlu genetik bilimci Charles Yanofsky ve meslekdaþlarý, amino asitlerle proteinlerin DNA içerisinde nasýl bir dengede durduklarýný ilan ettiler.
1969 Harvardlý bir grup týp öðrencisi DNA'da bulunan ilk geni keþfetti. Bu þeker düzeyini belirleyen bir gen olarak genetik tarihine kaydedildi.
1970 Winconsin Üniversitesinden bir grup araþtýrmacý açýk bir yaradan DNA örneði almayý baþardý.
1973 Amerikalý biyokimyager Stanley Cohen ve Herbert Boyer bir karakurbaðasýndan aldýklarý geni, bir bakteri DNA'sýna aþýladýlar ve uyum saðladýðýný izlediler. Bu ilk genetik deney olarak tarihe geçti.
1976 Ýlk genetik kuruluþ olan Genentech Kaliforniya'da kuruldu.
1978 Genetech'li bilimadamlarý insandan ensülin genini kopyalamayý baþardýlar.
1980 Araþtýrmacýlar bazý yararlý bakterilerle genler arasýndaki protein alýþveriþini saptadýlar.
1980 Birkaç genetik mühendisi Martin Cline baþkanlýðýnda bir fareye baþka bir fareden iþlevsel genler aktarmayý baþardýlar. Hayvan haklarý savunucularý ayaklandý.
1982 ABD Saðlýk Bakanlýðý bir bakteriden üretilen ensülin iðnelerine onay verdi.
1983 Araþtýrmacýlar Huntington hastalýðýnýn yok edilmesi için gerekli kodlarý barýndýran bir gen keþfetti. Hastalýðýn ilerleme safhasý engellenebiliyor ama fiziksel bozukluklar giderilemiyordu. Hastalýðý tamamen ortadan kaldýrmayý 10 yýl sonra baþarabildiler.
1983 Kaliforniya karayolunda arabayla giderken, genetik mühendisi Kary Mullis polimer zincirleme reaksiyonunun nasýl olabileceðini keþfediverdi.
1984 Britain Üniversitesi'nden Alec Jefreys genetik parmakizi yöntemini keþfetti. Bu yöntemle parmakizleri yegane örneklemeler þeklinde bireylerin DNA'larýyla saptanabildi.
1985 Genetik parmakizi ilk kez bir suç araþtýrmasýnda kullanýldý.
1986 ABD Saðlýk Bakanlýðý ilk genetik mühendisliði aþýsýna insanlarda kullanýlmasý için izin verdi, aþý Hepatit B için üretilmiþti.
1988 Harvard Üniversitesi'nde göðüs kanserini yenebilen bir fare yetiþtirildi. Bu çalýþma o yýl ödül aldý.
1989 2005 yýlýna kadar Human Genome adýyla anýlacak olan DNA haritalama çalýþmalarý için 3 milyar dolarlýk fon ayrýldý. Projenin son bulma tarihi olarak 2005 hedef gösterildi.
1990 Human Genome projesi resmi olarak baþlatýldý.
1990 Amerikalý genetikçi W.French Anderson ilk olarak dört yaþýnda bir kýz çocuðu üzerinde gen müdahalesinde bulunarak baðýþýklýk sistemini çökerten ADA isimli hastalýðý düzeltmeyi baþardý.
1990 Sonucu felaketle biten bir genetik deneyi anlatan Michael Crichton'un Jurrasic Park romaný yok sattý.
1991 Kanserli ailelerin kadýnlarýna ait kromozomlar incelenmeye baþlandý. Mary-Claire King isimli bir genetik mühendisi 17 numara olarak adlandýrdýðý bir kromozomun kanseri gelecek nesillere taþýdýðýný keþfetti. Ayný kromozom yumurtalýk kanseri riskini de arttýyordu.
1992 ABD ordusu savaþlardan tanýnmayacak durumda dönen askerlerin kimliklerini kesin belirleyebilmek için DNA örneklerinden faydalanma yoluna gitti. Bu yönteme "köpek etiketleme" adý verilmesi þaþkýnlýk yarattý.
1993 Eþcinseller ve heteroseksüel erkekler arasýnda yapýlan bir DNA taramasýnda, eþcinselliðin anneden gelen X kromozomu yoluyla geldiði belirlendi. Ayný yýl genetik bir müdahaleyle anne rahminde hemofili (Çar hastalýðý olduðu saptanan bir bebeðe doðmadan müdahale edildi ve bebek saðlýklý olarak doðdu.
1993 Sadece 23 çift kromozomdan oluþan basit bir insan genleri haritasý yapýldý.
1995 Genetik olarak türetilmiþ yeni nesil bir domuz grubuna Baboon maymunlarýndan kalp nakledildi. Baboonlarýn kalpleride domuzlarýnkiyle deðiþtirildi. Amaç transgenetik plantasyonlarýn mümkün olabileceðini ispatlamaktý. Denek hayvanlarý sadece 2 ya da 3 saat hayatta kalabildiler.
1995 Eski futbolcu O.J. Simpson DNA parmak izi araþtýrmalarý sonucunda çifte cinayetle suçlandýðý davadan aklandý. Ancak kamu vicdaný bu delillere hiç inanmadý.
1997 Ýskoçya'da Roslin Üniversitesi'nde Dolly adý verilen bir koyun dünyaya geldi. Özelliði tamamen genetik olarak annesinin bir kopyasý olmasýydý.
1998 Biyolog Craig Venter 2003 yýlýna kadar insanlýða lazým olacak bütün genlerin haritasýnýn hazýr olacaðý müjdesini verdi.
1998 DNA analizi sonucu Monica Lewinsky'nin mechur mavi elbisesinin üzerindeki sperm lekelerinin Baþkan Clinton'a ait olduðu saptandý.
1998 Japonya'da Kinki Üniversitesi'nde bilim adamlarý tek bir inekten sekiz adet dana kopyalamayý baþardýlar.
2003 Human Genome Project adýyla bilinen proje bütün insan DNA'sýnýn haritasýný çýkarmak için hedeflediði tarih olarak bilim dünyasýnýn belleðine kazýndý.

Mesut Darendeli
Kaynak: Time Dergisi