YENİ GENLER HÜCREYE NASIL SOKULUR?
Hücrenin içine yabancı DNA koymanın üç yolu vardır. Bir vi • rüsü bir “Truva Atı” olarak kullanarak DNA yı taşıması sağlanabilir. (solda); veya DNA nın bir kısmı hücrenin kendisi tarafından içine alındıktan sonra hücre kültürlenir (ortada); veya DNA doğrudan hücre çekirdeğine zerk eîilir.
Gen nükleotit yapı
taşlarından sentezle nir.
AAA/WVWVV
Gen virOs DNA’sına dahil edilir, kültürlen-miş hücreler virüsle en-^ fekte edilir.
VVVNAAAAAAAA
■ I
^■^öen, kültürlenmiş bir hücS renin veya döllenmiş bir yumurtanın içine doğrudan zerkedilir.
Gen, hücresel DNA’dan r««l-riksiyon enzimleri ile k* silip çıkarılır.
Eğer gerekiyorsa, ganin daha çok sayıda kopyasının elde edilmesi için bir bakteri veya virüsün DNA’sına sokulur, bakteri veya virüt çoğaldıktan sonra go*1» izole edilir.
Gen, kültürlenmiş hücrelerin üzerine kalsiyum fosfatla çökertilir.
($)
/Gövdesinin her bir h< resindeV yabancı g* içeren ve kısır oln yan biryıayvan
Kromozomların çeşitli konumlarında yer alan geni içeren, kültürlenmiş hücre kümeleri,__
kim sorunlar doğurmaktadır; ancak Berg’in grubu da virüsün genlerini değiştirerek, yine bu amaç için kullanılabilecek olan; fakat zararsız yeni virüs tipleri geliştirmekte. Virüs kullanmaktan başka, bir genin hücrenin çekirdeğine girmesini sağlamanın çok basit ancak pek verimli olmayarç bir diğer yolu ise geni içeren DNA’yı doğrudan hücrenin üzerine kalsiyum fosfatla çökeltmektir.
DNA’ııın hücre içine girmesini sağlamak için hangi yöntem kullanılırca kullanılsın, DNA bir çekirdeğe girdikten sonra ‘kendiliğinden kromozomlarla bütünleşiyor. Ancak şimdilik, bu bütünleşmenin nerede olacağı ve genin kaç kopyasının bütünleşeceği üzerinde, araştırmacıların fazla bir denetimi yok.
Şu sıralarda, moleküler genetikçilerin anlamayı en çok arzu ettikleri nokta ise, bir genin ortamı ile etkileşimidir. Bir sinir hücresiyle bir kas hücresi, aynı kalıtsal enformasyonu taşımasına karşın, neden bu kadar farklı şekilleri ve işlevleri var? Hücrelerde bir özelleşme olabilmesi için, her birinde farklı genlerin çalışması gerekir. Bilim adamları, genetik mühendislik yöntemleriyle genleri kendilerine yabancı
ortamlara koyarak, onların davranışlarının n değişeceğini anlamak istiyorlar.’
Genlerin kontrolü ile ilgili olarak, kültür rniş hücrelerle yapılan deneylerle pek çok öğrenilebilir; ancak bu konuya daha da geri ci bir yaklaşım, genlerin doğrudan canlı I vanlara sokulmasıdır. Oxford Üniversitesi bunu başaran bir grup, sıçanlardan yeni döl miş yumurtalar alıp, bunların çekirdekle içine beta-hemoglobin genini zerkettiler. Bu başka bir sıçandan değil, bir tavşandan edilmişti. Yumurtalar, daha sonra sıçanları» himlerine geri konup, gelişmelerine izin ve Doğduktan sonra, bu sıçanların bazıları oö çıkarılıp, karaciğerlerindeki DNA incelendi? birkaç hayvanın yabancı geni taşıdığı bul Üstelik, bu sıçanların alyuvarlarında da tı kökenli beta-hemoglobin bulunduğu sap’ Yani, yabancı gen sadece bir DNA zincir rak sıçan hücrelerinde kalmamış; ayrıca varlarda bir proteinin üretimi için kullan miştir. Asıl ilginç nokta ise, bu deneyde ü olan sıçanların yavrularında da tavşan be moglobin geninin bulunmasıdır. Bu alan< pılan araştırmaların, korkutucu olasılıklar
s
f f
[(/rc(
rİc^
Y Ar /’./
> r
V /1*’:: ■** r i>İ »’
•İrU 1 ’•* HV,
Orak hücre kansızlığı olan insanlarda alyuvarlar, oksijen konsantrasyonu düştüğünde normal şekillerini kaybederek pörsürler. (solda). Bu kusur tek bir çekinik (resesif) gen yüzünden ortaya çıkar.
Bu tür kusurlu genler genetik mühendislik tarafından onarılabilecek mi?
Bir memelinin kalıtsal malzemesinin bir diğer memelininkiyle kaynaştırılabile-ceğinin delili. Bu kromozomlar fare ve sı-çanınkilerin melezleridir. (Sağda).
ında beliren kuşkular bu yüzdendir.
Beta-hemoglobin üzerinde araştırma yapıl-nasının başlıca nedeni, Akdeniz Bölgesi insancını astlanan bir kalıtsal kan hastalığı olan alasen de, bu proteinin hatalı olarak yapıl-nasıdır. Genetik mühendisliğinin ilk tıbbi uygu-)ma denemesi, Kalifornia’da Martin Cline’ın iki astadaki beta-sıfır talasemisini tedaviye çalış-lası ile olmuştur. Cline, hastaların kemik ili-inden bir miktar hücre alıp, bunların içine nor-ıal beta-hemoglobin genini koydu. Bu gene yrıca eklediği virüs kökenli ikinci bir gen ile, u değişmiş hücrelerin normal ilik hücrelerine lyasla daha hızlı üremesini sağladı. Değişime ğramış hücreler, sonra tekrar hastaların kemik iğine zerkedildi. Cline’ın umduğu, bu yeni ilik ücrelerinin daha hızlı çoğalarak, eskilerin yer-îrini almaları ve böylece, vücutta sadece nor-lal hemoglobini! alyuvarların oluşmasını sağla-
• Bir radar anteninin yatımdayken
tıkırtılı sesler, vızıltılar, hışırtılar işiten insanların telaş içinde doktora başvurmalarına gerek yoktur. Duydukları, büyük olasılıkla mikrodalgalardır. Araştırmacılara göre bu gürültüler, kulak taralından nlgıln-nan basınç daldalarımn ııcclm nldnmı rnH.
inaktı. Ancak her nedense, bu deney İstenilen sonucu vermedi. Bu arada böylesine ahlaki bo yutları olan bir deneyle ilgili olarak yetkili mercilerden izin almadığı için de, Cline’ın başına pek çok dert açıldı. Buna rağmen, Cline’ın çalışması, ilerde gen tedavisinin nasıl bir gelişme izleyeceği konusunda bize bir fikir verebilir.
Genetik mühendisliğinin, tarımda daha geniş uygulama bulması beklenebilir. Her ne kadar bu sahadaki çalışmalar, daha emekleme çağındaysalar da, önemli tahılların verimini arttır-njak konusunda çeşitli öneriler var. Fikirlerin en gerçekleşebilir görünenleri bazı genlerin değiştirilmesini ya da onlarda ufak değişimler yapılmasını önermektedir. Örneğin, fotosentezdeki bazı enzimlerin yapımından sorumlu genler, daha verimli enzimlerin genleri ile değiştirilebilirler. Böylece de, daha üretken bir bitki türü elde edilmiş olur. Bir diğer fikir ise, bitkilerdeki çeşitli depo proteinlerinin genlerini değiştirerek, insan beslenmesine gerekli olan aminoasitler-den daha çok içeren proteinlerin üretimini sağlamak. Daha cesur bir öneri de, bakterilerin havadaki serbest azotu kullanmalarını sağlayan genlerinin, bu yetenekten yoksun olan bitkilere aktarımıdır. Bu başarılınca, bitkiler gübreye ihtiyaç duymadan çok yüksek bir verimle büyüyebileceklerdir.
Bazı kişiler için, genetik mühendislik tekniklerinin hayvanlar ve bitkiler dünyasına girmesi, telaşlanmak için yeterli sebeptir. Özellikle, hayvan yumurtaları ve eşey hücrelerinin genleri ile oynayabilme olanağı, “ısmarlama” insanların ve hayvanların tasarımı gibi, dehşet verici fikirleri akla getirmektedir. Çok şükür ki, bu tekniklerin tıbbi ve tarımsal uygulamaları, korkusuz savaşçılar veya uysal kölelerin üretiminden çok daha pratik olacağa benziyor.
Bütün bu tekniklerin uygulanmasını sınırlayan en başta gelen sorun, şu anda henüz hücreye giren genlerin faaliyetleri üzerinde bir denetim olmamasıdır. Ayrıca, normal büyüme ve gelişme sırasında, genlerin faaliyetleri hakkında da pek bir bilgimiz olmadığı için, bu geliş, meyi nasıl belirli bir şekilde etkileyebileceğimizi de bilememekteyiz. Ancak teknolojinin ilkelliğine ve üstesinden gelinmesi gereken sorunların çokluğuna rağmen, gen denetimi üzerindeki araştırmalar sürmektedir.
Genetik mühendislik tekniklerinin yüksek seviyeli organizmalara (insan dahil) uygulanma sı, tıbbi ve tarımsal pek çok kazançların yanışını, potansiyel tehlikeler de vaadetmektedir.